El efecto agudo de las manipulaciones de la modalidad de ejercicio y la nutrición en el gasto de energía en reposo después del ejercicio y la relación de intercambio respiratorio en las mujeres: un ensayo aleatorio

Diseño experimental

Para probar las hipótesis del estudio, se utilizó un diseño aleatorio, cruzado y factorial. Tras las pruebas preliminares de frecuencia cardíaca en reposo, composición corporal y fuerza, cada participante completó seis sesiones de ejercicio ordenadas aleatoriamente que consistían en tres modalidades de ejercicio: AEE, HIIT y HIRT; y dos intervenciones nutricionales agudas aleatorias: CHO y PRO (Figura 1). Los participantes realizaron cada modalidad de ejercicio dos veces, con una intervención nutricional diferente cada vez. Se recogieron muestras salivales antes de cada sesión de ejercicio para determinar las concentraciones de estradiol y cortisol y después de cada sesión de ejercicio para determinar las concentraciones de cortisol. Las sesiones de ejercicio se realizaron a la misma hora del día, con un intervalo de 2 h, con al menos 48 h entre cada sesión, y el orden se asignó aleatoriamente utilizando un software de asignación aleatoria (versión 1.0.0; Isfahan, Irán). Se instruyó a los sujetos para que se mantuvieran bien hidratados, para que estuvieran 3 h postprandiales, para que se abstuvieran de consumir cafeína 5 h antes y para que se abstuvieran de realizar ejercicios extenuantes 24 h antes de todas las sesiones de ejercicio.

Esquema del protocolo experimental. REE, gasto energético en reposo (kcal/día); RER, relación de intercambio respiratorio; CHO, hidratos de carbono; PRO, proteínas; HRR, reserva de ritmo cardíaco; AEE, ejercicio de resistencia aeróbica; HIIT, carrera a intervalos de alta intensidad; HIRT, entrenamiento de resistencia de alta intensidad.

Participantes

Veintiuna mujeres eumenorreicas, en edad universitaria y con actividad recreativa se inscribieron para participar en este estudio; una participante se retiró debido a una lesión no relacionada. Veinte mujeres (n = 20) completaron el estudio (Tabla 1) y fueron incluidas en los análisis estadísticos. El protocolo del estudio fue aprobado por la Junta de Revisión Institucional de la Universidad, y todos los procedimientos seguidos se ajustaron a la Declaración de Helsinki de 1975, revisada en 2008. Antes de participar, todos los participantes dieron su consentimiento informado por escrito y completaron un cuestionario sobre su historial de salud. Para ser incluidas en este estudio, las participantes debían ser mujeres de entre 18 y 35 años y ser recreativamente activas, definidas como acumulando de 1 a 5 h por semana de ejercicio aeróbico y/o de resistencia, excluyendo a las atletas de competición. Las participantes fueron excluidas si no estaban en forma, si estaban embarazadas, si tenían algún riesgo de salud cardiovascular o neuromuscular, si tenían lesiones o si tenían alguna enfermedad cardíaca, pulmonar, renal o hepática.

Medición de la reserva de frecuencia cardíaca y evaluación de la composición corporal

Los participantes se presentaron en el Laboratorio de Fisiología Aplicada después de un ayuno de 8 horas, donde descansaron durante 15 minutos. Se midió la frecuencia cardíaca en reposo (RHR) utilizando un monitor de frecuencia cardíaca polar (Polar FT1, Polar USA, Port Washington, NY, EE.UU.), mientras que se determinó la frecuencia cardíaca máxima predicha por la edad (MHR). La frecuencia cardíaca objetivo del ejercicio (THR) se calculó mediante la ecuación de Karvonen. Durante cada ejercicio, se midió la frecuencia cardíaca (FC) con el monitor de FC antes mencionado. Los ejercicios se emparejaron por el gasto calórico (datos piloto no publicados), en contraposición al tiempo, para controlar la duración del ejercicio.

