Rendimiento Aeróbico en Niños Obesos de 6 a 10 Años

Introducción
La obesidad infantil tiene múltiples consecuencias negativas para la salud, entre las cuales se describen alteraciones a nivel orgánico, psicológico y social¹³. El sedentarismo y una limitada capacidad física son factores que contribuyen al desarrollo de obesidad infantil. Al respecto, la aptitud aeróbica es un atributo físico asociado a la condición de salud cardiovascular en niños y adolescentes y, en forma específica, con el exceso de adiposidad corporal⁴. La presencia de factores orgánicos, conduc-tuales y hábitos de vida pueden afectar el óptimo desarrollo de una buena aptitud aeróbica^4,5.
En tal contexto, el rendimiento aeróbico expresa una capacidad fisiológica que sustenta la ejecución de tareas físicas que demandan al sistema cardiorrespiratorio. A su vez, el rendimiento y la respuesta individual al ejercicio de tolerancia reflejan el estado funcional de los sistemas respiratorio, cardiovascular, neuromus-cular y metabólico. Esta información tiene utilidad clínica tanto para objetivos de diagnóstico, monitoreo y evaluación de resultados en salud⁶-⁷.
Diversos estudios han demostrado que en población infantil, existe una relación entre rendimiento físico en test aeróbicos y estado nutritional^8-11. Se ha reportado que una limitación de este tipo, aumenta el riesgo de desarrollar obesidad en niños normopeso¹². El deterioro del rendimiento aeróbico observado en niños con sobrepeso y obesos se atribuye a tres factores: a) el exceso de grasa corporal actúa como carga extra; b) restricciones fisiológicas del sistema cardiorrespiratorio y c) baja motivación para ejecutar actividades de larga duración⁵⁶.
En Chile, Kain J. y et al¹³, reportaron una relación entre estado nutritional y capacidad aeróbica medida con test de campo en una muestra de escolares de 8 a 14 años. El estudio permitió establecer que niños de ambos géneros con sobrepeso y obesidad tienen menor capacidad aeróbica. Sin embargo, estos hallazgos son derivados de la aplicación de un test físico con limitada aplicabilidad en contextos clínicos.
La aplicación del TM6 es una buena opción para estimar rendimiento aeróbico en poblaciones pediátricas con enfermedades crónicas¹⁴¹⁵. El test de marcha en seis minutos (TM6) es una prueba basada en rendimiento, útil para tal propósito, que cuenta con adecuadas propiedades de confiabilidad y validez^7-14-16. A nivel nacional, no existen reportes acerca del rendimiento aeróbico de niños obesos medidos con TM6. Este tipo de evaluación permite aumentar la comprensión de las consecuencias funcionales del exceso de grasa corporal en niños, específicamente respecto al potencial déficit cardiorrespiratorio en ejercicio. Esta información puede ser útil para generar estrategias preventivas y terapéuticas con relación a esta población de interés.
Los objetivos de este estudio fueron a) evaluar la asociación entre obesidad y rendimiento aeróbico en ejercicio en escolares chilenos de 6 a 10 años y b) analizar el rol de algunas características generales en el rendimiento cardiorrespiratorio en ejercicio en escolares chilenos obesos.
Sujetos y Método
Diseño: Observational, analítico, de corte transversal.
