Músculo y Función

03/03/12
Músculo y Función
!
Mikel Izquierdo PhD
Universidad Pública de Navarra
Departamento de Ciencias de la Salud
Albacete, 2 de Marzo de 2012
1
Centro de Estudios,
Investigación y
Medicina del Deporte
Mikel Izquierdo
•  Sarcopenia, función y mortalidad
•  P é r d i d a d e m a s a m u s c u l a r y
Envejecimiento
•  Fuerza máxima, potencia muscular y
resistencia aeróbica
•  Rendimiento muscular y ADL
•  Factores neurales
•  Efectos del Entrenamiento:
–  Rendimiento muscular, ADL,
habilidad funcional
2
1
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Modelo explicativo consecuencias
funcionales de la sarcopenia y la edad
Hunter et al. 2004
3
Asociación entre fuerza muscular y
mortalidad en hombres
• Fuerza muscular significativamente e
inversamente asociada con riesgo de
muerte por cualquier causa (controlando
factores potenciales de confusión, que
incluyen condición física
cardiorespiratoria)
• En el hombre, mortalidad por cualquier
causa es un 60% inferior en población
con valores elevados de fuerza y
condición física cardiorespiratoria, en
comparación con un grupo de baja
condición física.
Ruiz JR et al. BMJ 2008;337:a439
4
2
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Pérdida de masa muscular y
envejecimiento
Reducción del AST muscular
31 años (H)
(ê 40% entre la edad de 20 y 80 años)
La reducción parece comenzar
en el adulto y se acelera
después de los 50
ñ Contenido no contráctil como
grasa intramuscular y tejido
conectivo
Vandervoort, Muscle and Nerve 25, 2002)
66 años (H)
73 años (M)
85 años (H)
Lexel et al 1993
5
Cambios en la grasa intermuscular
•  Estudio longitudinal en
Mujeres a > 65 años
durante de 2 años.
•  ñVAT y ñIMAT
•  êMuscle mass
•  ≈ SAT
Mi-Yeon Song et al. Am J Clin Nutr May 2004
6
3
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Reducción de fuerza muscular
Fuerza máxima isométrica:
• Preservada hasta 40-50 años
• Se reduce 1-1.5% por año
desde los 60-65 años
• Depende del grupo muscular
• (Vandervoort and McComas 1986, Spidorso 1995
Pérdida de Fuerza Máxima, Masa
Muscular y Envejecimiento
1RM BILATERAL
(Kg)
140
225
**
1RM BILATERAL
( Kg )
200
120
H40
H70
175
100
150
80
***
125
60
100
40
75
20
Extremidad inferior
Extremidad superior
• 1.5% año (65-89 años 30-40%)
r=0.80
p<0.001
n=21
35
40
45
50
55
AREA SECCION TRANSVERSAL MUSCULAR (cm
60
65
2
)
• Piernas > Brazos
• Relación Masa muscular
(Izquierdo et al. Acta Physiol Scand 1999)
8
4
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Potencia muscular y Envejecimiento
Muscle power
(W)
600
Men 40 years
Men 70 years
Muscle power/CSA
(W·cm -2 )
15
12,5
500
***
400
10
300
7,5
200
5
100
2,5
0
20
40
60
80
100
120
0
Load ( Kg)
• 3.5% año (65-89 años 40-50%)
• Atrofia selectiva Tipo II
20
40
60
80
100
120
Load ( Kg)
•  Patrones de Activación/Tensión Específica
• Similar Acciones submáximas
• Diferente Acciones Máximas
(Izquierdo, M. et al 2001)
Med. Sci. Sports Exeerc
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Asociación masa muscular y
Rendimiento funcional
Buford et al. 2012. Exp Gerontol.
