Factores metabólicos y musculares que limitan el ejercicio aeróbico en los sujetos obesos

La obesidad está asociada con algunas enfermedades cardiovasculares, como la enfermedad cardíaca coronaria y anormalidades en las propiedades de la frecuencia cardíaca. En reposo, se reporta que los sujetos obesos tienen mayores volúmenes sistólicos y gasto cardíaco que los sujetos delgados de control. Estas alteraciones que se exigen proporcionar mayores demandas metabólicas en reposo, podrían llevar a consecuencias deletéreas, incluso desarrollar una hipertrofia del ventrículo izquierdo y anormalidades en las fases diastólicas y sistólicas. La obesidad severa (BMI ≥35 kg/m²) se relaciona fuertemente a un riesgo superior de incidencia de enfermedad cardiovascular y mortalidad. Por suerte, los ejercicios físicos y los programas nutricionales pueden reducir este riesgo e incluso revertir la obesidad. Los ejercicios físicos, en particular aquellos apuntados a mejorar los niveles de fitness cardiorespiratorio, se reportan de ser sumamente efectivos (Ortega y cols. 2016). Aunque ambos sujetos obesos y delgados sedentarios tienen una potencia aeróbica pico similar (VO_2pico), los sujetos obesos sedentarios muestran mayores valores de volúmenes sistólicos pico (SV) y de gasto cardíaco (CO) que los individuos delgados. Por el contraste, los sujetos obesos no alcanzan la misma carga de trabajo del ejercicio máximo de sus pares delgados.

Las personas obesas han sido reportadas de tener un contenido mayor de lípidos entre y dentro de las fibras del músculo esquelético y entre los músculos (Bollinger 2017). Esta acumulación de lípidos podría dañar la calidad del músculo y sus funciones. El efecto de la obesidad en las propiedades de la contracción muscular se ha investigado recientemente por varios autores. De estas revisiones, los sujetos obesos tienen una mayor masa muscular, fuerza absoluta, y abundancia de las fibras musculares tipo II comparado con los controles magros. Es más, los sujetos obesos muestran una abundancia inferior de las fibras musculares tipo I y una arquitectura del músculo diferente. Sin embargo, todavía es polémico si sus niveles de fuerza muscular normalizada, los niveles de fatigabilidad, niveles metabólicos y la capacidad de recuperación son realmente anormales.

En el ejercicio de cuerpo entero (por ejemplo, correr, pedalear) el consumo máximo de oxígeno está principalmente limitado por el gasto cardíaco en lugar de por la extracción de oxígeno y la capacidad de utilización del músculo (Blomqvist y Saltin 1977; di Prampero 2003). Cuando el ejercicio se realiza con una masa muscular pequeña (por ejemplo, ejercicio de extensión de rodillas unilateral), sin embargo, el consumo de oxígeno del músculo no está limitado por la circulación central, sino principalmente por los factores periféricos (es decir, a nivel muscular), como la perfusión máxima del músculo, difusión de oxígeno o capacidad respiratoria mitocondrial (Andersen y Saltin 1985). En realidad, el mayor consumo de oxígeno muscular máximo se ha encontrado durante el ejercicio de extensión de rodillas que durante el pedaleo (Andersen y Saltin 1985; Richardson y cols. 1999). Este último hallazgo apoya aún más el hecho de que los factores vasculares centrales no podrían representar la fuente principal de limitación durante los ejercicios que involucran una masa muscular pequeña.

Teniendo en cuenta todo lo antedicho sobre las propiedades cardiovasculares y musculares potencialmente empeoradas, no es sorprendente que la tolerancia al ejercicio esté reducida en el obeso. Recientemente, Filippo Vaccari, University of Udine (Italia), llevó a cabo un estudio donde el objetivo fue entender el rol de los factores centrales y periféricos que limitan el rendimiento aeróbico máximo en los sujetos obesos. Los autores plantearon la hipótesis de que los sujetos obesos podrían tener una fatiga muscular inferior (es decir, capacidad del músculo para producir fuerza inmediatamente después de finalizar el ejercicio) luego del ejercicio de pedaleo (CE) que después de un test de extensión de rodillas (KE). Un resultado similar ayudaría aún más a apoyar la conjetura de que el rendimiento del ejercicio máximo de cuerpo entero podría contraerse más por los factores centrales en lugar de los factores periféricos en la población obesa.

Quince obesos (edad media, ±SD, 25±7 años; BMI 43±7 kg/m²) y 13 sujetos magros sedentarios (CTRL, edad 27±7 años; BMI 22±3 kg/m²) participaron en este estudio. El consumo de oxígeno (VO₂), la frecuencia cardíaca (FC) y el gasto cardíaco (CO) fueron medido durante tests incrementales en cicloergómetro (CE) y en extensión de rodillas (KE). Las contracciones voluntarias máximas (MVCs) musculares del músculo extensor de rodilla se realizaron antes e inmediatamente después de los dos tests.

El VO_2pico, la FC pico y el CO pico fueron significativamente superiores en CE que KE (+126%, +33% y +46%, respectivamente, p <0.001), tanto en los obesos como en los controles, sin diferencias entre los dos subgrupos. La tasa de trabajo máxima fue inferior en obesos que en los controles (191±38 vs 226±39 W, p <0.05) en CE, mientras fue similar entre los dos subgrupos en KE. Aunque CE y KE determinaron una reducción de la MVC en ambos subgrupos, la MVC resultó menos disminuida después del ejercicio CE que de KE (-14 vs -32%, p <0.001) en obesos, mientras los decrementos de la MVC fueron similares después de los dos ejercicios en los controles (-26% vs -30%, p >0.05, para CE y KE, respectivamente).

La menor fatiga muscular observada en los obesos después del ejercicio de pedaleo comparado al ejercicio de extensión de rodillas, indica que los factores centrales pueden ser el factor limitante más importante durante el pedaleo en los obesos.