The beneficial effects of different types of exercise interventions on motor and cognitive functions in older age: a systematic review (pdf original)
Levin O, Netz Y y Ziv G
Eur Rev Aging Phys Act. 21 Dic, 2017; 14: 20. doi:10.1186/s11556-017-0189-z
Introducción
Los cambios en la estructura y función del cerebro con la edad pueden dar lugar a una amplia gama de disminuciones cognitivas y motoras en adultos mayores sanos. Dado el aumento relativamente rápido en la proporción de adultos mayores en Europa y en todo el mundo, es importante encontrar nuevos enfoques o intervenciones para mejorar el funcionamiento motor y cognitivo y promover un estilo de vida saludable. La presente revisión sistemática tiene como objetivo proporcionar un resumen de la investigación que se ha llevado a cabo durante la última década y ha examinado específicamente el efecto de los diferentes tipos de entrenamiento físico en las funciones cognitiva y motora.
En adultos mayores sanos, se ha encontrado que el entrenamiento físico regular mejora el estado de ánimo, alivia la ansiedad y la depresión y mejora las funciones cognitivas globales, como la memoria y control fino de las extremidades superiores.
Por ejemplo, se ha informado que los cambios relacionados con la edad en la integridad estructural y funcional de las subestructuras de ganglios prefrontales y basales se asocian con un rango de déficits cognitivos, como una disminución en la memoria, velocidad de procesamiento de la información, e inhibición; véase la participación de la red de ganglios prefrontal-basal en el funcionamiento motor y cognitivo. Los cambios estructurales en las mismas subestructuras también pueden predecir una amplia gama de disminuciones motrices, como un rendimiento deficiente de tareas de coordinación complejas, tiempos de selección de acción más largos, deterioro de la movilidad y pérdida de equilibrio. No obstante, un creciente cuerpo de evidencia sugiere que el entrenamiento físico general aumenta la materia gris y el volumen de materia blanca en las redes cerebrales prefrontales. En conjunto, estas observaciones sugieren que el entrenamiento físico podría ser un medio eficaz para prevenir la atrofia cerebral y mantener (o incluso mejorar) las capacidades cognitivas y motoras del envejecimiento.
Como la actividad física parece mejorar el deterioro cognitivo tanto en el envejecimiento saludable como en las afecciones patológicas relacionadas con la edad, surgen preguntas sobre hasta qué punto las mejoras en las funciones cognitivas predicen ganancias en las funciones motoras, y en qué medida diferentes tipos de entrenamiento físico afectan diferencialmente las funciones cognitivas y motoras. Por ejemplo, se ha demostrado que el entrenamiento físico redujo la necesidad de los recursos prefrontales de la función ejecutiva y la atención involucrada en el desafío de caminar en cinta. Esto, a su vez, se especuló para permitir a los adultos mayores asignar más recursos atencionales a los procesos relacionados con el control del equilibrio. Sin embargo, una hipótesis de trabajo alternativa supondría impactos positivos bilaterales del entrenamiento físico en el funcionamiento cognitivo y motor. En esta línea, el primer objetivo de la revisión sistemática actual fue examinar los efectos beneficiosos específicos de las intervenciones con ejercicio físico sobre el funcionamiento cognitivo y motor en la población adulta mayor sana. El segundo objetivo fue examinar la interacción entre las ganancias cognitivas y motrices en relación con el entrenamiento físico utilizado. En línea con estos objetivos, nuestra estrategia de búsqueda predominantemente incluyó combinaciones de búsqueda de (i) intervenciones de ejercicio comunes o protocolos de entrenamiento tales como cardiovascular (aeróbico), fuerza y /o equilibrio; y (ii) tareas motoras y cognitivas que se usan comúnmente para evaluar las relaciones cerebrales-conductuales en estudios de envejecimiento como la inhibición, el tiempo de reacción y el control del equilibrio.
