El sistema arterial es una red de vasos diseñada para convertir el flujo intermitente de sangre procedente del corazón en un flujo continuo y estable a través del árbol arterial, reduciendo así la poscarga impuesta al corazón. Las alteraciones de esta función de amortiguación, debidas al aumento de la rigidez arterial, conducen a la hipertensión sistólica, a la hipertrofia ventricular izquierda y al deterioro de la perfusión coronaria,1-3 aumentando así el riesgo cardiovascular.4-6

Se han identificado varios factores de riesgo, como el envejecimiento, la obesidad, la diabetes y la dislipidemia, como determinantes de la rigidez arterial.7-Otros factores de riesgo son la mala condición física cardiorrespiratoria15-20 y la escasa actividad física.21,22 Sin embargo, no se conoce bien la naturaleza de las asociaciones entre la condición física cardiorrespiratoria y la actividad física, por un lado, y la rigidez arterial, por otro. Ambos podrían confundir y/o mediar las relaciones entre ellos y la rigidez arterial o, como se ha sugerido, la actividad física podría influir favorablemente en la rigidez arterial independientemente de la aptitud cardiorrespiratoria.15,18 Además, la aptitud cardiorrespiratoria y/o la actividad física pueden afectar a la rigidez arterial a través de un impacto beneficioso en la composición corporal (es decir, menos grasa corporal),23-25 que a su vez es un fuerte determinante de la rigidez arterial en individuos jóvenes.7-9

En vista de estas consideraciones, investigamos, en una cohorte de base poblacional de adultos jóvenes de Irlanda del Norte, las asociaciones entre la aptitud cardiorrespiratoria, la actividad física y la rigidez arterial. Se investigaron las asociaciones con la rigidez (estimada por la velocidad de la onda del pulso) de 2 segmentos arteriales (el segmento aortoilíaco elástico y el segmento aortodorsalis pedis muscular).

Métodos

Población de estudio

Este estudio se llevó a cabo como parte de un estudio longitudinal en curso, el Proyecto Young Hearts (YH), que inicialmente examinó la prevalencia de los factores de riesgo coronario en una muestra aleatoria de jóvenes (n=1015; de 12 o 15 años) en Irlanda del Norte. Los procedimientos de muestreo, el diseño del estudio y las tasas de respuesta de las dos primeras fases de cribado (YH1 y YH2) se describen en detalle en otro lugar.26,27 Todos los sujetos de la cohorte original fueron invitados a participar en una tercera fase de cribado (YH3: octubre de 1997-octubre de 1999) cuando tenían entre 20 y 25 años. Doscientos cincuenta y un hombres (el 48,7% de la cohorte masculina original) y 238 mujeres (el 51,3% de la cohorte femenina original) asistieron a la tercera fase del estudio.28 En los presentes análisis participaron 405 sujetos (203 mujeres) de los que se disponía de datos completos sobre la rigidez arterial, la aptitud cardiorrespiratoria y la actividad física en ese momento. La tabla 1 muestra las principales características de la población del estudio. Cada sujeto proporcionó un consentimiento informado por escrito, y el estudio fue aprobado por el Comité de Ética Médica de la Universidad Queen’s de Belfast.

La aptitud cardiorrespiratoria y la actividad física

La aptitud cardiorrespiratoria se midió mediante una prueba submáxima de ergómetro de bicicleta descrita en detalle en otro lugar.27 En resumen, los sujetos debían pedalear a un ritmo constante (de 50 a 70 revoluciones/minuto) durante la prueba, que normalmente duraba 15 minutos. La carga de trabajo se incrementaba después de cada período de 3 minutos hasta que se alcanzaba una frecuencia cardíaca de aproximadamente 170 lpm. La frecuencia cardíaca se promedió durante los últimos 15 segundos de cada carga de trabajo (monitor de frecuencia cardíaca Polar Vantage, Polar, Finlandia). El consumo de oxígeno se monitorizó durante toda la prueba utilizando un analizador de gases respiratorios en línea (Quinton QMC) y el consumo máximo de oxígeno (Vo2max) se predijo mediante la extrapolación del Vo2 a 170 lpm a la frecuencia cardíaca máxima estimada ajustada a la edad, y se expresó en mL/kg por minuto.

