Impacto del ejercicio de intervalo de alta intensidad y ejercicio continuo de intensidad moderada en el nivel T de troponina cardíaca en una etapa temprana de entrenamiento

Resumen

Aquí, presentamos protocolos de intervalo de alta intensidad y ejercicio continuo de intensidad moderada para observar la respuesta de la concentración de troponina cardiaca circulante T (cTnT) al ejercicio agudo durante 10 días. La información puede ayudar con las interpretaciones clínicas de la elevación de cTnT después del ejercicio y guiar la prescripción del ejercicio.

Resumen

Se ha descrito una elevación de la troponina cardíaca T (cTnT), como un biomarcador muy específico de daño de cardiomiocitos, después del ejercicio continuo de intensidad moderada (MCE). La respuesta cTnT inducida por el ejercicio distorsiona el papel diagnóstico del ensayo cTnT. Aunque el ejercicio de intervalos de alta intensidad (HIE) está creciendo en popularidad y persisten preocupaciones sobre su seguridad, los datos disponibles relacionados con la liberación de cTnT después de que HIE es limitado, lo que dificulta el uso de HIE como una intervención de salud. Aquí, presentamos tres protocolos HIE representativos [HIE tradicional (ciclo repetido de 4 min al 90% de V-O_2max intercalado con 3 min de descanso, 200 kJ/sesión); ejercicio de intervalo de sprint (SIE, repetido 1 min de ciclismo al 120% de V-O_2max intercalado con 1,5 min de descanso, 200 kJ/sesión); y ejercicio de sprint repetido (RSE, 40 x 6 s sprints all-out intercalados con 9 s de descanso)] y un protocolo representativo MCE (ejercicio de ciclismo continuo a una intensidad de 60% VO_2max,200 kJ/sesión). Cuarenta y siete mujeres jóvenes sedentarias y con sobrepeso fueron asignadas aleatoriamente a uno de los cuatro grupos (HIE, SIE, RSE y MCE). Seis peleas de ejercicios respectivos fueron realizadas por cada grupo, con cada uno de los 48 h de distancia. Mientras tanto, para cuatro grupos, la duración de todo el período de prueba fue idéntica, siendo de 10 días. Antes y después de los peleas de ejercicios primero y final, se llevó a cabo una evaluación de cTnT. El estudio actual proporciona un marco de referencia que da una imagen clara de cómo una sesión de ejercicio específica afecta a la concentración de cTnT circulante en la etapa temprana del entrenamiento. La información puede ayudar con las interpretaciones clínicas de la elevación de cTnT post-ejercicio y guiar la prescripción de ejercicio, especialmente para HIE.

Introducción

Los beneficios del ejercicio regular en el corazón están bien documentados¹. Sin embargo, el riesgo de eventos cardíacos, como el infarto agudo de miocardio (AMI), aumenta transitoriamente durante un ejercicio intenso^2,3. Individuos con bajos niveles de actividad física regular muestran un mayor riesgo hacia AMI^2,3. La troponina cardiaca T (cTnT) es el estándar de oro bioquímico en el diagnóstico de AMI^4. Sin embargo, existe una creciente evidencia de que el cTnT se eleva después de un ejercicio prolongado continuo, lo que sin duda distorsiona el papel diagnóstico del ensayo cTnT⁵.

Los combates repetitivos de ejercicio relativamente intenso intercalados con descansos cortos son un elemento típico del ejercicio de intervalo de alta intensidad (HIE), que está creciendo en popularidad en diversos campos como la rehabilitación cardíaca, la salud y el estado físico^{6 ,7}. El interés generalizado en HIE se debe en parte a la capacidad del entrenamiento HIE para obtener adaptaciones fisiológicas beneficiosas similares o superiores al entrenamiento tradicional de ejercicio continuo de intensidad moderada (MCE), a pesar de la reducción del volumen total de ejercicio y compromiso de tiempo⁶. Sin embargo, las preocupaciones relacionadas con la seguridad de HIE se han expresado debido a la alta demanda cardiaca⁸. Hasta la fecha, los datos disponibles relacionados con la publicación de cTnT en HIE son limitados. Además, ningún estudio integrado previo ha investigado el efecto de varias modalidades de HIE y MCE tradicional en la apariencia de cTnT con ejercicio. Por lo tanto, no está claro si, con la ecualización del trabajo mecánico total entre HIE y MCE, diferentes formatos de ejercicio darán lugar a la distinción en las concentraciones cTnT y cuál es el rango de los valores elevados de cTnT. Dado que el ejercicio realizado a intensidades más altas podría conducir a un mayor riesgo de eventos cardíacos^2,3, es pertinente desarrollar una HIE representativa y propuestas de MCE con la gama conocida de respuestas cTnT. La evaluación de la elevación de cTnT asociada al ejercicio podría ser potencialmente útil en la toma de decisiones clínicas y ayudar a los fisiólogos clínicos en el desarrollo de recetas de ejercicio más eficaces y seguras.

