Estrés Oxidativo: CrossFit vs. Carrera de Alta Intensidad en Cinta Ergométrica

El CrossFit™, una modalidad de entrenamiento de alta intensidad popular en la actualidad, ha sido sujeto de análisis, con preocupaciones de elevado riesgo de lesión y de salud. A pesar de estas preocupaciones, la evidencia empírica respecto al estrés fisiológico que incluyen el estrés oxidativo agudo no está del todo claro.

Aunque similar al entrenamiento tradicional en circuito, los entrenamientos de CrossFit™ no ofrecen típicamente períodos estructurados de pausa, haciendo que los participantes estén expuestos a elevados niveles de estrés inducido por el ejercicio. Así, el ejercicio crea alteraciones dentro del ambiente interno celular que puede mostrarse beneficioso o dañino, dependiendo de la magnitud del estímulo del estrés (Powers y Jackson, 2008). Una manera de medir la fluctuación del estrés ambiental interno es através de biomarcadores del estrés oxidativo.

¿Qué es el Estrés Oxidativo?

El estrés oxidativo ocurre cuando hay un desequilibrio en nuestras células debido a un aumento en los radicales libres y/o una disminución en los antioxidantes. Con el tiempo, este desajuste en el equilibrio entre los radicales libres y los antioxidantes puede dañar nuestros tejidos. El proceso de oxidación crea radicales libres en nuestras células. Un radical libre es un átomo con un número impar de electrones o que tiene un electrón libre. En grandes proporciones, los radicales libres pueden causar daño a las células. Los antioxidantes puede inactivar los radicales libres del oxígeno y reducir los efectos dañinos de estos radicales libres. Por lo tanto, el estrés oxidativo ocurre cuando el daño oxidativo a través de las especies de oxígeno reactivas (ROS, reactive oxygen species) superan la defensa del antioxidante endógeno (Buettner, 1993). Un aumento prolongado de las ROS es central para la dishomeostasis a través de la modificación de proteínas y lípidos y es influenciado por el ejercicio (Bloomer y cols., 2005). Los aumentos moderados de ROS son beneficiosos, si no esenciales, para el rendimiento fisiológico óptimo (Powers y Jackson, 2008), mientras que cantidades excesivas dificulta el rendimiento y recuperación posterior (Powers y Jackson, 2008). Los cambios prolongados de los ambientes internos que favorecen la oxidación, aumentan la probabilidad de inflamación y promoción de apoptosis celular. Respecto al ejercicio, la producción de ROS es proporcional a la intensidad o la fatiga inducida por la duración del turno, haciéndolos un marcador adecuado del estrés inducido por ejercicio (Alessio y cols., 2000; Bloomer , 2005; Quindry y cols., 2003).

Recientemente, se realizó un estudio en la Auburn University, en donde un grupo de científicos encabezados por Brian Kliszczewicz, se propusieron examinar la respuesta del estrés oxidativo en sangre después de un turno típico de un WOD de CrossFit™ (Cindy), y dicha respuesta redox fueron comparados a un turno de carrera de alta intensidad en cinta ergométrica como punto de referencia.

Para tal fin, 10 varones aparentemente sanos participaron en este estudio. Cada participante tenía un mínimo de 3 meses de experiencia de entrenamiento en CrossFit. Se reclutaron a los participantes de establecimientos locales de CrossFit™. Se les pidió a los sujetos abstenerse de ejercicio 24 horas antes de cada prueba, así como de la suplementación de cafeína, alcohol, y de vitaminas, 12 horas antes de cada prueba.

Cada participante se presentó en 3 ocasiones separadas. La primera visita consistió en consentimiento informado, el examen de salud, la familiarización de los protocolos y un test graduado de ejercicio (Protocolo de Bruce). Las 2 visitas adicionales incluyeron una prueba de ejercicio. Las pruebas del ejercicio se llevaron a cabo en una forma aleatorizada cruzada entre las pruebas y observadas por un investigador primario. Cada visita estuvo separada por 3-7 días. Se les dijo a los participantes que consumieran la misma comida en el mismo momento del día de cada visita. La sangre venosa se tomó antes y después de cada prueba. Después de la recolección inicial de datos, los participantes realizaron un precalentamiento estandarizado de 5 minutos en cinta ergométrica, descansaron durante 1 minuto y luego realizaron el turno de ejercicio de CrossFit o Cinta. Los participantes no fueron permitidos comer o beber durante el período de recuperación de 2 horas. El diseño del estudio se presenta en Figura 1.

Fig 1

Se determinaron el VO2máx y la FCmáx en un test graduado incremental (Protocolo de Bruce). El % de grasa corporal se determinó a través de un escaneo por absortiometría de rayos X de doble energía (DXA).