Método
Se realizó una búsqueda electrónica sistemática de la literatura en línea a través de la base de datos PubMed que se publicó entre enero de 2007 y diciembre de 2016. La estrategia de búsqueda se realizó utilizando una búsqueda por palabra clave de los siguientes términos: (actividad física O entrenamiento O resistencia O aeróbica O fuerza O bailar O yoga O tai chi O arte marcial O qigong O resistencia O equilibrio O andar en bicicleta O nadar O correr O trotar O caminar O campo a través) Y ((cognitiva O cognición O función cognitiva* O función ejecutiva* O atención O inhibición) Y (motor O habilidad motriz* O tarea motora* O aprendizaje motor O tiempo de reacción (RT))) o motor-cognitivo. La búsqueda se realizó con los siguientes filtros adicionales: fechas de publicación (10 años), edad (más de 65 años) y patología (NO enfermedad de Parkinson NO accidente cerebrovascular NO Alzheimer NO cáncer NO lesiones* NO pacientes NO lesión). Una lista de referencias, que incluía revisiones relevantes o estudios originales sin restricciones en el diseño del estudio y el rango de edad, también se analizó en busca de bibliografía adicional. Solo se consideraron los estudios publicados en inglés.
Se implementaron los siguientes criterios de inclusión: (i) un diseño de estudio longitudinal con al menos dos grupos de intervención (no se consideraron los estudios de efectos agudos o a corto plazo), (ii) intervención física o intervención combinada física y cognitiva (doble tarea), y (iii) resultados motores y cognitivos combinados como punto final. Los estudios se excluyeron si: (i) eran informes de diseño del estudio, (ii) no incluían al menos una prueba de función cognitiva y al menos una prueba de función motora en las fases de inicio o posterior a la intervención del estudio, (iii) no eran intervencionista o (iv) no incluyó al menos un grupo de comparación (es decir, diseño de pre y post prueba de un solo grupo) o diseño de estudio transversal. También hubo restricciones con respecto a la edad media (> 65 años) y el estado de salud de la población incluida (no se informaron enfermedades neurodegenerativas, enfermedades crónicas y/o alteraciones cognitivas manifiestas).
En la figura 1 se ilustra un diagrama de flujo del proceso de selección del estudio. La búsqueda obtuvo un total de 1095 artículos relevantes probables. Todos los artículos recuperados fueron revisados por dos revisores (OL y GZ). Las decisiones dudosas de inclusión/exclusión fueron resueltas por el coautor principal (YN). Después del cribado por título y/o resumen, 1054 artículos fueron excluidos debido a (i) irrelevancia del tema, (ii) siendo metaanálisis/artículos de revisión, (iii) resultados irrelevantes, (iv) la inclusión de uno o más grupos de pacientes, (v) ser un informe de un protocolo de estudio sin recopilación de datos, y (vi) ausencia de evaluaciones cognitivas o motoras al inicio y/o punto final. Los 41 artículos restantes se evaluaron como documentos potencialmente relevantes y se obtuvieron los documentos completos. Después de examinar los artículos completos, se excluyeron 22 artículos por las siguientes razones: intervalo de edad irrelevante, y diseño de pre y post prueba de un solo grupo. Los resultados de los 19 artículos mencionados anteriormente se resumieron con respecto a: (i) características demográficas de los participantes (tamaño total de la muestra, número de participantes del grupo y proporción de género), (ii) características de la intervención (protocolo de ejercicio, duración / frecuencia e intensidad del ejercicio), y (iii) los efectos de resultado de la intervención en funciones cognitivas y motoras específicas. Los resultados antes mencionados se presentan en la siguiente tabla.
Resultados
En la mayoría de los estudios incluidos, los tamaños de muestra por grupo fueron mayores a 15, y en tres estudios los tamaños de muestra por grupo fueron iguales o mayores que 50. En todos los estudios, el número de mujeres fue mayor que el de los hombres, sin embargo, la información sobre la distribución de género dentro de cada grupo de intervención no siempre estuvo disponible. En un estudio, todos los participantes incluidos eran mujeres. Las edades de los sujetos variaron de 55 a 97 años y las edades promedio de los grupos variaron de 65.5±6.3 a 81.9±6.3 años.
