Efectos del entrenamiento de fuerza muscular sobre el gasto energético, fatiga y biomarcadores de actividad física en adultos sanos
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Universidad de Granada
Departamento
Universidad de Granada. Programa de Doctorado en BiomedicinaMateria
Entrenamiento de fuerza Dinamómetro Saturación oxígeno muscular Hemoglobina Strength training Dynamometer Muscle oxygen saturation Hemoglobin
Date
2021Fecha lectura
2021-12-02Referencia bibliográfica
Miranda Fuentes, Claudia de los Ángeles. Efectos del entrenamiento de fuerza muscular sobre el gasto energético, fatiga y biomarcadores de actividad física en adultos sanos. Granada: Universidad de Granada, 2021. [http://hdl.handle.net/10481/72070]
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Tesis Univ. Granada.Résumé
Introducción: El entrenamiento de fuerza muscular es una intervención con sólida
base científica sobre los beneficios en la condición de salud de la población, es por esto
por lo que la Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda la práctica de este
ejercicio a lo menos dos veces por semana. En este sentido, el conocimiento y
utilización de biomarcadores como indicador objetivo del estado y trabajo muscular,
resulta relevante para el manejo y/o progresión de la repuesta del músculo esquelético
a los determinantes de la carga de trabajo. Hoy en día, se ha reconocido el uso de la
oximetría muscular como un biomarcador de la actividad muscular través de la lectura
de oxihemoglobina (HbO2) y desoxihemoglobina (HHb) expresados, principalmente, en
saturación de oxígeno muscular (SmO2) en sangre con el uso de espectroscopia de
infrarrojo cercano (NIRS).
Objetivo: La tesis doctoral tiene como objetivo general determinar los efectos del
entrenamiento de fuerza muscular sobre el gasto energético, fatiga y biomarcadores de
actividad física en adultos sanos. En esta primera lectura de productos de este
proyecto, sólo serán entregados los resultados que responden al efecto del
entrenamiento de fuerza muscular sobre biomarcadores de actividad física en adultos
sanos; en este caso, el biomarcador analizado será la oximetría muscular evaluada con
NIRS. Lo anterior llevó a plantear tres objetivos específicos: (i) informar los valores de
referencia iniciales y finales de oximetría muscular obtenidos por NIRS durante el
entrenamiento de fuerza en adultos sanos; (ii) determinar la confiabilidad de un
dispositivo NIRS para calcular los valores de oximetría en reposo y durante las
actividades de fuerza y (iii) describir y comparar la respuesta aguda de la oximetría
muscular durante protocolos de ejercicio de fuerza muscular; cada uno de estos
objetivos específicos corresponde a un estudio (E).
Metodología: Se realizaron, E1: revisión sistemática; E2 y E3 estudios de tipo
descriptivos transversales. Para los estudios E2 y E3 participaron voluntariamente
dieciséis hombres sanos (media (me) ± desviación estándar (DE): edad = 36.12 ± 6.39 años; masa corporal = 80.37 ± 10.03 kg; altura corporal = 1.73 ± 0.06 m; índice de masa
corporal = 26.65 ± 2.73 kg/m2; porcentaje de grasa corporal = 23.45 ± 4.85 %; masa de
músculo esquelético = 34.97 ± 3.69 kg y masa de músculo esquelético del miembro
inferior = 18.64 ± 2.17 kg). Las principales variables evaluadas fueron fuerza muscular
isométrica y dinámica utilizando un dinamómetro electromecánico funcional (DEMF) y
oximetría muscular con un NIRS inalámbrico.
Resultados: (E1) La SmO2 se presenta como el biomarcador de oximetría muscular más
estudiado con dispositivos NIRS, mostrando que disminuye como respuesta aguda al
ejercicio de fuerza muscular, encontrándose resultados antes del protocolo de fuerza
entre (rango = 68.07-77.9%), y posterior (rango = 9.50– 46.09%). E2: El dispositivo
NIRS (Humon Hex) es fiable en condiciones de reposo (CV = 5.76%, SEM = 3.81, ICC =
0.90) e isometría (CV = 3.03%, SEM = 2.08, ICC = 0.92) y se vuelve menos fiable al
aumentar la intensidad y la fuerza muscular (dinámica). (E3) (i) se observaron niveles
mínimos de SmO2 (66.31 ± 9.38%) y Hgb (12.22 ± 0.55 g/dL) durante P2, (ii) no se
encontraron diferencias significativas entre las cargas medias de los respectivos
protocolos para SmO2 y (iii) la Hgb muscular difirió significativamente entre el reposo
y P1 y el reposo y P3.