Para los datos de referencia, se midió la composición de todo el cuerpo utilizando un Absorbedor de Rayos X de Energía Dual Hologic (DEXA, Hologic Discovery W, Bedford, MA, EE.UU.) utilizando el software predeterminado del dispositivo (software Apex versión 3.3). El dispositivo utiliza la adquisición del haz de abanico rectilíneo para dar una evaluación de tres compartimentos de la composición corporal, incluyendo la masa grasa (FM), la masa magra (LM) y el porcentaje de grasa corporal (% de grasa). Después de retirar todos los objetos metálicos, los sujetos se acostaron en posición supina en el centro de la plataforma con las manos hacia abajo cerca de sus costados. Se instruyó a los sujetos para que permanecieran inmóviles y respiraran normalmente durante la duración de la exploración. Todas las exploraciones fueron realizadas por el mismo técnico certificado en DEXA. El dispositivo se calibró de acuerdo con las recomendaciones del fabricante antes de la prueba para garantizar la validez de los resultados. La fiabilidad de las pruebas anteriores en nuestro laboratorio fueron FM: ICC = 0,98, SEM = 0,85 kg; LM: ICC = 0,99, SEM = 1,07 kg; % de grasa: ICC = 0,98, SEM = 1,0%.

Prueba de fuerza máxima

En un estado estándar post-absorción, cada participante realizó una prueba de fuerza de una repetición máxima (RM) para press de banca y prensa de piernas, utilizando pesos libres y un observador, de acuerdo con las directrices estándar utilizadas previamente en este laboratorio. Tras un calentamiento de 5 minutos y un ligero estiramiento, los participantes se familiarizaron con el equipo y el movimiento de los movimientos. A continuación, cada participante realizó entre ocho y diez repeticiones al 50% de su 1RM prevista. Tras un periodo de descanso de 1 minuto, cada participante realizó de cuatro a seis repeticiones al 80% de su 1RM previsto. Después de un período de descanso de 1 minuto, se aumentó el peso hasta una carga estimada de 1RM, que los participantes levantaron una vez. Después de cada serie de una repetición con éxito, se aumentaba el peso hasta que se producía un intento fallido, en un plazo de cuatro intentos. Se daban de dos a tres minutos de descanso entre los intentos de 1RM.

Después de las pruebas de 1RM, los participantes realizaban una prueba de fuerza de múltiples RM para cuatro ejercicios accesorios: estocada estacionaria alternada, prensa de hombros por encima de la cabeza, curl de bíceps y extensión de tríceps por encima de la cabeza. Con pesos libres y un observador, los participantes realizaron cada ejercicio con un peso que podían levantar durante una serie de no menos de tres y no más de diez repeticiones. El peso de cada ejercicio, fijado por los asistentes de laboratorio, se basó en la experiencia previa de cada participante en el entrenamiento de fuerza. Si el participante era incapaz de realizar el ejercicio durante tres repeticiones o era capaz de realizar más de diez repeticiones, se disminuía o aumentaba el peso, respectivamente, y se volvía a realizar la prueba. Se daba un descanso de 2 a 3 minutos entre cada ejercicio.

El RM múltiple obtenido de las pruebas de fuerza se utilizó para estimar el 1RM para los ejercicios accesorios utilizando la siguiente ecuación :

donde RepWt = cantidad de peso levantado (libras) con cada repetición y RTF = cantidad de repeticiones hasta la fatiga.

Una vez que se determinó el 1RM del participante para todos los ejercicios, se calculó entre el 80% y el 85% para los 6RM a 8RM utilizados para las sesiones HIRT.

Evaluación de la ingesta energética

Todos los participantes completaron un registro de alimentos de 3 días de referencia para evaluar su ingesta regular de nutrientes. Se educó a los participantes sobre las porciones de alimentos y se les pidió que comieran dietas similares el día anterior a cada sesión de ejercicio para facilitar perfiles de macronutrientes similares. La ingesta nutricional se analizó mediante un programa de software de nutrición (The Food Processor, versión 10.12.0, Esha Research, Salem, OR, USA). En promedio, los sujetos ingirieron 2.078,7 ± 679,9 kcal, 253,7 ± 97,6 g de CHO (aproximadamente el 48,8% de CHO), 84,3 ± 29,9 g de PRO (aproximadamente el 16,2% de PRO) y 80,9 ± 36,7 g de grasa (aproximadamente el 35,0% de grasa) por día.