Sujetos: La muestra fue por conveniencia basada en escolares pertenecientes a dos colegios municipalizados de las comunas de Macul y Ñuñoa, Región Metropolitana, Chile; establecimientos de nivel socioeconómico bajo y medio-bajo. Para incluir los niños al estudio los padres o responsables directos firmaron un Consentimiento Informado. Se seleccionaron escolares de 6 a 10 años, de ambos géneros, que conformaron dos grupos: Controles (C) y obesos (OB). Se excluyeron niños con restricciones médicas para realizar actividad física o presencia de alguna condición limitante para la marcha. Los niños incluidos en este reporte fueron objeto de mediciones independientes que no afectan el rendimiento en el TM6.
Mediciones: Cuatro evaluadores entrenados realizaron la recolección de datos en las dependencias de los colegios.
Evaluación antropométrica: Para la medición de peso y talla se utilizó una balanza con estadiómetro. El niño se evaluó descalzo y con el mínimo de ropa, en posición bípeda, brazos colgando y pies levemente separados. Se calculó IMC en kg/m² y según valores normativos en percentiles se clasificó al niño como peso normal (p5-p85) u OB (> p95) de acuerdo a los estándares descritos por Barrera¹⁷.
Rendimiento aeróbico: Se aplicó el TM6 de acuerdo a los procedimientos descritos por Escobar y cois¹⁸. En una pista plana de 30 m demarcada cada 5 m, se solicitó al niño caminar lo más rápido posible sin correr; antes del test, se realizó explicación y demostración para asegurar comprensión. Además de distancia recorrida (DR), se registró continuamente frecuencia cardíaca (FC) y sensación subjetiva de fatiga (SSF) durante el test y por tres minutos postejercicio. Para obtener el máximo rendimiento, el niño fue estimulado frecuentemente durante la ejecución del test. Un evaluador acompañó al niño durante la caminata con el fin de obtener los datos de FC y SSF.
Respuesta de la FC de reserva y SSF al esfuerzo:Con un telémetro de pulso (Polar ®) ubicado en el tórax del niño, se registró la FC en reposo, durante y posterior al test. A partir de estos datos, se calculó la FC de reserva (FCR) según la fórmula de Karvonen la cual se expresó en porcentaje utilizado. Esta variable fue utilizada como indicador de los ajustes cardiovasculares al esfuerzo¹⁹. La SSF se estimó mediante la escala de Borg modificada (rango 0 a 10) la cual permite relacionar la intensidad de ejercicio con la percepción del esfuerzo y que ha sido validada para ser usada en niños²⁰.
Tamaño de muestra y potencia estadística:Según datos de rendimiento en TM6 en niños de peso normal y OB previamente publicados^18,21, se estimó la diferencia intergrupos esperada y se calculó un tamaño de efecto estandarizado de 0,9; así, para obtener una potencia estadística de 80%, con un nivel alfa de 0,05, fue necesario conformar grupos de al menos 36 niños²².
Análisis de datos: Para estadística descriptiva se usó media y desviación estándar (mediana cuando se indica). Para comparación de medias se aplicó el test t; en datos con distribución asimétrica, la prueba de suma de rangos de Wilcoxon. La correlación se estimó con el coeficiente de Pearson. El nivel de significancia se fijó con un p < 0,05. Para evaluar la influencia de género y edad en el rendimiento en el TM, se usó Regresión Lineal Múltiple. En todos los procedimientos se usó el programa estadístico Stata 9.0®.
Resultados
Se evaluaron 98 niños de ambos géneros; todos completaron el protocolo sin inconvenientes. Las características demográficas y antropométricas de la muestra se muestran en la Tabla 1. La media de edad es similar en ambos grupos, no existiendo diferencias estadísticamente significativas (p = 0,876). La muestra tuvo un predominio del género femenino.

