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14 diciembre, 2024

Ejercicio como medicina de precisión: la importancia de cuándo entrenamos

Photocredit: Nick Fewings

El momento del día en el que realizamos ejercicio (timing) puede modificar los efectos de los programas de entrenamiento sobre la salud. En este artículo analizamos la importancia de personalizar la prescripción de ejercicio y su relación con los ritmos circadianos en la era de la medicina de precisión.

Ritmos circadianos zeitgebers e implicaciones para la salud cardiometabólica

Los ritmos circadianos son respuestas biológicas que siguen un ciclo de 24 horas y que condicionan casi todos los aspectos de nuestra salud. Este “reloj corporal” reside en el hipotálamo y desempeña un papel fundamental en varios procesos fisiológicos que regulan el metabolismo y que influyen en el apetito, los ciclos de sueño/vigilia y el rendimiento físico. 1 Los zeitgebers (término alemán que podría traducirse como temporizador) son factores externos que se encargan de regular nuestro reloj biológico. Dicho de otra manera, un zeitgeber se refiere a cualquier influencia externa capaz de alterar los ritmos circadianos (Figura 1). Entre estos estímulos extrínsecos se encuentran los patrones de alimentación, las fases diarias de luz y oscuridad, la temperatura ambiental y el ejercicio físico.2

Figura 1. Estímulos externos (zeitgebers) capaces de alterar los ritmos circadianos.

La desincronización de los ritmos circadianos podría ser el núcleo de la etiología de varias enfermedades crónicas, incluida la diabetes tipo 2, las enfermedades cardiovasculares y el síndrome metabólico.3 Por lo tanto, parece bastante razonable proponer que estas alteraciones del ritmo circadiano son parte de la creciente epidemia mundial de obesidad y enfermedades cardiometabólicas.4 Reconocer el vínculo entre los factores de riesgo conductuales del estilo de vida (zeitgebers) y la alteración circadiana tiene implicaciones importantes para la aplicación de estrategias terapéuticas de prevención no farmacológica.

El tratamiento de las enfermedades cardiometabólicas requiere un enfoque integral e individualizado que normalmente implica la combinación de terapia farmacológica con estrategias de modificación del estilo de vida. Entre los factores modificables del estilo de vida, el ejercicio físico desempeña un papel fundamental debido a sus numerosos beneficios multisistémicos que pueden llegar a imitar algunos de los efectos de los fármacos. Además, el ejercicio es un potente regulador del metabolismo muscular, y está claro que el músculo esquelético tiene un fuerte perfil circadiano. De modo que no sería exagerado afirmar que probablemente el zeitgeber más potente del músculo esquelético sea el ejercicio.5Por lo tanto, la idea de programar las sesiones de entrenamiento en coordinación con los ritmos circadianos podría ser una estrategia eficaz para optimizar los beneficios del ejercicio para la salud.

¿Cuál es el mejor momento para hacer ejercicio?

Desde hace unos años la importancia de la hora del día en la que hacemos ejercicio para la promoción de la salud es un área de gran interés científico. De hecho, este topic genera multitud de opiniones y es un tema recurrente en los principales medios de comunicación. Sin embargo, a pesar de los numerosos estudios dedicados a esta temática y la gran corriente de información mediática, el momento óptimo del día (‘timing’) en el que realizar ejercicio sigue siendo un tema controvertido con diversidad de resultados, y que hasta el momento no cuenta con un amplio consenso en cuanto a las recomendaciones sobre que parámetros debemos adoptar.

De este modo, a la luz de la literatura reciente podemos encontrar estudios que señalan que el ejercicio nocturno mejora el control glucémico 6 y la pérdida de peso 7 y también que realizar actividad física mayoritariamente en la tarde o la noche es capaz de reducir la resistencia a la insulina en mayor medida.8 Por el contrario, otros estudios reportan que el ejercicio realizado a primera hora mañana puede estar asociado con un control más eficaz de la obesidad 9,10 y que la actividad física matutina reduce el riesgo de incidencia de enfermedades cardiovasculares.11 Por último, también encontramos algunos estudios que defienden la falta de un efecto diferenciador con el ‘timing’ de entrenamiento en el control de la glucemia,12 algunas adaptaciones metabólicas,13 la pérdida de peso14,15 y las mejoras en la capacidad cardiorrespiratoria (medida como consumo máximo de oxígeno, VO2MAX).15,16

