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Revista médica de Chile

Print version ISSN 0034-9887

Rev. méd. Chile vol.142 no.4 Santiago Apr. 2014

http://dx.doi.org/10.4067/S0034-98872014000400007 

ARTÍCULOS DE INVESTIGACIÓN

 

¿Pueden ocho semanas de ejercicio físico combinado normalizar marcadores metabólicos de sujetos hiperglicémicos y dislipidémicos?*

Eight weeks of combined high intensity intermittent exercise normalized altered metabolic parameters in women

 

Cristian Álvarez1,a, Rodrigo Ramírez-Campillo2,b, Carlos Henríquez-Olguín3,c, Mauricio Castro-Sepúlveda4,d, Vanesa Carrasco5,e, Cristian Martínez6,f

1 Centro de Salud Familiar de los Lagos, Región de los Ríos, Chile.
2 Departamento Ciencias de la Actividad Física, Universidad de los Lagos, Osorno, Chile.
3 Laboratorio de Ciencias del ejercicio, Clínica Meds, Las Condes, Chile.
4 Instituto DUOC, Pontificia Universidad Católica, Santiago, Chile.
5 Facultad de Educación, Ciencias Sociales y Humanidades, Departamento de Educación Física, Universidad de la Frontera, Temuco, Chile.
a Profesor de Educación Física, Lic., MSc. Entrenamiento Deportivo.
b Profesor de Educación Física, Lic., PhD. Fisiología del Ejercicio.
c Tecnólogo en Deportes, Lic., MSc Cs. Biológicas.
d Profesor de Educación Física, Lic., MSc. Medicina y Cs del Deporte.
e Profesora de Educación Física, MSc., PhD Motricidad Humana.
f Profesor de Educación Física, MSc. Motricidad Humana.

Correspondencia a:


Background: Short term physical training programs may improve insulin resistance and hyperglycemia. Aim: To assess the effects of eight weeks of combined exercise program on serum lipids and glycemic level in women with hyperglycemia and hypercholesterolemia. Patients and Methods: Ten healthy women, nine women with hyperglycemia, ten with hypercholesterolemia and nine with hyperglycemia/hypercholesterolemia were studied. Participants were subjected to eight weeks into a program of combined physical exercise (high intensity interval + resistance training). Results: Fasting glycemia decreased by 12 and 14% in hyperglycemic and hyperglycemic/hypercholesterolemic participants, respectively. Serum insulin decreased in all groups in a range from 27 to 37%. HOMAIR for insulin resistance decreased similarly. A significant decrease in TC and TG was observed only in those altered baseline subjects. Conclusions: Eight weeks of combined physical exercise had a favorable effect on insulin resistance in this group of women.

Key words: Exercise; Insulin resistance; Physical education and training.


 

La insulino resistencia (IR) se caracteriza por una disminución relativa en la habilidad de la insulina para ejercer sus efectos sobre la glucosa y el metabolismo de lípidos en el hígado, tejido adiposo y músculo1. La IR conlleva a diabetes mellitus tipo 2 (DT2)2 relacionándose esta última enfermedad, con una serie de otras alteraciones de alta prevalencia como la hipercolesterolemia y dislipidemias3, usualmente asociados a sobrepeso/obesidad4, y en donde el ejercicio físico (EF) ha demostrado jugar un importante rol en su prevención y terapia5,6. Si bien la IR y DT2 podrían relacionarse con factores genéticos1,2 y el envejecimiento7, la inactividad física tendría una relación directa con estas enfermedades8.

Actualmente existen potentes reportes acerca de los beneficios de algunas metodologías de EF con la característica de alta intensidad y muy corta duración que incrementan la insulino sensibilidad9, mejoran el control glicémico10 y que producen una mayor oxidación de lípidos durante y después de ejercicio11, como el ejercicio intermitente de alta intensidad (HIT) "del inglés high intensity interval training"9,10,12-14. Por otra parte, también se han dado a conocer un número importante de programas de ejercicio físico de sobrecarga (EFS) que mejoran la funcionalidad muscular15, el control glicémico16 y la composición corporal17 en estos pacientes.