Los Biomarcadores del Estrés oxidativo

Muestras del plasma sanguíneo fueron tomadas para los biomarcadores del estrés oxidativo. Dos biomarcadores fueron seleccionados para el daño oxidativo, hidroperóxidos de lípidos en plasma (LOOH) y carbonilos de proteína (PC). Se seleccionaron 2 biomarcadores adicionales para examinar la capacidad antioxidante del plasma sanguíneo, la potencia antioxidante férrico-reductor (FRAP, Ferric-reducing antioxidant power) y la capacidad antioxidante equivalente de Trolox (TEAC, Trolox-equivalent antioxidant capacity).

Recordar: Un antioxidante es una molécula capaz de retardar o prevenir la oxidación de otras moléculas. La oxidación es una reacción química de transferencia de electrones de una sustancia a un agente oxidante. Las reacciones de oxidación pueden producir radicales libres que comienzan reacciones en cadena que dañan las células. Los antioxidantes terminan estas reacciones quitando intermedios del radical libre e inhiben otras reacciones de oxidación oxidándose ellos mismos.

El plasma sanguíneo fue reunido en 4 puntos de tiempo diferentes para cada prueba: pre, post, 1hr post y 2hr post, para examinar el estrés oxidativo.

El Protocolo de CrossFit™

El protocolo de entrenamiento de CF “Cindy” consiste en hacer tantas rondas como sean posibles de 5 pull-ups, 10 push-ups, y 15 sentadillas en 20 minutos. La realización de todas las repeticiones prescritas para cada movimiento es requida antes de moverse hacia la próxima ronda. Cada movimiento se sostuvo de acuerdo a las normas de CF para cada participante y era reforzado con un investigador observando.

El Protocolo de alta intensidad en Cinta ergométrica

El turno en cinta requería que los participantes corrieran a una intensidad mínima del 90% FCmáx que fue determinada en la realización del test graduado. La FC de objetivo del 90% fue determinada vía un estudio modelo que examinó la demanda cardiovascular “Cindy” (Kliszczewicz y cols., 2014). La duración de la prueba fue igualada en tiempo en 20 minutos. Se les pidió a los participantes que encontraran una velocidad de carrera cómoda, y luego la inclinación fue continuamente alterada para producir la FC designada como objetivo. A los participantes se les pidió en la finalización del ejercicio que asuman una posición sentada para extracciones de sangre posteriores.

Los resultados

Todos los participantes completaron los protocolos de CF y Cinta. En adición al monitoreo de la FC para la intensidad, se usó una escala de la tasa de esfuerzo percibido (RPE) de 1-10, con 1 siendo ningún esfuerzo y 10 siendo el esfuerzo máximo. Se usaron el %FCmáx y la RPE para asegurar un esfuerzo similar de intensidad entre las pruebas; se presentan los resultados en Tabla 1.

Tabla 1.

La FC máxima fue estadísticamente diferente, en la que el CF mostró una respuesta superior que en Cinta. Sin embargo, las respuestas de la FC entre CF y Cinta no son creidas actualmente de tener significancia fisiológica, en que el promedio del %FCmáx de cada prueba es clasificada como intensidad vigorosa según los criterios del ACSM (Garber y cols., 2011). Similar a la FC, la cuantificación subjetiva de la intensidad del ejercicio a través de la tasa de RPE también difirió entre las pruebas, con el CF teniendo un promedio superior. A pesar de las diferencias sutiles en los índices de intensidad del ejercicio, las sesiones de CF y de Cinta fueron de alta intensidad en términos de clasificaciones generales.

Biomarcadores de daño oxidativo, antes y después del ejercicio.

* Significativo de PRE, # significativo de POST, + significativo de POST-1hr. Hubo diferencias a través del tiempo y ninguna dependiente de las pruebas.

El carbonilo de la proteína es uno de los marcadores normalmente encontrados de daño oxidativo en las proteínas. Es un marcador sumamente confiable y estable de oxidación de la proteína.

El daño lipídico (LOOH) demostró un aumento significativo dependiente del tiempo en las pruebas de CrossFit (CF) y de Cinta (p <0.001), mientras que ninguna diferencia dependiente del tipo de prueba fue observada (p=0.623). El daño lipídico en Plasma no exhibió un aumento significativo hasta POST-1hr (p <0.001) (CF = 170%±36.9 y Cinta = 146%±36.9). A las POST-2hr, los valores de LOOH aumentaron aún más (CF = 351%±107.3 y TM = 205%± 59.1) comparado a los valores de PRE (p <0.001). Una diferencia significativa se observó entre POST-1hr y POST-2hr (p=0.025). El Análisis del grupo carbonilo en las proteínas en plasma mostró una disminución dependiente del tiempo (p=0.001), pero ninguna diferencia dependiente de las pruebas (p=0.245). Un aumento no significativo se observó en POST (p=0.187), (CF = 5.4%±3.8 y CINTA = 1.8±4.3), seguido por disminuciones significativas tanto en POST-1hr (p=0.001) (CF = -10.6%±2.7 y Cinta = -8.5%± 1.4) como en POST-2hr (p <0.001) (CF = 13.0%±2.3 y Cinta = 3.5%±10.2), sólo cuando es comparado a POST.

