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ACTIVIDAD MUSCULAR Y PERÍODOS DE INACTIVIDAD DURANTE LA VIDA DIARIA NORMAL
AUTORES
Olli Tikkanen, Piia Haakana, Arto J. Pesola, Keijo Ha¨kkinen, Timo Rantalainen, Marko Havu,
Teemu Pullinen, Taija Finni of The Neuromuscular Research Center, Department of Biology of
Physical Activity, University of Jyva¨skyla¨, Department of Health Sciences, Jyva¨skyla¨, Finland.
REVISTA
PLOS ONE, www.plosone.org. Enero 2013; Volumen 8.
INTRODUCCIÓN
Recientes hallazgos epidemiológicos sugieren que no solamente la falta de actividad física, sino
además el tiempo prolongado de comportamientos sedentarios, particularmente sentados,
incrementan significativamente el riesgo de enfermedad crónica. Esta asociación persiste aunque
la población participe en actividades físicas de intensidad moderada o vigorosa. Desde una forma
totalmente inactiva a un entrenamiento de intensidad vigorosa contienen diferentes acciones
psicológicas, una probable necesidad de encontrar una cierta porción de diferentes partes de este
continuo para una un estado de salud y un fitness óptimos. En el rango normal del nivel de
actividad física (PAL), la distribución del tiempo dedicado a las actividades de baja a moderada
intensidad determina el nivel de actividad diaria. Actividades intensas no tienen mucho impacto
sobre el PAL en la población normal debido a que gastan más tiempo en dormir y llevando a cabo
actividades sedentarias y por lo tanto esto contribuye al poco tiempo para la realización de
actividades de alta intensidad. Una estimación exacta del tiempo gastado en actividades de baja
intensidad es importante durante las mediciones prolongadas de la actividad física. Las mediciones
de períodos cortos de actividad física proveen una reducción en todas las causas de mortalidad.
Acelerómetros y monitores de la frecuencia cardiaca son usados extensivamente en la medición y
la estimación del gasto energético, pero no dan una información específica sobre la actividad
muscular. Una mejor medida es la caracterización de la actividad física diaria a través de la medida
de la actividad electromiográfica (EMG), la cual puede detectar de manera instantánea la actividad
muscular de ráfaga, la duración y la intensidad de la misma. Sin embargo, la medida EMG
tradicional tiene algunas limitaciones en las mediciones ambulatorias largas fuera del laboratorio,
debido a la ubicación de los electrodos, la preparación y el cuidado de la piel y los sistemas de
medida incluyen cables necesarios para asegurar y evitar los artefactos generados por los
movimientos. El desarrollo de indumentaria con electrodos textiles integrados ha hecho de la EMG
de superficie una medida conveniente para las determinaciones de la actividad muscular el día
entero. Por ejemplo, la principal actividad muscular locomotora puede medirse con fiabilidad
utilizando ''EMG cortos'' sin preparación de la piel y el problema de los cables de todo el cuerpo, si
sólo se está interesado en la presencia o ausencia de la señal y su
amplitud relativa.
OBJETIVO
En el presente estudio se utilizaron los pantalones cortos de EMG para evaluar los períodos de
actividad e inactividad muscular durante la vida diaria normal en personas comunes. Inactividad
muscular y diferentes niveles de actividad fueron clasificados de acuerdo con los umbrales
medidos individualmente que fueron identificados durante las tareas funcionales. Desde la
perspectiva metodológica el efecto de diferentes umbrales de inactividad y duraciones de las
actividades se puso a prueba.
MÉTODO
Los sujetos fueron reclutados por los anuncios de los lugares públicos y diferentes lugares de
trabajo. Se recibió un total de 245 contactos de los cuales 122 fueron medidos y cumplían con los
criterios de inclusión del ser sanos sin grandes trastornos o enfermedades. Datos suficientes
fueron obtenidos a partir de 84 sujetos (20-76 años).
En la tabla 1, se presentan las características antropométricas de la población estudio.
Protocolo
El protocolo incluyó evaluaciones en el laboratorio y mediciones de la actividad física durante la
vida diaria normal en el entorno habitual de cada individuo. En el laboratorio se tomaron datos de
antropometría, aplicación de cuestionarios de actividad física y la realización de la historia clínica.
Se realizó la medición EMG de la actividad muscular de isquiotibiales y cuádriceps durante tareas
cortas: acostado, de pie, sentado, en cuclillas, subiendo y bajando escaleras, caminando, corriendo
y
durante
una
contracción
isométrica
máxima
voluntaria
(MVC).
