Efectos del ejercicio aeróbico interválico combinado con fuerza sobre marcadores cardiometabólicos: transferencia de un modelo experimental animal a mujeres en etapa climatérica

Abstract

Obesity is increasing its prevalence all over the world and is becoming an important global concern for its association with dyslipidaemia, insulin resistance, and inflammation. All these cardiometabolic markers are predictors of an increased risk of cardiovascular diseases. In this sense, an adverse cardiometabolic profile might be reversed by physical exercise, specially a combination of interval aerobic training and strength exercise (IASE). The major aims of the present International Doctoral Thesis were: i) to examine the effects of an IASE protocol and diet on body composition and other cardiometabolic markers in metabolically obese animal subjects (Stage 1); and, ii) to extend the study of this specific training protocol to a human model at high risk of cardiometabolic alterations (i.e. climacteric women) (Stage 2). To address these aims, five studies were conducted in the context of two research projects. Stage 1, (studies I and II) was an IASE and caloric restriction based project carried out with metabolically obese and control (lean phenotype) Zucker rats. The animals were divided in groups of 8 rats to test the influence of phenotype, the IASE protocol and caloric restriction. Stage 2 (Studies III to V) was carried out as part of the FLAMENCO (the Fitness League Against MENopause COst) project randomized controlled trial, and comprised a total of 150 climacteric women. The participants were divided into IASE and counselling group (both, n=75). Counselling consisted on four conferences about healthy diet and lifestyle. Body composition, plasma glycaemic and lipid profile and some plasma inflammatory markers were measured in both projects. Intention to treat and per protocol analyses were presented for the randomized controlled trial. The main findings and conclusions derived from the five studies included in this Thesis were: I) In an obese phenotype of rats, the practice of an IASE protocol enhanced body composition and lipid profile, and even restore glucose concentrations to normal ranges; II) The IASE protocol improved inflammation, glycaemic profile and body composition beyond caloric restriction. In regards to the Stage 2, the main findings were: III) An interval aerobic training combined with strength exercise protocol reduced body mass index and gynoid and ! 24 android fat mass and improved bone mineral content of the pelvis in climacteric women. Moreover, the reduction seen in gynoid and android fat mass was associated with lower pharmaceutical expenditure. IV) The interval aerobic training combined with strength exercise protocol promoted a healthier cardiometabolic profile in climacteric women. V) A greater fulfilment of the Mediterranean Dietary pattern was simply implemented through four conferences in the counselling group. Women in the exercise group increased their beer consumption, which might have been due to the social meetings after the exercise trainings. The results of this International Doctoral Thesis enhance our understanding about how exercise positively influences cardiometabolic markers in subjects prone to metabolic alterations. Future studies should combine this IASE protocol with dietary interventions based on the Mediterranean Diet in search of better results. This Thesis closes the cycle regarding the transference of knowledge from animal testing to human research.

La obesidad es un problema creciente en todo el mundo y se está convirtiendo en tema de preocupación global por su asociación con la dislipidemia, la resistencia a la insulina y la inflamación; todos ellos predictores de un mayor riesgo cardiovascular. Un perfil cardiometabólico adverso podría revertirse a través de programas de ejercicio físico, especialmente cuando se combina el ejercicio aeróbico interválico con el de fuerza (AIF). Los objetivos generales de la presente Tesis Doctoral Internacional fueron: i) Analizar los efectos de un protocolo de ejercicio AIF y la dieta sobre la composición corporal y otros marcadores cardiometabólicos en sujetos experimentales animales metabólicamente obesos (Etapa 1); y, ii) Extender el estudio de dicho programa de ejercicio a un modelo humano con importantes alteraciones cardiometabólicas (mujeres en etapa climatérica) (Etapa 2). Para la evaluación de dichos objetivos se realizaron cinco estudios enmarcados en dos proyectos. La Etapa 1 (estudios I y II) se desarrolló en un proyecto de experimentación animal, en ratas Zucker genéticamente obesas y de fenotipo delgado. Los animales fueron divididos en grupos de 8 para evaluar la influencia del fenotipo, el protocolo AIF y la restricción calórica. Para la Etapa II (estudios III, IV y V) se estudiaron 150 mujeres en etapa climatérica, que formaban parte del Proyecto randomizado controlado FLAMENCO (the Fitness League Against MENopause COst). Las participantes se dividieron en un grupo de entrenamiento AIF y un grupo consejos (n=75 en cada uno). El grupo consejo asistió a cuatro conferencias acerca de una dieta y estilo de vida saludables. La composición corporal y el perfil glicémico, lipídico y algunos marcadores inflamatorios plasmáticos se midieron en ambos proyectos. Los resultados del proyecto FLAMENCO se exploraron tanto en intención de tratar como por protocolo. Los principales hallazgos y conclusiones derivados de los cinco estudios incluidos en esta Tesis fueron: I) En ratas de fenotipo obeso, la práctica de ejercicio AIF mejoró la composición corporal y el perfil lipídico, e incluso restableció las concentraciones de glucosa a rangos saludables. II) El entrenamiento AIF mejoró el perfil inflamatorio y glucémico y la composición corporal en mayor medida que la restricción calórica. En referencia a la Etapa 2, las conclusiones principales fueron: III) El entrenamiento AIF redujo el índice de masa corporal, la masa grasa ginoide y androide y mejoró el contenido mineral óseo de la pelvis. Además, la reducción encontrada en la masa grasa se asoció ! 26 con un menor gasto farmacológico de las mujeres. IV) El entrenamiento AIF promovió un perfil cardiometabólico más saludable. V) Las cuatro conferencias dadas al grupo consejos tuvieron un impacto positivo en forma de mayor cumplimiento del patrón de Dieta Mediterranean. Las mujeres del grupo de ejercicio incrementaron su consumo de cerveza, lo cual podría deberse a los encuentros sociales que se realizaban después de los entrenamientos. Los resultados de esta Tesis Doctoral Internacional aumentan el conocimiento sobre cómo el ejercicio afecta positivamente a los marcadores cardiometabólicos en sujetos propensos a alteraciones metabólicas. Futuros estudios deberían combinar el ejercicio AIF con intervenciones dietéticas basadas en la Dieta Mediterránea, en busca de una mejora de los resultados. Esta Tesis cierra el círculo en lo referente a la transferencia del conocimiento de modelos experimentales animales a humanos.