Revisión
Entrenamiento de la capacidad aerobia en prepúberes. Revisión sistemática.
Trainability of aerobic capacity in prepubescent: Systematic review
Treinamento da capacidade aeróbica em pré-púberes: revisão sistemática
L. A. Flores, L. G. De León, B. P. Jiménez-Ponce.
Facultad de Ciencias de la Cultura Física. Universidad Autónoma de Chihuahua. México.
Recibido el 25 de abril de 2018, Aceptado el 3 de julio de 2018, Online el 4 de febrero de 2019
RESUMEN
El incremento de la capacidad aerobia en prepúberes beneficia a la salud y favorece la iniciación deportiva. Sin embargo, existe controversia sobre sí tales mejoras y en qué medida pueden ser inducidas por un entrenamiento físico en prepúberes. El objetivo fue realizar una revisión sistemática para identificar los cambios en la capacidad aerobia por efecto del entrenamiento en prepúberes. Se revisaron seis bases de datos electrónicas, acorde al cumplimiento de la declaración PRISMA. Solo 11 artículos cumplieron con los criterios establecidos para su inclusión. Se encontró mejoría de la capacidad aerobia en el 73 % de los estudios; y solo en tres estudios no se observaron cambios debido a detalles metodológicos. Sin embargo, es necesario unificar los programas de entrenamiento, así como el diseño de los estudios para establecer con contundencia el entrenamiento de la capacidad aerobia en prepúberes.
Palabras clave: Consumo de oxígeno, Prepúberes, Entrenamiento, Maduración.
ABSTRACT
Increase of aerobic capacity in children and adolescents is associated with greater health benefits and promotes the sport initiation. However, it has not been determined whether these changes could be attributed to the physical training or are really induced by the natural maturation process in prepubertal children. The aim of this study was to do a systematic review to identify the changes in aerobic capacity by a physical training program in prepubescents. A systematic review in six electronic databases was performed, according to the accomplishment of the PRISMA declaration. Only 11 articles were selected. Increases in aerobic capacity were found in 73 % of the included articles in the present review; and only in three studies changes were not seen due methodological issues. However, it is necessary to unify training protocols, as well as studies design to establish the aerobic capacity training in prepubescents.
Key words: Oxygen uptake, Prepubescent, Training, Maturation.
RESUMO
A melhora da capacidade aeróbica em pré-púbere beneficia a saúde e favorece a iniciação esportiva. No entanto, existe controversia sobre essa possível melhoria e em que medida podem ser induzidas pelo treinamento físico em pré-púberes. O objetivo foi realizar uma revisão sistemática para identificar as mudanças na capacidade aeróbica por conta do efeito do treinamento físico em pré-púberes. Foram revisadas seis bases de dados eletrônicas, de acordo com o cumprimento da declaração PRISMA. Somente 11 artigos preencheram os critérios estabelecidos de inclusão. A melhora da capacidade aeróbica foi encontrada em 73% dos estudos; e somente em três estudos não foram observadas alterações devido aos detalhes metodológicos. No entanto, é necessário unificar os programas de treinamento, bem como o desenho dos estudos para estabelecer o treinamento da capacidade aeróbica em pré-púberes.
Palavras-chave: Consumo de oxigênio, Pre-púberes, Treinamento, Amadurecimento.
Introducción
El entrenamiento de la capacidad aerobia (CA) en prepúberes ha sido un tema de controversia e interés desde hace décadas debido a que el proceso de maduración y crecimiento en estas edades no ha propiciado los cambios morfológicos y fisiológicos necesarios para que se presenten las adaptaciones en el organismo por el ejercicio físico1,2.
La CA se refiere a la habilidad de liberar oxígeno a los músculos para generar energía y mantener la actividad muscular durante el ejercicio3; depende de la capacidad ventilatoria, de su transporte en la hemoglobina hacia las células en actividad y de la producción de energía en las mitocondrias4. Durante el crecimiento y maduración, la CA en los niños se ve modificada, incrementándose paulatinamente4.
