Fundación Escuela para la formación y actualización en Diabetes y Nutrición
[2015-04-28]
El endotelio es considerado como un órgano que tiene un amplísimo rango de funciones, entre las cuales, el mantener el equilibrio vasomotor y la homeostasis de la pared vascular, es de las más importantes.
La disfunción endotelial, no es otra cosa que la ruptura del equilibrio mencionado ante-riormente. Esta pérdida del balance homeostático puede deberse a múltiples razones, algunas de ellas relacionadas con el moderno estilo de vida y sus consecuencias (obesidad, sedentarismo).
La actividad física se plantea como uno de los mecanismos mejoradores directos de la función endotelial a través de un aumento de la liberación del óxido nítrico, y en forma indirecta mejorando una serie de factores que contribuyen a la alteración del endotelio, como son la hiper-tensión, la diabetes, la hipercolesterolemia entre otras.
En este trabajo se hace una revisión sobre la importancia del entrenamiento físico, de la fisiopatología del endotelio y la relación que entre ambos existe.
Actividad Física
El sedentarismo es un factor de riesgo de trastornos como arteriopatía periférica y corona-ria, obesidad, diabetes, osteoporosis. Algunos cambios fisiológicos que la población presenta po-drían ser atribuidos a una vida sedentaria. Entre los cambios funcionales que surgen con la inac-tividad se pueden mencionar:
1. menor
adecuación aeróbica.
2. pérdida de reflejos posturales.
3.
alteración del metabolismo lipídico.
4. pérdida de la masa
muscular.
5. extracción de calcio (osteopenia).
En muchos
casos, la aparición de enfermedad, incapacidad y lesión llevan a
una mayor ten-dencia a la inactividad y a un mayor deterioro físico.
Por definición, quienes participan de actividades
de adecuación física se preocupan de su cuerpo, tratan de conservar
la salud o bien restituirla o mejorarla si existiese alguna
enfermedad.
Los pilares del deporte son competencia, adecuación o
condición física, sentido deportivo, diversión y en algunas
circunstancias forma parte de la terapéutica recomendada por los
médicos.
Programas de ejercicios
La
participación de un programa de ejercicios redunda en innumerables
beneficios. En tér-minos generales, se debe considerar al ejercicio
como preventivo, ¨restaurativo¨ de la salud en aquellos individuos
que se encuentran en fase de rehabilitación.
La
recomendación para un programa de ejercicios debe ser adecuada para
cada individuo, por lo tanto se debe realizar un interrogatorio
orientado a enfermedades actuales y pasadas, así como a lesiones,
tratamientos, capacidad funcional actual y nivel de actividad; el
interrogatorio permitirá fijar metas para cada persona, siempre
dentro del marco de su estado de salud.
La
exploración física debe centrarse en la evaluación del sistema
músculo -esquelético y cardíaco y estudios del nivel de adecuación
física (frecuencia cardiaca máxima, consumo máximo de oxígeno,
equivalente metabólico máximo) constituyen la base para hacer una
prescripción ergométrica o de ejercicio.
Los
programas de ejercicio físico se aplican de acuerdo a datos de
mediciones antro-pométricas del individuo, con ello se obtiene el
somatotipo que es una forma de clasificar la complexión física
basada en el concepto de forma, o conformación exterior de la
composición corporal, al margen del tamaño. Hay varios modos de
llevar a cabo este tipo de evaluación, se suele utilizar el método
de Health-Carter. Existen programas especialmente diseñados (por
ejemplo PROSMAN) que consisten en describir los somatotipos en una
muestra utilizando el desvío estándar de cada componente para
después desplegar la distribución en una somatocarta.2
El somatotipo está representado por tres componentes:
endomorfia: es la cantidad de tejido graso del individuo determinado por la sumatoria de tres pliegues cutáneos: tricipital, subescapular y suprailíaco.
mesomorfia: o robustez musculo esquelética relativa, es la cantidad de masa magra, representada por el músculo, surge de la sumatoria de desvíos estándar obtenidos de la medición de perímetros, diámetros y altura del sujeto.
ectomorfia: o linealidad relativa del individuo o su componente óseo. Para el cálculo del tercer componente se registra el peso y talla del sujeto, y se realiza un cociente entre la talla y la raíz cuadrada del peso.