A raíz de estas discrepancias, nuestro grupo de investigación también se ha interesado en examinar si el ‘timing’ de ejercicio puede ayudar a mejorar la salud de personas con sobrepeso y síndrome metabólico. Nuestro estudio, recientemente publicado en Journal of Physiology,17 aleatorizó a 139 participantes entre dos grupos que realizaron ejercicio supervisado, uno por la mañana (8:00 h) y otro por la tarde (16:00 h), y un tercer grupo control que mantuvo su estilo de vida habitual. Durante cuatro meses los grupos de ejercicio completaron 48 sesiones de entrenamiento aeróbico de alta intensidad (HIIT en inglés) con un cumplimiento del 91% del ejercicio pautado. Cada sesión tuvo una duración de 43 minutos e incluyo 4 intervalos de 4 minutos al 90% de la frecuencia cardiaca máxima intercalados con intervalos de 3 minutos a intensidad moderada. Después de la intervención observamos las adaptaciones esperadas en los parámetros de salud y condición física en ambos grupos HIIT en comparación con el grupo control (incluyendo la reducción del perímetro de cintura y la presión arterial media, y un incremento en el VO2MAX y en la máxima oxidación de grasa). Sin embargo, solamente el grupo que realizó el entrenamiento a primera hora de la mañana obtuvo beneficios en la presión arterial sistólica y en la concentración de insulina en ayunasEsto sucedió a pesar de que ambos grupos de entrenamiento (mañana y tarde) lograron una reducción similar de peso y grasa corporal. Además, durante la intervención monitorizamos su dieta y niveles de actividad física, sin encontrar diferencias entre grupos en la ingesta calórica diaria, macronutrientes consumidos, ni en el número de pasos diarios realizados. Solamente observamos que la ingesta calórica del almuerzo (comida) casi duplicó la del desayuno (828 vs. 424 Kcal). Algo previsible debido al patrón cultural de alimentación mediterráneo, pero que podría tener un impacto sobre el metabolismo de los carbohidratos y la secreción hormonal.

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Aunque se nos ocurren varias razones que podrían explicar esta superioridad como el incremento de la oxidación de grasa como sustrato energético y la mejora del mecanismo de respuesta hipotensor postejerecicio, en realidad no sabemos con certeza por qué las personas que entrenaban por la mañana obtuvieron mayores beneficios en la sensibilidad a la insulina y la presión arterial sistólica. Por lo tanto, creemos que futuras líneas de investigación deben centrarse en obtener una visión más precisa y mecanística de las respuestas observadas. Para ello, además será esencial focalizar la atención en el ‘timing’ de la ingesta de comida respecto al ejercicio (estado pre- y postprandial) y en cómo los diferentes cronotipos (patrones circadianos individuales) pueden interactuar con las adaptaciones del ‘timing’ y el ejercicio.

En base a la gran diversidad de resultados observados en la literatura científica y según palabras de la prestigiosa investigadora Juleen Zierath “aún estamos tratando de entender cómo se puede ajustar la prescripción de ejercicio a nuestro reloj molecular, pero no caigamos en el error de generalizar en nuestras recomendaciones”. Y es que después de más de una década de investigación, la recomendación general sobre el efecto del ‘timing’ de ejercicio en la salud de personas con enfermedad cardiometabólica y obesidad podría ser: “participen en el programa de ejercicio que más les guste y a la hora que más les convenga, pues eso aumentará su adherencia al ejercicio”.

Lejos de considerar esta recomendación como desacertada, la impresión que transmite es más bien de inespecífica, genérica o poco rigurosa. Por poner un símil con la prescripción farmacológica, es como si para tratar la hipercolesterolemia nuestro médico nos recetara el uso de cualquier estatina en una dosis de entre 20 y 80 mg y a tomar a la hora del día que nos acordemos. ¿Tendrá un efecto sobre el colesterol? Probablemente sí y hasta puede que, con pocos efectos secundarios, pero esta mejora no será cuantificable y sobre todo no podremos comparar su efecto entre pacientes.

Principio FITT-T, ¿y si utilizamos el ejercicio como un fármaco?