En consecuencia, esbozamos protocolos de los tres tipos representativos de HIE y un tipo representativo de MCE para recopilar datos fisiológicos mientras observamos las respuestas cTnT. Teniendo en cuenta que el riesgo de eventos cardíacos agudos es mayor en las personas que no realizan ejercicio regular^2,3 y la liberación general de cTnT inducida por el ejercicio reduce con el entrenamiento regular⁹, este estudio reclutado mujeres sedentarias con sobrepeso que completaron un programa de entrenamiento de 10 días. Esto proporcionó la perspectiva de trabajar en la etapa temprana de la capacitación y apuntar a un grupo poco investigado.

Protocolo

El protocolo (No 31771319) fue aprobado por la Junta de Revisión Universitaria Normal de Hebei y se ajusta a la Declaración de Helsinki. Todos los participantes proporcionaron consentimiento informado por escrito antes de participar en las pruebas descritas.

1. Examen de participantes y preparación para el experimento

1. Para el reclutamiento, asegúrese de que los participantes cumplan los siguientes criterios de inclusión: entre 18 y 25 años, un índice mínimo de masa corporal (IMC) de 23 kg/m, que es el corte por sobrepeso para adultos asiáticos de¹⁰años, peso corporal constante (2 kg) para la mayoría de los últimos tres meses, sin entrenamiento de ejercicio o actividades físicas regulares, sin registro de enfermedades hormonales, ortopédicas o cardiovasculares, diabetes, hiperlipidemia, hipertensión o síndrome de ovario poliquístico, así como, sin uso actual de medicamentos (incluidas las píldoras anticonceptivas) y sin antecedentes de tabaquismo.
2. Asigne aleatoriamente 47 participantes elegibles a uno de los siguientes cuatro grupos: HIE tradicional (n x 12), ejercicio de intervalo de sprint (SIE, n a 11), ejercicio de sprint repetido (RSE, n a 12) o grupo MCE (n a 12).
3. Ajuste y registre la altura de asiento adecuada en los ergometros de ciclismo para que el participante pedalee con una ligera curvatura de la rodilla (-10o) a golpe de marcha a tope completo del pedal.
4. Indique a los participantes que realicen dos sesiones de ejercicio inicial (como se describe en el paso 3) para familiarizarlos con el tipo respectivo de ejercicio de ciclismo (HIE, SIE, RSE o MCE).

2. Procedimientos experimentales

1. En primer lugar, indique a cada participante que realice una prueba incremental continua en un ergoómetro de ciclo de pruebas de esfuerzo para evaluar la máxima ingesta de oxígeno (V-O_2max).
   1. Caliente durante 5 min a 25 W. A continuación, inicie la prueba realizando etapas continuas de 2 minutos (incremento de 20 W por etapa) a partir de 50 W con una frecuencia de pedal de 60 rpm hasta el agotamiento volitivo.
   2. Utilice un analizador metabólico aliento a aliento para medir el consumo de oxígeno durante el ejercicio.
   3. Calcule el_2max de V-O basado en el valor medio de 30 s más alto. A continuación, calcule una salida de potencia que genere 60%, 90% y 120% V-O_2max en los grupos MCE, HIE y SIE, respectivamente, utilizando la ecuación de regresión lineal trazando el estado estacionario V-O2 versus la potencia de salida¹¹.
2. Al menos 5 días después de las evaluaciones previas a la intervención, instruya a los grupos HIE, SIE, RSE y MCE para que comiencen su respectiva capacitación.
   NOTA: Comience todas las pruebas de ejercicio a la misma hora del día (por ejemplo, 11:00 A.M.). Mientras tanto, asegúrese de que las pruebas se llevan a cabo en un laboratorio con ajustes controlados por temperatura y humedad (20 oC y 50% de humedad relativa). Pida a todos los participantes que se adhieran tanto a sus actividades diarias como a sus hábitos alimenticios a lo largo del experimento.
   1. Instruya al participante que se abstenga de cualquier ejercicio extenuante durante 48 horas, después de un calentamiento rutinario, instruya a los grupos HIE, SIE, RSE y MCE para que participen en su respectiva sesión de ejercicio en un ergometro de ciclo según lo dispuesto. Realice el protocolo de ejercicio como se detalla en el paso 3.
   2. Realice 6 sesiones de ejercicio realizadas durante un intervalo de tiempo de 10 días para los cuatro grupos. Seleccione las sesiones de ejercicio^1o (1o) y^6o (6o (6o) para observar la respuesta cTnT al ejercicio agudo(Figura 1).

