Resumen
Este estudio consideró los efectos de los episodios repetidos de ejercicio resistivo a corto plazo en los viejos (edad: 64.5 ± 5.5 años; n = 10) y hombres jóvenes (edad: 25.1 ± 4.9 años; n = 10) que realizaron seis combates de ejercicio de extensión de rodilla Durante dos semanas, utilizando varios marcadores de daño muscular inducido por el ejercicio y actividad electromiográfica. Encontramos que los cambios en el curso de tiempo en el par isométrico de los cuádriceps, la actividad de la creatina quinasa y el dolor muscular en los dos grupos fueron similares. Sin embargo, la recuperación en el déficit de torque agudo estuvo mediada por cambios de actividad electromiográficos más favorables en el grupo joven que en el grupo de adultos mayores. El almacenamiento de energía elástica muscular y la reutilización evaluada con dinamometría se mejoraron selectivamente en el grupo joven al final del protocolo. La concentración sérica de mioglobina aumentó selectivamente en un grupo antiguo y permaneció elevada con otros combates, lo que sugiere una mayor vulnerabilidad del sarcolema y una adaptación metabólica menos efectiva en los adultos mayores, lo que, sin embargo, no afectó la contractilidad muscular.
Introducción
El envejecimiento induce el desperdicio de músculos (sarcopenia) y la pérdida de fuerza son procesos bien conocidos. A la edad de 70 años, el área transversal del músculo esquelético y la fuerza muscular se reducen en un 25-30% y 30-40%, respectivamente (1). La pérdida de la fuerza muscular continúa disminuyendo en un 1–2% por año (2). Los científicos y los gerontólogos diseñan programas de intervención para apuntar a la debilidad general, y se ha recomendado que se use ejercicio resistivo de alta intensidad para retrasar la sarcopenia, pero puede estar limitado debido a la lesión y la reparación muscular (3).
Mientras que el ejercicio de alta fuerza (especialmente sesgado por excéntrico) tiene efectos promotores de fuerza y crecimiento en el músculo esquelético (4,5), la alta tensión aplicada durante tales contracciones puede inducir la interrupción miofibrilar, el dolor muscular de inicio retrasado, la elevación de las proteínas musculares en el suero y la pérdida de fuerza temporal en humanos jóvenes y viejos (6,7,8,9,10). Estos marcadores de daño muscular inducido por el ejercicio (EIMD) generalmente alcanzan su punto máximo entre 24 y 48 horas después del ejercicio y se recuperan entre los días 5 y 7 en los músculos antigravitacionales (11).
La capacidad de respuesta a un solo combate de ejercicio excéntrico se ha investigado ampliamente en humanos jóvenes y viejos con diferentes resultados que pueden ser el resultado de diferentes metodologías de cuantificación EIMD. Por ejemplo, existe evidencia de que los humanos antiguos son más susceptibles a EIMD en comparación con los humanos jóvenes, y la recuperación se retrasa después de un solo episodio de ejercicio excéntrico cuando se miden los marcadores inflamatorios (12,13). En contraste, los estudios que utilizan los marcadores EIMD indirectos convencionales (enzimas y proteínas séricas, resistencia, dolor) han demostrado un mayor daño en sujetos jóvenes versus antiguos (14,15).
El efecto de combate repetido también se ha estudiado, y generalmente se acepta que, independientemente de la edad, los marcadores EIMD muestran cambios menos severos después del segundo combate de ejercicio, en comparación con el primero (16,17). El fenómeno a menudo se explica por la adaptación neuronal (18,19), permitiendo que el músculo distribuya mejor la carga de trabajo entre las fibras; Sin embargo, estudios más recientes han demostrado que la inflamación reducida (20) o remodelación de la matriz extracelular (21) puede contribuir a la protección contra una segunda lesión. El efecto de la edad en el efecto de combate repetido fue estudiado por Lavender & Nosaka (15), utilizando marcadores EIMD indirectos, y se demostró que cuando los dos combates de ejercicio excéntricos se realizaron con un pausa de cuatro semanas, el efecto protector conferido por el primer combate fue menos pronunciado en el grupo anterior. Estos resultados fueron confirmados por Gorianovas et al. (14), quienes aplicaron dos combates de ejercicio de ciclo de acortamiento de estiramiento separados por dos semanas. En contraste con estos estudios, se encontró un efecto de combate repetido similar en jóvenes y viejas cuando la primera pelea de ejercicios excéntrica se repitió siete días después del primero (7). La inconsistencia en los resultados de estos estudios puede originarse en varios factores, como diferentes diseños experimentales, diferentes medidas de criterios y diferentes edades y géneros de los sujetos estudiados.