Los datos sobre la frecuencia, la duración y el tipo de actividades físicas realizadas habitualmente se obtuvieron utilizando una modificación del cuestionario de Baecke sobre la actividad física habitual, que fue diseñado para cuantificar la actividad laboral, deportiva y de ocio no deportiva.29 Las puntuaciones de la actividad laboral, deportiva y de ocio no deportiva se calcularon en base a escalas Likert de 5 puntos; estas 3 puntuaciones se sumaron para obtener una puntuación total de actividad física.

Rigidez arterial

Utilizamos un método óptico no invasivo para estimar la VOP, determinando el tiempo de tránsito (TT) que la onda de dilatación, que se propaga en la pared arterial como resultado de la onda de presión generada por la contracción del ventrículo izquierdo, tarda en llegar a un lugar distal a través de una distancia conocida.30,31 Las mediciones del TT se realizaron con una sonda fotopletismográfica y se activaron con la onda R del ECG (en milisegundos). La distancia entre la muesca esternal y la arteria femoral y entre la muesca esternal y la arteria dorsal-pedis (en 0,1 centímetros) se dividió entonces por el TT de la onda de pulso para llegar a cada uno de estos sitios arteriales para determinar la VOP (expresada en m/s) de los segmentos aortoiliaco y aortodosalis pedis, respectivamente. Un único técnico capacitado realizó todas las medidas en los sujetos del estudio que previamente habían descansado en posición supina durante 15 minutos en una sala tranquila con temperatura controlada. Todas las medidas se tomaron en el lado izquierdo del cuerpo. Se rechazaron las estimaciones de TT basadas en <10 ciclos, o aquellas en las que el coeficiente de varianza era >20%. Todos los sujetos se habían abstenido de fumar y de tomar bebidas que contuvieran cafeína el día en que se realizaron las mediciones.

Potenciales factores de confusión/variables intermedias

La evaluación de la estatura corporal, el peso y los pliegues cutáneos, la presión arterial, los lípidos y los niveles de glucosa, la conducta de fumar, el consumo de alcohol y la ingesta de nutrientes se han descrito en detalle anteriormente.23,26-28,30

Análisis estadístico

Utilizamos modelos de regresión lineal múltiple para investigar la relación entre el Vo2máx y las puntuaciones de actividad física por un lado (determinantes) y la VOP de 2 segmentos arteriales diferentes por otro (resultados). Los análisis se realizaron en varios pasos a partir de un modelo inicial que incluía ajustes para la edad, el sexo, la presión arterial media y la altura y el peso corporal (modelo 1); ajustes adicionales para los posibles factores de confusión, como la condición de fumador (no fumador, fumador ligero y fumador empedernido, determinados por la mediana del número de cigarrillos fumados al día por sexo entre los fumadores), el consumo de alcohol (no bebedor, bebedor moderado y bebedor empedernido, determinado por la mediana del número de gramos de alcohol consumidos al día por sexo entre los bebedores), y la ingesta de grasas (como % de la ingesta total de energía), y/o variables intermedias (es decir, en la vía entre los determinantes y el resultado), como la grasa corporal (expresada por la suma de 4 pliegues de piel) fueron investigadas. También se realizaron ajustes mutuos entre el Vo2máx y la actividad física para evaluar no sólo la fuerza de las relaciones con la rigidez arterial de forma independiente, sino también su posible papel de confusión/intermedio en las asociaciones investigadas.