Previamente hemos reportado los efectos de 12 semanas de HIT y/o EFS, donde observamos que ambas metodologías mejoraron el control glicémico de pacientes pre-diabéticos14 y donde también la metodología HIT mejora el perfil de lípidos de sujetos levemente hipercolesterolémicos18. En Chile no existen estudios de intervención aplicando ejercicio de tipo HIT de tiempo menor a 12 semanas en marcadores metabólicos como el HOMAIR y lipoproteínas plasmáticas frecuentemente utilizadas en salud pública, y existe poca información del ejercicio HIT aplicado en conjunto con ejercicio de fuerza en pacientes con alteraciones metabólicas. El objetivo del presente estudio fue investigar los efectos de un programa corto de 8 semanas de ejercicio físico combinado (HIT + EFS) en los niveles de IR y lípidos plasmáticos de mujeres sanas, con hiperglicemia e hipercolesterolemia. Un objetivo adicional fue analizar los efectos de la intervención en la composición corporal, presión arterial y rendimiento físico aeróbico.

Métodos

En un estudio cuasi-experimental, 56 mujeres con bajo nivel de actividad física (menos de 150 min de actividad física por semana19), pertenecientes al centro de salud familiar (CESFAM) de Los Lagos, Región de Los Ríos, Chile, fueron voluntarias para participar de un programa de EF combinado. Sólo treinta y ocho (n = 38) sujetos fueron incluídos en los análisis estadísticos finales, siendo 18 excluidos por diversos motivos (5 por enfermedad viral repentina, 6 por no cumplir con todas las evaluaciones iniciales, y 7 por tener ≤ 80% de adherencia a las sesiones de intervención). De acuerdo a criterios de clasificación estándar3, los sujetos fueron asignados a uno de cuatro grupos; hiper-glicémicos (HG, n = 9), hiper-colesterolémicos (HC, n = 10), hiper-glicémicos/hiper-colesterolémicos (HG/HC, n = 9) y sujetos sanos (SANOS, n = 10), que también sirvieron de grupo control. Las características basales de los sujetos se presentan en la (Tabla 1).

 

Tabla 1. Cambios en la composición corporal después de 8 semanas de un programa de ejercicio físico combinado en mujeres sanas y con diferentes alteraciones metabólicas
 

Los criterios de inclusión fueron: Ser inactiva físicamente (≤ 150 min de EF/semana), índice de masa corporal (IMC) entre 25 a 35 kg/m2, glicemia < 100 mg/dl (normo-glicémicos) y 100 a 126 mg/dl (hiper-glicémicos)20, colesterol total (CT) < 200 mg/dl (normo-colesterolémicos) y > 200 mg/dl (hiper-colesterolémicos)21, con control médico y electrocardiograma actualizado.

Los criterios de exclusión fueron: Presencia de enfermedad isquémica, arritmia, taquicardia, asma y/o EPOC, utilización drogas o medicación con efecto sobre la masa corporal o el control metabólico. El estudio fue desarrollado considerando la Declaración de Helsinki y fue aprobado por el comité de ética del CESFAM de Los Lagos, Chile.

Evaluación de la composición corporal

La masa corporal se midió con una balanza digital con precisión de 0,1 kg (OMRON®, Model HBF-INT). La talla se midió con un estadiómetro profesional (marca Health o Meter®, USA), con precisión de 0,1cm. El IMC se calculó en base a la masa corporal dividido por la talla al cuadrado (kg/m2). El perímetro de cintura se midió con una cinta métrica con una precisión de 0,1 cm (marca Hoechstmass® West Germany). Adicionalmente se midieron 4 pliegues de tejido adiposo subcutáneo (pliegue tricipital, subescapular, cresta iliaca y pierna), de acuerdo a protocolos descritos previamente22.

Evaluación de la presión arterial y rendimiento físico aeróbico

La presión arterial sistólica (PAS) y diastólica (PAD) se midió con un monitor digital (marca OMRON®, modelo HEM 7114) entre las 8 y 11 h am, durante tres oportunidades en días no consecutivos, mientras los sujetos permanecían sentados 15 min previos a cada medición. Se aplicó el test de Urho Kaleka Kekkonen (TUKK), consistente en caminar en el menor tiempo posible una distancia de 2 km en superficie plana. El test se realizó en un recinto cerrado de amplias dimensiones, utilizando un reloj cardiómetro (Polar®, modelo RS400, Finlandia) para registrar la frecuencia cardiaca en reposo (FCR), y la misma durante y después del test, el cual se llevó a cabo considerando el protocolo original23 y al validado en la población Chilena24 (Tabla 2).

