Resumen
La relación entre la fuerza muscular y el contenido mineral óseo (BMC) y la densidad mineral ósea (DMO) se supone a partir del supuesto de la influencia del estrés mecánico en el metabolismo del tejido óseo. Sin embargo, la relación directa no está bien establecida en los hombres más jóvenes, ya que la mejora de la fuerza capaz de producir cambios efectivos en la salud ósea, aún debe estudiarse más. Este estudio tuvo como objetivo analizar la influencia de la fuerza muscular en BMC y DMO en estudiantes de pregrado. Se evaluaron treinta y seis hombres (24.9 ± 8.6 a/o) para la composición regional y de todo el cuerpo por absorptiometría de rayos X de doble energía (DXA). Se evaluaron las pruebas máximas de repetición (1RM) en presas de banco plano (BP), LAT-Pull Down (LPD), Curl de piernas (LC), Extensión de la rodilla (KE) y ejercicios de Press 45 ° (LP45). La regresión lineal modeló las relaciones de BMD y BMC con la composición del cuerpo regional y los valores de 1RM. Medidas de dispersión y error (R2adj y se probaron el error estándar de estimación (ver)), configurando ρ en ≤0.05. El valor medio de la DMO para todo el cuerpo fue de 1.12 ± 0.09 g/cm2 y BMC alcanzó 2477.9 ± 379.2 g. La masa magra regional (LM) en las extremidades superiores (UL) (= 6.80 ± 1.21 kg) se relacionó con BMC y BMD para UL (R2adj = 0.74, p <0.01, ver = 31.0 gy R2adj = 0.63, ver = 0.08 g/cm2), y LM en Limbs inferiores (LL) (= 19.13 ± 2.50 kg) relacionados con BMC y BMD para LL (R (R2adj = 0.68, p <0,01, ver = 99.3 gy R2adj = 0.50, ver = 0.20 g/cm2). El 1RM en BP estaba relacionado con BMD (R2adj = 0.51, ver = 0.09 g/cm2), que fue la relación más fuerte entre los valores de 1RM para los hombres; Pero, 1RM en LPD estaba relacionado con BMC (R2adj = 0.47, p <0.01, ver = 44.6 g), y LC estaba relacionado con BMC (R2adj = 0.36, p <0.01, ver = 142.0 g) y BMD (R2adj = 0.29, p <0.01, ver = 0.23 g/cm2). Por lo tanto, 1RM para ejercicios de múltiples articulaciones es relevante para BMC y DMO en hombres jóvenes, fortaleciendo la relación entre la fuerza y la LM, y sugiriendo ambos para parametrizar la salud mineral ósea.
Introducción
El contenido mineral del tejido óseo (BMC) es un componente de la composición corporal, que proporciona la masa libre de grasa (FFM) cuando se asocia con la masa magra (LM) (musculatura y vísceras) (1, 2, 3, 4). La densidad mineral ósea (DMO) refleja la integridad del tejido óseo, lo que indica su capacidad de remodelación estructural y, por lo tanto, es un índice del riesgo de patologías y lesiones asociadas con el tejido (1, 5). En realidad, la pérdida de contenido mineral óseo no solo se ha asociado al proceso de envejecimiento o disfunciones hormonales, sino también a la disminución de la masa de grasa (FM) y FFM de los programas dietéticos para la pérdida de peso y un estilo de vida sedentario (1, 6, 7).
Se ha observado que la reducción en la DMO se asocia positivamente con la edad, evidenciando 0.6%, 1.1% y 2.1% de pérdida durante el rango entre 60-69, 70-79 y ≥ 80 años, respectivamente (respectivamente ((5). Estas tasas de reducciones a menudo culminan con la osteoporosis, pero tienden a minimizarse por actividades físicas regulares y el mantenimiento de la grasa corporal y el contenido libre de grasas en patrones sanos (3, 6, 7). Habiendo analizado la asociación entre el envejecimiento y la reducción de actividades físicas, BMC y FFM, Proctor et al. (7) informaron que de 20 a 80 años de edad existe una tendencia a la reducción de la actividad física, que varía entre 34 y 38%tanto para mujeres como para hombres, en asociación con las reducciones de FFM (18-17%) y FM (16-30%). Estos autores también observaron correlaciones elevadas y significativas entre FFM y FM para hombres (R = 0.77) y mujeres (R = 0.74). El estudio de Lee et al. (1) contribuyó a apoyar esta asociación, concluyendo que FFM es un determinante significativo e independiente para la masa mineral ósea y de cuerpo completo, que informa coeficientes de varianza bajos pero significativos (R (R2 <0.5, p <0,01) a la asociación entre la masa apendicular (kg) y el pélvico total y la DMO del antebrazo. Estas asociaciones entre la composición corporal y la masa ósea mineral también se observaron en el estudio de Makovey et al. (3) con ambos géneros, de diferentes rangos de edad. Según estos autores, no solo FFM sino también FM del cuerpo influyen positivamente en BMC con un potencial explicativo del 52% entre el FFM y BMC y del 20% entre el cuerpo FM y BMC. Las explicaciones de estas asociaciones son la integridad del sistema neuromuscular como un factor mecánico, que actúa como un regulador de la actividad osteogénica, y la influencia de la grasa sobre la secreción de estrógenos como un factor humoral en la regulación de las actividades de osteoblastos (1, 3).
