Impacto de las estrategias de ejercicio físico en la disfunción endotelial inducida por conducta sedentaria

Abstract

En la actualidad, la conducta sedentaria ha ganado reconocimiento como un factor de riesgo modificable de gran trascendencia, al cual las personas se encuentran expuestas en todos los contextos de su vida diaria. Diversos estudios destacan su estrecha asociación con el riesgo de mortalidad global y cardiovascular, así como con enfermedades cardiometabólicas y trastornos de la función del endotelio vascular. En este contexto, se ha demostrado que la conducta sedentaria es causante de disfunción endotelial aguda, la cual ante episodios repetitivos y exposiciones prolongadas puede evolucionar hacia una condición crónica. Esta situación es especialmente significativa, dado que la disfunción endotelial es considerada un precursor en el desarrollo de enfermedades ateroescleróticas y otras afecciones cardiovasculares. De hecho, se ha descrito que la pérdida de un 1% de la función endotelial aumentaría el riesgo de enfermedades cardiovasculares en un 13%. Por consiguiente, medidas destinadas a preservar la salud endotelial a través del control de la conducta sedentaria podrían tener un papel central en la prevención de estas patologías. Numerosos estudios han evaluado el impacto de distintas estrategias de ejercicio físico para contrarrestar los efectos de la conducta sedentaria sobre la función endotelial. Estas estrategias se basan principalmente en dos enfoques: la interrupción del tiempo sedentario y la práctica de ejercicio previo a la conducta sedentaria. Los resultados de estos ensayos han mostrado variabilidad en la eficacia, magnitud del efecto y modalidad de ejercicios prescritos, por tanto son objeto de controversia. En este sentido y dada las características metodológicas de los estudios, ha resultado interesante y relevante llevar a cabo una sistematización de la información y realizar estimaciones de tamaño de efecto para las variables que principalmente se vinculan con la función endotelial. Lo anterior con el propósito de contribuir a un mejor entendimiento de esta herramienta en el ámbito preventivo y facilitar la formulación de recomendaciones clínicas o directrices de prescripción de ejercicio dirigidas a personas altamente expuestas a este factor de riesgo. Considerando estos antecedentes, el objetivo general de esta tesis ha sido evaluar el potencial impacto del ejercicio físico en la prevención de la disfunción endotelial aguda provocada por la conducta sedentaria en personas adultas, mediante dos revisiones sistemáticas con metaanálisis de estudios con diseño de ensayos controlados aleatorizados. En este contexto y para alcanzar este propósito, se plantearon tres objetivos específicos: - Evaluar el cuerpo de conocimiento existente respecto a la posible eficacia de las estrategias de interrupción del tiempo sentado a través del ejercicio físico en la prevención de la disfunción endotelial aguda provocada por la conducta sedentaria en personas adultas, mediante un análisis cualitativo y cuantitativo de la vasodilatación mediada por flujo, el shear stress y el flujo sanguíneo. - Evaluar la evidencia científica existente respecto a la potencial eficacia del ejercicio aeróbico previo en la prevención del deterioro agudo de la función endotelial provocado por la conducta sedentaria en personas adultas, mediante un análisis cualitativo y cuantitativo de la vasodilatación mediada por flujo, el shear stress y el flujo sanguíneo. - Determinar si el ejercicio físico aeróbico previo a la exposición a conducta sedentaria tiene efecto sobre los parámetros hemodinámicos de frecuencia cardíaca y presión arterial en personas adultas. En los dos estudios realizados para alcanzar estos objetivos, se llevó a cabo un análisis exhaustivo tanto cualitativo como cuantitativo de la información extraída de los ensayos seleccionados. Estos ensayos involucraron a individuos adultos mayores de 18 años que fueron sometidos a alguno de los dos enfoques estratégicos de ejercicio terapéutico. Los resultados obtenidos en esta tesis doctoral indicaron que las estrategias de ejercicio físico parecen tener un impacto preventivo de la disfunción endotelial provocada por sedentarismo. De manera específica, se ha demostrado que las estrategias de interrupción del tiempo sentado, a través del ejercicio físico, parecen ser eficaces en la prevención de la disfunción endotelial aguda provocada por la conducta sedentaria en personas adultas. Por su parte, también se ha encontrado que el ejercicio aeróbico previo fue eficaz en la prevención del deterioro agudo de la función endotelial, provocado por la conducta sedentaria en personas adultas. Los resultados de ambos estudios han reflejado el impacto favorable del ejercicio físico sobre las tres principales variables vinculadas a la función endotelial, es decir, la vasodilatación mediada por flujo, shear rate y flujo sanguíneo. A su vez, se ha comprobado que el ejercicio aeróbico previo parece impactar en los parámetros hemodinámicos centrales, generando una reducción en la presión arterial media durante la primera y tercera hora de la conducta sedentaria y un aumento en la frecuencia cardiaca durante la primera hora. Las principales conclusiones fueron, en primer lugar, que el ejercicio aeróbico previo tiene un efecto ligeramente menor al alcanzado por las estrategias de interrupción de la conducta sedentaria, sin embargo, que resulta igualmente importante para contrarrestar los efectos de la conducta sedentaria sobre la función endotelial. En segundo lugar, que pese a la existencia de resultados favorables a la realización de estas estrategias de ejercicio, la calidad de la evidencia fue estimada como moderada. Por tanto, son necesarias más investigaciones de tipo experimental y/o ensayos clínicos de alta calidad metodológica en esta área para reforzar los resultados y conclusiones alcanzadas. Pese a ello, y de manera inicial, los hallazgos podrían ser posiblemente aplicados a pautas de práctica clínica para la prevención de la disfunción endotelial causada por la conducta sedentaria.

