FES Ciclismo y asesoramiento nutricional para combatir la obesidad después de una SCI

La prevalencia de la obesidad entre las personas con LME es de alrededor del 66 %. Sin embargo, cuando la fórmula del IMC se ajusta para la pérdida de músculo después de una LME, la tasa combinada de sobrepeso y obesidad es del 70 al 75 %. Esto coloca a la población con SCI en los EE. UU. en la parte superior de la lista en términos de obesidad. Además, debido a que una mayor obesidad está relacionada con una mayor discapacidad y enfermedades crónicas, el riesgo de enfermedades cardiometabólicas, incluidas las enfermedades cardíacas, los accidentes cerebrovasculares y la diabetes tipo II, se eleva a más del doble que el de la población sana. Una de las razones de la obesidad alta después de una LME es la pérdida de masa muscular. Poco después de la lesión, las personas con LME experimentan una atrofia muscular esquelética rápida y significativa por debajo del nivel de la lesión, lo que da como resultado áreas transversales del músculo esquelético de 45 a 80 % menos que las de las personas sin discapacidad. Por lo tanto, después de una SCI, la pérdida de masa muscular metabólicamente activa da como resultado una reducción del 26% en la tasa metabólica basal y el gasto energético en reposo. Esto es importante porque la tasa metabólica basal representa ~65% del gasto energético diario total después de una SCI. Además de la disminución de la masa muscular, las personas con SCI suelen estar entre las más sedentarias, lo que reduce aún más el gasto de energía y crea un equilibrio energético poco saludable.

Los beneficios de la actividad física para reducir la obesidad y las enfermedades cardiometabólicas han sido bien documentados. En particular, se ha demostrado que el entrenamiento en intervalos de alta intensidad (HIIT) reduce el riesgo cardiovascular y metabólico entre las personas sin discapacidad en un período de tiempo más corto que los programas de ejercicio estándar sin intervalos. Por ejemplo, una comparación de caminata a intervalos con caminata continua en adultos sanos con diabetes tipo II durante un período de 6 meses. El grupo de caminata continua caminó durante 60 minutos 5 días a la semana a una intensidad moderada, mientras que el grupo de entrenamiento por intervalos alternó entre 3 minutos de caminata de alta intensidad y 3 minutos de caminata de baja intensidad 5 días a la semana. Las intensidades de caminata se determinaron mediante pruebas de consumo máximo de oxígeno (VO2) y gasto de energía, con una intensidad moderada fijada en el 55 % y una intensidad alta en el 70 % del VO2 máximo. Aunque el kilometraje fue el mismo para ambos grupos, el grupo de entrenamiento por intervalos perdió 4,3 ± 1,2 kg de peso corporal total y 3,1 ± 0,7 kg de masa grasa corporal, mientras que no se encontraron cambios en la composición corporal en el grupo de caminata continua o en el de no caminar. grupo de control. En un estudio similar, otro investigador usó ciclismo de piernas 3 veces por semana durante 12 semanas tanto en el grupo continuo como en el de intervalos y determinó los niveles de intensidad en función de la frecuencia cardíaca. El grupo de entrenamiento por intervalos realizó 3 sesiones de ciclismo "total" de 20 segundos cada una separadas por 2 minutos de ciclismo de baja intensidad, mientras que el grupo continuo realizó un ciclo constante al 70% de la frecuencia cardíaca máxima durante 45 minutos. Ambos grupos mejoraron de manera similar en la sensibilidad a la insulina, la aptitud cardiorrespiratoria y el contenido mitocondrial del músculo esquelético; sin embargo, el grupo de entrenamiento por intervalos logró estos beneficios con un volumen de ejercicio y un compromiso de tiempo de entrenamiento cinco veces menores.

Una consecuencia importante de SCI es que la parálisis hace imposible el ejercicio voluntario con las piernas. Además, la prevalencia del 60 al 90 % de dolor de hombro en personas con SCI crónica a menudo limita la posibilidad de ejercitar el brazo con regularidad. Para evitar estos problemas, se ha demostrado que FES es una forma segura y eficaz de ejercitar los músculos de las piernas paralizadas en entornos clínicos y domésticos. El ciclismo FES de alta cadencia y resistencia moderada puede aumentar la masa muscular y mejorar los valores de glucosa en sangre en ayunas y el ciclismo FES de baja cadencia y mayor resistencia puede conducir a la hipertrofia de los músculos de las piernas paralizados. Como resultado del desarrollo de nuestro nuevo protocolo, que incorpora entrenamiento de intervalos de alta intensidad guiado por resistencia en ciclismo FES (RG-HIIT-FES), postulamos que puede proporcionar beneficios iguales o mayores con menos compromiso de tiempo de ejercicio, por analogía con ejercicios de alta intensidad. -programas de entrenamiento de intervalos de intensidad utilizados por personas sin discapacidad. La ventaja de usar la resistencia como determinante de la intensidad del ejercicio es el hecho de que la frecuencia cardíaca es un método ineficaz para monitorear la intensidad del ejercicio después de una LME. En su lugar, primero determinamos la mayor resistencia contra la que pueden trabajar los músculos estimulados mientras pedaleamos a 35 rpm durante 30 segundos, usamos el 80 % de esa resistencia máxima para el intervalo de ciclismo de alta intensidad (30 segundos) y luego la disminuimos a 0,5 Nm. que es la resistencia más baja proporcionada por la bicicleta FES (RT300) para el intervalo de ciclismo de baja intensidad (30 segundos). Estos intervalos luego se alternan durante 30 minutos. En un estudio de serie de casos de prueba de principio que utilizó este protocolo de ciclismo RG-HIIT-FES 3 veces por semana durante 8 semanas, 3 personas obesas con LME aumentaron la masa magra de las piernas (5-9 %), mejoraron la salud del endotelio vascular (aumento medio del 58% en la dilatación mediada por el flujo arterial), y niveles sanguíneos disminuidos de HbA1c (2-4%). Dos de los tres participantes redujeron el peso corporal y el IMC.