Figura 1: Diagrama esquemático de los procedimientos de estudio. HIE - ejercicio de intervalo de alta intensidad; SIE - ejercicio de intervalo de sprint; RSE - ejercicio de sprint repetido; MCE - ejercicio continuo de intensidad moderada. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

4. Registre un electrocardiograma continuo (ECG) durante el ejercicio a través de un monitor de electrocardiógrafo portátil (ECG).
5. Extraiga muestras de sangre venosa antes e inmediatamente después del ejercicio, así como 3 h y 4 h después de la sesión de ejercicio seleccionada para evaluar el suero cTnT. Con los sujetos en posición sentada, extraiga 5 ml de sangre venosa de la vena antecubital para cada muestra.
   NOTA: Muestras de sangre posteriores al ejercicio de los tiempos ajustados a nuestro trabajo previo, que demostró que las concentraciones de cTnT en sangre alcanzaron su pico 3 o 4 h después de un ejercicio agudo en un estudio basado en laboratorio¹².
6. Para la separación del suero, deje que la sangre coagule a temperatura ambiente. Centrifugar las muestras de sangre a 3.500 x g durante 20 min.
7. Aspirar el suero y almacenar a -80 oC para el análisis posterior de cTnT.
8. Utilice un analizador para realizar la medición cuantitativa del cTnT con un inmunoensayo de alta sensibilidad basado en la tecnología de electroquimioluminiscencia. Tome 1 ml del suero y colóquelo en un tubo de ensayo especial para medir cTnT. A continuación, inserte el tubo en el analizador y pulse el botón de inicio.
   NOTA: La proteína cTnT humana en sí consiste en 288 aminoácidos. Se utilizan dos anticuerpos monoclonales para el ensayo que se dirigen específicamente contra la troponina cardiaca humana T. Los anticuerpos reconocen la parte central de la troponina t cardiaca^4,dirigida específicamente a dos epítopos en las posiciones de aminoácidos 125-131 y 136-147.

3. Protocolos de ejercicio

1. En cada sesión de ejercicio, indique a los 4 grupos que sigan los pasos que se indican a continuación.
   1. Completa un calentamiento idéntico de 10 minutos al 50-60% de HR_max (porcentaje de frecuencia cardíaca máxima individual durante la sesión de ejercicio) y 5 minutos de enfriamiento a 20 W.
   2. Después del calentamiento. Tener un período de recuperación de 2 minutos, donde los participantes permanecen sentados pero estacionarios en el ergometro del ciclo.
   3. Dirija a los participantes a acelerar lo antes posible al comienzo de cada pelea de ejercicios para alcanzar la intensidad prevista. Durante este tiempo un investigador establece el protocolo de ejercicio respectivo en un ordenador pc y luego cuenta hacia abajo, "5-4-3-2-1-Go!". Al mando de "¡Go!", los participantes comienzan a hacer ejercicio y activar el sistema computarizado.
      NOTA: Para el MCE, HIE y SIE, acelere a la intensidad planificada (ver paso 2.1.3), es decir, 60%, 90% y 120% V-O_2max, respectivamente. Para el RSE, acelere al ejercicio "todo fuera" (véase el paso 3.4). El ergometer está conectado a un ordenador pc con software específico.
   4. Indique a los participantes que permanezcan sentados mientras pedalean y fijen sus pies a los pedales usando clips de los dedos de los pies, y alentó verbalmente a los participantes a dar un esfuerzo máximo para hacer ejercicio a la intensidad deseada a lo largo de cada sesión.
2. Protocolo HIE: Repita 4 minutos de ejercicio en un ergoómetro de ciclo de pruebas de esfuerzo a una intensidad del 90% de V-O_2max,seguido de una recuperación pasiva de 3 minutos (descanso completo) hasta que se logre el objetivo de 200 kJ de trabajo.
3. Protocolo SIE: Repita 1 min de ejercicio en un ergoómetro de ciclo de pruebas de esfuerzo a una intensidad del 120% de V-O_2max,seguido de una recuperación pasiva de 1,5 minutos hasta que se logre el objetivo de 200 kJ de trabajo.
4. Protocolo RSE: Repetir 6 s sprints intercalados con períodos de recuperación pasiva de 9 s en un ergometro de ciclo de prueba Wingate, con una resistencia de 1,0 kg hasta que se alcancen las 40 repeticiones objetivo, y se registró el trabajo mecánico total.
5. Protocolo MCE: Realizar ejercicio continuo de ciclismo, hasta alcanzar un objetivo de 200 kJ de trabajo, a una intensidad del 60% de V-O_2max.