10
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Envejecimiento y estabilidad
Time of transition
(s)
% Time inside centre
(s)
***
3,5
*
Men 20 years
Men 40 years
Men 70 years
3
2,5
2
***
100
***
80
60
1,5
1
40
0,5
20
0
0
Izquierdo M. et al. Eur J Appl Physiol 1998
Abiertos-Separados
Abiertos-Juntos
Área de Barrido
0,0025
0,0016
0,0014
0,0020
0,0010
DispersiÛn
DispersiÛn
0,0012
0,0008
0,0006
0,0004
0,0002
0,0015
0,0010
0,0005
0,0000
0,0000
Fragiles
Sanos
Fragiles
Martinez-Ramirez 2011 J. Biomechanics
0,0018
0,0016
0,0014
0,0012
0,0010
0,0008
0,0006
0,0004
0,0002
0,0000
Sanos
Cerrados-Separados
0,0035
0,0030
0,0025
DispersiÛn
DispersiÛn
Cerrados-Juntos
0,0020
0,0015
0,0010
0,0005
0,0000
Fragiles
Sanos
Fragiles
Sanos
12
6
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Factores Neurales
Motoneuronas espinales, axones nerviosos y unidades motoras
Motoneuronas espinales
• Reducción en el número de motoneuronas
espinales en la médula espinal
• 25% de pérdida media de motoneuronas
espinales (segmento lumbo-espinal L1-S3)
desde los 20 hasta los 90 años (Tomlinson & Irving
1977)
Motoneuronas
espinales
• Varios sujetos >60 años mostraron ≈ 50%
menos Mnespinales comparados con
sujetos de 20-40 años
• (Tomlinson & Irving 1977)
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Factores Neurales
Motoneuronas espinales, axones nerviosos y unidades motoras
Unidades motoras
• A la edad de 60-70 años se
reduce el número de UM
excitables (i.e. Funcionales)
Brown et al, 1988, Campbell and McComas 1970
•  Número de UM excitables en
una persona mayor (60-95
años ≈ 1/3 de esa observada
en uno jóven (1-60 años)
Campbell and McComas 1970
14
7
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Activación Neural y envejecimiento
• 11 sujetos (85-97 años)
•  Método de contracción
interpuesta
• Activación No completa
(69%-93%)
Harridge et al (1999) Muscle & Nerve
Cambios neuromusculares y envejecimiento
Reducción de la masa muscular
ê Area sección transversal muscular
ê  Número total de fibras
ê Tamaño fibras,
selectiva tipo II
ê  Fuerza y potencia muscular
Remodelación de UMs
ê  Número UM
ê  # Motoneuronas espinales
ñTamaño UM
ñ Ratio innervación
(# fibras/neurona)
16
8
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Desarrollo de la fuerza muscular
(Häkkinen et al 2000. J Appl Physiol
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Potencia muscular
• El entrenamiento de fuerza puede suponer
recuperar 20 años de edad funcional
(Izquierdo et al 2001 J Appl Physiol)
18
9
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Area de las fibras y entrenamiento
35
•  Aumento tipo I, IIa y
IIb en hombres y de las
IIa en mujeres
Percentage MHC IIb
30
25
*
20
15
10
*
5
0
Male Experimental
•  A u m e n t o d e l a
Proporción de IIa desde
31% hasta el 43%
Female Experimental
Male Control
Female Control
Training Groups
MHC IIb Week 0
MHC IIb Week 24
•  Reducción de las IIb
(IIx) desde 27% hasta
17%
Factores Neurales: Función neuromuscular
Activación Agonista/Coactivación antagonista
• Entrenamiento de fuerza produce
ñ de la máxima Activación
agonista ê de la Coactivación
antagonista
• Estos factores, unidos a la óptima
activación de los músculos
sinergistas son los que
favorecerán la producción neta de
fuerza de los músculos
Häkkinen et al, 1998 J Appl Physiol
Izquierdo et al. J Appl Physiol 2000
20
10
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Levantarse de la silla y entrenamiento de fuerza
7
CHAIR RISE
(s)
TRM
CM
TRW
CW
6
5
4
3
0
6
12
18
Heavy resistance
24 (Weeks)
Power
Training Period
(Kraemer et al. 1997)
21
Entrenamiento de fuerza y cardiovascular en
el paciente conf EPOC y con riesgo VASCULAR
Antón MM, 2011
Distancia T 6 MINUTOS MARCHA (m)
700
36 metros
*
36 metros
*
Pre-ejercicio físico
Post-ejercicio físico
600
500
400
300
200
100
0
FF
FR
Control
22
11
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23
Diabetes tipo II y entrenamiento de
fuerza
Twice-weekly progresive resistance training decreases abdominal fat and
improves insulin sensitivity in type 2 diabetic older men
500
5,5
**
450
4,5
4
350
3,5
300
3
250
2,5
200
2
150
1,5
100
INSULINE SENSITIVITY INDEX
(10-4·min-1·XU·ml-1)
VISCERAL FAT (cm 3)
5
**
400
1
50
0,5
0
0
Pretraining
16 week
Pretraining
16 week
Ibañez I, Izquierdo M, Forga JL y cols
(Diabetes Care, 2005)
24
12
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Osteocalcina y sensibilidad a la
insulina
1) [Osteocalcina] asociada con la
producción de insulina y el índice de
disposición de insulina.
