Fenómenos Fisiológicos de adaptación al Ejercicio

    Por Carlos Savedra MSc. (*)

FENOMENOS FISIOLOGICOS DE ADAPTACION AL EJERCICIO: 
/conceptos actuales.Debate! 


Centro de Control y Supervision de alteraciones metabolicas. 
Santiago-Chile 
www.fisiogym.cl 

Este articulo pretende poner en discusión una serie de aspectos que debemos considerar en el análisis y desarrollo del tema relacionado con el ejercicio físico y su rol en la salud.

· Síntesis epidemiológica de la sociedad contemporánea.

 Mas del 60% de nuestra población escolar, considerando sobrepeso y obesidad, posee una o más alteraciones de índole metabólico, cardiovascular u osteomuscular. Mas del 90% de la población no efectúa ejercicio físico adecuado y las expectativas de vida se han incrementado en más de 25 años. La medicina solo ha contribuido en un 5% a este incremento. (OMS 2002). En pocos años mas tendremos: un porcentaje importante de jóvenes con alteraciones de índole metabólico, mujeres con trastornos ligados a la menopausia y un porcentaje altísimo de tercera edad. No es difícil imaginarse la problemática futura. Donde y que hacemos los especialistas? El problema es mas serio aun . Las escuelas de formadores de educadores físicos siguen eliminando las materias relacionadas con la biología, la bioquímica y la fisiología sin entender que el movimiento es la resultante de la interacción de estos fenómenos. Los académicos o docentes de estas escuelas siguen siendo elegidos u ocupando cargos sin concurso, sin perfeccionamiento y con conocimientos en su gran mayoría empíricos. Los médicos siguen siendo profesionales de la enfermedad y no de la salud y de ejercicio no se habla en su formación, como si el sujeto en cuestión debe estar enfermo, horizontal y en reposo. Quien se ocupa de la salud el sano, vertical y en actividad.?. Las nutricionistas con formación adecuada conocen mucho de la ingesta pero no del gasto. La pregunta final quien se adapta a las necesidades que hoy exige la población? Quién se adecua a la solución de las características que presenta hoy la población joven y adulta?. La población si no posee alguna enfermedad es portadora de uno o mas factores de riesgo , esta demostrado que mas del 50% de estas alteraciones son prevenibles con adecuados programas de alimentación y de ejercicio, sin embargo la farmacología como disciplina preferida por el paciente y el medico ocupa la atención de los profesionales de la salud. Nuestra población esta descuidada, esta de alguna manera lejos de lo ideal de salud y también sobremedicamentada! 



· Rol de la actividad física.

 Entre los factores de riesgo de mayor incidencia en este cuadro epidemiológico, se encuentra la falta de capacidad física y es el ejercicio físico adecuado como la variable más importante que explica en gran parte el fenómeno de causa y efecto. La formula que podríamos adoptar nos puede hacer comprender mejor las perspectivas de vida saludable a la que podríamos aspirar: S = GEN x HEN, es decir la salud (S) es el resultado entre la inter acción de la genética (GEN) y los hábitos de ejercicio y nutrición (HEN) La investigación científica describe claramente mecanismos fisiológicos y bioquímicos que ocurren con el entrenamiento y que permiten diversas explicaciones de los mecanismos preventivos que origina el ejercicio y estos se encuentran a nivel de adaptaciones intracelulares. La actividad física como primera señal de la descarga nerviosa comprende una liberación de catecolaminas que estimulan sus respectivos receptores en diversos órganos. Inmediatamente los mecanismos de conversión de energía permiten la contracción muscular la que libera calor, acidifica el medio y también libera diverso tipo de metabolitos provenientes de la utilización de proteínas funcionales y estructurales. En la medida que podamos llegar a umbrales fisiológico adecuados de cada paciente este proceso será efectivo en estimular procesos de adaptación intracelular que comprende fenómenos de irrigación, de transporte de glucosa y de ácidos grasos, y la consiguiente maquinaria que hará posible la conversión de dichos substratos. Este es lo que llamamos hoy en día ejercicio adecuado es decir, efectivo ya que si en pacientes sarcopenicos no estimulamos dicho fenómeno, es decir, el de síntesis de proteínas , solo estamos logrando objetivos recreacionales y sico-sociales y lo que es peor dentro del plano ético y moral, el paciente esta siendo estafado ya que la rentabilidad de su inversión, de dinero, tiempo y esfuerzo estaría muy por debajo de sus expectativas.. Esto en algunos países desarrollados se esta penalizando.! 