Dos problemas importantes surgen de los estudios de cuánto dura el efecto protector en los adultos mayores. Primero, a pesar del hecho de que la protección puede desempeñar un papel en la neuroadaptación temprana, no se realizaron mediciones de actividad mioeléctrica (9,22). En segundo lugar, los períodos de recuperación entre los combates utilizados en los experimentos no fueron realistas; Por lo tanto, los resultados son menos informativos cuando se debe diseñar un programa de intervención de ejercicio sistemático para dirigirse a la debilidad muscular. Numerosos estudios demuestran que tres sesiones por semana son óptimas para las personas envejecidas para el desarrollo de la fuerza y el tamaño muscular (4,23,24). Aunque existe evidencia de que la fuerza muscular puede aumentar en dos semanas (seis sesiones) de entrenamiento de resistencia en los adultos mayores (25,26), los experimentos no proporcionan evidencia clara sobre el curso de tiempo de EIMD y la recuperación/adaptación temprana en músculo joven versus envejecimiento cuando los combates se repiten sistemáticamente.
Otro tema importante en los estudios de EIMD es que se observó una pérdida de rendimiento agudo en las propiedades mecánicas musculares, como la dinámica dinámica e isométrica, la tasa de desarrollo de la fuerza y la dinámica del ciclo de estiramiento -escortimiento (SSC) (27,28,29). Sin embargo, la magnitud del déficit y el tiempo de recuperación, después de un solo combate de ejercicio, varió. Además, el curso temporal de la pérdida de rendimiento, la recuperación y la adaptación no fueron similares durante un programa de ejercicios de 11 días utilizando siete combates (22). El deterioro inducido por el envejecimiento de las propiedades mecánicas antes mencionadas plantea problemas en los adultos mayores al aumentar los riesgos de caídas y la discapacidad de la movilidad, y se cree que el deterioro de estas propiedades mecánicas está relacionado con la sarcopenia (30,31,32). Por lo tanto, proponemos que, en la fase temprana del ejercicio, la magnitud de las adaptaciones en diferentes propiedades mecánicas depende de la edad porque los individuos antiguos demostraron una mayor pérdida en la capacidad de producción rápida de fuerza después de cuatro días de desuso de la extremidad inferior y una recuperación incompleta en todos Propiedades de resistencia durante el período activo de siete días en comparación con los controles jóvenes (33).
En el presente estudio, se diseñó una intervención de ejercicio cuádriceps de dos semanas que consiste en seis combates para examinar la adaptabilidad a corto plazo de los músculos humanos jóvenes y viejos. Específicamente, probamos las hipótesis que: (i) el curso temporal de los cambios en los marcadores EIMD (niveles de proteína sérica, torque isométrico, dolor muscular) y la actividad mioeléctrica son diferentes en sujetos jóvenes versus antiguos, y (ii) los dos semanas Los cambios en la tasa de desarrollo de par (RTD) y la función SSC son diferentes en sujetos jóvenes versus antiguos.
Materiales y métodos
Sujetos
Diez hombres jóvenes sanos y físicamente activos (edad: 25.1 ± 4.9 años, altura: 176 ± 6.9 cm, peso: 72.4 ± 17.6 kg) y adultos mayores hombres (edad: 64.5 ± 5.5 años, altura: 176.2 ± 8.8 cm, peso: 80.3 ± 10 kg) participaron en el estudio. El grupo de adultos mayores era un grupo de conocidos de la universidad, mientras que los sujetos jóvenes eran estudiantes. Los sujetos se sometieron a una detección médica y completaron la capacitación y un cuestionario de estado de salud antes del comienzo del estudio. Los criterios de exclusión importantes fueron los siguientes: lesiones actuales de rodilla, cirugía previa de cadera y dolor muscular existente, trastornos endocrinos como diabetes, enfermedades cardiovasculares y enfermedad inflamatoria pélvica. Se aconsejó a los sujetos que eviten cualquier actividad física vigorosa o ejercicios no acostumbrados, mantengan sus hábitos dietéticos y de sueño normales, y no tomen ningún medicamento antiinflamatorio (por ejemplo, agente antiinflamatorio no esteroideo) o suplementos nutricionales (por ejemplo, vitaminas, vitaminas, proteínas, proteínas /aminoácidos) durante el período experimental. Una semana antes del primer día de la investigación, los sujetos informaron al laboratorio para una sesión de familiarización durante la cual conocieron el equipo de prueba. Los sujetos dieron su consentimiento informado por escrito de acuerdo con la Declaración de Helsinki después de recibir una explicación verbal y escrita del protocolo experimental y sus riesgos potenciales. El presente estudio fue aprobado por el Comité Ético de la Universidad de PECS. (Número de archivo: 4817).
