Effect of hypertrophy training at moderate altitude on the response of metabolic stress markers and associated muscle growth mechanisms

Resumen

El entrenamiento de fuerza (RT) en hipoxia (RTH) se presenta como una estrategia potencialmente beneficiosa para el aumento de la fuerza muscular y la hipertrofia. Sin embargo, las últimas revisiones sistemáticas muestran discrepancias entre los procedimientos utilizados entre los estudios, lo que dificulta establecer conclusiones firmes sobre su beneficio con respecto al mismo entrenamiento en normoxia (RTN). Hemos llevado a cabo siete estudios para 1) determinar el estado actual del conocimiento del RTH sobre la hipertrofia muscular (Sección I); y 2) analizar el efecto del RT en dos tipos de hipoxia moderada (terrestre vs. simulada) aguda (Sección II y III) y crónica (Sección IV) sobre la hipertrofia y marcadores asociados y el desarrollo de la fuerza máxima. El primer estudio, una revisión sistemática y metaanálisis, estableció mejoras similares en el área de sección transversal (CSA) (SMD [IC] = 0,17 [-0,07; 0,42]) y la fuerza máxima (1RM) (SMD = 0,13 [0,0; 0,27]) entre RTH y RTN. Sin embargo, los resultados del subanálisis complementario sobre el impacto de la duración de los intervalos de descanso, la intensidad de la carga y la severidad de la hipoxia indicaron que en hipoxia 1) la hipertrofia se beneficia más con la utilización de descansos cortos entre series (≤60 s), mientras que la mayor ganancia de fuerza lo hace con descansos largos (≥120 s); 2) las cargas moderadas (60-80% 1RM) mejoran tanto la hipertrofia como la fuerza en hipoxia; 3) la hipoxia moderada (14,3-16% FiO2) parece mejorar la hipertrofia en mayor medida, mientras que la ganancia de fuerza se muestra independiente de la severidad de la hipoxia. Los dos estudios preliminares (estudio 2 y 3) examinaron los efectos de una sesión de RT orientada a la hipertrofia sobre biomarcadores séricos asociados a las adaptaciones musculares en hipoxia terrestre. De manera aleatoria, 13 hombres con experiencia en el entrenamiento de fuerza ejecutaron una sesión de RT (6 ejercicios x 3 series x 10 RM; 120 s min de descanso) en altitud moderada (HH; 2320 m s.n.m.) y en normoxia (N; <700 m s.n.m.). Antes y durante los 30 min de recuperación posteriores al ejercicio se tomaron muestras de sangre para la determinación de metabolitos (lactato), iones (fosfato inorgánico [Pi], dióxido de carbono líquido [CO2L], calcio [Ca2+]), citoquinas (IL- 6, IL-10, TNFα), hormonas (hormona de crecimiento [GH], cortisol [C], testosterona [T]) y miR-378 en suero. También se controlaron variables de rendimiento y la percepción de esfuerzo (RPE-30). Los resultados no mostraron diferencias en el rendimiento y la RPE- 30. La respuesta de miR-378, T e inflamatoria se mantuvieron cercanas a condiciones previas al ejercicio. No se observó un efecto de la altitud en el lactato máximo, Ca2+ y hormonas anabólicas (p>0,05), aunque la reducción de CO2L en HH (p<0.001) parece relacionarse con una mejora de la capacidad “buffer”. En HH, la sesión de RT produjo un aumento de moderado a grande en los valores máximos de las citoquinas estudiadas. El miR-378 reveló una asociación moderada con GH y C tanto en N como en HH (r> 0.051; p <0.05). Los estudios 4, 5 y 6 tenían como objetivo analizar el efecto combinado del tipo de hipoxia aguda (terrestre vs. simulada) y el tiempo de descanso entre series (60 vs. 120 s) durante una sesión de RT sobre el rendimiento fisiológico, perceptivo y muscular y marcadores en suero. Dieciséis hombres activos fueron distribuidos de manera aleatoria en dos grupos (HH: 2320 m s.n.m.; vs. hipoxia normobárica, NH: FiO2 = 15,9 %) y completaron cuatro sesiones de RT: dos en normoxia y dos en la condición de hipoxia correspondiente con 60 y 120 s de descanso. El volumen de entrenamiento, la oxigenación muscular (SmO2) del vasto lateral y la frecuencia cardíaca (FC) se monitorearon durante el entrenamiento y se determinó el RPE- 30 al final del período de recuperación. Se midió el lactato sanguíneo para la determinación de su valor máximo [maxLac], hormonas (C y GH), iones (Ca2+, Pi y CO2L), citocinas (irisina y miostatina) y los mi-ARNs (miR- 378, miR-206 y miR-29c) durante los 30 minutos posteriores al ejercicio. El volumen de entrenamiento fue similar en todas las condiciones ambientales y períodos de descanso entre series. Descansos más cortos entre series mostraron