· Fenómeno de síntesis de proteínas como finalidad del entrenamiento.

 El ejercicio físico adecuado, se refiere a volúmenes, intensidades y densidades de esfuerzo apropiados a las características del sujeto y a los fines que persigue. Este es el que provee al organismo de mecanismos apropiados de prevención. El entrenamiento físico adecuado es aquel que se ve traducido en un aumento de la actividad de regulación neuro-endocrina que a su vez estimula los mecanismos de síntesis de proteínas tanto estructurales como funcionales. Ahora como hacerlo?. Estamos trabajando en un sistema que permitirá resolver esta incógnita, que si bien es una receta universal, permitirá una adaptación acertada a las características funcionales de individuo. En primer lugar, siguiendo la información científica actual, se estaría dejando de lado la actividad física utilizando grandes masa musculares o el transporte o traslado de todo el cuerpo. Empíricamente el ser humano contemporáneo no posee limitantes centrales en la tolerancia y capacidad de trabajo, sino mas bien, estas son de índole periférico, es decir, es la célula muscular la que esta enferma. Por otro lado los estudios efectuados en estos últimos años mediante biopsias musculares pre y post esfuerzo, permiten estimar el tipo y cantidad de substratos que se utilizan en determinado tipo y tiempo de ejercicios. Todo esto, permite el diseño de planes de ejercicios que rompen un poco con la estructura tradicional, modificando la modalidad de ejercicios continuos por intermitentes y no exigiendo ni ritmo ni numero de repeticiones sino que implantando el principio de autodosificacion. Esto no ha resultado fácil en el proceso experimental en qu nos encontramos ya que la tendencia es la de estimular o emular programas de deportistas y el conocimiento actual permite diferenciar claramente la actividad deportiva de la destinada a la salud. Finalmente con la inclusión del ejercicio físico en sus orígenes en temas de salud por parte de los cardiólogos, estos se han estabilizado en conceptos que hoy poseen poca dimensión y al mismo tiempo no se compadecen con la salud sino mas bien con el problema estructural del músculo cardiaco. No es posible hoy extrapolar modelos de rehabilitación cardiaca al área de la salud y prevención general.! 



· Interacción en la utilización de substratos y su rol en salud.

 Básicamente los fenómenos relacionados con el metabolismo de hidratos de carbonos y lípidos, son los que juegan un rol preponderante tanto en reposo como en ejercicio en la incidencia de los niveles de morbimortalidad de la población. Los cambios en el porcentaje de utilización y oxidación de estos substratos permiten ajustes celulares que evitan el desencadenamiento de alteraciones metabólicas que inciden en el riesgo cardiovascular y osteomuscular. Estos cambios son posibles con adecuadas cargas de trabajo y modificaciones dietarias rigurosas. Por otro lado, la acumulación de este tipo de substratos a niveles plasmaticos o intracelulares provoca diversos trastornos de índole metabólico. Es interesante considerar la posibilidad que sujetos indicados como sujetos con alto riesgo por su sobrepeso u obesidad moderada, no representan tal riesgo si estos, sin modificar su peso corporal aumentan la capacidad funcional de la célula muscular en metabolizar dichos substratos. Recordemos que mas del 60 % de los lípidos y mas del 70 de los hidratos de carbono tienen que ser captados por el músculo para contribuir a la disminución de ellos en el plasma. Si las señales endocrinas extra e intracelulares están alteradas, estos substratos no son incorporados y si la cantidad de transportadores como en el caso de los lípidos no son adecuados tampoco ingresan al interior de la célula. Se puede aumentar farmacologicamente la sensibilidad de receptores y facilitar el paso de estos elementos pero solo provocan un segundo y grave problema; se acumulan al interior de la célula y la actividad enzimática oxidativa aumenta solo con el entrenamiento del tejido muscular a intensidades importantes. Finalmente el problema según la patología, es importante poder establecer la facilitación de la desaparición o conversión de uno u otro substrato y mediante el ejercicio físico uno puede hacer un switch metabólico que permitiría ante una misma actividad o nivel de esfuerzo utilizar mas uno u otro substrato! 