En general, la actividad física, incluidos los ejercicios de resistencia o resistencia, tiende a promover alteraciones en la DMO y el BMC por estrés mecánico en los huesos, y el entrenamiento con pesas tiende a ser la actividad física con el mayor potencial para estimular los cambios o el mantenimiento de la DMO y el BMC con el envejecimiento ((6). El papel de los ejercicios aeróbicos, cuando se realiza a intensidad moderada (como caminar), es inducir cambios de DMO por el aumento de la carga gravitacional en el esqueleto (8, 9, 10). Sin embargo, los resultados sobre la efectividad de los ejercicios aeróbicos especulan que la práctica de ejercicio de mayor intensidad aumentaría los beneficios relacionados con la prevención/tratamiento de las perturbaciones asociadas con la reducción de la DMO, a pesar de que no hay estudios concluyentes sobre la tasa de ejercicio que es más adecuado para alcanzar este objetivo. Los ejercicios a pie con protocolos de entrenamiento a largo plazo (> 20 semanas), ya sea combinados o no con otras actividades (como pasos o remo) tienden a aumentar la DMO de la región femoral y lumbar (~ 2 a 5%), o al menos evitar reducciones en comparación con las contrapartes no ejercitivas (grupos de control), mostrando redciones de más de 7% (((8, 9, 10, 11).
Por otro lado, el entrenamiento de fuerza tiene protocolos con influencia reconocida en las mejoras de la DMO, que incluye cargas pesadas, 2–3 conjuntos para cada ejercicio, diseñados con una frecuencia de 3 veces por semana durante 4 a 6 meses (12, 13, 14). Protocolos de entrenamiento a largo plazo (> 12 meses), con la intensidad de la carga entre el 50-80%de un máximo de repetición (1RM) para las extremidades superiores (UL) y inferiores (LL) aumenta la DMO hasta el 3.8%, o evita significativamente reducciones (~ 2.5%), en comparación con individuos no ejercicios en el grupo de control (el grupo control (12, 13, 14, 15). Colectivamente, estos estudios sugirieron protocolos de diseño con cargas de 12 a 15 repeticiones al máximo o 70-80% de 1RM.
La relación entre la fuerza muscular y la DMO (y la BMC) se supone a partir de la suposición de la influencia del estrés mecánico en el metabolismo del tejido óseo. Sin embargo, el mineral óseo sano es a priori Se supone que no tiene alteración entre los jóvenes, y los cambios en la fuerza muscular no pueden discriminar el hueso mineralizado más o menos saludable. No obstante, la relación entre la fuerza muscular y el FFM (todo el cuerpo o regional) está bien establecida, lo que nos lleva a presumir una posible tendencia de los cambios de fuerza muscular a estar positivamente relacionados con los cambios de BMD (o BMC), en función de la suposición de que la relación de FFM con BMC o BMD está bien establecida. Por lo tanto, este estudio tuvo como objetivo analizar la influencia de la fuerza muscular en la salud mineral ósea (BMD y BMC) entre los hombres adultos jóvenes, buscando relaciones que puedan establecer un efecto causal en la DMO o BMC regional o de todo el cuerpo, y poder parametrizar el estado sano o el riesgo de perturbación.
Material y métodos
Sujetos
Los participantes (n = 36) presentaron las siguientes características: 24.9 ± 8.6 años, 175.2 ± 5.1 cm de altura y 71.2 ± 12.6 kg de peso corporal. Todos los participantes eran hombres y recibieron orientación verbal sobre los procedimientos y firmaron un consentimiento autoinformado que autorizó la participación en esta investigación, de acuerdo con los principios expresados en la Declaración de Helsinki. Cuando el participante tenía menos de 18 años, el formulario de consentimiento también se firmó con sus padres. Esta investigación fue aprobada para el Comité de Ética de la Universidad Estatal de São Paulo (UNESP) (CAEE: 70076317.1.0000.5398).