Mediciones de Laboratorio
 La composición corporal incluyendo porcentaje de grasa y la grasa visceral se midieron
con un bioimpedanciómetro en estado de ayuno.
 Tasa metabólica en reposo (RMR) se midió para el cálculo del equivalente metabólico
(MET). Los sujetos llenaron cuestionarios de actividad física y estado de salud, donde
describían su habitual actividad física, porcentaje de tiempo que pasa sentado durante
horas de trabajo y se pidió el estado de salud.
 Los sujetos llevaban los pantalones cortos con electrodos textiles durante la prueba de
laboratorio de la actividad y la realización de contracciones isométricas voluntarias
máximas
bilaterales
(MVC)
en
la
rodilla
extensión/flexión de la máquina con 140° para el ángulo de la rodilla en flexión y
extensión. Los valores de EMG MVC se utilizaron para normalizar todos los datos de la
EMG. En todas las pruebas de MVC los sujetos se familiarizaron primero con las acciones
de prueba. Se realizaron al menos 3 ensayos de 3-5 segundos (con un período de 1
minuto de descanso entre los ensayos) en cada prueba y si el par mejoraba más de un 5 %
en el último ensayo se realizaron más ensayos.
 Otro día los sujetos realizaron una caminata especial, prueba de los pasos en 3 minutos.
Todos los sujetos comenzaron la prueba a pie a 4, 5, 6 y 7 km/h. A 5 km/h, la carga se
llevó a cabo tanto nivel como con 4° de declive. A partir de este en adelante, los sujetos
que tenían menos de 29 años y también sujetos de mayor edad que estaban
acostumbrados a correr, realizaron una carga de la carrera (10 Km*h-1 para las mujeres y
12 km*h-1 para los hombres). El siguiente paso para todos los participantes fue una
caminata de 5 km*h-1 con 8° en ascenso. Después de caminar durante 3 minutos con esta
carga se estimó el consumo máximo de oxígeno (VO2max) de los participantes. Si dos de
cada tres de los siguientes criterios se cumplieron los participantes continuaron con la
misma carga hasta el agotamiento: 1) VO2max más del 85% del máximo estimado, 2)
frecuencia cardíaca más del 90% de la edad máxima estimada, 3) Borg índice de esfuerzo
percibido mayor de 16. Si no se cumplen dos de los tres criterios, los participantes seguido
de la prueba de caminar 7 km*h-1 con 10° de ascenso hasta el agotamiento. Este protocolo
especial proporciona una posibilidad de medir la FC y EMG en las condiciones que se
pueden producir durante el funcionamiento normal de la vida diaria (caminar en diferentes
terrenos).
Las Mediciones Diarias
Medidas durante la vida diaria normal se llevaron a cabo ya sea después de las evaluaciones de
laboratorio o por días separados, pero no después de la prueba de rutina. Para controlar la
fiabilidad de la Señal EMG, se pidió a los sujetos que realizaran y marcaran hasta un diario de
referencia de pruebas especiales (15 segundos cada uno), incluyendo el descenso, la
bipedestación y cuclillas preferiblemente cada 3 horas, además se les pidió que retiraran el equipo
a la hora de la ducha o al nadar, o antes de acostarse. Se asignaron días de medición para los
sujetos en función de sus horarios, y algunas mediciones, también durante los fines de semana.
Durante los días de medición, los sujetos marcados por las actividades que han realizado en
bloques de ½ hora, incluyendo sentarse, pararse, caminar, andar en bicicleta y la aptitud para el
ejercicio, si los hubiere.
Registros de EMG
EMG se midió con pantalones cortos hechos de tejido de punto similares
a la ropa elásticas utilizadas para actividades deportivas o como ropa interior funcional con la
excepción de la capacidad para medir EMG de la superficie de la piel de los cuádriceps y los
isquiotibiales. Al obtener el valor medio de rectificado EMG (AEMG), los pantalones cortos estaban
equipados con electrodos conductores y cables integrados en el tejido, que transfieren las señales
de EMG de los electrodos para el módulo electrónico. Los electrodos textiles se cosen sobre la
superficie interna de pantalones cortos y consisten en hilos conductores incluyendo fibras de plata
e hilados sintéticos no conductores que se entrelazan para formar una banda de tela. Los
electrodos
están
situados
de
tal
manera
que
el
par de electrodos bipolar se encuentra en la parte distal del cuádriceps y
isquiotibiales, y los electrodos de referencia longitudinalmente en lateral (sobre el tracto iliotibial) en
el lado izquierdo y derecho. Tamaños de los electrodos fueron 2.5x9.5-14 cm para los músculos
del cuádriceps, 1.5x7.5-8 cm para los músculos isquiotibiales y 2x29-33 cm para los electrodos de
la cara lateral según el tamaño de los pantalones.