Recogida y análisis de saliva

Para tener en cuenta las posibles diferencias en la utilización de sustratos energéticos entre las sesiones de ejercicio, se midió el estradiol. Las concentraciones de estradiol se determinaron mediante una muestra de saliva de 2,5 a 5,0 mL antes de cada sesión de ejercicio, utilizando un ensayo ELISA para estradiol-β-17 salival (estrógeno) (Salivary 17β-Estradiol Enzyme Immunoassay Kit, Salimetrics, LLC, State College, PA, USA). Para garantizar la validez de los resultados de la recogida de saliva, se pidió a los participantes que evitaran el consumo de alcohol durante 12 horas y la ingesta de una comida importante durante las 3 horas previas a la entrega de las muestras de saliva. Se pidió a los participantes que se enjuagaran la boca con agua 10 minutos antes de la recogida de saliva, para eliminar los restos de comida. Para evitar la presencia de sangre en las recogidas de saliva, se pidió a los participantes que evitaran cepillarse los dientes durante 45 minutos y realizar trabajos dentales durante las 48 horas previas a la entrega de las muestras de saliva. Todas las muestras se mantuvieron a 4°C no más tiempo del necesario antes de congelarlas a -20°C. El coeficiente de variación de la precisión intra-ensayo (CV) para el estrógeno fue del 8,7% al 18,6%; el CV de la precisión inter-ensayo fue del 3,9%. Debido al papel fisiológico del estradiol-β-17 en la utilización de sustratos energéticos en las mujeres, los niveles de estradiol de referencia se utilizaron como covariables en los análisis de REE y RER.

Se midió el cortisol para tener en cuenta la respuesta al estrés de cada modalidad de ejercicio. Las concentraciones de cortisol se determinaron mediante una muestra de saliva de 2,5 a 5,0 mL antes y después de cada sesión de ejercicio, utilizando un ensayo ELISA para el cortisol salival (Salivary Cortisol Enzyme Immunoassay Kit, Salimetrics, LLC, State College, PA, USA); se utilizó el protocolo antes mencionado para la recogida y almacenamiento. Una vez recogidas todas las muestras, se agruparon submuestras más pequeñas entre los dos suplementos para obtener una muestra antes y otra después del ejercicio para determinar el efecto de cada modalidad sobre el cortisol, independientemente del tratamiento. El CV de precisión intraensayo para el cortisol fue del 12,0% al 17,1%; el CV de precisión interensayo fue del 4,9%.

Intervención nutricional

Después de proporcionar una muestra de saliva e inmediatamente antes de comenzar cada sesión de ejercicio, de forma doblemente ciega, los participantes ingirieron por vía oral 25 g de CHO (maltodextrina) o PRO (aislado de suero de leche; Elite Whey Protein Isolate, Dymatize Nutrition, Farmers Branch, TX, EE.UU.) mezclados con 6 oz de agua en una botella opaca. El orden de tratamiento se asignó aleatoriamente mediante un programa informático de asignación aleatoria. De acuerdo con las directrices CONSORT, los productos nutricionales fueron cegados por la empresa antes de su llegada al laboratorio. Todos los participantes y los miembros del equipo de investigación fueron cegados al tratamiento, hasta después de los análisis estadísticos.

Ejercicio de resistencia aeróbica (AEE)

Una sesión de AEE consistió en un calentamiento auto seleccionado de 5 minutos, seguido de un trote de 30 minutos en la cinta rodante (Q65 Series 90, Quinton Instrument Co., Seattle, WA, USA) a un 45% a 55% de HRR . Se registró el RPE (escala de Borg) y se midió la FC al final de cada minuto; ambos se promediaron durante el período de ejercicio de 30 minutos.