El parámetro más utilizado para medir la CA es el consumo máximo de oxígeno (VO2máx) que se determina por la curva final o meseta del VO2 conocido como “plateau”, al término de una prueba de esfuerzo máximo; sin embargo, el plateau no se observa frecuentemente durante la infancia, ya que no se llega a él5. Por esa cuestión, se ha reconocido al pico máximo de VO2 (VO2pico) como un referente de la CA, definido como la tasa más alta a la cual el oxígeno puede ser consumido durante el trabajo físico máximo4,5. Aunque existen algunas diferencias, muchos estudios utilizan ambos términos para referirse al máximo consumo de oxígeno por ejercicio, por lo que en esta revisión se considerarán de igual manera.
La medición directa del VO2máx o VO2pico se realiza por medio de un analizador de gases durante una prueba de esfuerzo máxima progresiva, considerada como el método criterio3. Su expresión en términos absolutos es en litros por minuto (l/min); sin embargo, ya que el pico o máximo está en función de la magnitud de la masa corporal, convencionalmente se expresa como relativo al peso, en ml/kg/min9. Se ha demostrado que en niños y niñas con obesidad el VO2máx absoluto suele ser elevado, pero ajustado a la masa corporal, resulta menor que en niños con normopeso5.
El VO2máx está determinado por el factor genético hasta en un 50%; es siempre mayor en hombres que en mujeres debido a las diferencias de masa muscular que predomina en ellos, lo que facilita la utilización de oxígeno durante el ejercicio6, favorece el retorno venoso e impulsa un mayor volumen de eyección cardiaca3.
Estudios longitudinales han encontrado que la CA incrementa progresivamente por efecto del crecimiento y maduración hasta un 51% en niños debido al aumento de la masa magra y del ventrículo izquierdo que ocurre entre los 8 y 16 años; y en un 26% en niñas por el aumento de la masa magra y la estatura desde los 8 a los 13 años de edad7; posteriormente se mantiene estable y se puede alcanzar un VO2máx de 52 ml/kg/min en ellos y de 40 ml/kg/min en ellas6. Sin embargo, desde hace años ha persistido la controversia acerca de si el incremento de la CA puede ser o no, efecto del entrenamiento en edades tempranas, principalmente en prepúberes1,2.
La etapa prepuberal se identifica frecuentemente utilizando el método propuesto por Tanner et al.8, que indica el grado de maduración sexual, donde el niño/niña es clasificado en el estadio 1. En este estadio aún no se encuentran presentes los caracteres sexuales secundarios, ni el dimorfismo sexual, ni desde luego, los cambios físicos y fisiológicos asociados a la secreción de hormonas gonadales; pero el crecimiento somático, aunque lento, es constante9.
Por otra parte, Katch en 19831, planteó que los cambios en la función cardiovascular inducidos por el ejercicio en prepúberes son mínimos o nulos debido a que en estas edades falta el control hormonal que influye en el desarrollo y subsecuentemente en las adaptaciones orgánicas. Además, estos niños presentan menor eficiencia mecánica de movimiento al momento de realizar trabajo físico, lo que genera mayor demanda metabólica por un aumento de la actividad de los músculos agonistas10.
Algunos otros factores fisiológicos que pueden impedir esos cambios en la CA por efecto del entrenamiento en prepúberes, son la falta de maduración de la función vascular que limita la diferencia arteriovenosa de oxígeno, siendo hasta 2ml menor en niños de 8-12 años comparado con jóvenes o adultos; así como el menor volumen de eyección cardiaco y de volumen plasmático en los niños2.
En contraparte, la literatura también ha reportado que el entrenamiento físico específico en niños de 9 y 10 años incrementa el diámetro de la pared inferior del ventrículo izquierdo y consecuentemente el volumen de eyección11. Estos cambios en las dimensiones morfológicas del miocardio guardan una asociación positiva con los niveles de VO2pico en ambos géneros12. Las adaptaciones del sistema cardiovascular y de la musculatura periférica por el entrenamiento de acuerdo con esos autores, tienen correspondencia con el menor tiempo en que tarda el oxígeno en solventar las demandas del ejercicio (cinética del VO2) en niños y adolescentes entrenados que en aquellos no entrenados13.
Los niños y niñas que practican alguna actividad deportiva presentan valores de VO2 mayores que aquellos que no realizan entrenamiento sistemático5. Así mismo, otros autores han encontrado mayores niveles de VO2pico en prepúberes practicantes de natación, fútbol, voleibol y balonmano, en comparación con niños no deportistas14.