· Variables fisiológicas importantes a considerar en prevención y terapia.

 Por la cantidad de conceptos preconcebidos y sin mucha base científica, es necesario poder identificar cuales de las variables de la condición física son las importantes de estimular y desarrollar en diversas patologías. El poseer una total condición física no necesariamente permite gatillar mecanismos de prevención. Es básico aislar los componentes tradicionales de la condición física que están altamente contaminados por la habilidad dejando de lado a la capacidad, concepto importante en salud. El Centro de Estudios sobre enfermedad y Prevención de la Universidad de Stanford entrego en una publicación reciente, los componentes del fitness validos en la manteción y adquisición de adecuados niveles de salud. Estos se contradicen de manera importante cuando vemos aun en programas de ejercicio y salud estimulando cualidades que no guardan relación con fenómenos fisiológicos implicados en la salud. La capacidada aeróbica o de consumo de oxigeno sigue siendo importante ya que la capacidad oxidativa es yun reflejo del estado de diversas variables fisiológicas del ser humano, pero ha variado en la forma de adquirirla y los métodos han pasado a ser más intensos e intermitentes versus el continuo de larga duración y baja intensidad. Pero la adquisición de la fuerza muscular también esta adquiriendo relevante importancia debido a los estudios sobre mecanismos y fenómenos de adaptación del músculo al esfuerzo en sedentarios. Esta inclinación por los ejercicios de sobrecarga abarca ventajas que van desde las metabólicas lo que implica prevención cardiovascular hasta las osteomusculares, considerando la osteoporosis. En resumen la intensidad de ejercicio , la sobrecarga, la individualización de los umbrales de estimulación, están ocupando la plana de las consideraciones a estudiar en los programas de ejercicio destinados a sujetos sedentarios con algún factor de riesgo. 



· El physical fitness y el metabolic fitness.

 Ante las evidencias científicas actuales que han sido cuadriplicadas en los últimos dos años (!), las variables de la condición física poseen directa relación con el perfil bioquímico de los seres humano. Es así como índices adecuados de capacidad de contracción muscular se correlacionan muy bien con el metabolismo del calcio y la densidad mineral ósea. Por otro lado cuocientes respiratorios bajos ante esfuerzos submaximos se correlacionan con niveles de trigliceridos circulantes intramusculares como también con niveles de HDL. Por lo que poseer una determinación del perfil bioquimico del paciente y también del nivel de capacidad funcional de este, permite la orientación adecuada del plan de ejercicios. Es acá donde la interacción profesional es importante y la primera condición para el logro, es manejar un nivel de conceptos y conocimientos mas o menos homogéneo. ¿ Que pasa si él medico manda al paciente a un plan de ejercicios y este paciente, como la gran mayoría, llega con un antidepresivo, un relajante y con los efectos de un inductor del sueño mas un betabloqueador y con un perfil señalando una hiperinsulinemia? ¿Cómo se aborda dicho paciente? Cuales son los objetivos primarios que nos proponemos? Que indicadores estarían señalando que nuestro programa es efectivo? Es acá donde debemos integrar y manejar con orden de prioridades las variables del perfil bioquímico y las de la condición física. Dejamos de lado las condiciones de peso del sujeto y nos preocupamos de la composición corporal por ejemplo o sin importar las consecuencias morfológicas del paciente nos preocupamos de sensibilizar receptores de insulina provocando gastos energéticos provenientes de la metabolizacion de glucosa sanguínea y glucógeno muscular? O, es un paciente que es mas proclive a una modificación de la composición corporal y así aumentar la efectividad de la insulina? Bien todos estos, son factores que solo el conocimiento y la lectura diaria de uno o mas artículos científicos serios otorga y que nos permite disfrutar la profesión. 