Tabla 1.

Características de la muestra según estado nutricional

Rendimiento en TM6 según estado nutricional
Los resultados en el TM6 según estado nutricional se muestran en la Figura 1. La media de DR fue de 627,6 m (DE: 24,5) y de 560,3 m (DE: 26,8), en niños C y OB, respectivamente. La aplicación de la prueba t confirmó que las diferencias son significativas (p < 0,0001). Con relación a DR y edad, para el rango de 6 a 10 años, se observó que en el grupo de peso normal el rendimiento aumentó en 63,4 m y en OB sólo en 31,4 m.

Figura 1. Distancia recorrida (DR) en el TM6 según estado nutricional.

Figura 2. Cambios en la frecuencia cardíaca de reserva utilizada (FCRU) durante el TM6 en niños controles y obesos.
El análisis de regresión múltiple mostró que la relación de DR y estado nutricional es independiente de las características demográficas de los niños. Edad y género no son modificadoras de efecto (p = 0,48 y p = 0,52, respectivamente) y tampoco afectan el coeficiente de regresión de estado nutricional (-67,26; IC95%: -74, 94-58, 49; p < 0,001), es decir, no actúan como factores de confusión. Se determinó que estado nutricional por sí solo explica el 63,3% de la variabilidad del rendimiento en el TM6. En definitiva, con un nivel de confianza del 95%, se puede afirmar que los niños obesos en promedio alcanzaron 67,26 metros menos que sus pares no obesos.
Respuesta de la FCR y SSF en el TM6
El registro minuto a minuto de la FCR y la SSF durante el TM6 permite observar el comportamiento de estas variables según se muestra en la Figura 2 y Tabla 2, respectivamente. Al respecto, en ambos grupos se observa un comportamiento que refleja la respuesta cardiovascular ante un ejercicio submáxi-mo; es decir, al inicio del ejercicio existe un incremento importante del uso del %FCR (55,5%). Esta magnitud se acentúa progresivamente hasta el minuto 6 en el cual se obtiene el valor máximo (77,5%). En el tiempo de recuperación ocurre el fenómeno inverso, existiendo una caída progresiva de los valores hasta el último minuto de recuperación (24,3%). Se observa, además, que aparentemente no hay diferencias significativas en los valores de %FCR según estado nutritional.

Tabla 2.

SSF durante el TM6 en tiempos de ejercicio y recuperación en niños de 6 a 10 años

