Este artículo se centra en el uso de la bioimpedancia para identificar nuevos indicadores que permitan evaluar el daño muscular inducido por el ejercicio excéntrico (EIMD). El estudio emplea un dispositivo de bioimpedancia de frecuencia múltiple para medir la respuesta fisiológica al daño muscular tras un ejercicio excéntrico, con el objetivo de determinar qué parámetros de la bioimpedancia son más adecuados para evaluar dicho daño.
Introducción
El daño muscular inducido por el ejercicio, especialmente el ejercicio excéntrico, es un fenómeno que conlleva dolor muscular, pérdida de fuerza y una disminución en el rango de movimiento (ROM). La evaluación de este daño generalmente requiere de métodos invasivos, como biopsias musculares, o de biomarcadores indirectos como la creatina quinasa (CK) y la mioglobina, que presentan limitaciones en cuanto a su inmediatez y especificidad. Por tanto, el estudio busca una alternativa no invasiva y más directa para evaluar el daño muscular, y se plantea que la bioimpedancia, una técnica utilizada tradicionalmente para medir la composición corporal, podría ofrecer nuevas oportunidades para evaluar el EIMD.
Entre los parámetros de bioimpedancia más importantes, se destaca la reactancia, que mide la resistencia del tejido biológico a la corriente alterna debido a las propiedades capacitivas de las membranas celulares. También se analiza la resistencia (asociada al contenido de agua extracelular e intracelular), la impedancia (resultado de la combinación de resistencia y reactancia) y el ángulo de fase (PhA), que refleja la capacidad de la corriente para atravesar las membranas celulares. Estos parámetros pueden proporcionar información sobre la integridad de las células musculares y el estado de hidratación de los tejidos, ambos afectados por el daño muscular inducido por el ejercicio.
El objetivo principal del estudio es analizar cómo cambian los parámetros de bioimpedancia tras un ejercicio excéntrico y determinar cuáles de estos parámetros son los más útiles para evaluar el daño muscular inducido por el ejercicio. En concreto, se hipotetiza que la reactancia en bandas de baja frecuencia podría estar fuertemente correlacionada con los cambios en la fuerza muscular y con biomarcadores del daño muscular, como el fragmento N-terminal de titina en orina (UTF).
Diseño del estudio
El estudio se realizó con 35 hombres jóvenes (23 ± 3,1 años), no entrenados y sin lesiones previas, que realizaron un ejercicio excéntrico con el brazo izquierdo utilizando un curl de bíceps con pesas. Se midieron varios indicadores del EIMD, como la contracción voluntaria máxima isométrica (MVC), el rango de movimiento (ROM), el dolor muscular, la circunferencia del brazo y el biomarcador UTF. Las mediciones se realizaron en varios momentos antes y después del ejercicio (1, 24, 48, 72, 96 y 168 horas), evaluando tanto el brazo ejercitado como el brazo control.
Además de estas mediciones convencionales, se utilizó un dispositivo de bioimpedancia de frecuencia múltiple para obtener datos sobre el agua intracelular (ICW), agua extracelular (ECW), agua corporal total (TBW), así como la reactancia, resistencia e impedancia en tres frecuencias distintas (5 kHz, 50 kHz y 250 kHz).
Resultados
Indicadores del EIMD
Los resultados mostraron una disminución significativa en el ROM y la MVC inmediatamente después del ejercicio, con una recuperación gradual en las 24 horas siguientes. El dolor muscular alcanzó su punto máximo a las 48 horas post-ejercicio y comenzó a disminuir posteriormente. La circunferencia del brazo aumentó inmediatamente después del ejercicio y se mantuvo elevada hasta las 96 horas, antes de iniciar una recuperación. En cuanto al biomarcador UTF, este alcanzó su valor máximo a las 96 horas, indicando una respuesta inflamatoria progresiva en el tiempo.
Contenido de agua intracelular y extracelular
Se observaron cambios significativos en los contenidos de agua intracelular y extracelular del brazo ejercitado. Tanto la ICW como la ECW aumentaron inmediatamente después del ejercicio y disminuyeron una hora después, antes de volver a aumentar progresivamente durante las 96 horas siguientes. El análisis de la relación entre ECW y TBW mostró un aumento de la ECW respecto a la ICW, lo que sugiere la presencia de una inflamación aguda en respuesta al daño muscular.
Parámetros de bioimpedancia
Los cambios en los parámetros de bioimpedancia fueron consistentes con el daño muscular. La reactancia y la resistencia fueron más bajas en el brazo izquierdo (ejercitado) que en el derecho (control) en todas las frecuencias evaluadas. Estos cambios fueron especialmente notables en la reactancia a frecuencias bajas (5 kHz), lo que indica que la integridad de las membranas celulares se vio comprometida debido al ejercicio excéntrico. El ángulo de fase (PhA) también disminuyó significativamente en el brazo ejercitado, reflejando una alteración en la capacidad de las células para mantener los gradientes electroquímicos necesarios para la contracción muscular.