 

Tabla 2. Cambios en variables cardiovasculares y en el rendimiento físico aeróbico, después de 8 semanas de ejercicio físico combinado en mujeres sanas y con diferentes alteraciones metabólicas
 

 

Programa de ejercicio físico combinado

Posterior a dos semanas de adaptación al ejercicio (6 sesiones), los cuatro grupos de sujetos completaron 8 semanas de intervención con EF combinado, consistente en realizar en cada sesión ejercicio tipo HIT (17-29 min) + EFS (24 min), completando ≤ 60 min/sesión. Durante el HIT se completan 8-14 intervalos por sesión, con una intensidad equivalente al 80-100% de la frecuencia cardiaca de reserva (FCR), de acuerdo al método propuesto por Karvonen25 y controlada mediante pulsómetro marca (Polar®, modelo RS400, Finlandia). Entre cada serie de trabajo se completaba 1,15-2 min de pausa activa, pedaleando a < 70% FCR. Durante el EFS se utilizaron pesos libres, y se entrenaron 4 grupos musculares (flexores de codo, extensores de codo, flexores de hombro y subescapulares). Se realizaban 3 series para cada grupo muscular, con 1 min de duración cada una, hasta alcanzar la "fatiga muscular". Entre cada serie los sujetos caminaban erguidos durante 1 min. Todas las sesiones de intervención se realizaron entre 8 y 11 h am. El programa se llevó a cabo en centro de acondicionamiento físico y salud del CESFAM Los Lagos. La adherencia al programa de acuerdo a los grupos fue buena (HG 89, HC 93, HG/HC 86, SANOS 85%). Las características del programa de EF combinado se presentan en (Tabla 3).

 

Tabla 3. Descripción de un programa de 8 semanas de intervención utilizando ejercicio físico combinado en sujetos con sanos y con alteraciones metabólicas
 

 

Evaluación de glicemia, insulina y lípidos

Posterior a 12 h de ayuno, se obtuvieron muestras (4 ml) de sangre entre las 8 y 10 am, desde donde se midieron los niveles de glicemia e insulina, las cuales se depositaron de inmediato en un tuvo con solución anticoagulante. Utilizando la glucosa e insulina en ayunas se obtuvo el valor de HOMAIR, de acuerdo a la fórmula propuesta por Matthews y cols26 HOMAIR= glicemia en ayuna (mg/dl) x insulina en ayuna (mUI/ml)/405. Las muestras fueron centrifugadas a 3.000 r.p.m. durante 15 min a -20 °C. La glucosa, el colesterol total (y sus fracciones) y los triglicéridos fueron analizados por métodos estándar, similar a otros estudios14. Se analizó la glicemia a través del método enzimático con la técnica glucosa-oxidasa (Trinder, Genzyme Diagnostics, Canada). El colesterol total (CT), triglicéridos y el colesterol HDL (C-HDL) se analizaron mediante el método enzimático calorimétrico (Diagnostica mbh, Alemania). C-LDL colesterol se calculo con la fórmula de Friedewald27. Al finalizar la intervención, las mediciones plasmáticas se realizaron 72 h después de la última sesión de EF combinado.

Análisis estadístico

Se utilizó media ± desviación estándard para describir las variables cuantitativas. Se utilizó el test de Shapiro-Wilk para determinar la normalidad de los datos y el test de Levene para establecer la homocedasticidad. Se aplicó análisis ANOVA de medidas repetidas (grupos x tiempo), así como el post hoc de Bonferroni para localizar las diferencias entre los tiempo de medición (Pre0-Post8 semanas) y/o entre los grupos. Para las variables no paramétricas se aplicó el test ANOVA de Kruskal-Wallis y el post hoc de Dunn's para comparaciones múltiples. Se aplicó el coeficiente de correlación r de Pearson y Spearman para determinar la relación entre variables. El nivel para significancia estadística se estableció en p < 0,05. Todos los análisis estadísticos se realizaron utilizando el software STATISTICA (versión 8.0, StatSoft, Inc, Oklahoma, USA).

Resultados

Antes de la intervención existieron diferencias significativas (p < 0,05) sólo en las variables glicemia, CT, LDL y TG, (Tabla 4).

 

Tabla 4. Modificación de variables plasmáticas después de 8 semanas de ejercicio físico combinado en sujetos sanos y con diferentes alteraciones metabólicas
 

Se presentó una reducción significativa (p < 0,01) en el peso corporal e IMC en los grupos HC, HG/HC y SANOS. El perímetro de cintura se modificó significativamente (p < 0,01) en el grupo HG. No se observaron cambios significativos en los pliegues adiposos, excepto por una disminución del pliegue cresta iliaca en el grupo HC (Tabla 1).