Para efectos de comparación intergrupo se analizaron los minutos 1 y 6 de ejercicio y 3 de recuperación dada su significancia fisiológica. De esta forma, por medio del tests t se estableció que no existen diferencias significativas en el uso del %FCR en el minuto 1 de ejercicio y 3 de recuperación (p = 0,7254 y 0,5099, respectivamente); lo mismo ocurrió en el minuto 6 de ejercicio al aplicar Wilcoxon (p = 0,1160).
Correlación entre rendimiento en TM6 y el IMC: Existe correlación entre la DR y el valor de IMC; a medida que aumenta el IMC, disminuye el rendimiento aeróbico, lo que se expresa en una relación inversa con valor r de Pearson de -0,58 (p < 0,0001).
Discusión
A nivel nacional este es el primer reporte que estudia la relación entre rendimiento aeróbico y estado nutritional en escolares por medio de la aplicación del TM6. Se estableció una relación entre el rendimiento alcanzado en el TM6 y el estado nutricional de escolares de 6 a 10 años. Además, por medio de análisis multiva-riable, se determinó que dicha relación es independiente de las características demográficas edad y género. Luego, en comparación con sus pares de peso normal, los niños obesos presentaron una disminución promedio de 67,26 m en la prueba de caminata.
La limitación funcional cardiorrespiratoria es un hallazgo consistente en muestras de niños y adolescentes obesos⁸¹³. Day et al²¹, compararon el rendimiento en el TM6 en 30 escolares obesos con 30 no obesos de 8 a 10 años; media (DE) en DR de 664,4 (31,0) my 702,1 (33,3) m, respectivamente. Por su parte, Drinkard B¹¹. estableció en una muestra de adolescentes obesos una correlación entre composición corporal, capacidad aeróbica medida con un test ergométrico y rendimiento en una prueba de caminata de 12 minutos; de acuerdo al registro de la frecuencia cardíaca antes-después de la prueba, se observó una menor reserva cardiovascular, sin embargo, la media de IMC de la muestra (42,9 kg/m²) es muy superior respecto a nuestro estudio (22,1 kg/m²). Graf et al¹⁰, estudiaron 513 escolares de 5 a 14 años, demostrando una relación entre estado nutricional y tolerancia al ejercicio medido con un test de carrera de 6 minutos. En concordancia con nuestros resultados, destacan que dicha asociación se mantiene luego de ajustar el análisis por género y edad. Asimismo, con un diseño basado en la comunidad, Eisenmann et al⁹ detectaron en adolescentes una asociación independiente entre IMC y la capacidad aeróbica, relacionando lo anterior con la presencia de factores de riesgo cardiovascular; a mayor IMC y menor aptitud aeróbica, peor perfil de factores de riesgo.
Nuestros resultados confirman que la condición de obeso predispone a un déficit en la eficiencia del sistema cardiorrespiratorio durante demandas físicas de tipo aeróbico. La magnitud de esta limitación puede estar asociada al grado de aumento del IMC⁸¹¹¹³; en este estudio, se observó una asociación inversa moderada entre DR e IMC.
En el contexto de la salud física del niño, un déficit funcional de esta naturaleza puede tener las siguientes consecuencias: a) menor rendimiento en esfuerzos físicos de tolerancia, limitando la capacidad en actividades de la vida diaria; b) potencial asociación del deterioro cardiorrespiratorio con la aparición de factores de riesgo cardiovascular; c) capacidad reducida para sostener actividades de tolerancia necesarias para aumentar el consumo energético y así reducir la grasa corporal.
Al combinar el análisis de rendimiento y costo fisiológico durante la aplicación del TM6, los niños obesos presentaron niveles similares de uso porcentual de la FCR pero con rendimiento inferior; esto puede indicar menor eficiencia cardiorrespiratoria. Tales hallazgos son similares a lo reportado por Norman et al⁸, quienes al aplicar test de 12 minutos en base a caminar y/o correr en niños con obesidad, observaron menor DR y valores máximos de FC inferiores respecto a sus pares no obesos. Sin embargo, la muestra estudiada difiere de la nuestra en dos aspectos significativos: un promedio de edad superior y que los participantes presentaban obesidad mórbida, lo cual puede exacerbar las limitaciones físicas.
Con relación a los cambios en la SSF durante y posterior al ejercicio, observamos una respuesta típica para esta variable; así por ejemplo, el valor máximo se presentó en el minuto 6 (valor 7 de 10). El análisis comparativo mostró que sólo en el minuto 1 hubo diferencias estadísticamente significativas, siendo mayor en los obesos, es decir, solamente al inicio del ejercicio se expresó una mayor percepción del esfuerzo en el grupo OB. Dicho hallazgo está fuera de lo esperado, ya que a medida que transcurre el test, aumenta la carga aeróbica lo cual tiende a incrementar la percepción de esfuerzo hacia el final del test. Al respecto, además del error de medición, es posible que la escala de Borg cuente con limitada capacidad discriminativa.
En esta investigación se usó un protocolo de test funcional para evaluar el rendimiento aeróbico. El TM6 está validado para ser usado en niños sanos y en grupos pediátricos con distintas condiciones de salud¹⁴¹⁶. Esta prueba de ejercicio se ha convertido en una herramienta de medición clínica de gran utilidad debido a que cuenta con adecuada capacidad discriminativa, predictiva y para evaluar cambios producto de intervenciones^715,23,24. En nuestro estudio, junto con los valores de DR se monitorizó el costo fisiológico en ejercicio y fase de recuperación como método de estimación de la eficiencia aeróbica, cualidad que se observó restringida en niños OB.
Una posible limitación de esta investigación es el predominio del género femenino en la muestra. En teoría, esto podría afectar el rendimiento promedio en DR para ambos grupos, sin embargo, esto no impidió demostrar deterioro en la tolerancia aeróbica del grupo OB. Por otra parte, el análisis multivariable confirmó una asociación independiente entre rendimiento en el TM6 y estado nutritional.
La población de estudio permite extrapolar los resultados a niños obesos del rango de edad especificado y que pertenezcan a colegios de perfil socio-geográfico similar al de esta investigación. En nuestra opinión, es inconveniente la aplicación de los hallazgos a muestras clínicas de niños obesos o escolares con grado severo de obesidad, debido que en éstas se pueden presentar co-morbilidades y otros factores orgánicos distintos a los de nuestra población de estudio.
En síntesis, el rendimiento aeróbico estimado con el TM6 está reducido en escolares obesos de 6 a 10 años. En tal sentido, la capacidad funcional presentó relación con el estado nutritional, independiente de las variables demográficas edad y género. El comportamiento de la respuesta fisiológica reveló menor eficiencia cardiorrespiratoria en niños obesos. Estos resultados confirman que la obesidad infantil tiene como consecuencia un deterioro funcional cardiorrespiratorio expresado en esfuerzos de tolerancia, lo cual genera desventajas en el desempeño físico aeróbico y predispone a consecuencias negativas para la salud física del niño