Análisis de correlación entre los parámetros de bioimpedancia y los indicadores de EIMD
Uno de los hallazgos más relevantes del estudio fue la fuerte correlación negativa entre la reactancia a 5 kHz y el biomarcador UTF (r = -0.532), así como entre la reactancia a 50 kHz y 250 kHz y el mismo biomarcador. Estos resultados sugieren que la reactancia, especialmente a frecuencias bajas, es un buen indicador del daño muscular a nivel celular. Además, se encontraron correlaciones positivas significativas entre el contenido de agua corporal (TBW, ECW e ICW) y la circunferencia del brazo, lo que sugiere que el aumento de la hinchazón y el edema tras el ejercicio excéntrico contribuyen a las alteraciones en los parámetros de bioimpedancia.
A pesar de las correlaciones observadas, los resultados del estudio no apoyaron completamente la hipótesis de que los parámetros de bioimpedancia de baja frecuencia fueran más predictivos del daño muscular que los de alta frecuencia. De hecho, no se encontraron diferencias significativas en la capacidad de las diferentes frecuencias (5, 50 y 250 kHz) para detectar el EIMD, lo que indica que tanto las frecuencias bajas como altas pueden ser útiles para evaluar el daño muscular.
Discusión
El estudio confirma que los parámetros de bioimpedancia, especialmente la reactancia y el ángulo de fase, son sensibles a los cambios fisiológicos que ocurren durante el daño muscular inducido por el ejercicio excéntrico. La disminución en la reactancia sugiere una pérdida de integridad en las membranas celulares, lo que está en línea con la literatura que describe la disrupción del sarcolema durante el EIMD. Este daño en la membrana celular permite la entrada de calcio, lo que activa enzimas que degradan las proteínas contráctiles y causan una pérdida prolongada de fuerza muscular.
Los cambios en la composición del agua corporal observados en el estudio también son consistentes con la respuesta inflamatoria al daño muscular. El aumento de la ECW sin una disminución correspondiente en la ICW indica la presencia de edema y vasodilatación, lo que contribuye a la hinchazón observada en el brazo después del ejercicio excéntrico. Estos cambios en la distribución del agua corporal están bien documentados en otros estudios sobre el EIMD y reflejan una combinación de respuestas agudas y crónicas a la lesión muscular.
A pesar de los resultados prometedores, los autores reconocen varias limitaciones en el estudio. En primer lugar, la muestra estaba compuesta exclusivamente por hombres jóvenes y sanos, lo que limita la generalización de los hallazgos a otras poblaciones, como mujeres, personas mayores o individuos con diferentes niveles de entrenamiento físico. Además, el uso de un protocolo de ejercicio excéntrico estandarizado no permite evaluar cómo diferentes intensidades o volúmenes de ejercicio pueden afectar los parámetros de bioimpedancia.
Otra limitación es la falta de seguimiento a largo plazo de los parámetros de bioimpedancia. Aunque el estudio midió los cambios hasta 168 horas post-ejercicio, estudios previos han demostrado que la recuperación completa de los parámetros fisiológicos después de un daño muscular significativo puede tardar hasta un mes. Por lo tanto, futuros estudios deberían ampliar el periodo de seguimiento para determinar cuándo los parámetros de bioimpedancia vuelven a los valores basales.
Conclusión
El estudio proporciona evidencia sólida de que los parámetros de bioimpedancia, en particular la reactancia, pueden ser utilizados como indicadores no invasivos del daño muscular inducido por el ejercicio excéntrico. Aunque los resultados son prometedores, se necesitan estudios adicionales para validar estos hallazgos en diferentes poblaciones y bajo distintas condiciones de ejercicio. Además, la implementación de dispositivos de bioimpedancia de mayor precisión, como el análisis de bioimpedancia espectroscópica (BIS), podría mejorar la sensibilidad y especificidad de los parámetros de bioimpedancia para evaluar el daño muscular y guiar la recuperación tras el ejercicio.
Acceso libre al artículo original en: https://www.fisiologiadelejercicio.com/wp-content/uploads/2024/10/Bioimpedance_analysis_for_identifying_new_indicato-1.pdf
Referencia completa:
Yamaguchi S, Inami T, Ishida H, Nagata N, Murayama M, Morito A, Yamada S, Kohtake N. Bioimpedance analysis for identifying new indicators of exercise-induced muscle damage. Sci Rep. 2024 Jul 3;14(1):15299. doi: 10.1038/s41598-024-66089-8.