mayores aumentos en maxLac, FC, RPE-30, CO2L, Pi, C y GH en todas las condiciones (p<0.05). En comparación con HH, el grupo de NH mostró una reducción moderada de la FC de descanso entre series (ES>0.80), el maxLac (ES>1.01) y la SmO2 (ES>0.79) en ambos periodos de descanso. Además, se observaron niveles más elevados de Ca2+ y Pi, y niveles más bajos de CO2L después de la sesión de entrenamiento en HH en comparación con NH. El ejercicio con 60 s de descanso entre series reveló una disminución temprana de irisina en HH con respecto a N y NH (ES < −1,10; p = 0,048). Ambos tipos de hipoxia redujeron moderadamente los niveles de miostatina después del ejercicio en una proporción similar (ES < 0,23; p > 0,21). Se detectaron incrementos significativos de moderados a grandes en el miR-378 y el miR-29c en N, HH y NH. En comparación con HH, la condición de NH registró un aumento de moderado a grande en los niveles circulantes de miR-29c y miR-206 (ES > 0,96; p < 0,08). El estudio 7 tuvo como objetivo analizar el efecto de un período de RT en hipoxia terrestre y simulada sobre la hipertrofia muscular y el desarrollo de fuerza máxima con respecto al mismo entrenamiento en normoxia. Treinta y tres hombres con experiencia en el entrenamiento de fuerza fueron distribuidos aleatoriamente en N (FiO2 = 20,9 %), HH (2320 m s.n.m.) o NH (FiO2 = 15,9 %). Los participantes completaron un periodo de RT de 8 semanas con 3 sesiones/semana (fullbody de 6 ejercicios; 3 series x 6-12 repeticiones, 65-80% 1RM y 90 s de descanso). Se midió el grosor muscular de los miembros inferiores y la 1RM en sentadilla (1RMSQ) y press de banca en las semanas 1, 6 y 8 del entrenamiento. Se midió lactato máximo, citocinas (IL-6, IL-10, TNFα), hormonas (GH, IGF-1), % activo de mTOR y mi- ARNs (miR-206, miR-378 y miR- 29c) antes y durante los 30 min postejercicio después de la primera (S1) y la última (S22) sesión de entrenamiento. El programa de RT aumentó la 1RM en todos los grupos (p>0,001). NH alcanzó una mejora significativa en comparación con N en 1RMSQ (ES = 1,20). El grosor muscular creció de manera similar en N y HH después del periodo de RT (ES= -0.14; p=1.0), mientras que en NH permaneció cerca del valor previo al entrenamiento (ES= 0.23; p= 0.160). El maxLac se elevó de manera similar después de la S1 y la S22 en todos los grupos (p=0,895; η2 p=0,001). Comparado con N, los grupos en HH y NH aumentaron la IL-6 y TNFα en S1 (ES >1,12; p<0,022), volviendo a valores cercanos a los de reposo al final del período de entrenamiento (S22). La GH aumentó en todas las condiciones, aunque no se detectaron cambios en el IGF-1 circulante. El grupo de HH mostró un incremento de moderado a grande en el % activo de mTOR después de la S1 con respecto a N (ES=1.04; p=0.017) y NH (ES=1.34; p=0.002), sin que se alcanzaran diferencias entre grupos en S22. El la condición de NH generó los valores séricos más altos de miR-206 y miR-29c (p<0,020) desde el inicio del entrenamiento. Los grupos de N y HH (p<0,08), mostraron aumentos no significativos de moderados a grandes en el miR-206 (ES>0,76) y una ligera reducción por debajo del valor basal del miR-29c. Los resultados en hipoxia aguda sugieren que la respuesta metabólica y fisiológica a una sesión de RT orientada a la hipertrofia están mediadas por los intervalos de descanso entre series y el tipo de hipoxia. La alteración en los niveles circulantes de iones, mioquinas y mi-ARN podría indicar diferencias agudas entre los tipos de hipoxia sobre la activación de la vía de señalización muscular después del RT. La sobreexpresión aguda del miR-206 en NH podría indicar una tendencia a la preservación muscular e influir en el crecimiento muscular después de períodos de entrenamiento más prolongados. Sin embargo, los resultados obtenidos en este estudio no respaldan el beneficio adicional esperado del RTH en comparación con el RTN en el desarrollo de masa muscular, aunque parece favorecer las ganancias de fuerza. El mayor crecimiento muscular logrado en HH con respecto a NH confirma el impacto del tipo de hipoxia en los resultados. Esto se apoya en la respuesta aguda y crónica de algunos de los biomarcadores evaluados. La investigación futura debería aclarar el efecto del RT y el papel de la hipoxia en los biomarcadores séricos asociados con el crecimiento muscular y en la influencia de otros factores no estructurales relacionados con el desarrollo de la fuerza muscular.