La PAS se redujo significativamente (p < 0,05) en el grupo HC, así como la PAD en el grupo SANOS -2,8%. La frecuencia cardiaca de reposo se redujo (p < 0,01) en el grupo HC. El rendimiento físico aeróbico se incrementó significativamente (p < 0,01) en todos los grupos (Tabla 2).

La glicemia disminuyó significativamente (p < 0,01) en los grupos HG e HG/HC, así como la insulina en los cuatro grupos de intervención (Tabla 4). Similarmente el HOMAIR presentó una reducción significativa en todos los grupos (Figura 1).

 

 
Figura 1. Cambios en HOMAIR en cuatro grupos de sujetos mujeres, sometidos a 8 semanas de ejercicio físico combinado. A: grupo hiperglicémicos (HG). B: grupo hiperglicémicos/hipercolesterolémicos (HG/HC). C: grupo hipercolesterolémicos (HC) y D: grupo de sujetos sanos (SANOS) o controles. Valores se presentan en media ± error estándar entre antes (Pre0) y después de intervención (Post8). Línea continua entre barras indica valores límites standard de HOMAIR de acuerdo a una población adulta Chilena29. (∆) indica valor de modificación delta porcentual entre Pre0 y Post8. *indica p < 0,05 entre Post8 y Pre0. (HG/HC(B)): indica diferencias significativas p < 0,05, respecto a grupo HG/HC.

El CT y los triglicéridos disminuyeron significativamente (p < 0,01) en el grupo HC (Tabla 4). El C-HDL se incrementó (p < 0,05) en el grupo HC (Tabla 4).

Discusión

Los mayores hallazgos de este estudio indican que 8 semanas de EF combinado (i) disminuyen los niveles de insulino resistencia (Figura 1), y (ii) mejoran significativamente el rendimiento físico aeróbico de mujeres con y sin alteraciones metabólicas, (Tabla 2). Beneficios adicionales otorgan estos programas en la modificación favorable de la composición corporal (Tabla 1).

La reducción significativa de la glicemia en los grupos con valores previamente alterados HG -12 y HG/HC -14% y en la insulina -30 y -26% respectivamente para ambos grupos, indica un mayor control metabólico de la glucosa, siendo ello bien relacionado con mejoras en la insulino sensibilidad en estudios de 29 y 12 semanas de HIT14, aunque nosotros observamos un plus en el presente protocolo de menor duración (8 semanas) respecto a otros de mayor duración, pues en un primer reporte Álvarez y cols14 aplicando HIT+EFS (60 min/sesión por 3 sesiones/semana= 3 meses) disminuyeron entre ~4,2 y 7% la glicemia de sujetos con hiperglicemia, así como entre 8 y 38% los valores de HOMAIR. Los mismos autores en otro estudio de similar duración aplicando HIT (20 min/sesión por 5 sesiones/semana= 3 meses)18, reportaron una disminución de ~16 y ~20% en la glicemia de sujetos hiperglicémicos y de hiperglicémicos/hipercolesterolémicos respectivamente, existiendo también una menor reducción en sujetos con glicemia normal. Tal parece que suele ser repetitivo que pacientes con línea de base alterada tiendan a responder mejor o en mayor grado al tratamiento con ejercicio vs. aquellos sanos, dilucidándose así cierta capacidad predictiva en la mejora del control metabólico en este tipo de pacientes.

Los grupos que presentaron una mayor reducción en el HOMAIR fueron aquellos tres con alteraciones metabólicas (HG, HC, y HG/HC) en rango -37 a 40% (Figura 1A, 1B y 1C). En estudios similares pero de menor duración, Whyte y cols12 demostraron en 2 semanas de HIT, reducir los niveles de glicemia -3% e insulina -25%. En el presente estudio, nosotros estimamos que los sujetos que no alcanzaron los valores de línea de normalidad estándar de acuerdo a un parámetro de la población Chilena (HOMAIR= 2,6)28, pueden estar supeditados a requerir a) mayor tiempo u volumen de ejercicio, b) otra metodología de ejercicio u c) ser considerados "bajos respondedores" al ejercicio de acuerdo al algunos polimosrfismos genéticos encontrados29.

Si bien es cierto el HOMAIR ha presentado una correlación importante con la prueba gold estándar para determinar IR como el clamp euglicémico/hiperinsulinémico en sujetos diabéticos y no diabéticos30, considerando que en condiciones de ayuno es el hígado el principal órgano controlador de la glicemia y no tanto así el tejido muscular (que da cuenta del más de 75% de captación de glucosa vía insulino-estimulada7), los positivos resultados encontrados en la reducción del HOMAIR en este estudio, pueden reflejar más bien una reducción de la IR a nivel hepática, pudiendo ser explicados estos resultados por la reducción en algunos marcadores de grasa ectópica que de acuerdo a estudios previos, también se han relacionado con la reducción de pliegues de grasa subcutánea31.