Fisiología de la Inflamación

Fisiología de la Inflamación

Respuesta inflamatoria sistémica

El organismo dispone de un sistema defensivo basado en tres elementos

a) las barreras externas (piel y mucosas),
b) una respuesta inespecífica contra microorganismos u otros agentes que inducen lesión
c) la respuesta inmunitaria antígeno-específica. Definimos la inflamación como la respuesta no específica inicial ante la lesión tisular producida por un estímulo mecánico, químico o microbiano.

La inflamación es una respuesta rápida humoral y celular, muy amplificada pero controlada, en la cual la cascada de citokinas, el complemento, las kininas, la coagulación y la cascada fibrinolítica son disparadas en conjunto por la activación de los macrófagos y las células endoteliales por elementos bacterianos. Esta respuesta local es considerada benigna y adecuada en tanto el proceso inflamatorio sea correctamente regulado. La reacción tiene componentes pro y antinflamatorios, y a veces estos últimos son iguales o mayores que los proinflamatorios. Se producen cuatro eventos fundamentales en el desarrollo del proceso inflamatorio:

a) vasodilatación,
b) incremento de la permeabilidad microvascular,
c) activación y adhesión celulares y
d) coagulación.

Estos cambios producen los síntomas clásicos asociados con la inflamación local: rubor, tumor, calor y dolor.

Las citokinas son los mensajeros fisiológicos de la respuesta inflamatoria. Son pequeñas moléculas proteicas o glucoproteicas cuya función fundamental es intervenir en la transmisión de información (señales) de una célula a otra. Se unen a receptores específicos de sus células blanco, provocando, en estas células, modificaciones que llevan a la síntesis y liberación de mediadores secundarios. Por ejemplo, en la inflamación inducen la liberación de otras citokinas, óxido nítrico (NO) o metabolitos del ácido araquidónico (prostaglandinas y leukotrienes). Su efecto se ejerce fundamentalmente sobre las células que rodean a la célula emisora (efecto paracrino). Las principales citokinas proinflamatorias son el factor de necrosis tumoral (TNF-a), las interleukinas (IL-1, IL-6 e IL-8) y los interferones. La infección es el mayor estímulo para la liberación de citokinas, por la acción de moléculas bacterianas como la endotoxina (LPS) que son reconocidas por células del sistema inmune innato (8). Otros estímulos no infecciosos pueden, de igual manera, inducir su síntesis y liberación desencadenado la reacción inflamatoria.

Los polimorfonucleares, monocitos/macrófagos y las células endoteliales son los efectores celulares de la respuesta inflamatoria. La activación leucocitaria lleva a la agregación de leucocitos en la microcirculación con liberación de mediadores. Las células endoteliales expuestas a este medio de factores humorales y leucocitarios también se activan y comienza la expresión de diversas moléculas de adhesión y receptores en su superficie que favorecen el paso de polimorfonucleares a los tejidos injuriados (9), junto con la síntesis y secreción de citokinas y otros mediadores inflamatorios secundarios como las prostaglandinas, leucotrienes, tromboxanos, factor activador de plaquetas (PAF), radicales libres de oxígeno (ROS), óxido nítrico (NO) y proteasas . Muchos de estos mediadores secundarios son producidos también por los leucocitos. Las células endoteliales activadas y el incremento de citokinas en el medio activan la cascada de la coagulación provocando fenómenos trombóticos locales. Todavía no conocemos totalmente como funciona el sistema, sin embargo en ese microambiente, el efecto benéfico de los mediadores proinflamatorios supera sus efectos negativos.