· La composición corporal. 

Variable tradicionalmente importante para efectos de diagnóstico y pronóstico de enfermedades y rendimiento deportivo ha sido metodologicamente la variable que más ha experimentado avances tecnológicos, permitiendo hoy en día que en solo 6 minutos se pueda obtener una cuantificacion exacta de la cantidad de músculo, hueso y grasa total y parcial que cada individuo posee. La correcta combinación entre ejercicio y nutrición permite cambios muy significativos de dicha variable. Ahora bien debemos estar claros en que plano estamos ejerciendo una acción. Al parecer hoy es prudente separar o integrar en proporciones o prioridades bien diferenciadas tres aspectos de la composición corporal: estético, metabólico o biomecanico. Dentro del tradicional concepto de la OMS sobre Salud, indudablemente las tres corresponden al factor salud por lo que procedo a diferenciar estas tres variables. Desde el punto de vista estético, no es nuestra misión como fisiólogos. La modificación estructurada y localizada de los componentes grasos y musculares posee una dependencia genética importante y la entrenabilidad de ellos en términos morfológicos también depende de una interacción genética compleja. Los masajes con dieta ayudan, las cremas con dietas ayudan, es decir las bajas de peso pueden devolver la anatomía que a cada uno le corresponde. Estas pueden ser con o sin efectos sobre la salud. Desde el punto de vista biomecanico, la fortificación muscular permite sobrellevar el sobrepeso de manera mas adecuada y esta fortificación acompañada de una baja de peso y de un aumento de la masa magra y una disminución de la masa grasa es lo mas aconsejable para artrosis de cadera, dolores de columna o mal formaciones de miembros inferiores. Finalmente el efecto metabólico sobre la composición corporal que puede ejercer la adecuada combinación entre ejercicio y nutrición, es mas sensible de producir, mas efectiva en términos de morbimortalidad aunque no modifiquemos el peso ni la morfología del sujeto sometido a este régimen yo diría casi conductual. En resumen la composición corporal debe estar considerada en fenómenos de obesidad, sarcopenia o ambos en conjunto. El ejercicio que implica gasto calórico importante podrá ejercer efectos sobre la masa grasa y ejercicios de fortificación podrán ejercer efectos correspondiente a un gasto calórico, pero también a la fortificación de la masa muscular. 



· La capacidad funcional.

 Es el término correcto para referirse a las variables de la condición física. La capacidad funcional del sistema cardiorespiratorio y la capacidad funcional del tejido muscular son indicadores hasta 4 veces más potente que los tradicionalmente utilizados por la medicina clásica para predecir o pronosticar índice de riesgo. En el tejido muscular la capacidad de máxima contracción y la máxima capacidad de trabajo son variables cuantificables, las que sumadas a la capacidad funcional del sistema cardiorespiratorio en términos de velocidad de adaptación, de nivel de tolerancia y de velocidad de recuperación, permiten un adecuado perfil de la condición del ser humano y lo más importante es que permite una confección de un plan adecuado de ejercicios. ¡Sería apropiado un test cardio-muscular!. 