Los biomarcadores para la capacidad antioxidante

Son presentados como FRAP y TEAC (ver figura).

* Significativamente diferente de PRE. Hubo diferencias a través del tiempo y ninguna dependiente de las pruebas.

El Análisis de FRAP (potencia antioxidante férrico-reductor ) demostró un aumento dependiente del tiempo significativo en ambas pruebas (p <0.001), pero no entre las pruebas (p=0.080). La concentración de FRAP aumentó significativamente en todos los puntos de tiempo del ejercicio, POST (p <0.001) (CF = 25.1%±2.6 y Cinta = 17%±2.2), POST-1hr (p=0.001) (CF = 25.8%±4.0 y Cinta = 4.9%±2.6), y POST-2hr (p=0.004) (CF = 20.8%±5.1 y Cinta = 10.3%±2.8). La TEAC (capacidad antioxidante equivalente de Trolox) inesperadamente mostró una reacción dependiente del tiempo negativa en ambas pruebas (p <0.001), mientras que ninguna diferencia dependiente de las pruebas fue observada (p=0.134). La TEAC significativamente disminuyó en todas las mediciones POST (p <0.001) (CF = -11.28%±2.4 y Cinta = -12.6%±1.5), POST-1hr (p=0.001) (CF = -12.5%±2.6 y Cinta = -6.7%± 1.7), y POST-2hr (p=0.001) (CF = -8.2%±3.2 y Cinta = -9.3±1.5).

Conclusión

La respuesta del estrés oxidativo observada en el entrenamiento de CrossFit™ representativo “Cindy” produjo varios marcadores reveladores del estrés oxidativo en sangre en una forma dependiente del tiempo. Igual de importante, estas respuestas fueron estadísticamente idénticas a un turno más comúnmente prescrito y menos estudiado de ejercicio de alta intensidad en cinta ergométrica. En base a estos resultados, se interpreta que los resultados del estrés oxidativos del estudio actual para indicar que cuando son estrechamente igualados en tiempo e intensidad de ejercicio, el turno de CrossFit™ “Cindy” produce una respuesta de estrés fisiológica similar a una modalidad de carrera.

El CrossFit produjo una respuesta del estrés oxidativo en sangre aguda que es comparable a un turno tradicional de carrera de alta intensidad en cinta ergométrica; sin embargo, la respuesta de los antioxidantes al Cindy exhibió diferencias durante la recuperación.

Estos resultados apoyan resultados de estudios previos que indican que la respuesta del estrés oxidativo es más sensible a la intensidad del ejercicio en lugar de la modalidad (Alessio y cols., 2000; Quindry y cols., 2003).

Bibliografía

Powers SK, Jackson MJ. Exercise-Induced Oxidative Stress: Cellular Mechanisms and Impact on Muscle Force Production. Physiol Rev, 2008; 88(4): 1243–1276.

Bloomer RJ, Goldfarb AH, Wideman L, McKenzie MJ, Consitt LA. Effects of acute aerobic and anaerobic exercise on blood markers or oxidative stress. J Strength Cond Res, 2005; 19(2): 276–285.

Alessio HM, Hagerman AE, Fulkerson BK, Ambrose J, Rice RE, Wiley RL. Generation of reactive oxygen species after exhaustive aerobic and isometric exercise. Med Sci Sport Exer, 2000; 32(9): 1576–1581.

Kliszczewicz B, Snarr RL, Esco MR. Metabolic and Cardiovascular Response to the CrossFit Workout “Cindy”. Journal of Sport and Human Performance, 2014; 2(2)

Quindry JC, Stone WL, King J, Broeder CE. The effects ofacute exercise on neutrophils and plasma oxidative stress. Med Sci Sport Exer, 2003; 35(7): 1139–1145.

Garber CE, Blissmer B, Deschenes MR, Franklin BA, Lamonte, MJ, Lee IM, Swain DP. Quantity and Quality of Exercise for Developing and Maintaining Cardiorespiratory, Musculoskeletal, and Neuromotor Fitness in Apparently Healthy Adults. Med Sci Sport Exer, 2011; 43(7): 1334–1359

Brian Kliszczewicz, Quindry C. John, Blessing L. Daniel, Oliver D. Gretchen, Esco R. Michael, Taylor J. Kyle. Acute Exercise and Oxidative Stress: CrossFit™ vs. Treadmill Bout. Journal of Human Kinetics. Volume 47, Issue 1, Pages 81–90, ISSN (Online) 1899-7562. October 2015.

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