Después de evaluar los efectos principales, añadimos términos de interacción entre nuestros principales determinantes y el sexo a los modelos de regresión lineal. Cuando el valor de probabilidad del término de interacción fue significativo (es decir, <0,05), se realizaron análisis estratificados y los resultados se presentaron por separado para hombres y mujeres. Todos los análisis se realizaron con el Statistical Package of Social Sciences, 10.1 para Windows (SPSS Inc).

Resultados

Estado físico cardiorrespiratorio y rigidez arterial

La VO2máx se asoció de forma inversa y significativa con la VOP del segmento aortoilíaco elástico y del segmento aortodorsalis pedis muscular. Estas asociaciones fueron sólo ligeramente más fuertes con el segmento muscular y fueron independientes de (es decir, no confundidas ni mediadas por) las variables de estilo de vida, la grasa corporal y la actividad física (Tabla 2).

Actividad física y rigidez arterial

La puntuación de actividad física relacionada con el deporte se asoció de forma inversa y significativa con la VOP del segmento aortodorsalis pedis únicamente (tabla 3). El ajuste por otras variables de estilo de vida y la grasa corporal no atenuó la fuerza de esta última asociación, que, sin embargo, disminuyó considerablemente (≈40%) tras un ajuste adicional por el Vo2max.

A la inversa, y sólo en los hombres, se encontraron asociaciones positivas entre la actividad física relacionada con el ocio (no deportiva) y la VOP de ambos segmentos arteriales, aunque de forma más fuerte y significativa con la VOP del segmento aortoilíaco únicamente (P=0,001 y P=0,021 para la interacción con el sexo en las asociaciones entre la actividad física relacionada con el ocio y la VOP de los segmentos aortoilíaco y aortodorsalis pedis, respectivamente). De nuevo, estas asociaciones no se atenuaron tras el ajuste por otras variables de estilo de vida y grasa corporal. Sin embargo, el ajuste adicional por el Vo2max reforzó las asociaciones, de modo que la asociación entre la actividad física en el tiempo libre y la VOP del segmento aortodorsalis pedis fue ahora significativa. No se encontraron asociaciones significativas entre la actividad relacionada con el trabajo y la PWV de ambos segmentos.

Discusión

Los principales hallazgos de nuestro estudio fueron que la aptitud cardiorrespiratoria se asoció inversamente con la rigidez arterial (medida por la PWV). Con respecto a los niveles de actividad física, sólo las actividades físicas relacionadas con el deporte se asociaron favorablemente (es decir, inversamente) con la rigidez arterial (un fenómeno que fue mediado por la aptitud cardiorrespiratoria), mientras que las actividades físicas de ocio, sólo en los hombres, se asociaron negativamente (es decir, positivamente) con la rigidez arterial. Todas estas asociaciones fueron independientes de otras variables de estilo de vida y de la grasa corporal. Este es el primer estudio basado en la población que informa de las asociaciones de la aptitud cardiorrespiratoria y la actividad física (investigando el papel confusor y/o mediador de cada una en las relaciones) con la rigidez arterial en la misma población. Esto ha eliminado la posibilidad de que las diferencias en los resultados así obtenidos, en comparación con los informes anteriores, puedan atribuirse a un diseño de estudio diferente y/o a metodologías para medir las propiedades arteriales.

