Resumen
Objetivo
Este estudio examinó el efecto de 12 semanas de entrenamiento aeróbico y de resistencia simultáneo sobre los niveles del factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF), el rendimiento neuromuscular y la oxigenación cerebral en ejercicios de ciclismo a su propio ritmo en hombres mayores previamente desentrenados.
Métodos
Ocho hombres sanos no entrenados de entre 53 y 64 años realizaron una familiarización y una prueba de ciclismo a su propio ritmo antes del entrenamiento antes de 12 semanas de entrenamiento físico que combinaba ejercicio aeróbico y de resistencia. La contrarreloj de ciclismo a su propio ritmo comprendió un sprint de esfuerzo máximo de 30 s por cada 4,5 min de ritmo de menor intensidad durante un total de 25 min. Al completar 12 semanas de entrenamiento, se llevó a cabo una comparación de la prueba previa al entrenamiento analizada para BDNF sérico, rendimiento neuromuscular y oxigenación cerebral.
Resultados
El BDNF sérico disminuyó significativamente de 10,02 ± 4,63 a 6,96 ± 3,56 ng/ml después de 12 semanas de entrenamiento. También hubo una tensión fisiológica atenuada para un rendimiento comparable en ciclismo a su propio ritmo. A pesar de las respuestas fisiológicas positivas durante la contrarreloj, la estrategia de ritmo no se vio alterada en comparación con el preentrenamiento.
Conclusión
BDNF disminuye después de 12 semanas de entrenamiento simultáneo y podría reflejar neuroplasticidad para este tipo de estímulo de entrenamiento. El entrenamiento físico en hombres mayores previamente sedentarios puede producir multitud de beneficios físicos, que también pueden conferir un efecto neuroprotector. Sin embargo, se requiere entrenamiento específico para mejorar las estrategias de estimulación en hombres mayores previamente no entrenados.
Registro de ensayos clínicos
Número de registro de ensayos clínicos de Australia y Nueva Zelanda ACTRN12622001477718.
Introducción
El envejecimiento se caracteriza fisiológicamente por una disminución, aunque no exclusiva, del sistema cardiovascular.1) y sistemas musculoesqueléticos (2). Estos cambios fisiológicos relacionados con la edad también pueden estar asociados con enfermedades, discapacidades y, en última instancia, la muerte. Sin embargo, los beneficios de la actividad física para atenuar el impacto negativo del envejecimiento están bien documentados (3, 4). A partir de la tercera década de la vida, la sarcopenia puede intensificarse en la mediana edad, lo que puede ir acompañado de una pérdida de función y un aumento de la discapacidad, especialmente con una disminución de la actividad física.2). La disminución de la capacidad cardiovascular y la sarcopenia pueden explicar parte de la disminución del rendimiento físico, pero los atletas de mayor edad han mostrado disminuciones en la fuerza con el mantenimiento del área transversal del músculo.5). Por lo tanto, otros factores como la disminución del impulso motor central y la reducción del rendimiento neuromuscular periférico (6), y/o morfología muscular alterada (7) también puede contribuir a la disminución del rendimiento en el ejercicio.
Un componente adicional a considerar es el aparente deterioro cognitivo que ocurre con el envejecimiento, particularmente a medida que nos acercamos a la sexta década de la vida.8). Hay muchos aspectos del ejercicio que requieren capacidades cognitivas, especialmente con respecto a la toma de decisiones y las respuestas tácticas (9). La evidencia ahora indica que el ritmo de resistencia es una capacidad cognitiva (10) y que las decisiones sobre cómo distribuir la energía durante el desempeño son críticas. Esta es una consideración clave, ya que el ejercicio a un ritmo elegido por uno mismo depende en parte de los procesos cognitivos de toma de decisiones, como se muestra en los niños en edad escolar (11) y atletas (12). Es de suponer que este también sería el caso de los adultos mayores, pero falta evidencia empírica al respecto. Sin embargo, en nuestro estudio complementario anterior informamos que después de 12 semanas de entrenamiento mixto (aeróbico y de resistencia), los hombres mayores pudieron modular su estrategia de ritmo en ciclismo autorregulado en condiciones de calor (32°C, 68% de humedad relativa (%Rh)) (13). Por el contrario, el presente estudio observacional informa sobre el efecto de un entrenamiento similar sobre el rendimiento en contrarreloj en condiciones ambientales moderadas (21,8°C, 51% Rh). Aunque ahora hay evidencia que indica que la estimulación de resistencia se ve afectada por el deterioro de las capacidades cognitivas (14), hasta donde sabemos, esta capacidad cognitiva aún no se ha estudiado en adultos mayores entrenados o no entrenados. Si se cree que el ritmo de resistencia depende hasta cierto punto de las capacidades cognitivas, se deduce que los cambios centrales que afectan el mantenimiento y el crecimiento neuronal serían una parte integral de este proceso. Esta es una consideración importante ya que los adultos mayores también compiten en competiciones organizadas o realizan actividad física recreativa regular que se fomenta para mantener un estilo de vida saludable.