De acuerdo a los resultados obtenidos con la determinación del somato tipo podemos indi-car el programa de actividad física tendientes a modificar esos resultados. Si la endomorfia está aumentada se debe indicar además de dietas hipocalóricas un plan de ejercicios físicos aeróbicos 4 a 5 veces por semana con una duración entre 45 a 60 minutos, en caso de que éste componente se encuentre descendido se indicarán dietas hipercalóricas y plan de ejercicios de fuerza, (anaeróbi-cos), 3 a 4 veces por semana iniciando la actividad con poca carga, aumentando el peso de la misma en forma semanal.
Cuando el segundo componente de la estructura corporal (mesomorfia) está descendida además del plan de alimentación hipercalórica se deben realizar ejercicios de fuerza anaeróbicos, siempre bajo la supervisión de un profesional entrenado.
Es importante antes de iniciar el programa de ejercicios predeterminar su intensidad, duración, frecuencia, modalidad y progresión.
1. intensidad: es el reflejo del vigor con el que se realiza la actividad física. Se expresa en términos de frecuencia cardiaca, cuantificación del ejercicio percibido a través de la escala de Borg de ejercicio percibido.
|
cuantificación |
intensidad percibida |
|
6,7,8 |
muy,
muy leve |
2.
duración: está en relación inversa con la intensidad de la misma,
se recomienda entre 15 y 60 minutos para alcanzar la adecuación
cardiorrespiratoria.
3. frecuencia: cantidad de veces que se realiza por semana la actividad según la actividad particular y las metas globales previamente fijadas.
4. modalidad o moda: es el tipo de actividad escogida para obtener la adecuación física o las metas de salud. Para obtener adecuación cardiorespiratoria se recomienda ejercicios de baja intensidad y bajo impacto, rítmico, que ponga en funcionamiento grandes grupos musculares, por ejemplo cua-driceps, pectorales y abdominales.
5. progresión: denota la evolución del proceso de entrenamiento; consiste en tres fases: acondicio-namiento inicial, mejoría y etapa de mantenimiento. La primera dura hasta 10 semanas en algunos casos de acuerdo a la capacidad inicial; la segunda dura de 4 a 6 meses y se caracteriza por el aumento de la tolerancia al ejercicio; la última fase se logra luego de aproximadamente seis meses de una actividad regular, en esta etapa se llegó a la adecuación física.
Función endotelial
El endotelio vascular es un órgano de aproximadamente tres kilogramos de peso que cubre una superficie de mil metros cuadrados, dispuesto sobre la superficie interna de los vasos, capaz de generar sustancias vasodilatadoras y vasoconstrictoras, pro coagulantes y anticoagulantes, inflama-torias y antiinflamatorias, fibrinolíticas y antifibrinolíticas, oxidantes y antioxidantes y muchas otras, todas ellas se encuentran en un delicado equilibrio.
Es un órgano con función autócrina, parácrina y endócrina, compuesto por una mono capa celular que actúa como barrera selectiva reguladora del pasaje de sustancias, es metabólicamente activa capaz de responder a señales provenientes de la sangre que pueden ser células, sustancias vasoactivas o agentes físicos.