Corrección del Artefacto
Toda la información EMG fue primero visualmente evaluada y corregida por artefactos. El uso de
algoritmos automatizados se consideró poco fiable y difícil, ya que los datos no se registraron en
un formato en bruto, pero un promedio de más de 100 intervalos ms debido a la limitada capacidad
de memoria del módulo. La actividad diaria y valores AEMG durante MVC fueron comparados con
la señal y si las señales no fisiológicas fueron respetan los datos fueron operados con cuatro
métodos posibles:
 Alta amplitud Breve (0,100% EMGMVC, 1s) de artefactos o los que eran idénticos y vistos
de manera simultánea en varios canales. Estos artefactos parecían estar causados por
interferencia eléctrica debida a movimientos bruscos de la medida del módulo, hilos
conductores o electrodos. Estos artefactos fueron notados como considerablemente más
altos picos de actividad o aumentado considerablemente actividad "línea de base" que en
el lado contralateral que no podía explicarse por factores fisiológicos. Estos artefactos
parecían estar causados por el movimiento extraño de electrodos en relación a la piel, o el
movimiento de los tejidos entre los electrodos y del músculo (es decir, la piel y el tejido
graso) debido a un impacto de fuerzas de la locomoción.
 En caso de que el artefacto fuera más largo de 30 min, la señal era retirada de ese canal
en particular, por lo que el tiempo de grabación puede variar entre los cuatro canales.

En caso de que la señal era consistentemente anormal en todo el día de medición (s) se
retiró el canal en particular plenamente a partir del análisis. Estos casos probablemente
fueron causados por funcionamiento inadecuado del dispositivo de medición, tamaño
incorrecto de los shorts o problemas de impedancia entre la piel y electrodos.
Un total de 222 días se midieron igualando 888 canales de datos diarios (4 canales por día
medido; cuádriceps derecho, tendón iliotibial derecho, cuádriceps izquierdo, muslo
izquierdo), a partir de esos canales 23% no se incluyeron en el análisis debido a datos que
no son utilizables, dejando a 684 canales de datos diarios para el análisis. En esos canales
el tiempo de grabación fue en promedio de 11.362.0 horas y en promedio 22.9650.4 min
(4.169.9%) se corrigió por artefactos con la métodos explicados anteriormente.
La Normalización de Datos
Los valores máximos de EMG (EMGMVC) se tomaron como un promedio de un período de
1s durante MVC. La señal EMG de cada uno de los cuatro músculos (cuádriceps derecho,
el tendón iliotibial derecho, cuádriceps izquierdo, muslo izquierdo) se normalizó el valor
EMGMVC en un músculo dado, y la media de los cuatro canales se presenta en los
resultados como % de EMGMVC. También los umbrales de intensidades de leve,
moderada y vigorosa fueron determinados por canal de EMG normalizada antes del
promedio de los cuatro canales.
Determinaciones del Nivel de Umbral
Los niveles de umbral entre diferentes intensidades de actividad muscular durante la vida
diaria normal eran basados en la prueba de referencia de pie y una prueba incremental en
banda. El umbral entre la inactividad y la intensidad de la actividad se establece como un
valor EMG correspondiente al 90% del valor EMG de pie en cada individuo y cada canal.
Por lo tanto, la inactividad en este informe representa el verdadero comportamiento más
abajo del individuo en actividad permanente. Los umbrales entre la intensidad leve y
moderada, moderada y vigorosa fueron definidos como 3 MET (equivalentes metabólicos)
y 6 MET, respectivamente. Estos umbrales se evaluaron a partir del test incremental en
banda de la siguiente manera: De cada carga EMG fue tomada como una media hora
desde la mitad de la carga y el VO2 como un promedio de los dos últimos minutos de la
carga. Valores de VO2 eran transformados a MET por la división con la tasa metabólica en
reposo (RMR). EMG valores de cada carga se representaron frente a los correspondientes
valores de MET, y los valores de EMG correspondiente a 3 MET (umbral de intensidad
moderada) y 6 MET (umbral de intensidad vigorosa) se calcularon mediante análisis de
regresión y se utiliza como valores umbrales individuales. En la regresión, el punto
adicional se añadió durante 1 MET=0 EMG representa el estado excluido de reposo y el
valor más alto VO2 ya que las actividades diarias normales son más bajos y el mayor valor
podrían tener sesgado la ecuación de regresión.