Las neurotrofinas son una familia de proteínas que ejercen acciones sobre las células del sistema nervioso a modo de mantenimiento y plasticidad (15). Se sabe que una molécula de neurotrofina particular, el factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF), modula la plasticidad sináptica (16) y desempeña un papel en el ejercicio, donde los aumentos en la tasa metabólica interactúan con cambios en la cognición. La evidencia sugiere firmemente que el ejercicio regular aumenta los niveles de BDNF y, por lo tanto, puede mantener la función cerebral y promover la plasticidad cerebral (3, 17). Aunque no se ha demostrado específicamente que el BDNF altere el desempeño de tareas físicas que requieren la toma de decisiones, como el ritmo adecuado, hay evidencia que sugiere que el BDNF influye en la toma de decisiones de manera más general.18) y que el ejercicio aeróbico agudo y habitual aumenta el nivel de BDNF periférico, pero existe poca evidencia de que el BDNF aumente con el entrenamiento de resistencia (19). Hasta donde sabemos, no hay evidencia de que el ejercicio aeróbico y de resistencia simultáneo altere los niveles de BDNF, pero presumiblemente esperaríamos aumentos con este tipo de entrenamiento. Como tal, la expectativa también sería que el entrenamiento aeróbico y de resistencia simultáneo mejoraría el ritmo en el ejercicio autorregulado dado el componente cognitivo potencial.
La espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) es una técnica no invasiva que se utiliza para evaluar los cambios en la oxigenación de los tejidos y controlar la oxigenación cerebral y la hemodinámica durante la activación funcional del cerebro. Cambios en la concentración de oxihemoglobina (O2La Hb) medida por NIRS es un índice del flujo sanguíneo cerebral y refleja la activación cortical durante las tareas motoras (20). En el músculo, la oxigenación NIRS se puede utilizar para detectar el flujo sanguíneo y proporcionar una indicación de O2 saturación (21) y la desoxigenación refleja el equilibrio entre O2 entrega y utilización (22). NIRS también permite la medición continua de (O2Hb) y hemoglobina desoxigenada (HHb) durante la realización de la tarea (23) y se ha empleado previamente para evaluar el reclutamiento neuronal prefrontal asociado con el ejercicio y la estimulación (24). Además de los posibles cambios en la oxigenación cerebral, también está bien documentado que el entrenamiento con ejercicio crónico conducirá a un mejor rendimiento neuromuscular, como lo demuestran los aumentos en el impulso neuronal.25).
Por lo tanto, el propósito de este estudio fue examinar el efecto del entrenamiento aeróbico y de resistencia simultáneo sobre los niveles de BDNF y si este cambio estaría acompañado por estrategias mejoradas de ritmo en hombres mayores previamente desentrenados. Un objetivo secundario fue examinar si los cambios en la oxigenación cerebral y el rendimiento neuromuscular mejorarían con el entrenamiento crónico en hombres mayores. Nuestra hipótesis fue que el entrenamiento crónico aumentaría los valores circulantes de BDNF y modularía la oxigenación cerebral y, en consecuencia, habría un mejor ritmo durante una prueba contrarreloj a su propio ritmo.