Es importante para una interpretación adecuada de los resultados no pasar por alto la importancia del asesoramiento nutricional en relación con la ingesta de energía porque la ingesta de alimentos puede tener un efecto importante en la composición corporal y la salud. Las personas con SCI necesitan especialmente asesoramiento nutricional debido a la disminución del gasto de energía debido a la reducción del músculo metabólico y la disminución de los niveles de actividad. En consecuencia, nuestra hipótesis central es que un programa combinado de ciclismo RG-HIIT-FES y asesoramiento nutricional será eficaz para combatir la obesidad y mejorar la salud cardiometabólica de las personas con LME. Específicamente, disminuir el peso corporal total y el porcentaje de grasa corporal, aumentar la masa magra total y de las piernas, mejorar los niveles de lípidos en sangre, disminuir los niveles de glucosa y HbA1c en sangre y mejorar los marcadores de salud cardiovascular (dilatación mediada por el flujo arterial) más allá de lo observado en el grupo de control que recibirá Solo asesoramiento nutricional. El grupo de intervención recibirá tres sesiones de ciclismo RG-HIIT-FES de 30 minutos y una sesión de asesoramiento nutricional de 30 minutos a la semana durante 8 semanas, mientras que el grupo de control recibirá una sesión de asesoramiento nutricional de 30 minutos a la semana durante 8 semanas.

Innovación: El estudio piloto propuesto proporciona al menos tres innovaciones importantes: 1) la primera implementación formal de un nuevo y prometedor protocolo de ciclismo FES (RG-HIIT-FES); 2) la primera prueba de los beneficios potenciales de combinar el ciclismo FES con asesoramiento nutricional en cualquier población; 3) inscripción de una población desfavorecida y médicamente desatendida con opciones limitadas para combatir la obesidad y mantener la salud cardiovascular.

Protocolos experimentales planificados: la hipótesis para el objetivo de nuestra investigación es que combinar el ciclismo RG-HIIT-FES con asesoramiento nutricional será más efectivo que el asesoramiento nutricional solo para reducir la obesidad y mejorar los marcadores de salud cardiometabólicos en personas con LME crónica. Esto se pondrá a prueba utilizando un diseño pre-post controlado emparejado por sujetos. Antes y después de las 8 semanas de intervención experimental o de control, cada participante visitará el Laboratorio de Investigación de SCI durante las horas de la mañana (entre las 7:00 y las 10:00 a. m.), después de un ayuno nocturno y de haberse abstenido de tomar cafeína y alcohol durante 12 y 24 horas, respectivamente. Después de revisar y firmar los documentos de consentimiento informado e historial médico, se pesará a los participantes con una báscula para sillas de ruedas Scale-Tronix (Welch Allyn, Skaneatelest Falls, NY). El peso de la silla de ruedas solo restado del peso combinado del participante y la silla de ruedas proporcionará el peso del participante. Se utilizará un elevador eléctrico (Invacare, Reliant 450) para proporcionar transferencias seguras para todos los participantes desde la silla de ruedas del participante a varios lugares de prueba (p. ej., mesa de examen y escáner de composición corporal DXA). Una vez en la mesa de exploración en decúbito supino, se utilizará un metro antropométrico para medir la altura. La pierna izquierda se extenderá y el tobillo se dorsiflexionará para permitir una medición precisa desde la parte inferior del pie hasta la parte superior de la cabeza. Después de 20 minutos de descanso tranquilo en una habitación con poca luz y temperatura (21-23 °C, 50 % de humedad) controlada, se registrarán 5 minutos de datos hemodinámicos en reposo (frecuencia auditiva y presión arterial), seguidos de una prueba de función endotelial vascular con ultrasonido Doppler. , seguido poco después de una punción en el dedo de la mano izquierda para la determinación de los niveles de lípidos, glucosa y HbA1c en sangre. Luego, los participantes serán transferidos nuevamente a su silla de ruedas y llevados a un laboratorio adyacente en el mismo edificio para el escaneo DXA. Después de la exploración DXA, los participantes regresan al laboratorio de investigación de SCI y completan una prueba máxima de ciclo FES guiada por resistencia desde sus propias sillas de ruedas para obtener parámetros de referencia para el protocolo de ciclismo RG-HIIT-FES, y también para determinar la capacidad de cada participante para tolerar y realizar con seguridad el programa de ciclismo. Luego, los participantes en el grupo experimental/de intervención completarán el ciclo FES como se describe anteriormente durante 30 minutos, 3 veces por semana durante 8 semanas y recibirán asesoramiento nutricional por teléfono durante 30 minutos, 1 vez por semana durante 8 semanas. Luego, la prueba posterior ocurrirá de la misma manera que la prueba previa.