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La determinación de variables de ráfaga se muestra en la Figura 1. Las siguientes
variables se calcularon:
EMG promedio de todo el período de registro (% de la EMGMVC).
Duración total inactividad (minutos).
Duración de cinco períodos de inactividad continúa más larga (min).
La actividad de intensidad leve tiempo (min).
La actividad de intensidad moderada tiempo (min)
La actividad de intensidad vigorosa tiempo (min)
Número de ráfagas (#)
La duración media de las explosiones (s)
Amplitud media de todas las ráfagas (% de EMGMVC)
Velocidad de ráfaga (bps)
Área total de ráfagas (% de EMGMVC*s)
Actividad de Histogramas
La distribución de la actividad muscular para diferentes niveles se calculó para diferentes
porcentajes de EMGMVC : 0-1, 1-2, 2-3, 3-4, 4-5, 0-5, 5-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-50, 50-60, 6070, 70-80, 80-90, 90-100 y 0.100. Después de que los cálculos se realizaron con los niveles de
umbral para la inactividad del individuo, la actividad leve, moderada y vigorosa.
Un promedio de variables
Después de las variables (por ejemplo, tiempo de inactividad, la amplitud de ráfaga) se extrajeron
de cada cuatro canales, fueron promediados entre diferentes días. Entonces, se promediaron las
diferentes variables de los cuatro grupos de músculos para obtener una variable descriptiva para
cada tema, y estos valores promediados se utilizaron para su posterior análisis.
La Repetibilidad de los Datos
La repetibilidad de los datos de la EMG fue evaluada a través de las pruebas de referencia de 20
sujetos durante 1-3 días. La prueba de referencia consistía en acostarse en silencio durante 15s,
de pie en silencio durante 15s, y queda en posición de media sentadilla para 15s. De cada media
tarea EMG valores de un período de 10s fueron analizados. Correlación intraclase fue calculada
entre valores AEMG de dos pruebas en el mismo día. Los intraclase promedio correlación de los
cuatro canales era 0.73±0.19 de acostarse, 0.75±0.16 al estar de pie y 0.73±0.09 durante media
sentadilla. Día a día las correlaciones intraclase de los cuatro canales fueron 0.80±0.37 de
acostarse, 0.97±0.03 al estar de pie y 0.90±0.07 durante media sentadilla. Cabe señalar que estos
análisis se realizaron antes de la corrección de la línea de base de la señal.
Análisis Estadístico
Los datos se presentan como media ± desviación estándar. Las diferencias entre los sexos se
estudiaron con muestras independientes Mann- Whitney U-test después de comprobar la
distribución de los datos con Prueba de Shapiro -Wilk. El nivel de significación se fijó en P=0,05.
RESULTADOS
Ejemplos de grabaciones primas durante los ensayos de referencia (Fig. 2A) y durante la vida
diaria normal (Fig. 2B, 2C) se muestran en la Figura 2. Actividades musculares durante las
diferentes tareas funcionales en el laboratorio se muestran en la Figura 3. Por ejemplo, la actividad
muscular al estar de pie es casi 2,5 veces mayor que durante el estar sentado. Rendimientos de
descenso a pie de activación muscular medio similar al caminar sobre terreno plano y la actividad
muscular se incrementa en promedio de 30,8% en comparación con 4° subiendo el nivel del suelo
con la misma velocidad al caminar (5 km/h). Mientras ascienden escaleras se considera
típicamente ya que la actividad no produce EMG amplitudes más del 20 % de EMGMVC que son
mucho más altos que en caminar a paso ligero. La inactividad se define de forma individual, la
actividad moderada (3 MET) y la actividad vigorosa (6 MET) umbrales se muestran en la Tabla 2,
mientras que el cuadro 3 se compara la actividad diaria y la inactividad total de veces calculado
utilizando los umbrales de inactividad individuales y umbrales absolutos de 1, 2 y 5% de EMGMVC.
En promedio, el 2% de rendimiento umbral EMGMVC de actividad e inactividad tiempos similares a
el umbral determinado de forma individual.
Durante la vida diaria normal, la amplitud media EMG fue de 4,0% de EMGMVC y amplitud media
de ráfaga fue del 5,8% de EMGMVC (Tabla 4). Los sujetos tenían 12,600±4,000 estallidos de
actividad muscular durante una duración de día y de ráfaga fue de 1.4±1.4s. Las mujeres tenían
significativamente más (15,7%, P=0,05) estallidos de actividad que los hombres y tiempo más del
50% EMGMVC fue del 73% más largo que en los hombres (p=0,05). En general, las mujeres
dedican más tiempo a intensidades superiores a 40% EMGMVC en comparación con los hombres
(p=0,05) (tabla 5).