Conclusión: Al finalizar la realización de esta tesis doctoral se puede concluir que, tras
una revisión sistemática, la tendencia de SmO2 es a disminuir después de un protocolo
de fuerza muscular. Por otra parte, el dispositivo Humon Hex es un instrumento fiable
para medir cambios en las características locales del oxígeno en el musculo, sin
embargo, pierde confiabilidad en ejercicios de fuerza dinámica. Finalmente, ejercicios
de intensidad creciente y corta duración no modifican significativamente la SmO2 (%),
sin embargo, la Hgb se ve significativamente incrementada respecto al reposo en
protocolos de fuerza isométrica y dinámica, demostrando ser una posible herramienta
de discriminación de cargas de trabajo para protocolos de fuerza muscular. Muscle strength training is an intervention with a solid scientific basis
on the benefits in the population's health condition. That is why the World Health
Organization (WHO) recommends practicing this exercise at least biweekly. In this
sense, the knowledge and use of biomarkers as an objective indicator of muscle status,
whether acute or chronic, is relevant for the skeletal muscle response's management
and / or progression to the determinants of workload. Today, the use of muscle
oximetry as a biomarker of muscle activity has been recognized through the reading of
oxyhemoglobin (HbO2) and deoxyhemoglobin (HHb) chromophores in blood with the
use of near infrared spectroscopy (NIRS).
Objective: The general objective of the doctoral thesis is to determine the effects of
muscle strength training on energy expenditure, fatigue and biomarkers of physical
activity in healthy adults. In this first reading of the products of the doctoral research
project, only the results that respond to the effect of muscle strength training on
biomarkers of physical activity in healthy adults will be delivered; in this case, the
biomarker analyzed will be muscle oximetry evaluated with NIRS. This led to three
specific objectives: (i) to report the initial and final reference values of muscle oximetry
obtained by NIRS during strength training in healthy adults; (ii) determine the
reliability of a NIRS device to calculate oximetry values at rest and during strength
activities and (iii) describe and compare the acute response of muscle oximetry during
muscle strength exercise protocols; each of these specific objectives corresponds to a
study (E).
Methodology: To respond to the general objective, 3 specific objectives (studies) are
proposed: E1: systematic review; E2 and E3 descriptive cross-sectional studies. For the
last two studies, sixteen healthy men voluntarily participated (mean ± standard
deviation (SD): age = 36.12 ± 6.39 years; body mass = 80.37 ± 10.03 kg; body height =
1.73 ± 0.06 m; body mass index = 26.65 ± 2.73 kg / m2; body fat percentage = 23.45 ±
4.85%; skeletal muscle mass = 34.97 ± 3.69 kg and lower limb skeletal muscle mass = 18.64 ± 2.17 kg). The main variables evaluated were isometric and dynamic muscle
strength using a functional electromechanical dynamometer (DEMF) and muscle
oximetry with a wireless NIRS.
Results: (E1) SmO2 is the most studied muscle oximetry biomarker with NIRS devices,
showing that it decreases as an acute response to muscle strength exercise, finding
results before the strength protocol between (range = 68.07-77.9%), and later (range =
9.50– 46.09%). (E2) The NIRS device (Humon Hex) is reliable in resting conditions (CV
= 5.76%, SEM = 3.81, ICC = 0.90) and isometry (CV = 3.03%, SEM = 2.08, ICC = 0.92) and
becomes less reliable by increasing intensity and muscle strength (dynamic). (E3) (i)
minimal levels of SmO2 (66.31 ± 9.38%) and Hgb (12.22 ± 0.55 g/dL) were observed
during P2, (ii) no significant differences were found between the mean loads of the
respective protocols for SmO2 and (iii) muscle Hgb differed significantly between rest
and P1 and rest and P3.
Conclusion: At the end of this doctoral thesis, after a systematic review, it can be
concluded that SmO2 tends to decrease after a muscle strength protocol. On the other
hand, the Humon Hex device is a reliable instrument to measure changes in the local
characteristics of oxygen in muscle hemoglobin, being unreliable for more dynamic
exercises. Finally, exercises of increasing intensity and short duration do not
significantly modify SmO2 (%). However, Hgb is significantly increased compared to
rest in isometric and dynamic strength protocols, proving to be a possible workload
discrimination tool for muscle strength protocols.