3) ↓ peso moderada no produce
cambios en la [Osteocalcina]
4) ↓ peso de similar magnitud +
entrenamiento de fuerza aumenta la
[Osteocalcina] y se asocia con
cambios en la grasa visceral
5) El entrenamiento de fuerza induce
cambios en [Osteocalcina] que están
asociados con la sensibilidad a la
insulina, la grasa visceral y la fuerza
muscular
FERNÁNDEZ-REAL JM, IZQUIERDO M, ORTEGA F et al.
2008 J Clin Endocrinol Metab
25
• Before intervention, highest mean
SAT area within the abdomen was
located at L5-S1 and at 3 cm below
L4-L5 (532,32 + 101,07 mm2). No
changes after intervention
• Before intervention, the highest mean
VAT area at L3-L4 discal level. As a
result of WL, no changes. As a result
of WL+RT, the highest single-image
VAT location ascended to L2-L3 and 8
cm above L4-L5, respectively
Idoate F, Izquirdo M, Int J Obesity 2011
26
13
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Disminución de la entrenabilidad del desarrollo de
la fuerza en personas con diabetes tipo II
Maximal Strength (%)
***
Maximal bilateral leg strength
(0 % During 16 weeks of training)
***
60,00
50,00
r=0.85
P<0.05
n=15
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
10
15
20
25
30
Total Testosterone (nmol·l
-1)
Ibañez J, Gorostiaga EM, Larrión JL and Izquierdo M.
J Diab Complicat 2007
27
Entrenamiento combinado de
fuerza y resistencia
@
@
@
@
@
@
(Izquierdo et al. J Appl Physiol 2001)
28
14
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Relative training load peak KE (%)
Orden de entrenamiento: Fuerza y Resistencia,
¿o al revés?
120
time vs.
group
interaction
P= 0.056
100
80
60
SE
40
ES
20
0
18-20RM 15-17RM 12-14RM
8-10RM
6-8RM
Cadore EL, Izquierdo M, Santana S, et al. 2012
J. American Geriatrics Society.
Cadore EL, Izquierdo M, et al. 2012
Experimental Gerontology
29
Beneficios del mantenimiento y mejora de la
Fuerza muscular para la salud
•  Fuerza muscular y Riesgo de muerte
•  Potencia muscular puede explicar las relaciones
entre impedimento, limitación funcional y
discapacidad.
•  Papel de la masa muscular en el mantenimiento de
la capacidad funcional, potencia y capacidad
aeróbica
•  Entrenamiento de potencia muscular: Futuro para
mejorar la Independencia Funcional
•  Protege contra enfermedades relacionadas con
alteraciones
–  De la Composición Corporal (Obesidad, Colesterol Alto)
–  De la glucosa (Diabetes tipo II)
–  Del calcio (Osteoporosis)
30
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http://www.ceimd.org/BIOFIM.html
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Universidad Pública de Navarra
Departamento de Ciencias de la Salud
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