97% de la actividad muscular tiempo de medición fue inferior a 30% de EMGMVC y menos de 2
min fue a intensidades superiores a 70% EMGMVC. Tiempo acumulado más del 50% de EMGMVC
sólo 5.1±6.4 min (rango 0,0 a 21,2 min). Músculos del muslo fueron inactivos para 67.5±11.9% de
la medición del tiempo (Fig. 4). Tiempos correspondientes para la actividad leve, moderada y
vigorosa eran 16.7±9.9%, 8.5±3.4% y 7.3±4.2%, respectivamente. La inactividad osciló desde 39,9
hasta 90,9% de la medición tiempo, destaca las grandes diferencias interindividuales en el
comportamiento de la actividad física. Varianza interindividual fue considerablemente alta también
en actividades ligeras, moderadas y vigorosas que van desde 2,8 a 45,0%, 2,0 a 20,9% y de 0,5 a
22,8% de tiempo de medición, respectivamente.
Los períodos de inactividad continua más larga duró 13.9±7.3 min (rango 2,5 a 38,3 min). Segundo,
tercero, cuarto y quinto más largo periodos de inactividad duró 9.8±4.5 min, min 8.0±3.4, 7.0±3.0
min, 6.3±2.7 min, respectivamente. Correlaciones bivariadas revelaron que la más largo período de
inactividad se asoció con la segunda (R2=0,80), tercero (R2=0,72), cuarto (R2=0,70) y quinto
(R2=0,68) la inactividad más largo períodos (P=001). Así, el período de inactividad más larga
representa la tendencia de las longitudes de otros períodos de inactividad, también.
DISCUSIÓN
Este estudio reporta los niveles de EMG durante la vida diaria normal y proporciona puntos de
referencia medidos en el laboratorio durante actividades diarias simuladas. El principal hallazgo de
este estudio fue que los músculos del muslo están inactivos más del 65% del tiempo de medición y
sólo una fracción de la capacidad máxima de la fuerza voluntaria del músculo es utilizado en la
vida diaria normal. El promedio de la amplitud EMG fue del 4% EMGMVC que está por debajo del
nivel medio del EMG que se requiere para caminar (fig. 3). En nuestro estudio, los cuádriceps y los
isquiotibiales estaban activos en promedio 34% del tiempo total (3,6 horas de 11 horas
grabaciones), mientras que otros estudios han informado de los valores más bajos para duración
EMG para el vasto lateral durante 8 a 15h grabaciones, incluyendo 13%, 12%, 10%, y 9%.
El factor que puede explicar las diferencias en los tiempos de actividad es que en este estudio, con
un tamaño de la muestra completa, también se medió isquiotibiales, además de cuádriceps, en
lugar de músculos individuales se midieron los grupos de músculos enteros. También muchos otros
factores tales grupo de las diferencias en cuanto sujeto, sistemas de medición, umbrales
empleados y procedimientos de análisis utilizados, probablemente contribuyen a las diferencias en
los tiempos de actividad entre los estudios.
A largo plazo consecuencias de la actividad motor limitada del umbral más alto es incierto, pero es
concebible que tal condición para muchos años podría contribuir a la debilidad relacionada con la
edad y la atrofia del músculo. El mantenimiento de la masa muscular y la fuerza muscular después
de un período de entrenamiento intensivo requiere 1-1,5 entrenamiento en sesiones por semana,
no está muy claro cuánto y qué tipo de actividad muscular es necesaria para mantener la masa
muscular en sujetos en condiciones normales durante la vida cotidiana.
La electromiografía de superficie permite la medición de los detalles de la inactividad muscular y la
actividad en la vida diaria normal. Los patrones de actividad muscular reportados en este trabajo
son importantes para entender la intensidad, cantidad y distribución de la actividad física en adultos
sanos. Estos datos pueden ser utilizados como punto de referencia de los niveles de actividad y los
patrones que mantengan o puede recuperar propiedades musculares normales. Además, los datos
pueden ser valiosos para futuras interpretaciones de los patrones de actividad en diferentes
trastornos que afectan a las habilidades del aparato locomotor, disfunciones motoras, o actividad
física en general.
ELABORADO POR:
YURITZAN ALEJANDRA DEVIA LEÓN
RESIDENTE DE III AÑO
MEDICINA DE LA ACTIVIDAD FÍSICA Y EL DEPORTE
FUCS – HUISJ – HUSJ