Por lo tanto, el objetivo de la presente revisión sistemática fue identificar los cambios en el VO2máx ó VO2pico por efecto del entrenamiento físico estructurado para incrementar la capacidad aerobia (CA) en prepúberes.
Método
La presente revisión sistemática fue realizada acorde a las directrices establecidas en la declaración PRISMA15, utilizada principalmente para la estructuración de revisiones sistemáticas basadas en estudios con intervención.
Los descriptores y/o palabras clave que se utilizaron como estrategia de búsqueda se especificaron en español e inglés y fueron 1) consumo de oxígeno/oxigen uptake, 2) capacidad aerobia/aerobic capacity, 3) aptitud física/fitness, 4) entrenamiento/training, 5) niños/children, 6) prepúberes/prepubescent, 7) maduración/maturation, 8) velocidad pico de estatura/peak height velocity, 9) Tanner/Tanner y 10) edad ósea/skeletal age. Se generaron 12 combinaciones por cada idioma utilizando únicamente el operador boleano “AND”.
La búsqueda se realizó en octubre del 2017, tomando en cuenta artículos desde Enero de 1975 a Octubre de 2017. Se utilizaron las bases de datos de Pub Med, DOAJ, Scopus, Scielo, Springer, Web de la ciencia y Google Académico. Las palabras clave se buscaron en todos los campos (all fields) excepto en Scopus donde se realizó búsqueda avanzada en el título, resumen y palabras clave debido a la gran cantidad de documentos en dicha base de datos. En Google Académico se investigó solamente en los primeros 100 resultados, respecto a la relevancia y coincidencia, desde el más reciente al más antiguo estudio publicado.
Selección de estudios
Se identificaron los artículos potenciales a través de su título y resumen, eliminando los documentos duplicados; posteriormente se examinaron con base en el cumplimiento de los siguientes criterios de selección:
a) artículos en inglés y en español;
b) artículos originales;
c) documentos completos;
d) diseños longitudinales con una medición basal y una post intervención;
e) que los niños y niñas de la muestra estuvieran clasificados como prepúberes; esto es, sin la presencia de características de maduración sexual;
f) que la evaluación del grado de maduración sexual hubiera sido por profesionales capacitados en el método desarrollado por Tanner (1962), identificando claramente el estadio 1 indicador de prepubertad;
g) que los prepúberes no presentaran enfermedad cardiovascular, respiratoria u osteo-mio-articular;
h) que los prepúberes no presentarn discapacidad motriz, intelectual y/o sensorial;
i) que la intervención fuera con ejercicio físico sistematizado y estructurado de tipo aerobio o de resistencia, en un grupo experimental comparado contra un grupo control;
j) que los grupos experimental y control estuvieran pareados por el grado de maduración sexual;
k) que ambos grupos (experimental y control) no tuvieran diferencias basales en los valores de VO2máx/VO2pico y composición corporal;
l) que se realizara la medición directa del VO2 por espirometría con un analizador de gases (carro metabólico), considerada como el método criterio.
La búsqueda de los documentos potenciales la realizó el investigador principal, mientras que la identificación y selección de los artículos se hizo por dos investigadores de acuerdo a los criterios establecidos para la selección de los mismos; cuando existió ambigüedad sobre el cumplimiento de los criterios planteados, se discutió en conjunto entre todos los investigadores para tomar la decisión de su inclusión o no.
Finalmente se utilizó la escala PEDro16 como una referencia para observar el cumplimiento de los aspectos procedimentales de ensayos aleatorizados con un tratamiento o intervención, pero no para influir en los criterios de inclusión y exclusión de los documentos (Tabla 1).Extracción de los datos
En cada artículo seleccionado se identificaron idioma, autores, año, revista, objetivo, cantidad y características de la población, diseño, criterios de inclusión, instrumentación y metodología para medir las variables, tipo y características del programa de intervención en actividad física, análisis estadístico utilizado, resultados principales, resultados secundarios, conclusiones y puntuación en la escala de calidad PEDro16. Además, se examinaron los valores promedio de VO2máx y VO2pico, relativos al peso corporal y su desviación estándar tanto en el grupo experimental como en el grupo control, así como los porcentajes de cambio después de la intervención con ejercicio físico, en cada uno de los documentos seleccionados.