Currently, sedentary behavior has gained recognition as a modifiable risk factor of significant importance, to which individuals are exposed in all aspects of their daily lives. Several studies highlight its close association with the risk of overall and cardiovascular mortality, as well as with cardiometabolic diseases and disorders of vascular endothelial function. In this context, it has been demonstrated that sedentary behavior leads to acute endothelial dysfunction, which with repetitive episodes and prolonged exposures can progress to a chronic condition. This situation is particularly significant, given that endothelial dysfunction is regarded as a precursor in the development of atherosclerotic diseases and other cardiovascular conditions. In fact, it has been described that a 1% loss in endothelial function would increase the risk of cardiovascular diseases by 13%. Consequently, measures aimed at preserving endothelial health through the management of sedentary behavior could play a central role in the prevention of these pathologies. Numerous studies have assessed the impact of different physical exercise strategies to counteract the effects of sedentary behavior on endothelial function. These strategies are primarily based on two approaches: interrupting sedentary time and engaging in exercise prior to sedentary behavior. The results of these trials have demonstrated variability in efficacy, effect size, and prescribed exercise modalities, thus becoming subjects of controversy. In this regard, given the methodological characteristics of the studies, it has been both interesting and relevant to undertake a systematic organization of information and conduct effect size stimations for variables primarily linked to endothelial function. This is aimed at contributing to a better understanding of this tool in the preventive context and facilitating the formulation of clinical recommendations or exercise prescription guidelines targeted towards individuals highly exposed to this risk factor. Considering these background facts, the overarching objective of this thesis has been to assess the potential impact of physical exercise on preventing acute endothelial dysfunction induced by sedentary behavior in adults, through two systematic reviews with meta-analyses of studies employing randomized controlled trial design. Within this context and to achieve this aim, three specific objectives were formulated: - To assess the current body of knowledge regarding the potential efficacy of strategies to interrupt sedentary time through physical exercise in the prevention of acute endothelial dysfunction caused by sedentary behavior in adults, through a qualitative and quantitative analysis of flow-mediated vasodilation, shear stress, and blood flow. - To assess the current scientific evidence regarding the potential efficacy of prior aerobic exercise in preventing the acute impairment of endothelial function caused by sedentary behavior in adults, through a qualitative and quantitative analysis of flow-mediated vasodilation, shear stress, and blood flow. - To determine if aerobic physical exercise prior to exposure to sedentary behavior has an effect on hemodynamic parameters, specifically heart rate and blood pressure, in adults. In the two studies conducted to achieve these objectives, a comprehensive analysis was conducted, encompassing both qualitative and quantitative assessments of the information extracted from the selected trials. These trials included adult individuals aged over 18 years who were subjected to either of the two strategic exercise approaches. The results obtained in this doctoral thesis revealed that physical exercise strategies appear to have a preventive impact on endothelial dysfunction induced by sedentary behavior. Specifically, it has been demonstrated that strategies involving interruptions of sedentary time through physical exercise appear to be efficacious in preventing acute endothelial dysfunction caused by sedentary behavior in adults. Additionally, it has been found that prior aerobic exercise was efficacious in preventing acute deterioration of endothelial function induced by sedentary behavior in adult individuals. The findings from both studies have reflected the favorable impact of physical exercise on the three key variables associated with endothelial function, namely flow-mediated vasodilation, shear rate, and blood flow. Furthermore, it has been observed that prior aerobic exercise seems to affect central hemodynamic parameters, resulting in a reduction in mean blood pressure during the first and third hours of sedentary behavior and an increase in heart rate during the first hour. The main conclusions were, firstly, that prior aerobic exercise has a slightly lesser effect than interruption strategies of sedentary behavior; however, it remains equally significant in counteracting the effects of sedentary behavior on endothelial function. Secondly, despite the existence of favorable results in favor of implementing these exercise strategies, the quality of evidence was estimated as moderate. Therefore, further research, including experimental studies and/or high-quality methodological clinical trials, is necessary in this area to reinforce the achieved results and conclusions. Nevertheless, even in its preliminary stages, these findings could potentially be applied to clinical practice guidelines for the prevention of endothelial dysfunction caused by sedentary behavior.