Correr a intervalos de alta intensidad (HIIT)

Una sesión de HIIT consistió en un calentamiento auto seleccionado de 5 minutos, seguido de diez rondas de una carrera en cinta rodante de 60 segundos al 85% al 95% de la FC con un período de descanso pasivo de 60 segundos. El ejercicio completo duró aproximadamente 20 minutos. Se registró el RPE y se midió la FC al final de cada intervalo; y se utilizó una media de los diez intervalos de ejercicio de 60 s para el análisis estadístico.

Entrenamiento de resistencia de alta intensidad (HIRT)

Los datos obtenidos de la evaluación de la fuerza se utilizaron para determinar una carga de peso adecuada para la sesión de HIRT. Los ejercicios se realizaron en el siguiente orden: prensa de piernas y prensa de banco (York Barbell Co., York, PA, USA), estocadas, prensa de hombros, curl de bíceps y extensión de tríceps utilizando pesos libres. Los sujetos realizaron un calentamiento auto-seleccionado antes de comenzar. Una sesión de HIRT consistió en tres series de 6RM a 8RM seguidas de un descanso de 20 a 30 segundos para cada ejercicio. Había un período de descanso de 2,5 minutos entre cada ejercicio. La duración media de las sesiones de HIRT fue de aproximadamente 25 minutos. Se midió la FC al final de cada serie y se registró el RPE al final de cada ejercicio; la media de la FC y el RPE de cada uno de los seis ejercicios se utilizó en los análisis estadísticos.

Las mediciones metabólicas

REE y RER se analizaron utilizando un carro metabólico y un software interno (TrueOne 2400, ParvoMedics, Inc., Sandy, UT, USA). Se midieron las evaluaciones indirectas de la captación de oxígeno (VO2) y de la producción de dióxido de carbono (VCO2) y se utilizaron en las siguientes ecuaciones para calcular la REE y la RER , respectivamente:

El análisis de gases se realizó mediante una boquilla y una manguera inmediatamente antes de cada sesión de ejercicio, durante 15 minutos, para obtener medidas en reposo (base). Inmediatamente después de la conclusión de las sesiones de ejercicio, los participantes se sentaron y se volvieron a conectar al carro metabólico durante 15 minutos para obtener medidas inmediatamente posteriores al ejercicio (IP). A continuación, los participantes se desconectaron del carro y permanecieron tranquilamente sentados. Se volvieron a tomar las mediciones durante los minutos 25 a 35 (30 min) y 50 a 60 (60 min).

Análisis estadísticos

Se realizó un ANOVA de medidas repetidas de una vía para determinar las diferencias basales en los niveles de estradiol y cortisol salivales. Se utilizó un modelo lineal de análisis de covarianza (ANCOVA) de efectos mixtos para comparar los cambios longitudinales medios en REE y RER. Los modelos iniciales incluyeron efectos fijos para el tratamiento nutricional (CHO vs. PRO), la modalidad de ejercicio (AEE vs. HIIT vs. HIRT), el tiempo (línea de base vs. IP vs. 30 min vs. 60 min), las interacciones de dos y tres vías, así como el nivel de estradiol salival de la línea de base. Primero se probó la interacción de tres vías; si no era significativa, se ajustó un modelo reducido sin la interacción de tres vías. A continuación, se utilizaron contrastes de múltiples grados de libertad para comprobar cualquier evidencia de diferencias entre las intervenciones nutricionales o las modalidades de ejercicio a lo largo del tiempo. Sólo si esos contrastes globales eran significativos, se completaron las comparaciones por pares. Se realizó un ANCOVA sobre el cambio en el cortisol, covariando las diferencias de la línea de base. Se realizó un ANOVA de medidas repetidas sobre las diferencias de FC y RPE en las modalidades. Se utilizó el SPSS versión 20 (IBM; Armonk, NY, EE.UU.) para realizar los análisis estadísticos. Todas las pruebas se realizaron con un nivel de significación del 5%.