El
endotelio produce sustancias que modulan sus funciones, como el óxido
nítrico (ON), endotelinas, factor de von Willebrand, factor de
crecimiento endotelial, bradiquininas, prosta-ciclinas, angiotensina
II, factor activador del plasminógeno, PAI1, colágeno IV y V,
citoquinas, proteoglicanos, factor de hiperpolarización, entre
otros.5
En la década de los 80’ el experimento
realizado por Furchgott y Zawadzki cambió el concepto sobre el
endotelio, brevemente la experiencia consistió en aislar un vaso
sanguíneo someterlo a la acción de la acetilcolina (Ach) y por lo
tanto producir vasodilatación, lo mismo se realizó sobre un vaso al
cual se le extrajo la monocapa endotelial. En este caso no se produjo
la dilatación con la exposición de la Ach, y sí se logró al
agregarle nitroglicerina al igual que si el endotelio hubiese estado
indemne. Esta experiencia permitió identificar la existencia de un
factor relajante producido por la acción de la Ach sobre la célula
endotelial sana, este factor sería el ON, el cual provoca una
vasodilatación llamada ¨ endotelio dependiente ¨ mediada por el
flujo, y los nitritos, ya sea por vía sublingual, parenteral o
transdérmica, estos son dadores de grupos nitro que liberan ON a la
circulación y provocan una vasodilatación ¨ endotelio
independiente ¨ y sin relación con el flujo.
Biosíntesis de óxido nítrico
El paso
inicial de la biosíntesis de ON es la hidroxilación del nitrógeno
del grupo guanidina de la L-arginina. Esta reacción es catalizada
por la enzima óxido nítrico sintetasa (ONS), así se genera ON y
L-citrulina. Este proceso requiere de oxígeno, de la coenzima
nicotinamida adenina dinucleótido fosfato reducido (NADPH),
primordial en todos los procesos de óxidoreducción, y calmodulina.
El ON así formado activa a la guanilato ciclasa soluble y aumenta a
partir del GTP el nivel de GMP cíclico, que es responsable de la
acción celular.
La vía de formación del ON en la célula
endotelial responde a receptores de superficie que son estimulados
por acetilcolina, ADP, bradiquinina, histamina, glutamato y
sustancias vasodila-tadoras exógenas: nitroprusiato de sodio y
nitroglicerina. El estímulo físico de más importancia es la
presión de rozamiento (shear stress) que se genera por el aumento
del flujo sanguíneo lo cual genera vasodilatación que es
proporcional a la cantidad de ON liberado por la célula.
La síntesis de ON puede ser inhibida por análogos de
L-arginina como la N-monometil-L-arginina ( L-NMMA ) y
N-nitro-L-arginina metil ester ( L-NAME), la inhibición es de tipo
compe-titivo con la L-arginina por el sitio activo de la enzima ONS
endotelial y puede ser revertida con aumento de L-arginina.
Disfunción endotelial
La
disfunción endotelial o injuria endotelial puede ser descripta como
un desorden endóc-rino que puede ser genético como en casos de la
hipercolesterolemia familiar, diabetes, en ambas situaciones la causa
es el incremento del anión superóxido que podría llevar a una
rápida inac-tivación de ON y por consiguiente exacerbar la
injuria.
La disfunción endotelial es usualmente
adquirida, el hábito de fumar, la dieta rica en colesterol y grasas
saturadas, el sedentarismo; también la hipertensión arterial, la
insuficiencia cardiaca y la hiperhomocisteinemia son causantes de
alteración de la función del endotelio.
Conociendo sus causas podemos plantear la intervención para prevenir
el daño: una dieta saludable, el entrenamiento físico, los
antioxidantes, la administración de L-arginina, los agentes
hipolipemiantes, los inhibidores de la enzima convertidora de
angiotensina, bloqueantes cálcicos y la terapia estrogénica son
algunas de las posibilidades terapéuticas.
Evaluación de la disfunción endotelial
La
disfunción endotelial se puede medir evaluando sus funciones, por
ejemplo dosando moléculas de adhesión, de sustancias
protrombogénicas y antifibrinolíticas, marcadores de infla-mación,
servirían como indicadores indirectos que indicarían algún tipo de
alteración endotelial.
La vasodilatación dependiente del
endotelio se puede cuantificar a través de distintos
procedi-mientos. La cateterización de las coronarias fue una de las
primeras formas utilizadas y consistía en la inyección de
sustancias vasodilatadoras como la acetilcolina, metacolina,
papaverina, etc; si las coronarias estaban normales se producía
vasodilatación endotelio dependiente por la inducción de la
liberación de ON, mientras que en aquellas arterias donde existía
algún grado de obstrucción se producía una vasoconstricción
paradojal por la estimulación de los receptores muscarínicos del
músculo liso vascular por acción directa de Ach.