Métodos
Registro de estudios
El estudio se registró retrospectivamente en el Registro de ensayos clínicos de Australia y Nueva Zelanda (ANZCTR; número de registro ACTRN12622001477718). El ensayo se registró retrospectivamente porque los investigadores no consideraron que los resultados previstos tuvieran valor clínico. Más bien, el estudio originalmente tenía como objetivo refinar las medidas del rendimiento del ejercicio con respuestas para BDNF solo como un resultado secundario. Los autores confirman que no se han realizado más ensayos que incluyan la medición de BDNF y no se realizarán más ensayos relacionados con esta intervención. El diagrama de flujo de CONSORT que relaciona el reclutamiento, la asignación y el seguimiento se proporciona como Higo 1.
Participantes
Se reclutaron de la comunidad local entre los meses de julio y enero ocho hombres sedentarios con edades (media ± DE) 58,6 ± 4,2 años que no habían participado en ningún ejercicio regular durante más de 6 meses. Todos eran no fumadores sanos y no padecían ninguna patología o lesión conocida. Los participantes fueron clasificados como no entrenados según los niveles de rendimiento descritos por De Pauw et al. (26) que varían en clasificación del 1 al 5 (no entrenado, entrenado recreativamente, entrenado, bien entrenado y profesional). El estudio fue aprobado por el Comité de Ética en Investigación en Humanos (HREC) de la Universidad Charles Sturt. Después de una explicación detallada verbal y escrita del estudio, todos los participantes tuvieron la oportunidad de hacer cualquier pregunta, después de lo cual firmaron una carta escrita de consentimiento informado que fue aprobada previamente por el HREC. No se observaron ni informaron efectos adversos durante el transcurso del experimento y no hubo abandonos de participantes.
Diseño del estudio
El diseño del estudio se muestra en Higo 2. Los participantes asistieron a dos pruebas de laboratorio antes de comenzar el entrenamiento físico. El experimento fue un diseño cruzado aleatorio en el que el investigador principal asignó a los participantes al azar al ensayo inicial y luego los contrapesó para minimizar los efectos de orden. El protocolo se describió previamente en detalle en un artículo complementario (13). En la primera ocasión (prueba de familiarización), cada participante se familiarizó con la contrarreloj de ciclismo que comprendía un sprint de esfuerzo máximo de 30 s por cada 4,5 min de ritmo de menor intensidad durante un total de 25 min. Aunque los participantes autoseleccionaron las marchas y la cadencia a lo largo de los 25 min, la contrarreloj requirió que cubrieran la mayor distancia posible y estuvieran agotados al final de los 25 min, es decir, el ritmo seleccionado durante los 4,5 min debería haber sido el mismo. sido uno que fue máximamente sostenible durante toda la duración, teniendo en cuenta los 30 s de esfuerzo máximo inmediatamente siguientes. Los participantes permanecieron sentados durante todo el protocolo. Después de 7 a 10 días, el participante volvió a repetir el protocolo. El nivel de actividad física se mantuvo constante a través de un diario de actividad de 1 semana registrado al inicio y utilizado para recordar a los participantes antes de ensayos posteriores.
MVC = contracción voluntaria máxima; VA% = nivel de activación voluntaria; el cuadro transparente con la etiqueta L representa 4,5 minutos de ciclismo a menor intensidad; El cuadro gris sombreado con la etiqueta S representa 30 s de esfuerzo máximo de sprint.
Todas las pruebas se realizaron en un cicloergómetro (Velotron Pro, RacerMate Inc., Seattle, WA) que se calibró con la prueba Accuwatt™ (Velotron Coaching Software, versión 1.6.458, RacerMate Inc., Seattle, WA) antes de cada prueba. Las posiciones del sillín y del manillar se ajustaron para adaptarse a cada participante y los ajustes se registraron para pruebas posteriores. Todas las pruebas se realizaron a la misma hora del día en una cámara con clima controlado con una temperatura media de bulbo seco y una humedad relativa de 21,8 °C y 51 %, respectivamente (Questemp° 15 Area Heat Stress Monitor, Quest Technologies, Oconomowoc, WI). . Antes de cada prueba, se pidió a cada participante que mantuviera sus hábitos alimentarios constantes, con la ayuda de un diario de alimentos antes de la prueba previa al entrenamiento. Después de la prueba previa al entrenamiento, los participantes completaron 12 semanas de entrenamiento físico (que se describe más adelante). Al finalizar la última sesión de entrenamiento, los participantes regresaron al laboratorio para realizar el protocolo de ciclismo. El retraso medio entre la última sesión de entrenamiento…