Intervenciones
Los estudios incluidos en esta revisión informaron múltiples medidas de resultado y un amplio rango y diversos tipos de protocolos de intervención. El protocolo de intervención más frecuente (11 de los 19 estudios incluidos) fue el entrenamiento con ejercicio combinado (por ejemplo, entrenamiento aeróbico seguido de entrenamiento de resistencia). El segundo protocolo de intervención más frecuente (9 de 19 estudios incluidos) fue el entrenamiento físico-cognitivo combinado. Aquí el entrenamiento físico se realizó simultáneamente con una tarea cognitiva de doble tarea, o fue seguido por intervenciones cognitivas separadas. Los protocolos de intervención restantes consistieron en paradigmas de entrenamiento de un solo ejercicio, que incluían entrenamiento aeróbico, entrenamiento de fuerza, entrenamiento de equilibrio o baile. Nueve estudios incluyeron un grupo de control pasivo. Alternativamente, los participantes en los grupos de control se sometieron a clases de educación de salud o fueron sometidos a menor entrenamiento físico (o cognitivo), por ejemplo, entrenamiento de actividades motoras gruesas o entrenamiento de una sola tarea cognitiva.
Los tipos y duraciones de las intervenciones variaron considerablemente entre los estudios. Las duraciones del período de intervención variaron, que van desde 6 semanas a 12 meses. En la mayoría de los estudios, la intervención duró de 8 a 12 semanas y consistió en 24 sesiones de entrenamiento (o clases) en total. Los protocolos de ejercicio también variaron mucho entre los estudios. Las duraciones de las sesiones de entrenamiento (para todos los tipos de intervenciones) también fueron inconsistentes, variando de 15 a 20 min para entrenamiento de equilibrio a 60-70 min para bailar. De manera similar a las diferencias en la intensidad y duración del ejercicio, el tipo y las combinaciones de ejercicios variaron mucho entre los estudios.
Principales resultados medidos
Debido a la gran heterogeneidad en los protocolos de ejercicio y los métodos de prueba, fue difícil llegar a una síntesis de los hallazgos de búsqueda. Por lo tanto, realizamos un análisis descriptivo donde las ganancias de rendimiento (o los efectos negativos) se clasificaron y sumaron de acuerdo con cuatro medidas de resultado motor y cinco medidas de resultado cognitivo. Las cuatro medidas de resultado motoras fueron: movilidad funcional de las extremidades inferiores y características de la marcha, equilibrio estático y/o dinámico, fuerza muscular y tareas psicomotoras (RT). Las cinco medidas de resultado cognitivo fueron: velocidad de procesamiento, memoria de trabajo, inhibición, atención, y costo de doble tarea. Otras medidas de resultado fueron la condición física aeróbica, puntajes de depresión, calidad de vida y puntaje de satisfacción con la vida y marcadores de plasticidad cerebral (factor neurotrófico derivado del cerebro).
Como se puede ver en la figura 2, se informó tanto del mayor número de ganancias de rendimiento como de hallazgos negativos para el entrenamiento de ejercicio combinado y el entrenamiento cognitivo-motor. Sin embargo, las intervenciones mencionadas anteriormente también fueron las más frecuentes.
Asociación entre ganancias cognitivas y motoras
De acuerdo con el segundo objetivo principal de la revisión actual, examinar el efecto dual de varios protocolos de entrenamiento en el sistema motor y el cognitivo, proporcionamos una visión cualitativa del grado en que las ganancias previas y posteriores en las funciones motoras son paralelas a las mejoras en el rendimiento de funciones cognitivas. Específicamente, una inspección detallada de los datos indica que se observaron mejoras paralelas en el rendimiento motor y cognitivo, principalmente para intervenciones que consisten en entrenamiento físico combinado o entrenamiento físico-cognitivo combinado. Se observó que las mejoras paralelas se encontraron principalmente para: (i) movilidad y costo de doble tarea (DTC), (ii) movilidad, equilibrio, velocidad de procesamiento y atención, o (iii) velocidad psicomotora, velocidad de procesamiento, atención y/o DCT. En menor medida, también encontramos asociaciones entre: (i) movilidad (TUG / velocidad de la marcha / variabilidad de la marcha), equilibrio e inhibición del entrenamiento físico-cognitivo, o (ii) entre la velocidad de la marcha, la fuerza y la inhibición para el entrenamiento de ejercicio combinado.