En eso precisamente estamos trabajando, en la fase experimental y de validación de un test cardio-muscular. Los test tradicionales de determinación de capacidad física en sujetos sedentarios se están encontrando con una cualidad que el la baja tolerancia al esfuerzo físico . Si hace tres décadas los test terminaban por el tope de la frecuencia cardiaca máxima, hoy los test están siendo detenidos por limitaciones del tejido muscular. El ¡no puedo mas! del paciente, no se refleja en parámetros centrales como presión arterial, o hiperventilación pulmonar o taquicardia elevada, sino por el dolor muscular. Todo esto nos lleva a reformular la forma de medir la capacidad física del individuo, por una parte la limitación periférica y por otro lado la información científica que nos señala que la perdida de capacidad funcional del tejido muscular es la génesis directa o indirecta de la fisiopatogenesis de múltiples enfermedades crónicas modernas.



· El método intermitente y el continuo.

 Los métodos de ejercicio, tradicionalmente de origen empírico, han podido ser simplificados y ajustado a una realidad biológica y científica. Es así como los ejercicios, desde el punto de vista metabólico, poseen dos grandes diferencias y estos se basan principalmente en la utilización de substratos y en el tipo y cantidad de metabolitos liberados por la combustión muscular. Estos dos tipos de entrenamiento inciden de manera diferente en sistemas, órganos y células de nuestro cuerpo, modificando y adaptándose desde un punto de vista intracelular, histoquímico, estructural y funcional diferente. Las condiciones fisiológicas y biomecánicas por una parte y las características individuales que transitoriamente presenta el sujeto, permitirán prescribir y adecuar un entrenamiento continuo o uno intermitente. Si bien aun los profesionales perciben la intensidad del esfuerzo por señales globales, groseras y subjetivas desde el punto de vista fisiológico pero objetivas desde el punto de vista emocional(?), las verdaderas transformaciones temporales y crónicas del cuerpo humano se adquieren cuando los niveles de estrés fisiológico son apropiados. Por este motivo sumado a los analizados en el punto anterior, debemos entender que los ejercicios deben poseer un umbral que permita el desarrollo y desencadenamiento secuencial de fenómenos fisiológicos y bioquímicos que realmente alteren la homeostasis, que rompan el equilibrio y pasen mas allá de los que habitualmente cada sistema, órgano y célula del paciente esta acostumbrado. Esto quiere decir, secreción importante de catecolaminas, estimulación significativa de receptores beta, movilización efectiva y significativa de substratos, incorporación importante de estos al interior de la célula, aumento significativo de la actividad enzimática glicolitica y oxidativa, elevación del metabolismo a niveles también importantes, producción de metabolitos de manera significativa etc..etc… En el paciente sedentario contemporáneo esto esta lejos de producirse y mas aun con ejercicios continuos de larga duración y baja intensidad como habitualmente es recomendado. Primero porque no es capaz de sostener una esfuerzo prolongado y segundo por que los niveles de intensidad que puede lograr o alcanzar son tan bajos que no estimulan procesos de adaptación lógicos y efectivos! 


· El ejercicio en el músculo aislado.

 La bioenergética adaptada al esfuerzo permite sin duda identificar una serie de fenómenos fisiológicos. Generalmente estos mecanismos están estudiados por intermedio de analizadores de gases. Sin embargo el estudio mediante biopsias musculares y resonancia magnética nuclear han permitido conocer este fenómeno de producción de energía de manera no sistémica, sino local, lo que abre enormes expectativas en la planificación de dosis adecuadas de ejercicio, permitiendo una metodología originalmente diferente y científicamente fundamentada. Siempre se ha conocido el porcentaje de substratos utilizados analizando la proporción de gases espirados. Pero así, no se posee idea de que músculos provienen, de que compartimentos provienen, si de los intra o extraceluar y tampoco se puede determinar cual o de que músculo proviene uno u otro substrato, en definitiva se obtiene una síntesis del gasto metabólico total sin identificar los sitios ni los músculos que están contribuyendo en una u otra proporción de la utilización de azucares, grasas o proteínas. Quizás esto aun permita y justifique la prescripción medica del ejercicio de manera global, en que gran parte de nuestra biología esta involucrada en el movimiento. Quizás también es el hecho de que uno estaba convencido que correr, nadar o bicicletear eran buenos para el corazón por que lo hipertrofiaba morfofuncionalmente y se creía que de esa forma se evitaba o disminuían las enfermedades cardiovasculares y el infarto al miocardio. Hoy la realidad parece ser diferente, los triglicérido depositados en el músculo son productores de insulino resistencia y diabetes, de hipertrigliceridemia e hipertensión, de insulino resistencia y otras alteraciones metabólicas y estas desencadenan eventos cardiacos y vasculares. 