Resultados
Resultados de búsqueda
La cantidad de artículos encontrados en las bases de datos consultadas y las diferentes combinaciones de descriptores/palabras clave se muestran en la Figura 1. Se revisaron un total de 7538 títulos de los cuales se identificaron 318 artículos potenciales. Se eliminaron 69 documentos duplicados, lo que representó un 22% de duplicidad en las bases de datos utilizadas. Finalmente se seleccionaron 11 artículos a los que se asignó un número de identificación desde A1 hasta A1117-27, en función de su relevancia y cumplimiento de criterios. Los resultados del procedimiento de identificación y selección de los artículos se muestran en la Figura 2.
Las características de los estudios que integran la muestra se especifican en la Tabla 2. De los artículos seleccionados, dos se publicaron antes del 2000 (A117, A420), otros 8 entre el 2000 y 2010 (A218, A319, A5-A821-24, A1026, A1127) y uno entre el 2011 y 2017 (A925). A pesar de la gran cantidad de títulos revisados, no se encontraron documentos más recientes que cumplieran con los criterios propuestos.
Al aplicar la escala PEDro, la mayor calificación alcanzada fue 8 de 11 puntos totales por un artículo (A925), tres documentos consiguieron 7 puntos (A218, A622 y A1026), otros 5 artículos solo alcanzaron 6 puntos de 11 totales, (A117, A521, A723, A824 y A1127) y dos apenas cumplieron con 5 puntos (A319 y A420).
En todos los artículos, la muestra fue considerada como prepúber, utilizando la clasificación de Tanner30 realizada por pediatras o enfermeros cualificados en el método. La mayoría de los artículos reportó una población de escolares sanos y activos18-27 y solo uno de ellos estudió niños en iniciación deportiva (A117). El intervalo de edad de todas las muestras fue entre 8 y 12 años.
Respecto a la duración, tipo, frecuencia e intensidad de los programas de entrenamiento administrados en los 11 estudios seleccionados, se encontró que, en nueve de ellos se utilizó entrenamiento aerobio de tipo intermitente, continuo o ambos, dirigidos a prepúberes activos (A2-A818-24, A1026 y A1127); uno presentó un entrenamiento aerobio con enfoque a prepúberes en iniciación deportiva (A117); y en otro se aplicó trabajo de resistencia muscular (A925).
Los programas de entrenamiento más utilizados fueron el continuo y el intermitente (diez estudios) y la duración común fue entre 7 y 13 semanas. El programa con la mayor duración lo reportó A117 con 10 meses de intervención y ningún programa tuvo una duración menor a 7 semanas.
En solo un estudio se prescribió ejercicio de cinco sesiones por semana (A117), con una duración mayor a 100 minutos por sesión; en otros dos se aplicó entrenamiento dos sesiones por semana con una duración de 30 minutos cada una (A218, A319); y en el resto de los documentos, las sesiones por semana fueron tres con una duración que varió entre los 20 y 90 minutos cada una.
Finalmente, la intensidad manejada en la mayoría de los programas fue de vigorosa a máxima, utilizando como parámetro de control la frecuencia cardiaca máxima y la velocidad aerobia máxima. Solo en un estudio se utilizó el VO2máx para determinar y monitorear la intensidad de las sesiones (A420).
Análisis de los cambios en el VO2 por efecto del ejercicio
En la Tabla 3 se muestran los valores medios y desviaciones estándar del VO2máx/VO2 pico de cada uno de los estudios, así como su porcentaje de cambio después de la intervención con ejercicio físico.
De los 11 estudios analizados, ocho artículos (73%) reportaron que el grupo experimental mejoró el valor del VO2máx/VO2pico relativo a la masa corporal17-24, evidenciando que el incremento de la CA fue por efecto del entrenamiento físico y no del proceso de maduración; en tres estudios que representaron el 27% de los artículos, no hubo cambios en la CA atribuidos al entrenamiento (A9-A1125-27).
Los estudios A1 y A2 mostraron mayor incremento del VO2pico17,18, en un 28% y 15% respectivamente. Solo en el estudio A824 el VO2máx no incrementó en ambos grupos (experimental y control) con el programa basado en dos sesiones por semana.