Eliminan los tejidos dañados, promueven el crecimiento de los tejidos y combaten organismos patógenos, células neoplásicas y antígenos extraños. Para evitar que esos mediadores desarrollen efectos nocivos, por sobrestimulación, el organismo rápidamente desarrolla una respuesta antinflamatoria. En esta reacción compensatoria intervienen citokinas antinflamatorias, como las interleukinas 4 (IL-4), 10 (IL-10) y 11 (IL-11), receptores solubles y antagonistas de receptores. Su efecto es menos conocido que el de los mediadores proinflamatorios pero parece que alteran la función de los monocitos y reducen la capacidad de las células de producir citokinas proinflamatorias (10). Otro componente fundamental del sistema es el endotelio. Normalmente las células endoteliales expresan un fenotipo anticoagulante, anti-adhesión celular y vasodilatador. Cuando son activadas, como en la inflamación, expresan propiedades procoagulantes y pro-adhesión celular (plaquetas y leucocitos)

La inflamación localizada es una respuesta fisiológica protectora, adecuadamente controlada y localizada por el organismo al sitio de la lesión. La pérdida de este control local o una respuesta exagerada se traduce en manifestaciones clínicas anormales que se identifican clínicamente como SIRS. Este cuadro puede ser iniciado por infección (virus, bacterias, protozoos u hongos) o por estímulos no infecciosos como trauma, pancreatitis, quemaduras, etc. Roger Bone (11) propuso cuatro estadios para explicar el desarrollo del SIRS. En el estadio 1 en respuesta a un insulto, se producen citokinas, que ponen en marcha un mecanismo local con liberación de mediadores destinado a la curación de heridas y al reclutamiento de células del sistema inmunitario. Los niveles bajos in situ, como ya destacamos, tienen un efecto beneficioso ya que la inflamación es fundamental para combatir los microorganismos, eliminar detritus y curar heridas. Si la agresión es de suficiente magnitud ingresamos al estadio II. Se liberan a la circulación pequeñas cantidades de citokinas, que amplifican la respuesta local. TNF-a , IL-1b e IL-6 aparecen en la circulación. Se reclutan macrófagos y plaquetas.

Se inicia de esta manera una respuesta de fase aguda. En este estadio la presencia de mediadores en la circulación debe ser considerada como parte de la respuesta normal a la infección u otro tipo de lesión. Puede presentarse fiebre y se estimula la hipófisis para liberar hormonas relacionadas al stress y el hígado para sintetizar reactantes proteicos como proteína-C-reactiva y fibrinógeno. Esta respuesta de fase aguda es estrictamente controlada por la liberación simultánea de antagonistas endógenos como los receptores solubles (sTNFr), los antagonistas de receptores (raIL-1) y las interleukinas 4 y 10 con efecto antinflamatorio.

Esta situación continúa hasta que la herida es curada, la infección se resuelve y la homeostasis se restaura. Un ejemplo típico es el postoperatorio.

En ocasiones la homeostasis no se restablece y se pasa al estadio III (SIRS) iniciándose una respuesta sistémica masiva. El efecto de las citokinas se transforma en deletéreo y los mediadores inflamatorios disparan distintas cascadas con activación sostenida del sistema reticuloendotelial, pérdida de la integridad microvascular y disfunción de órganos distantes del sitio de la injuria inicial.

Referencias

8- Ulevitch RJ, Tobias PS: Recognition of endotoxin by cells leading to transmembrane signalling. Curr Opin Inmunol;6:125-130,1994
9- Hack E, Zeerleder S. The endotelium in sepsis: source of and a target for inflammation. Crit Care Med 2001,29 (Suppl.) : S21-S27
10- Marchant A, Alegre ML, Hakim A et al. Clinical and biological significance of interleukin-10 plasma levels in patients with septic shock. J Clin Inmunol 1995;15:266-273
11- Bone RC: Toward a theory regarding the pathogenesis of the systemic inflammatory response syndrome: What we do and do not know about cytokine regulation. Crit Care Med;24:163-172, 1996)