Por estos motivos que el estudio del metabolismo energético del músculo, aislado incluso fibra por fibra, permite conocer, justificar y respaldar mas aun, a mi modo de ver, el ejercicio en el músculo aislado. Primero: porque permite ejecutar intensidades de ejercicio mayores; Segundo: por que permite elevar el metabolismo energético del músculo varias veces mas que si se hacen ejercicios globalizados; Tercero: porque se producen metabolitos que impulsan mecanismos de adaptación intramuscular mas integrales incluyendo los de sinstesis de nuevas proteínas funcionales y estructurales y finalmente, Cuarto: porque permite asegurar de que los substratos utilizados corresponden a los intra musculares de ese músculo y que el vaciamiento de dichos depósitos permitirá provocar vaciamientos de los acumulados en el plasma sanguíneo. 



· Umbrales de ejercicio efectivo.

 El sujeto sedentario no es siempre diferente al no sedentario ya que este concepto está corresponde a una metodología y nomenclatura arcaica y es mal clasificado y calificado cuando se trata de justificar a la actividad física como un fin de salud. Incluso la OMS, dejándose llevar por movimientos populares de “agitar o mover” el cuerpo, ha caído en definiciones y recomendaciones que no obedecen necesariamente a lo que la ciencia está indicando en el área de ejercicio físico y salud. El que va tres veces al gimnasio por semana o que hace ejercicio libremente dos o más veces por semana, solo asegura para su vida un nivel de recreación y de promoción sicosocial inigualable, pero esto no permite presumir que esta sea una persona sana o libre de riesgos de enfermar o morir o con niveles de capacidad funcional adecuada. Los umbrales de ejercicio son individuales y la forma de explorarlos, encontrarlos y estimularlos están siendo determinados y es el elemento que queda por definir para que la FDA apruebe al ejercicio como un elemento o fármaco correspondiente al área de la salud, es decir especificar mas sobre las dosis especificas en relación con una u otra fisiopatologia. Los antecedentes entregados en los conceptos de Ejercicio y Salud anteriormente se desprende fácilmente la utilidad de respetar este concepto de “umbrales de ejercicio adecuado”. Los profesionales relacionados con la salud y a los relacionados con la enfermedad ya que desgraciadamente hay que diferenciarlos, ante las evidencias científicas, el no prescribir ejercicio físico adecuado a los pacientes es simplemente negar una efectiva posibilidad en la calidad de vida de cada uno de ellos. 

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(*) Tópicos de las conferencias dictadas durante el segundo trimestre del 2002 en diversos centros médicos, deportivos y de estudios de Argentina y entregados en la II Reunión Científica de Ejercicio, Nutricio y Salud de Chile. 



(*) Carlos Saavedra, MSc., es Master en Ciencias de la Actividad Física de la Universidad Laval de Canadá y post graduado del Instituto de Biología Experimental de Buenos Aires y de la Universidad de Tartu en Estonia. Es investigador asociado al Laboratorio de Metabolismo Energético del Instituto de Nutricion de la Universidad de Chile, es experto de la OPS para el Plan de Prevención de Riesgo cardiovascular y profesor de cursos de Master y Doctorado en ejercicio, salud y nutrición. Es Miembro Profesional de la Sociedad Chilena de Ciencias Fisiológicas, de la Sociedad Chilena de Climaterio, y de la American Society of Exercise Physyology e Investigador Asociado de la Soc. Argentina de Obesidad y Trastornos Alimenticios.