La plestimografía del antebrazo es una técnica semiincruenta,
consiste en colocar el ante-brazo en un plestimógrafo de impedancia
venosa e inyectar en la arteria humeral el fármaco a in-vestigar y
medir flujo sanguíneo antebrazo que es proporcional a la
vasodilatación producida o no.
Una técnica no
invasiva y relativamente fácil de realizar es la ultrasonografía,
se realiza produciendo isquemia del antebrazo a través de un
manguito de tensiómetro insuflado a 30 mmHg durante 5 minutos, al
desinflarlo genera un aumento del flujo arterial que conlleva un
incremento de la presión de rozamiento, factor que como se mencionó,
es uno de los estímulos más importantes para la liberación del ON.
El aumento del flujo por la vasodilatación postisquemia y la
vasodilata-ción propiamente dicha se mide con Doppler y ecografía
de la arteria humeral o radial; en algunos casos la técnica se
realiza en miembro inferior y la femoral es la arteria que se
estudia.
Relación entre actividad física y función endotelial
El
ejercicio físico es recomendado como intervención no farmacológica
para disminuir la morbimortalidad de las enfermedades
cardiovasculares tanto para la población sana, como en la prevención
primaria en hipertensos, diabéticos, dislipémicos, en los cuales la
respuesta vasodila-tadora depende de la integridad del endotelio y de
la vía de síntesis de ON.
En hipertensos además
de los efectos de disminuir la presión arterial, el entrenamiento
físico genera cambios hemodinámicos favorables en la frecuencia
cardiaca, capacidad venosa, resistencia vascular, esto fue observado
tanto en ejercicio aeróbico como con repeticiones de ejer-cicios
isométricos, al menos en un estudio comparativo durante seis
semanas, el interrogante es si a más duración de esta actividad
alteraría los resultados.
En casos de pacientes con
enfermedad de arterias coronarias la actividad física realizada en
forma regular ha corregido algunos factores de riesgo como la
dislipemia y tiene un importante rol en la rehabilitación cardiaca.
Mejora la capacidad funcional evidenciándose a través de la
ate-nuación del desnivel del segmento ST durante el ejercicio, y un
incremento de la perfusión mio-cárdica observado en el estudio con
Talio, sin evidencias angiográficas de regresión de la estenosis ni
de mejoría de la colateralización en ambas situaciones postuladas
como potenciales mecanismos de adaptación para mejor perfusión.
En pacientes con hipercolesterolemia, en quienes sabemos
que también la respuesta vaso-dilatadora a la Ach está alterada por
la disfunción endotelial, los estudios realizados demostraron un
mejoramiento de esta respuesta y la producida por el nitroprusiato de
sodio, luego de un pro-grama de ejercicios que duró cuatro semanas.
Estos resultados fueron independientes del descenso de triglicéridos,
LDL-colesterol y de colesterol total, los cuales se dosaron antes y
después del en-trenamiento físico. Algunos postulan que estos
cambios se podrían deber a que el ejercicio produce disminución de
la oxidación de LDL y esto en parte contribuiría a un aumento de la
respuesta vas-cular a la Ach.
Se han postulado cuatro posibles mecanismos mediante los cuales la actividad física tendría sus beneficios:
El efecto antiaterogénico que incluye el mejoramiento del perfil lipídico (incre-mento de HDL-col y disminución de LDL-col y triglicéridos), la disminución de la grasa corporal, la mayor sensibilidad a la insulina y la menor presión arterial.
Cambios en la adhesividad plaquetaria, fibrinólisis, disminución de los niveles de fibrinógeno y de la viscosidad sanguínea, todo esto llevaría a un menor riesgo de trombosis.