Las fuertes asociaciones entre la aptitud cardiorrespiratoria y la rigidez arterial reflejan en gran medida las notificadas en otros estudios basados en la población que relacionan los niveles de Vo2máx y la rigidez arterial en adultos jóvenes32 y mayores17 , así como en estudios a menor escala.15,18,19 Además, varios estudios de entrenamiento con ejercicio han demostrado que las mejoras en la aptitud cardiorrespiratoria van acompañadas de cambios beneficiosos en la rigidez arterial, tanto en individuos sanos15,18,33 como en pacientes cardíacos34. Sin embargo, dicho ejercicio debe ser de naturaleza cardiovascular (es decir, aeróbico, con la participación de grandes grupos musculares), ya que existen pruebas convincentes que demuestran que el entrenamiento de fuerza (o resistencia) se asocia a una mayor rigidez arterial.35-37 Sin embargo, no está claro si la actividad física aeróbica tiene que conducir a aumentos del Vo2máx para asociarse favorablemente con las adaptaciones arteriales.15,18,21,33 Dos estudios de intervención recientes han indicado que un programa de entrenamiento de ejercicio aeróbico de 3 meses de duración disminuyó significativamente la rigidez arterial, argumentando que esta disminución de la rigidez arterial era independiente de los aumentos concomitantes del Vo2máx (y de los cambios beneficiosos en otros factores de riesgo).15,18 Estos aumentos estaban efectivamente presentes en ambos y eran incluso significativos en uno de los estudios,15 pero, lamentablemente, no se mostraron los datos para sostener tal argumento (es decir, el papel de los aumentos de la actividad física independientemente del Vo2máx). En el presente estudio, nuestros modelos de análisis estadísticos abordaron específicamente esta cuestión. Descubrimos que sólo las actividades relacionadas con el deporte (p. ej., correr, nadar, jugar al tenis), que por definición son de mayor intensidad que las realizadas en el tiempo libre (p. ej., caminar, montar en bicicleta), se asociaban favorablemente con la rigidez arterial, una asociación que estaba altamente mediada por los niveles concomitantes de Vo2máx. Esto indica que los beneficios del ejercicio relacionados con la rigidez arterial son más probables si la prescripción de ejercicio en adultos jóvenes se dirige a mejorar el Vo2máx.

En cambio, se encontró una relación adversa entre las actividades físicas relacionadas con el ocio y la rigidez arterial, y esto fue, hasta cierto punto, específico del sexo, ya que los hombres, pero no las mujeres, de nuestra muestra mostraron consistentemente relaciones adversas entre estos tipos de actividades y PWV. Aunque una explicación de los mecanismos que subyacen a una diferencia de sexo en la asociación entre cualquier determinante investigado, y la rigidez arterial, podría ser un fenómeno dependiente del estrógeno, tal explicación en la presente cohorte es poco probable (ya que no se encontraron otras interacciones de sexo). Por lo tanto, se planteó la hipótesis de que una diferencia en el tipo de actividades físicas realizadas por los hombres en comparación con las mujeres en su tiempo libre podría explicar esta diferenciación por sexo. Teniendo esto en cuenta, examinamos más a fondo los 4 ítems que contribuyen a la puntuación de la actividad física en el tiempo libre: ver la televisión, caminar, montar en bicicleta, y montar en bicicleta para ir al trabajo o de compras. Encontramos que ver la televisión contribuyó significativamente (P=0,006) más en los hombres que en las mujeres a la puntuación de la actividad de ocio, mientras que caminar contribuyó significativamente (P<0,001) más a la puntuación de la actividad de ocio de las mujeres que de los hombres, confirmando así nuestra hipótesis.

La diferenciación de las puntuaciones de actividad en actividades relacionadas con el trabajo, el ocio y el deporte fue una característica importante de nuestro estudio, que nos permitió una mayor comprensión de las relaciones entre la actividad física y la rigidez arterial, que de otro modo habrían quedado enmascaradas por el uso de una puntuación de actividad habitual general y total (datos no mostrados). El comportamiento de la actividad física es difícil de medir, y la actividad física autodeclarada está sujeta a un sesgo de recuerdo y a una clasificación errónea (a diferencia de la aptitud cardiorrespiratoria, que puede medirse objetivamente, utilizando técnicas de laboratorio, como en el presente estudio). Esto puede explicar las asociaciones relativamente más débiles encontradas entre la rigidez arterial y la actividad física (relacionada con el deporte) que con la aptitud cardiorrespiratoria. A pesar de esta limitación, nuestro estudio demuestra claramente que una caracterización detallada de las actividades físicas realizadas por los individuos (es decir, no sólo su frecuencia, duración e intensidad, sino también el tipo de actividad) es esencial y debe extraerse de los cuestionarios para comprender mejor la relación entre la actividad física y la rigidez arterial.