4. Análisis estadísticos

1. Realice análisis de datos utilizando un paquete de software estadístico. Evaluar la normalidad de los datos utilizando la prueba¹²Kolmogorov-Smirnov. Utilice P < 0.05 para evaluar la significancia estadística.
2. Compare las diferencias en hr_mean (media frecuencia cardíaca durante la sesión de ejercicio) y %HR_max entre los cuatro grupos (HIE, SIE, RSE y MCE) y las dos sesiones de ejercicio observadas (1ST y 6TH) utilizando ANOVA bidireccional, con medidas repetidas. Utilice la prueba post-hoc de Newman-Keuls para los casos en los que el efecto principal es significativo.
3. Compare cTnT entre los puntos de tiempo (pre-ejercicio y pico después del ejercicio) y dos sesiones de ejercicio observadas (1ST y 6TH) utilizando la prueba de rangos firmados por Wilcoxon no paramétrico debido a la distribución sesgada de los datos cTnT. Además, la prueba Kruskal-Wallis se utilizó para evaluar la importancia estadística de las diferencias en los niveles de cTnT entre los cuatro grupos (HIE, SIE, RSE y MCE), y la prueba Mann-Whitney U se utilizó para comparaciones por pares cuando procede.

Resultados

Todos los participantes (n.o 47) completaron el estudio, y no se encontraron eventos cardíacos adversos (por ejemplo, dolor torácico y signo de isquemia miocárdica en ECG) durante las pruebas en los cuatro grupos. Como era de esperar, los datos de frecuencia cardíaca de ejercicio agudo (HR), incluida la_media de HR y %HR_max, en la evaluación 1sT son similares (todos P > 0,05) a los de la evaluación 6TH en los cuatro grupos. Además, los datos de recursos humanos de los grupos RSE y MCE...

Discusión

Los repetitivos ejercicios cortos a largos de ejercicio de bastante alta intensidad intercalados con períodos de recuperación están involucrados en HIE, que se subdivide en HIE tradicional ("esfuerzos casi máximos") y SIE ("esfuerzos supramáximos"), utilizando una clasificación común esquema⁶. Además, RSE es una forma particularmente intensa de SIE, donde la actividad es "total" pero sólo dura de 3 a 7 s⁶. Hasta donde sabemos, este es el primer estudio integrado pa...

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
Cobas E 601 analyser	Roche Diagnostics, Penzberg, Germany		Used for measuring the circulating cardiac troponin T concentration
Monark 839E Stress Testing Cycle Ergometer	Monark Exercise AB, Vansbro, Sweden		Used for all exercise protocols except repeated sprint exercise
Monark 894E Wingate Testing Cycle Ergometer	Monark Exercise AB, Vansbro, Sweden		Only used for repeated sprint exercise protocol
Quark-PFT-ergo Metabolic Analyser	Cosmed, Rome, Italy	C09072-02-99
SPSS Statistics 20.0 software package	IBM Corp., Armonk, USA
Zephyr BioHarness 3.0	Zephyr Technology, Auckland, New Zealand	9800.0189/9600.0190	Electrocardiograph Monitor