Disminución del riesgo de isquemia miocárdica debido a la menor demanda de oxí-geno y al aumento del flujo sanguíneo coronario durante el ejercicio, esto último ocasionado por una mayor capacidad vasodilatadora.
Reducción de arritmias ventriculares como consecuencia del incremento del tono vagal y disminución de la actividad adrenérgica tanto en reposo como durante el ejercicio. Esta readaptación del sistema nervioso autónomo producida por la prác-tica del ejercicio en forma regular lleva a una disminución del riesgo de muerte súbita.
Varios de
los mecanismos antes mencionados se le atribuyen a la mayor
liberación o síntesis de ON producto de la actividad física
principalmente de tipo aeróbico. Varios trabajos evalúan esto
midiendo la respuesta vasodilatadora dependiente del endotelio a
través de la inye-cción con Ach. Confrontándola con la respuesta
independiente del endotelio ocasionada por los nitritos, evaluados
antes y luego de un período de actividad física preestablecido .
También se ha utilizado la inyección de un inhibidor como la L-NMMA
que disminuye la respuesta dilatadora tanto en sujetos con disfunción
como en los normales.
Luego de un período determinado
de entrenamiento físico, que varía de semanas a meses de acuerdo al
trabajo que se evalúe; los cambios observados con la utilización de
Ach con respecto al aumento del flujo y a la disminución de la
resistencia (con los métodos antes mencionados), fueron
significativos en aquellos pacientes que tenían una respuesta
vasodilatadora endotelio dependiente disminuida, en contraposición
los cambios no fueron significativos ante la utilización de
nitritos.
Una mayor liberación de ON se observa luego
de un período variable de actividad física tanto en pacientes con
algún grado de disfunción endotelial, como en los individuos sanos.
Uno de los posibles mecanismos de la mayor liberación de ON es el
aumento de la presión de rozamiento, debido a un aumento del flujo
ocasionado por la actividad, y este es uno de los estímulos más
im-portantes para la producción / liberación de ON, por lo tanto a
un mejoramiento de la función endo-telial.
El aumento
de la biodisponibilidad de ON se postula que podría tener origen
genético. Estu-dios realizados en cultivos celulares y en animales
de experimentación sugieren que el mecanismo de liberación del ON
incluiría tanto a la liberación de Ach derivada de la unión
neuromuscular como a la presión de rozamiento que actúa como
estímulo para el endotelio incrementando la capa-cidad de transporte
de L-arginina (molécula precursora) para aumentar la actividad y
expresión de la óxido nítrico sintetasa y la producción
extracelular de superóxido dismutasa la cual previene la prematura
caída de los niveles de ON.
Conclusiones
La injuria endotelial se acompaña de una disminución de
la producción y liberación de óxi-do nítrico y, por lo tanto, de
una respuesta vasodilatadora endotelio dependiente disminuida con
predominio de resistencia vascular. Esto agravado por las
enfermedades y hábitos que llevan a perpetuar esta disfunción con
el consiguiente desequilibrio vasomotor y de la homeostasis vascular
tisular, dando origen a la enfermedad aterogénica.
La actividad física se considera como un mecanismo mejorador no sólo de los factores de riesgo que conllevan a la injuria endotelial sino también como un mecanismo que actuaría aumen-tando la disponibilidad de ON por el aumento de la presión de rozamiento (share stress) que produ-ce, siendo esto un estímulo para su producción y liberación favoreciendo así a la vasodilatación dependiente del endotelio posibilitando una reducción de los eventos coronarios ya sea en prevención primaria como secundaria.
Fecha de Publicación: 2015-04-28 05:24:58
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Fundación Escuela para la formación y actualización en Diabetes y Nutrición
Presidente: Prof. Dr. Adolfo V. Zavala
Fundada en 1993
Ex jefe División Nutrición Hospital de Clínicas “José de San Martín”
Ex jefe Cátedra de Nutrición y Carrera de Especialista en Nutrición. Facultad de Medicina. UBA
Consultorio especializado en Pie Diabético. División Diabetología. Hospital de Clínicas. UBA
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