Los valores de VO2máx/VO2pico determinados después del entrenamiento en los prepúberes fueron: en los niños entre 45.5 ml/kg/min y 56.4 ml/kg/min (correspondientes a 1.6 l/min y 1.9 /min respectivamente) y en las niñas entre 24.0 ml/kg/min y 41.1 ml/kg/min (equivalentes a 0.69 l/min y 1.45 l/min respectivamente).
Discusión
En la presente revisión sistemática se encontró que el 73% de los estudios reportó un aumento del VO2máx o VO2pico por efecto del entrenamiento aerobio en prepúberes.
La mayoría de los estudios en donde se observaron mejoras en la CA, presentan un tamaño de muestra pequeño. De acuerdo con las guías para identificar el nivel de evidencia científica de un estudio desarrolladas por el Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre de Estados Unidos28 (NHLBI por sus siglas en inglés), esto es una limitación.
Existen revisiones de tipo no sistemático que han abordado este tema y han encontrado resultados similares al presente trabajo. Baquet et al.29, encontraron que el VO2pico puede incrementar entre el 5% y el 6% debido al ejercicio físico en prepúberes y púberes, independientemente del género; y que cuando se consideran solamente estudios que han reportado el efecto del entrenamiento el incremento del VO2pico oscila entre 8% y 10%. Esto coincide con el resto de trabajos analizados en esta revisión, donde las mejoras del VO2máx o VO2pico fueron comúnmente entre el 7% y el 8% en los estudios analizados.
En niñas y niños prepúberes, el mejoramiento de la CA en respuesta al entrenamiento aerobio solo representa la mitad de lo que se puede incrementar cuando la intervención ocurre después de la etapa puberal donde se reportan aumentos entre el 10% y el 20%4.
Solo en dos estudios de la presente revisión se encontraron incrementos por encima del 15% (A117 y A218); sin embargo, en ambos estudios el tamaño de muestra fue pequeño y el valor del VO2máx / VO2pico en la medición basal fue bajo. Si bien, el tamaño de muestra no es un impedimento para observar los cambios por el entrenamiento, si puede influir en el análisis estadístico para identificar la magnitud de cambios en el VO2máx; no manifiesta representatividad y es un factor que resta evidencia científica acorde a los lineamientos del NHLBI28.
Por otra parte, McNarry et al.30, mencionan que en los niños existen respuestas fisiológicas al entrenamiento aerobio lo que permite mejorar la capacidad aerobia; y que la influencia del entrenamiento está en función del volumen de ejercicio físico y tipo de programa y no del grado de maduración.
Rodríguez-Ferreira, et al.14, reportaron que en prepúberes y púberes se obtiene una mejor capacidad aerobia cuando el entrenamiento físico es sistematizado en comparación con aquellos que realizan actividad física recreativa o incluso en contraste con adultos no entrenados10. En otro estudio llevado a cabo en prepúberes y púberes31, se observó que, al aplicar entrenamiento aerobio a una intensidad moderada-vigorosa, el VO2máx incrementó. Sin embargo, este reporte deberá tomarse con cautela ya que el VO2máx fue estimado y no medido directamente como se especificó en los criterios de inclusión de la presente revisión, por lo que no fue considerado.
Se ha reportado que el grado de intensidad del ejercicio administrado es un factor importante para la mejora de la CA en prepúberes30. Para que se incremente la frecuencia cardiaca por un tiempo prolongado y sostenido y se estimule a un alto nivel la función del sistema aerobio2, la actividad debe ser moderada-vigorosa. En la presente revisión sistemática, en el 73% de los estudios que presentaron mejoras en la CA, la intensidad más común fue mayor al 80% de la frecuencia cardiaca máxima medida, en sesiones de 30 a 60 minutos tres veces por semana durante 8 a 12 semanas, utilizando programas de tipo continuo e interválico; aunque hubo variación en el diseño de los programas de entrenamiento.
Otros autores recomiendan que los programas de entrenamiento tengan una duración mínima de seis semanas con una frecuencia de tres a cuatro sesiones por semana, a una intensidad moderada-vigorosa para favorecer más el aumento de la CA en prepúberes32.
En niños que presentan obesidad, también se han encontrado mejoras de la CA por efecto del entrenamiento físico y se ha identificado que las ganancias de VO2 ocurren en programas de entrenamiento con una duración mayor a 12 semanas, una acumulación de 3.000 o más minutos totales de ejercicio, en sesiones de 60 min o más, tres veces por semana33.