Las asociaciones entre la aptitud cardiorrespiratoria y la rigidez arterial fueron independientes de las variables de estilo de vida y la grasa corporal. Por tanto, otros mecanismos pueden explicar las asociaciones observadas. Los ajustes adicionales para otros factores de riesgo cardiovascular tradicionales (como el colesterol LDL, HDL y total en ayunas, los triglicéridos y los niveles de glucosa plasmática) no disminuyeron la fuerza de las asociaciones reportadas (datos no mostrados). La única otra variable que lo hizo en un grado considerable fue la frecuencia cardíaca en reposo (cambios de β=-0,18, a β=-0,15, , en el segmento aortoilíaco y β=-0,20, a β=-0,13, , en el segmento aortodorsalis pedis). Se ha demostrado que la frecuencia cardíaca es un factor importante en la variación intraindividual de la VOP y, por lo tanto, podría haber sido un factor de confusión importante en las asociaciones investigadas.38,39 Alternativamente, una frecuencia cardíaca en reposo reducida es una adaptación conocida al entrenamiento de resistencia y, por lo tanto, podría constituir, al menos parcialmente, un mecanismo que vincula la alta aptitud cardiorrespiratoria con la baja rigidez arterial. Sin embargo, dado que las asociaciones descritas anteriormente siguen siendo significativas, es posible que haya otros factores implicados. La adaptación a las fuerzas de cizallamiento puede explicar las adaptaciones agudas y crónicas a las mejoras de la aptitud cardiorrespiratoria inducidas por el entrenamiento en los seres humanos.40 Durante el ejercicio, el flujo sanguíneo aumenta, lo que da lugar a mayores fuerzas intraluminales, que estimulan la liberación de factores vasodilatadores como el óxido nítrico (NO) y la prostaciclina por parte del endotelio.41 Sin embargo, para una intensidad de ejercicio determinada, este aumento de la velocidad del flujo sanguíneo arterial es considerablemente mayor en la zona distal que en la proximal de la aorta abdominal42 , lo que puede explicar las asociaciones más fuertes entre el segmento muscular, en comparación con el más elástico, y la aptitud cardiorrespiratoria20,32,43. Además, los cambios en las proporciones relativas de colágeno y elastina dentro de la pared arterial como consecuencia del entrenamiento con ejercicio aeróbico44,45 (en particular de las arterias que irrigan las extremidades más implicadas en el ejercicio)46 podrían constituir otro mecanismo que explique las asociaciones beneficiosas observadas.

Perspectivas

Nuestro estudio tiene implicaciones clínicas y de salud pública relevantes. La relevancia clínica de nuestros hallazgos radica en el importante papel que la aptitud cardiorrespiratoria puede desempeñar en la etiología de las enfermedades relacionadas con la rigidez arterial, como la hipertrofia del ventrículo izquierdo, la insuficiencia cardíaca y el accidente cerebrovascular. De hecho, la aptitud cardiorrespiratoria es un factor de riesgo fuerte e independiente para la mortalidad cardiovascular y por todas las causas. Los resultados del presente estudio, obtenidos en una población adulta joven y aparentemente sana, sugieren que estas asociaciones beneficiosas tienen sus raíces en los primeros años de vida, y apoyan el concepto de que la rigidez arterial puede estar en la vía causal entre la aptitud física y la morbilidad relacionada con la rigidez. Por lo tanto, y desde una perspectiva de salud pública, la mejora de la aptitud cardiorrespiratoria es una herramienta importante para la prevención primaria de las enfermedades cardiovasculares. Esto puede lograrse practicando actividades deportivas de forma regular.

Notas