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Módulo 6: Control y apoyo fisiológico al entrenamiento Tema 1: Organización y planificación del entrenamiento Introducción En este tema revisaremos lo relacionado con la homeostasis glucosídica durante el ejercicio en condiciones normales y ante la presencia de diabetes mellitus. Para ello, comenzaremos por recordar la definición de diabetes. Homeostasis metabólica El organismo debe mantener un balance entre las necesidades de las células y la disponibilidad de los combustibles, lo que se denomina homeostasis metabólica. Para cumplir con tales requisitos transformamos los componentes de la dieta (macronutrientes), mediante el metabolismo, finalmente en ATP (adenosintrifosfato). Lo anterior se logra gracias a la integración de tres procesos metabólicos determinantes: De los macronutrientes existentes —triglicéridos, hidratos de carbono y proteínas—, la glucosa es el hidrato de carbono esencial para la vida, es el componente inicial, o bien, el resultado de las principales rutas del metabolismo de los glúcidos. Los hidratos de carbono de nuestra dieta se absorben solo en forma de monosacáridos y, en el caso de la glucosa, esta ocurre principalmente a través de una absorción intestinal. Luego la glucosa es transportada a los capilares sanguíneos, a través de los cuales llega a cada célula de nuestro organismo. Este hidrato de carbono puede ser metabolizado a través de la glicólisis, que corresponde a la degradación de la glucosa hasta ácido láctico en ausencia de oxígeno para el caso del músculo y en aerobiosis hasta pirúvico en la mayoría de los tejidos de nuestro cuerpo (Koeppen & Stanton, 2010; Tortora & Derrickson, 2011). Regulación hormonal de la glicemia Si analizamos la regulación hormonal de la glicemia existen varias hormonas involucradas; sin embargo, las principales corresponden a la insulina y el glucagón, las cuales son hipoglicemiantes e hiperglicemiantes respectivamente. En el tejido muscular, la insulina estimula la captación de la glucosa, ya que desencadena el desplazamiento de los transportadores de glucosa GLUT4 (sensibles a la insulina) hacia la membrana plasmática, estimulando la captación de glucosa a las células por difusión facilitada. Esta gran cantidad de glucosa que es captada, estimula la glucólisis y la glucógeno- génesis cuando la insulina, que es secretada durante el estado postprandial (después de comer hasta aproximadamente dos horas después), estimula la glucogeno-génesis y glucólisis hepática, además de inhibir la síntesis de glucosa y la degradación de glucógeno. Los transportadores GLUT-2 que se encuentran en los hepatocitos poseen una baja afinidad por la glucosa, por lo que requieren una mayor concentración de este compuesto para incorporarlo a la célula. La gran cantidad de glucosa que hay en la sangre durante el periodo postprandial provoca que los GLUT-2 transporten este monosacárido al interior de los hepatocitos sin que se saturen fácilmente (Koeppen y Stanton, 2010; Tortora y Derrickson, 2011). El hígado es el principal sitio de acción del glucagón (hormona del ayuno); este es secretado por el páncreas estimulando la gluconeogénesis y la glucogenólisis, al mismo tiempo que inhibe la glucólisis y la glucogenogénesis. Por lo tanto, aumenta la liberación de glucosa a la sangre mientras que disminuye su incorporación al tejido hepático. La glucosa es liberada a la sangre provienente del glucógeno hepático (mediante glucogenólisis) y de sustratos no glucosídicos (mediante gluconeogénesis) (Koeppen & Stanton, 2010). Lo descrito anteriormente ocurre en la medida que estemos frente a un organismo sano, es decir, donde la homeostasis glucosídica se logra completamente aun frente a grandes variaciones en el aporte energético. Sin embargo, existen situaciones fisiopatológicas donde existe una alteración homeostática del metabolismo de la glucosa dentro de las cuales la principal corresponde a la diabetes mellitus (Koeppen & Stanton, 2010). Recuerda que para visualizar este recurso debes tener conexión a Internet Diabetes mellitus La diabetes mellitus (DM) es una de las enfermedades crónicas no transmisibles que en las últimas décadas se ha propagado a nivel mundial. Su prevalencia (proporción de la población que padece de la enfermedad). Según las estimaciones, 422 millones de adultos en el mundo tenían diabetes en 2014, frente a los 108 millones de 1980. La prevalencia mundial de la diabetes casi se ha duplicado desde ese año, ya que pasado del 4,7% al 8,5% en la población adulta (OMS, 2016). Si analizamos las cifras a nivel mundial, estas resultan disímiles en distintas comunidades, a saber, muy alta en algunos grupos étnicos como indígenas norteamericanos y polinésicos (ejemplo: indígenas norteamericanos pima: 25% presentan DM tipo 2); sin embargo, fluctúa entre el 6 y 30% en la mayoría de la población adulta del mundo (Whiting, Guariguata, Weil & Shaw, 2011; Forouhi, 2014). La DM tipo 2 se caracteriza por hiperglicemia y una alteración en el metabolismo de lípidos y