Durante los últimos 30 años, el ejercicio se ha convertido en un elemento fundamental en la prevención y tratamiento de enfermedades cardiometabólicas. De hecho, según palabras del Doctor José Viña “el ejercicio es tan beneficioso para la salud que debería considerarse como un fármaco y por ello se debería prestar mayor atención a su ‘dosificación’ y a las variaciones individuales de cada paciente”.18 Por lo tanto, en la era de la medicina de precisión, se espera que la prescripción de ejercicio se optimice para maximizar los beneficios para la salud. No obstante, según una reciente revisión, en comparación con los ensayos experimentales farmacológicos, las intervenciones de ejercicio tienden a ser de menor calidad, tienen un mayor riesgo de sesgo y tienen menos probabilidades de informar eventos adversos.19Según estos hallazgos, si el ejercicio es una medicina, entonces no está claro cómo se prescribe y administra, lo que podría limitar su traducción de la investigación a la práctica. 

En la rama de la farmacología, la posología se ocupa de ajustar individualmente la dosis y el intervalo de tiempo en que se debe administrar cada fármaco. Individualizar la ‘dosis’ de ejercicio es esencial para maximizar los beneficios y minimizar los riesgos, permitiendo así que cada persona alcance sus objetivos de salud de manera efectiva y segura. De forma similar a la intervención farmacológica, el impacto del entrenamiento físico en las mejoras de la salud depende principalmente de un comportamiento multidimensional que abarca cuatro componentes (Figura 2). El enfoque FITT (Frecuencia, Intensidad, Tiempo y Tipo) para la prescripción de ejercicio incluye los principios del entrenamiento y es ampliamente aceptado. 20 Sin embargo, cada vez hay más evidencia sobre la necesidad de incluir un nuevo componente que represente la hora del día en la que se realiza el ejercicio y su relación con la ingesta de alimentos. Por ello, recientemente se ha postulado la inclusión del ‘timing’ en este enfoque,21 dando lugar al nuevo modelo FITT-T. A continuación, se detallan los componentes del modelo FITT-T:

  • Frecuencia: Número de sesiones de ejercicio por semana. La frecuencia óptima puede variar dependiendo del tipo de ejercicio y los objetivos de salud del individuo.
  • Intensidad: La magnitud del esfuerzo requerido durante el ejercicio, medida en términos de gasto energético, frecuencia cardíaca, o percepción del esfuerzo.
  • Tiempo: Duración de cada sesión de ejercicio. La combinación óptima de duración e intensidad puede variar entre diferentes objetivos, como mejorar la resistencia cardiovascular o aumentar la fuerza muscular.
  • Tipo: Naturaleza del ejercicio realizado, ya sea aeróbico, de fuerza o combinado. 
  • Timing: La hora del día en la que se realiza el ejercicio y su relación con la ingesta de alimentos. Este componente puede afectar al rendimiento y a los beneficios del ejercicio debido a los ritmos circadianos y la disponibilidad de energía. 

En resumen, el modelo FITT-T proporciona un marco integral y flexible de posibilidades casi infinitas para la prescripción de ejercicio, permitiendo a los profesionales del ejercicio diseñar programas de entrenamiento que maximicen los beneficios para la salud y minimicen los riesgos, al mismo tiempo que se adaptan a las necesidades y preferencias individuales de cada persona.

Figura 2. Enfoque integral para la prevención y el tratamiento de enfermedades cardiometabólicas mediante la prescripción individualizada de fármacos y ejercicio (modelo FITT-T). 

Conclusiones

El ejercicio desempeña un papel fundamental tanto en la prevención como en el tratamiento de las enfermedades cardiometabólicas. La creciente prevalencia de obesidad y diabetes indica claramente que uno de los mayores desafíos en el ámbito de la salud pública es lograr que las personas se comprometan con el ejercicio físico de manera supervisada y a largo plazo. Por lo tanto, integrar el ‘timing’ y el cronotipo en la prescripción de ejercicio representa una estrategia prometedora para optimizar las adaptaciones del entrenamiento. En la era de la medicina de precisión, es esencial que los profesionales del ejercicio adopten un enfoque individualizado para diseñar programas de ejercicio que maximicen los beneficios para la salud de sus clientes.


Referencias:

1               Panda, S. The arrival of circadian medicine. Nature reviews. Endocrinology 15, 67-69, doi:10.1038/s41574-018-0142-x (2019).

2               Gabriel, B. M. & Zierath, J. R. Zeitgebers of skeletal muscle and implications for metabolic health. The Journal of physiology 600, 1027-1036, doi:10.1113/jp280884 (2022).

3               Zimmet, P. et al. The Circadian Syndrome: is the Metabolic Syndrome and much more! Journal of internal medicine 286, 181-191, doi:10.1111/joim.12924 (2019).

4               Maury, E., Ramsey, K. M. & Bass, J. Circadian rhythms and metabolic syndrome: from experimental genetics to human disease. Circulation research 106, 447-462, doi:10.1161/circresaha.109.208355 (2010).