Estas directrices coinciden con lo establecido por la Organización Mundial de la Salud (OMS)34, donde se recomienda realizar diariamente un mínimo de 60 minutos de actividad física de intensidad moderada – vigorosa en niños y jóvenes de 5 a 17 años, para mejorar la función cardiorespiratoria.
Sin embargo, no solo la intensidad condiciona le efectividad de un programa de entrenamiento. Aspectos como el tipo de programa de ejercicio aplicado, la frecuencia y duración de las actividades, así como limitantes en el diseño experimental (tamaño de muestra y aleatorización), también son importantes.
En uno de los tres estudios de esta revisión donde no se reportaron incrementos en la CA después de la aplicación de un programa de entrenamiento (A925), se observó que el tipo de programa administrado tuvo una orientación para el desarrollo de la resistencia muscular. Ya ha sido ampliamente documentado que ese tipo de entrenamientos no generan las suficientes adaptaciones fisiológicas que puedan provocar un mayor aumento del VO2 tal como los mismos autores del estudio lo señalan25.
Por otra parte, en A1026 y A1127 la dosificación del ejercicio de tres sesiones por semana durante 20 y 30 minutos respectivamente, en cicloergómetro, a una intensidad del 80% de la frecuencia cardiaca máxima, no permitió observar cambios por la poca frecuencia y duración de las sesiones, de acuerdo con los autores. Sin embargo, la prescripción del ejercicio en estos estudios fue similar a otros trabajos de la presente revisión, donde si hubo incrementos en la CA a pesar de haber administrado las sesiones con las mismas características.
Hay otros factores que también influyen en este tipo de investigaciones, como la adherencia al programa de entrenamiento, la motivación de los participantes durante la ejecución de las pruebas de evaluación o la familiarización con la prueba, así como la aplicación de las sesiones de entrenamiento30, que pueden condicionar el éxito del programa para la mejora de la CA.
Finalmente, otro aspecto a considerar es el grado de maduración somática presente en los prepúberes de cada muestra de estudio, aunque a una velocidad más lenta y constante9. Se ha observado que el crecimiento somático es el que guarda una relación importante con el desarrollo de la masa del ventrículo izquierdo, principalmente en la infancia35. En edades tempranas, Daniels et al.36, encontraron que el género, la estatura y el área de superficie corporal guardan relación con el desarrollo de la masa del ventrículo izquierdo.
La maduración somática temprana en prepúberes parece inducir adaptaciones morfo-fisiológicas que permiten incrementar su CA por entrenamiento; sin embargo, es necesario realizar estudios al respecto ya que, para el presente trabajo, no se encontraron evidencias que lo sustenten, lo que constituyó una restricción para la revisión.
En conclusión, en la mayoría de los estudios de la presente revisión sistemática se reportaron incrementos en el VO2máx/VO2pico por efecto de un programa de entrenamiento físico, que los autores consideraron como un mejoramiento de la CA en prepúberes; sin embargo, el diseño de las investigaciones, principalmente el tamaño de muestra reducido y/o la no aleatorización tanto en el muestreo como en la asignación al grupo experimental o control; así como la amplia variedad de protocolos de entrenamiento encontrados, no permiten establecer definitivamente el éxito del entrenamiento para incrementar la CA en estas edades.
Autoría. Todos los autores han contribuido intelectualmente en el desarrollo del trabajo, asumen la responsabilidad de los contenidos y, asimismo, están de acuerdo con la versión definitiva del artículo. Financiación. Los autores declaran no haber recibido financiación. Conflicto de intereses. Los autores declaran no tener conflicto de intereses. Origen y revisión. No se ha realizado por encargo, la revisión ha sido externa y por pares. Responsabilidades éticas. Protección de personas y animales: Los autores declaran que los procedimientos seguidos están conforme a las normas éticas de la Asociación Médica Mundial y la Declaración de Helsinki. Confidencialidad: Los autores declaran que han seguido los protocolos establecidos por sus respectivos centros para acceder a los datos de las historias clínicas para poder realizar este tipo de publicación con el objeto de realizar una investigación/divulgación para la comunidad. Privacidad: Los autores declaran que no aparecen datos de los pacientes en este artículo.
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