Diseño y procedimientos
Los sujetos realizaron seis combates de ejercicios con céntricos y concéntricos durante dos semanas (Tabla 1). Hubo cinco sesiones de prueba: antes del combate 1, y a las 24 h, 48 h, una semana y dos semanas después del combate 1 (Tabla 1). En estas sesiones, evaluamos el torque isométrico voluntario (MVC) máximo y la actividad mioeléctrica (EMG) del músculo cuádriceps femoral, y también medimos los niveles de diferentes marcadores séricos. Todos los ejercicios y pruebas se realizaron por la mañana (entre las 9:00 y las 12:00). Siempre se tomaron muestras de sangre antes del ejercicio o las sesiones de prueba. En las sesiones de prueba 1 y 5, también determinamos la función RTD y SSC.
Propiedades musculares mecánicas
Se usó el dinamómetro Multicont II (MediaGnost, Budapest y Mechatronic Ltd., Szeged, Hungría) para probar las propiedades mecánicas del músculo cuádriceps. Los sujetos estaban sentados en el asiento acolchado del dinamómetro y realizaron tres contracciones isométricas voluntarias máximas (MVC) a 70 ° de flexión de la rodilla (0 ° = extensión completa). Los sujetos recibieron instrucciones de generar el torque más alto posible lo más rápido posible. El par máximo y la RTD se determinaron fuera de línea desde las curvas de torque -tiempo. RTD se cuantificó como RTD (NM / MS) = DM (NM) / DT (MS), donde M es el par y T es el tiempo en milisegundos. RTD se determinó para los primeros intervalos de 30, 50, 100 y 200 ms desde el inicio de la contracción. Los mayores valores obtenidos de estos intervalos de medición se promediaron para cada sujeto y se usaron para el análisis estadístico.
El par MVC también se midió en un ángulo de rodilla de 30 ° para determinar el umbral de activación para iniciar la contracción de la prueba SSC. Para determinar la función SSC, los sujetos realizaron una contracción de SSC cuádriceps durante el cual el dinamómetro aplicó rápidamente una cantidad preestablecida de energía para estirar los cuádriceps (22). La fase excéntrica de la contracción comenzó a 30 ° de flexión de la rodilla y el sujeto tuvo que ejercer fuerza contra el brazo de palanca lo más rápido y con fuerza posible. Cuando el sujeto alcanzó el 60% del par MVC isométrico medido previamente a 30 ° de flexión de la rodilla, el brazo de palanca del dinamómetro comenzó a girar en la dirección de flexión de la rodilla. Se instruyó a los sujetos para resistir el brazo de la palanca giratoria al máximo, detenerlo dentro del rango de movimiento más corto (fase excéntrica) y luego extender la rodilla sin un retraso de tiempo y lo más rápido posible a 30 °. La velocidad inicial del brazo de palanca fue de 300 ° · s-1 y la cantidad preestablecida de carga de estiramiento (expresada en julios) fue la mitad del par isométrico de MVC basal. La carga de estiramiento aplicada representa la cantidad de trabajo del brazo de palanca del dinamómetro realizado en la vástago para flexionar la articulación de la rodilla. A medida que avanza la flexión excéntrica de la rodilla, la energía almacenada en el servomotor disminuye a cero (el brazo de palanca se detiene) y parte de la energía se almacena en el músculo cuádriceps. Las instrucciones dadas a los sujetos aseguraron que la transferencia de energía que estiraba el músculo cuádriceps ocurriera en poco tiempo y en un pequeño rango de movimiento para que la contracción concéntrica (es decir, la extensión de la rodilla) comenzara sin demora. Durante la fase concéntrica, el motor del dinamómetro se apagó automáticamente y proporcionó resistencia a través de la fricción y la inercia del brazo de la palanca y la parte inferior de la pierna (Video S1). El par y el ángulo de rodilla en función del tiempo se registraron para cada contracción, y similar a Kyröläinen et al. (34), calculamos el negativo (WSSC–) y trabajo mecánico positivo (WSSC+ +) Durante el SSC integrando la curva de torque -posición …