Discusión
En línea con los objetivos de la revisión sistemática actual, la estrategia de búsqueda que usamos tenía como objetivo localizar estudios de investigación que examinaran los efectos combinados de las intervenciones de entrenamiento físico en las funciones motoras y cognitivas en adultos mayores. Nuestro proceso de búsqueda y selección de literatura resultó en 19 publicaciones, de las cuales 11 estudios informaron los efectos del entrenamiento combinado (multicomponente), 9 informaron los efectos del entrenamiento cognitivo físico combinado, y 8 informaron los efectos de los protocolos de ejercicio único con entrenamiento aeróbico, entrenamiento de fuerza, entrenamiento de equilibrio, o bailar. Los principales hallazgos de los 19 estudios incluidos fueron:
- Se descubrió que el entrenamiento de ejercicios multicomponente o el entrenamiento físico-cognitivo combinado mejoran una mayor cantidad de medidas de resultado físico, motriz y cognitivo que una sola intervención de ejercicio. El entrenamiento físico-cognitivo resultó ser la mejor estrategia de intervención.
- Se encontró que el entrenamiento de ejercicios multicomponente es beneficioso para mejorar la velocidad de la marcha y el procesamiento, mientras que el entrenamiento físico-cognitivo combinado resultó ser más beneficioso para la velocidad psicomotora, la velocidad de procesamiento, la atención y el costo de la tarea doble.
- Las ganancias previas y posteriores a la movilidad y la velocidad psicomotora se asociaron fuertemente con las ganancias pre y post procesamiento en el procesamiento y el costo dual de la tarea. Sin embargo, estas asociaciones fueron más frecuentes cuando la intervención consistió en combinar el entrenamiento físico-cognitivo.
- Debido a la falta de consistencia suficiente en los protocolos de entrenamiento y las baterías de prueba aplicadas, no pudimos proporcionar una evaluación confiable de los posibles efectos de los protocolos de ejercicio único en el rendimiento.
Especificidad de las intervenciones de ejercicio
El grado en que las intervenciones de ejercicio se asociaron con ganancias específicas en las funciones cognitivas y motoras se examinaron de acuerdo con el primer objetivo principal de la revisión sistemática actual. En general, los hallazgos de los diecinueve estudios incluidos indicaron que el entrenamiento con ejercicio combinado y el entrenamiento físico-cognitivo dieron como resultado mejoras significativas en la movilidad, atención y capacidades de procesamiento. Además, las mejoras en la velocidad psicomotora y el costo de las dos tareas fueron más pronunciadas después del entrenamiento físico-cognitivo que después del entrenamiento solo. Las observaciones de los diecinueve estudios incluidos indicaron que el entrenamiento físico-cognitivo combinado tuvo un mayor efecto beneficioso que otros tipos de intervenciones en el procesamiento y la atención, pero no en la inhibición y la memoria.
Las mejoras previas a la publicación en movilidad, procesamiento, atención y/o costo de doble tarea también fueron evidentes en el grupo control, que se sometió a entrenamiento físico o entrenamiento cognitivo como una sola intervención. Tomados en conjunto, podríamos sugerir que agregar elementos cognitivos a la intervención física puede tener solo un efecto secundario menor sobre las características de movilidad en las pruebas posteriores. Sin embargo, una inspección más cercana de los hallazgos indicó que las mejoras en la movilidad se asociaron en mayor medida con ganancias antes y después en el costo de doble tarea después del entrenamiento físico-cognitivo combinado que después del entrenamiento solo.
Interacciones cognitivo-motoras
Los hallazgos de la revisión actual sugieren que las intervenciones multimodales tienen un mayor efecto beneficioso en los adultos mayores que las intervenciones únicas, específicamente, mejorando una gama más amplia de funciones cognitivo-motoras y teniendo un mejor efecto protector potencial sobre las funciones estructurales y funcionales del cerebro que envejece. En futuras investigaciones, se deben tener en cuenta los conocimientos adicionales sobre los efectos de los protocolos de entrenamiento específicos sobre las diferencias previas y posteriores en las relaciones entre el cerebro y el comportamiento al incluir técnicas de imágenes cerebrales.