proteínas como consecuencia de los defectos en la secreción y/o en la acción de la insulina. La hiperglicemia crónica que se produce en esta patología se asocia en el largo plazo con disfunción e insuficiencia de diferentes órganos, especialmente de los ojos, riñones, nervios, corazón y vasos sanguíneos (Koeppen & Stanton, 2010). https://www.physiology.org/doi/pdf/10.1152/physrev.00038.2012 Clasificación de la diabetes mellitus En cuanto a clasificación de DM —publicada por Gabir, Hanson, Dabelea, Imperatore, Roumain, Bennett & Knowler (2000)—, la Asociación Americana de Diabetes (ADA) en 1997 y en 1990 la Organización Mundial de la Salud (OMS) propusieron una clasificación que está hoy vigente. En esa clasificación se incluyen cuatro categorías de pacientes y una quinta correspondiente a un grupo de individuos que tienen glicemias anormales con alto riesgo de desarrollar diabetes (también tienen mayor riesgo cardiovascular): Recuerda que para visualizar este recurso debes tener conexión a Internet http://www.who.int/features/factfiles/diabetes/facts/es/ Epatogenia de la diabetes tipo 2 Respecto de la etiopatogenia de la DM tipo 2, esta es de naturaleza genética, dada por la altísima concordancia de esta forma clínica en gemelos idénticos y por su trasmisión familiar. El primer evento en la secuencia que conduce a esta diabetes es una resistencia insulínica que lleva a un incremento de la síntesis y secreción insulínica e hiperinsulinismo compensatorio, capaz de mantener la homeostasia metabólica por años. Una vez que se quiebra el equilibrio entre resistencia insulínica y secreción insulínica, se manifiesta la alteración metabólica (intolerancia a la glucosa) y, posteriormente, la diabetes clínica. El comienzo de la enfermedad, que es de carácter irreversible en la mayoría de los casos, debe asociarse a la insulina-resistencia, sumado a un defecto en las células beta. Se han postulado varias hipótesis: agotamiento de la capacidad de secreción de insulina en función del tiempo, coexistencia de un defecto genético que interfiere con la síntesis y secreción de insulina, interferencia de la secreción de insulina por efecto de fármacos e, incluso, por el incremento relativo de los niveles de glucosa y ácidos grasos en la sangre (glucolipotoxicidad). Esta es una enfermedad progresiva en que, a medida que transcurren los años, su control metabólico va empeorando producto de la resistencia a la insulina; además, a mayor deterioro metabólico, mayor prevalencia de complicaciones crónicas: neuropatía, nefropatía, retinopatía y enfermedades macro y microvasculares (Gil-Velázquez, Sil-Acosta, Domínguez-Sánchez, Torres- Arreola & Medina-Chávez, 2013; Álvarez-Guisasola, 2014).Tratamiento de la diabetes mellitus tipo 2 Respecto del tratamiento de la DM tipo 2, Gil-Velázquez et al (2013) señalan que aquel depende del tipo que estemos analizando y el estado metabólico de la enfermedad. Si continuamos con el análisis de la DM tipo 2, en general, los primeros años esta se trata con fármacos orales que tienen como objetivo aumentar la sensibilidad insulínica en los tejidos perisféricos, antihiperglicemiantes, o bien, estimuladores de las células beta para producir mayor cantidad de insulina. Además, estos pacientes deben recibir una educación nutricional importante para el manejo integral de su enfermedad (Vetter, Amaro & Volger, 2014). Otro pilar fundamental para el tratamiento de la DM tipo 2 corresponde al ejercicio físico terapéutico. La relevancia del ejercicio físico como terapia no farmacológica está enfocada al tratamiento del paciente diabético y, asimismo, a la disminución de su incidencia en sujetos con riesgo de padecer la enfermedad (ACSM, 2010). Ejercicio físico terapéutico El ejercicio físico terapéutico es un potente estímulo para la captación de glucosa muscular: puede aumentar hasta 20 veces el nivel de reposo. En sujetos sanos, en estado postprandial, la captación de glucosa del torrente sanguíneo satisface entre un 15-30% los requerimientos del tejido muscular activo durante ejercicio de moderada intensidad, pudiendo aumentar a 40% durante ejercicio de alta intensidad. Es importante destacar que la cantidad de glucosa captada aumenta exponencialmente con ejercicios de intensidad mayor al 50% del VO2 máx (consumo máximo de oxígeno) (Richter & Hargreaves, 2013). Al analizar las bases moleculares de la captación de glucosa y la contracción muscular, hay que tener presente que el componente más importante de la capacidad física que ha sido relacionado con la prevención y tratamiento de la diabetes corresponde a la potencia aeróbica. En consecuencia, el ejercicio físico con adecuada intensidad en su entrenamiento, tanto de resistencia como sobrecarga, corresponde a una herramienta terapéutica para el paciente diabético tipo 2 (Richter & Hargreaves, 2013; ACSM, 2012). Recuerda que para visualizar este recurso debes tener conexión a Internet Recuerda que para visualizar este recurso debes tener conexión a Internet https://drive.google.com/file/d/17ikCm0kJnzATy0ZoVeTyzMmtDkI7XQHX/view?usp=sharing