Diseño de estudio
Inicialmente, los individuos fueron sometidos a composición regional y de todo el cuerpo mediante la absorptiometría de rayos X de doble energía (DXA). Después de esto se aplicó la prueba 1RM. El 1RM representaba la fuerza muscular en cinco ejercicios (dos para UL y tres para LL) probó y volvió a probar 24 h. Los procedimientos no excedieron la duración de 45 minutos por día, y todos los ensayos experimentales se concluyeron después de una semana para cada participante. Los individuos recibieron instrucciones de evitar el entrenamiento con cargas pesadas, así como bebidas alcohólicas y café (cafeína) durante 24 h antes de las pruebas. El protocolo se registró en el repositorio de acceso abierto de la plataforma de métodos científicos en DOI: https://dx.doi.org/10.17504/protocols.io.kxacxie.
Composición corporal
DXA (Modelo Hologic®QDR Descoberta WI®) se usó para obtener la composición regional y de todo el cuerpo, como lo sugieren Wang et al. (16) y kohrt (17). El software (Apex hológico®) produce valores absolutos (en gramos) de FM, FFM (que incluye medidas de BMC, en gramos), BMD (en gramos/cm2), LM (que no incluye BMC) y masa total para referencias de todo el cuerpo y regional (cabeza, tronco, brazo izquierdo, brazo derecho, pierna izquierda y pierna derecha) (4). Se consideraron adicionalmente la composición UL y LL, que se obtuvieron de una suma algebraica simple de la referencia regional correspondiente. El equipo fue calibrado de acuerdo con las recomendaciones del fabricante y todos los análisis fueron realizados por un técnico experimentado. Según Nana et al. (18), los participantes deben usar ropa ligera, sin zapatos o tener objetos metálicos unidos al cuerpo y la ropa. Los participantes se colocaron en la posición supina en una mesa plana hasta el final de la verificación. Sus pies permanecieron juntos y sus brazos fueron colocados paralelos al tronco. Las líneas fueron ajustadas y alineadas por el mismo técnico a través de puntos anatómicos específicos determinados por el software.
Medida de fuerza
Las pruebas de 1RM se realizaron en: (a) presente de banco plano (BP), (b) LAT Pleghown (LPD), (c) extensión de rodilla (KE), (d) Curl de pierna (LC) y (E) Press de piernas 45 ° (LP45). Todas las pruebas se realizaron después de un calentamiento de 15 minutos (estiramiento estático y ejercicio aeróbico en una bicicleta o funcionando con baja carga de trabajo/intensidad de velocidad). El protocolo de prueba de 1RM siguió las recomendaciones de Mayhew et al. (19) y Baechle y Earle (20), siendo (1) un calentamiento específico precedió a la prueba e incluyó repeticiones realizadas con cargas de intensidad de luz evitando falla concéntrica; (2) El intento inicial de una repetición máxima se realizó con puntajes de calificación relacionados con la carga para la resistencia UL y LL, según la edad, el género y el peso corporal; (3) Los participantes realizaron al menos tres intentos con 3 minutos descansando entre cada uno, aumentando o disminuyendo la carga elevada inicial de 1.1 a 4.5 kg, de acuerdo con el nivel de dificultad del primer intento. El peso más alto (en kg) levantado con éxito fue el valor de referencia de 1RM. La carga de 1RM se presentó a una prueba confirmatoria, que consta de dos intentos adicionales realizados con 24 h separados. Para la prueba confirmatoria, la carga a 1RM se fraccionó en porcentajes de 90, 95, 100, 105 y 110%, que fueron elegidos y levantados aleatoriamente con un descanso de 3 minutos entre ellos. Era obligatorio probar un ascensor con una carga por encima de 1RM si la primera carga elegida era 100% 1RM o menos. Los participantes recibieron instrucciones de realizar los movimientos con la técnica adecuada, siguiendo recomendaciones estandarizadas para el movimiento (20).
Estadística
Los datos se presentaron por la media ± DE y su rango correspondiente (mínimo y máximo). La normalidad fue verificada por la prueba de Kolmogorov-Smirnov. El coeficiente de correlación lineal («R» de Pearson) se aplicó al análisis de las relaciones a partir de los valores de BMD y BMC (como factores dependientes) a la composición regional y de todo el cuerpo y 1RM para BP, LPD, KE, LC y LP45 (como factores independientes). La dispersión y la variabilidad para la relación determinista entre las variables dependientes e independientes se midieron por el coeficiente de varianza ajustado a la muestra (R2Adj), …