Es importante mencionar que la distribución central del tejido adiposo ha sido relacionada también con un mayor índice de morbi-mortalidad32, por ello la disminución del perímetro de cintura resultante en el grupo HG -3,9%, creemos que representa una disminución importante del riesgo cardiometabólico en estos pacientes. Estudios previos de HIT de 212, 831 y 1633 semanas, han reportado disminuciones promedio del perímetro de cintura en rango de 1 a 7% (~1 a 5 cm), asociándose estos cambios con el aumento de la sensibilidad de la insulina12,34. Adicionalmente, considerando que el pliegue adiposo que presentó mayor reducción fue la cresta iliaca (Figura 1), ello sugiere una plasticidad diferencial del tejido adiposo en respuesta al ejercicio físico, lo que coincide con resultados de recientes investigaciones35.

Previamente protocolos de HIT utilizados por otros grupos de investigación, han mostrado incrementos del C-HDL en respuesta a HIT36. En relación al C-LDL protocolos de HIT no han mostrado cambios36, 37. Kessler y cols38 concluyeron que para producir efectos en el perfl lipídico, un programa de HIT debe tener una duración de al menos 8 semanas, siendo aún poco claras las adaptaciones a nivel de lipoproteínas plasmáticas. Interesantemente en este estudio, la reducción del peso corporal no se correlacionó significativamente con ninguna de las modificaciones plasmáticas.

Al respecto la metodología de ejercicio tipo HIT, cabe destacar que el ejercicio físico de corta duración, bajo volumen (≤ 12 semanas) y alta intensidad de ejercicio (80-100 frecuencia cardiaca reserva), pero de carácter intermitente (30 seg-1 min trabajo/1 a 2 min de recuperación), pueden ser tan efectivos en la mejora del control metabólico de la glucosa y sensibilidad insulínica en relación al ejercicio continuo de baja intensidad y larga duración según se ha reportado39,40, haciéndose muy importante, primeramente la aplicación de un riguroso screening clínico antes de la inclusión de pacientes en estos programas así como también una fase de adaptación cardiovascular al ejercicio que en cierta medida de acuerdo a nuestra experiencia da garantía a una buena tolerancia a la intervención.

Por otra parte, nosotros encontramos una disminución importante en la presión arterial sistólica de sujetos con hipercolesterolemia PAS 122 antes y después 111 mm/Hg, y un incremento en la performance aeróbica valorada a través de la prueba de caminata TUKK , validado en la población Chilena24. Sin duda, ambas modificaciones vienen similarmente en aportar en la disminución en los factores de riesgo cardiovascular característica en la población Chilena que sufre sobrepeso/obesidad.

Este es el primer estudio de intervención en pacientes de la salud pública en Chile, de menor tiempo de duración aplicando un programa de ejercicio físico combinado (HIT+EFS) sobre el comportamiento de variables metabólicas, cardiovasculares, antropométricas y de condición física en sujetos con alteraciones metabólicas frecuentes, donde nosotros mostramos efectos benéficos de estos programas cortos a modo que puedan ser aplicados en centros de atención primaria de salud como herramienta "preventiva y terapéutica" en pacientes sanos y patológicos, donde concluimos que las adaptaciones más benéficas del estos programas atañen a pacientes con IR y dislipidemias.

Agradecimientos: A todos los co-autores que hicieron posible que el estudio se llevara a cabo. A Carmen Flores, Directora del CESFAM Los Lagos, por su inestimable apoyo en la instauración del programa de ejercicio físico.

 

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Recibido el 24 de diciembre de 2013, aceptado el 15 de abril de 2014.

* Financiamiento: Este proyecto de investigación fue financiado con Fondos del departamento de Salud Pública Municipal de la Ilustre Municipalidad de Los Lagos y por aportes privados. No se declaran conflicto de intereses entre las fuentes de financiamiento en el diseño del presente estudio.

Correspondencia a: MSc., Cristian Álvarez Lepín.
Prat #162. Centro de Salud Familiar Los Lagos. Comuna de Los Lagos. Región de Los Ríos, Chile.
Fono: 063-2-460304.
profecristian.alvarez@gmail.com