Relaciones cerebro-comportamiento
Ninguno de los estudios incluidos en esta revisión incluyó mediciones directas de las diferencias inducidas por el entrenamiento en la estructura cerebral. Sin embargo, en dos de los diecinueve estudios incluidos se examinó la evidencia indirecta de posibles relaciones entre las ganancias del rendimiento cognitivo y motor y la plasticidad cerebral, basado en la medición de los niveles del factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) en suero o plasma; sin embargo, estas observaciones fueron inconsistentes.
Sin embargo, la evidencia también sugiere que los aumentos en los factores neurotróficos séricos parecen ser menos sensibles al entrenamiento de fuerza en comparación con otras intervenciones de ejercicio. Además, las inconsistencias en los resultados podrían atribuirse a las diferencias en el sexo y la intensidad/duración de la intervención o la diferencia individual en los niveles basales de BDNF.
Por lo tanto, en estudios futuros, se deben realizar evaluaciones de: (i) la medida en que la estructura y las funciones cerebrales están influenciadas por diferentes tipos de intervenciones, y (ii) la medida en que los cambios estructurales y funcionales del cerebro ocurren junto con cambios posteriores a la intervención en las mediciones motoras y cognitivas evaluadas antes y después del ejercicio.
Limitaciones
En primer lugar, los estudios incluidos aplicaron protocolos de intervención y baterías de prueba muy heterogéneos, lo que limitó nuestra capacidad para obtener conocimientos concluyentes sobre el efecto de entrenamiento específico de cada tipo de intervención, en particular, la falta de consistencia entre las medidas de resultado evaluadas en cada estudio y la uso de diferentes baterías de prueba para evaluar la misma medida de resultado. Además, encontramos algunos desajustes entre los componentes de la aptitud física del entrenamiento y las medidas de resultado informadas, especialmente en estudios donde se usaron protocolos combinados de entrenamiento físico-cognitivo.
En segundo lugar, todos los estudios incluidos en la revisión actual informaron ganancias de intervención pre y post en medidas de resultados múltiples. Pero en ninguno de los estudios incluidos se realizaron ajustes para pruebas múltiples en variables dependientes realizadas; las comparaciones post hoc para efectos principales significativos de los análisis de varianza o covarianza, o las regresiones de modelo mixto dentro de cada variable dependiente se ajustaron (en su mayor parte) mediante el uso de la corrección de Bonferroni.
Otras limitaciones pueden estar relacionadas con el uso de una única fuente de base de datos (PubMed) y/o la eliminación de estudios que incluyeron grupos de pacientes. Sin embargo, se considera que PubMed es una fuente confiable y ofrece acceso gratuito a la mayoría de los artículos de investigación, los trabajos de metaanálisis y las revisiones sistemáticas. Por lo tanto, es muy probable que muy pocos estudios, si los hay, se puedan encontrar en otras fuentes científicas.
Conclusión
Los hallazgos de los diecinueve estudios incluidos indicaron que la mayoría de los efectos del entrenamiento afectaron la movilidad. Los mismos protocolos de entrenamiento también parecían mejorar la atención, el procesamiento y el costo de doble tarea en mayor medida que la inhibición y la memoria. En línea con los hallazgos de otros estudios que examinaron los efectos del entrenamiento combinado multimodal en las funciones cognitivas, las observaciones de los estudios incluidos en nuestra revisión sistemática indican que el entrenamiento simultáneo de habilidades cognitivas y físicas tiene el mayor potencial para inducir ganancias simultáneas en las habilidades cognitivas motoras. Desafortunadamente, ninguno de los estudios incluidos en esta revisión examinó un efecto paralelo del entrenamiento sobre la plasticidad cerebral, aunque los hallazgos de un estudio informaron un aumento significativo en los niveles de BDNF plasmático como resultado de la intervención. Se necesita más investigación para determinar los efectos exactos del entrenamiento cognitivo-físico en los cambios estructurales y funcionales en áreas cerebrales específicas, así como en las interacciones entre redes cerebrales funcionalmente interconectadas.