https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2992225/pdf/zdce147.pdf Recuerda que para visualizar este recurso debes tener conexión a Internet Consideraciones acerca del ejercicio físico terapéutico Para lograr los beneficios del ejercicio físico en los pacientes diabéticos, hay que tener en cuenta que la evaluación de su capacidad aeróbica es fundamental, como parte de la evaluación inicial. Se entiende que este tipo de pacientes logra un menor consumo máximo de oxígeno comparado con sujetos sanos. La evaluación médica previa está enfocada a descartar las complicaciones crónicas propias del paciente diabético que contraindique la práctica de ejercicio físico y el ajuste medicamentoso (ACSM, 2102). Desafortunadamente, el ejercicio es comúnmente subutilizado como terapia no farmacológica. Efectos agudos del ejercicio terapéutico Respecto a los efectos agudos del ejercicio terapéutico, es una de las principales terapias para disminuir los niveles de glicemia en el paciente diabético tipo 2, debido a la acción sinérgica con la insulina en los tejidos insulino-sensibles. La mayoría de los pacientes diabéticos tipo 2 exhibe una disminución de los niveles de glucosa después de realizar ejercicios que van desde niveles leves a moderados. Respecto a la magnitud de la disminución de los niveles de glicemia, ello depende de la duración e intensidad de la actividad física. Según Kjaer et al (1990), la disminución de la glicemia durante el ejercicio obedece a una atenuación en la producción de glucosa hepática, mientras que a nivel muscular su utilización incrementa de manera normal. Además, Hubinger et al (1987) han demostrado que el efecto del ejercicio leve a moderado perdura en el periodo posejercicio. https://drive.google.com/file/d/1qF570600nNjgyQednXyYcsjdAP5wD9vF/view?usp=sharing Al analizar los efectos crónicos del ejercicio terapéutico, Estacio et al (1996) han demostrado que los pacientes con diabetes mellitus tipo 2 tienen consumo de oxígeno máximo (VO2max) bajo si se les compara con sujetos sanos ajustado a edad; contribuyen a esta disminución los mecanismos patogénicos específicos tales como la hiperglicemia, la baja densidad capilar, el incremento en la viscosidad sanguínea, la alteración en la entrega de oxígenos y la presencia de alteraciones neuropáticas. Actividad física regular promueve efectos fisiológicos positivos en los pacientes diabéticos tipo 2, incluyendo: una disminución en los niveles de reposo y frente a ejercicio submáximo de la frecuencia cardiaca y presión arterial; así aumenta la captación de oxígeno (Ariaza, Hewes, Gashetewea, Vella & Burge, 2006; Tudor-Locke, Bell & Myers, 2004). Recuerda que para visualizar este recurso debes tener conexión a Internet Efectos metabólicos del ejercicio físico En cuanto a los efectos metabólicos, se ha demostrado que el entrenamiento físico aeróbico puede mejorar la sensibilidad insulínica corporal en 1 semana (Winnik & Shermann, 2008). Ha sido demostrado que tal efecto dura desde unas horas y aun hasta días después del entrenamiento (Hourmard, Tanner, Slentz, Duscha, McCartney & Kraus, 2004; Galbo,Tobin & Van Loon, 2007). Lo anterior se explica en razón de que el entrenamiento físico puede incrementar la respuesta del tejido muscular esquelético frente a la insulina, lo cual mejora la expresión y las señales insulínica involucradas en el metabolismo de la glucosa y lípidos (Christ-Roberts, Pratipanawatr & Pratipanawatr, 2004; Holten, Zacho, Gaster, Juel, Wojtaszewski & Dela, 2004). http://diabetes.diabetesjournals.org/content/diabetes/53/2/294.full.pdf Recuerda que para visualizar este recurso debes tener conexión a Internet Recuerda que para visualizar este recurso debes tener conexión a Internet Ejercicio resistido En cuanto al ejercicio resistido, se ha evidenciado que este también es beneficioso para los pacientes diabéticos tipo 2, ya que el aumento en la masa muscular contribuye a la captación de glucosa y previene la pérdida de tejido con la edad (Willey & Singh, 2003). Ejercicio y conducta sedentaria Desde el año 2016 la Asociación Americana de Diabetes recomienda que la persona con diabetes, interrumpan su conducta sedentaria cada 30 minutos con al menos 3 minutos de ejercicio livianos (ADA, 2016); así esta variable pudiese colaborar en las metas de control metabólico. http://care.diabetesjournals.org/content/diacare/26/5/1580.full.pdf https://revistas.ces.edu.co/index.php/medicina/article/view/5327/3134 Recuerda que para visualizar este recurso debes tener conexión a Internet Recuerda que para visualizar este recurso debes tener conexión a Internet Referencias • Álvarez-Guisasola F.; Guiada Study Group (2014). Glycaemic control and implementation of the ADA/EASD-2006 consensus algorithm in type 2 diabetes mellitus patients in primary care. Spain.Int J Clin Pract. Jan;68(1):28-39. • American College of Sport Medicine: Colberg S.R., Albright A.L., Blissmer B.J., Braun B., Chasan-Taber L. & Fernhall Bo. 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