5               Gabriel, B. M. & Zierath, J. R. Circadian rhythms and exercise – re-setting the clock in metabolic disease. Nature reviews. Endocrinology 15, 197-206, doi:10.1038/s41574-018-0150-x (2019).

6               Savikj, M. et al. Afternoon exercise is more efficacious than morning exercise at improving blood glucose levels in individuals with type 2 diabetes: a randomised crossover trial. Diabetologia 62, 233-237, doi:10.1007/s00125-018-4767-z (2019).

7               Di Blasio, A. et al. Effects of the time of day of walking on dietary behaviour, body composition and aerobic fitness in post-menopausal women. The Journal of sports medicine and physical fitness 50, 196-201 (2010).

8               van der Velde, J. et al. Timing of physical activity in relation to liver fat content and insulin resistance. Diabetologia 66, 461-471, doi:10.1007/s00125-022-05813-3 (2023).

9               Schumacher, L. M., Thomas, J. G., Raynor, H. A., Rhodes, R. E. & Bond, D. S. Consistent Morning Exercise May Be Beneficial for Individuals With Obesity. Exercise and sport sciences reviews 48, 201-208, doi:10.1249/jes.0000000000000226 (2020).

10            Willis, E. A., Creasy, S. A., Honas, J. J., Melanson, E. L. & Donnelly, J. E. The effects of exercise session timing on weight loss and components of energy balance: midwest exercise trial 2. International journal of obesity (2005) 44, 114-124, doi:10.1038/s41366-019-0409-x (2020).

11            Albalak, G. et al. Setting your clock: associations between timing of objective physical activity and cardiovascular disease risk in the general population. European Journal of Preventive Cardiology 30, 232-240, doi:10.1093/eurjpc/zwac239 (2022).

12            Teo, S. Y. M., Kanaley, J. A., Guelfi, K. J., Marston, K. J. & Fairchild, T. J. The Effect of Exercise Timing on Glycemic Control: A Randomized Clinical Trial. Medicine and science in sports and exercise 52, 323-334, doi:10.1249/mss.0000000000002139 (2020).

13            Galan-Lopez, P. & Casuso, R. A. Metabolic Adaptations to Morning Versus Afternoon Training: A Systematic Review and Meta-analysis. Sports medicine (Auckland, N.Z.) 53, 1951-1961, doi:10.1007/s40279-023-01879-0 (2023).

14            Blankenship, J. M. et al. Examining the Role of Exercise Timing in Weight Management: A Review. International journal of sports medicine 42, 967-978, doi:10.1055/a-1485-1293 (2021).

15            Brooker, P. G., Gomersall, S. R., King, N. A. & Leveritt, M. D. The efficacy of morning versus evening exercise for weight loss: A randomized controlled trial. Obesity (Silver Spring, Md.) 31, 83-95, doi:10.1002/oby.23605 (2023).

16            Mancilla, R. et al. Exercise training elicits superior metabolic effects when performed in the afternoon compared to morning in metabolically compromised humans. Physiological reports 8, e14669, doi:10.14814/phy2.14669 (2021).

17            Morales-Palomo, F. et al. Efficacy of morning versus afternoon aerobic exercise training on reducing metabolic syndrome components: A randomized controlled trial. The Journal of physiology, doi:10.1113/jp285366 (2023).

18            Vina, J., Sanchis-Gomar, F., Martinez-Bello, V. & Gomez-Cabrera, M. C. Exercise acts as a drug; the pharmacological benefits of exercise. British journal of pharmacology 167, 1-12, doi:10.1111/j.1476-5381.2012.01970.x (2012).

19            Hansford, H. J. et al. If exercise is medicine, why don’t we know the dose? An overview of systematic reviews assessing reporting quality of exercise interventions in health and disease. British Journal of Sports Medicine, bjsports-2021-104977, doi:10.1136/bjsports-2021-104977 (2022).

20            Barisic, A., Leatherdale, S. T. & Kreiger, N. Importance of frequency, intensity, time and type (FITT) in physical activity assessment for epidemiological research. Canadian journal of public health = Revue canadienne de sante publique 102, 174-175, doi:10.1007/bf03404889 (2011).

21            Ruiz, J. R., Sevilla-Lorente, R. & Amaro-Gahete, F. J. Time for precision exercise prescription: the same timing may not fit all. The Journal of physiology, doi:10.1113/jp285958 (2023).

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