Revista PODIUM, septiembre-diciembre 2020; 15(3): 694-704

Actividad física y variabilidad del ritmo cardíaco en pacientes con síndrome metabólico. Revisión narrativa

Physical activity and heart rate variability in patients with metabolic syndrome. Narrative review

Atividade física e variabilidade do ritmo cardíaco em doentes com síndrome metabólica. Revisão narrativa

Héctor Fuentes Barria^1* https://orcid.org/0000-0003-0774-0848

Catalina González Wong² https://orcid.org/0000-0003-0360-8567

Sebastián Urbano Cerda¹ https://orcid.org/0000-0003-0508-6985

Valentina Vera-Aguirre³ https://orcid.org/0000-0003-3050-5192

Raúl Aguilera Eguía⁴ https://orcid.org/0000-0002-4123-4255

¹Universidad Santo Tomás, Facultad de Salud. Chile.
²Universidad del Desarrollo, Facultad de Ciencias de la Salud. Chile.
³Universidad San Sebastián, Escuela de Nutrición y Dietética, Facultad de Ciencias para el Cuidado de la Salud. Chile.
⁴Departamento de Salud Pública, Facultad de Medicina, Carrera de Kinesiología, Universidad Católica de la Santísima Concepción. Chile.

^*Autor para la correspondencia: h3ct0r.fuentes.b@gmail.com

Recibido: 24 de diciembre de 2019.
Aprobado: 20 de septiembre de 2020.

RESUMEN

El síndrome metabólico considera a un grupo de trastornos que aumentan el riesgo de padecer enfermedades crónicas no transmisibles. En este sentido, la prevención y tratamiento han centrado a la actividad física como un método eficaz para restaurar la variabilidad del ritmo cardiaco y disminuir los riesgos sobre la salud. Esta revisión se planteó como objetivo describir el comportamiento de la variabilidad del ritmo cardíaco frente a la práctica de actividad física en pacientes con síndrome metabólico. El síndrome metabólico se ha relacionado con un predominio simpático y una retirada parasimpática que presenta un riesgo de enfermedades crónicas no transmisibles que puede ser restaurada con la práctica regular de actividad física. La actividad física puede restaurar la variabilidad del ritmo cardiaco relacionada al síndrome metabólico, no obstante, se requieren de otros estudios que intenten explicar todas las condiciones a las que responde el balance autonómico.

Palabras clave: Ejercicio; Sistema nervioso autónomo; Frecuencia cardiaca; Síndrome metabólico.

ABSTRACT

Metabolic syndrome considers a group of disorders that increase the risk of suffering from Noncommunicable Chronic Diseases. In this sense, prevention and treatment have focused on physical activity as an effective method to restore heart rate variability and decrease health risks. This review was objective to describe the behavior of heart rate variability compared to the practice of physical activity in patients with metabolic syndrome. The metabolic syndrome has been related to a sympathetic predominance and a parasympathetic withdrawal that presents a risk of Chronic Non-Communicable Diseases that can be restored with the regular practice of physical activity. Physical activity can restore heart rate variability related to metabolic syndrome, however, other studies are required to try to explain all the conditions to which autonomic balance responds.

Keywords: Exercise; Autonomic nervous system; Heart rate; Metabolic syndrome.

RESUMO

A síndrome metabólica é um grupo de perturbações que aumentam o risco de padecer Doenças Crónicas Não Transmissíveis. Neste sentido, a prevenção e o tratamento concentraram-se na atividade física como um método eficaz para restaurar a variabilidade do ritmo cardíaco e diminuir os riscos para a saúde. Esta revisão visa descrever o comportamento da variabilidade do ritmo cardíaco em relação à prática da atividade física em pacientes com síndrome metabólica. A síndrome metabólica tem sido associada com predominância simpática e retirada parassimpática que apresenta um risco de doenças crónicas não transmissíveis que podem ser restauradas com actividade física regular. A actividade física pode restaurar a variabilidade do ritmo cardíaco, relacionada com a síndrome metabólica, no entanto, são necessários mais estudos para tentar explicar todas as condições às quais o equilíbrio autonómico responde.

Palavras-chave: exercício; sistema nervoso autonómico; frequência cardíaca; síndrome metabólica.

INTRODUCCIÓN

El síndrome metabólico (SM) es considerado una gran amenaza para la salud a nivel mundial. El SM aún no está claramente definido; Sin embargo, en forma general considera a un grupo de trastornos que se presentan de forma simultánea incrementando el riesgo de desarrollar Enfermedades Crónicas No Transmisibles (ECNT) como lo es la enfermedad cardiovascular, obesidad y diabetes mellitus tipo II entre otras (Robles, & Carlos., 2013; Saboya et al., 2016). El SM reporta una prevalencia muy diversa, alcanzando hasta un 27,3 %. Estos valores van a depender de la definición que es utilizada en relación a los criterios y valores de referencia en los parámetros metabólicos (Robles, & Carlos., 2013; Saboya et al., 2016).

Actualmente la literatura ha utilizado ampliamente a la variación del tiempo que transcurre entre latidos cardíacos consecutivos (variabilidad del ritmo cardiaco) como una medida que refleja la actividad del sistema nervioso autónomo sobre la función cardiaca (Espinoza-Salinas et al., 2015; Rosales-Soto, Corsini-Pino, Monsálves-Álvarez, & Yáñez-Sepúlveda., 2016; Altini, Van Hoof, & Amft., 2017; Perrotta, Jeklin, Hives, Meanwell, & Warburton., 2017; Veloza., et al., 2019). En este sentido, la variabilidad del ritmo cardiaco ha permitido registrar y analizar la acción del sistema nervioso autónomo y el sistema nervioso parasimpático sobre la función cardiaca en el denominado balance autonómico. El balance autonómico se caracteriza por presentar una disminución del marcador de ritmo cardiaco y aumento de la variabilidad de este, mientras que un estado de desbalance se ha caracterizado por aumentos del ritmo cardiaco y disminuciones en la variabilidad del mismo, producto del predominio simpático y retirada parasimpática implicada en la fisiopatología de la arritmogénesis, muerte súbita cardíaca, hipertensión arterial, obesidad y resistencia a la insulina (Espinoza-Salinas., et al., 2015; Espinoza-Salinas, Acuña-Vera, Sánchez-Aguilera, & Zafra-Santos., 2016; Yadav, Yadav, Agrawal, Sah, & Islam., 2017; Rodríguez Pena et al., 2019; Espinoza-Salinas., González-Jurado., Burdiles-Álvarez., Arenas-Sánchez, & Bobadilla-Olivares., 2020).

En la actualidad la prevención y/o tratamiento del SM, se ha centrado en el uso de terapias farmacológicas y no farmacológicas, sugiriéndose entre estas últimas a la práctica de actividad física y/o ejercicio físico como una forma eficaz para reducir el peso corporal y restaurar el balance autonómico (Álvarez et al., 2014; Yadav et al., 2017; Kinoshita et al., 2018). En este sentido, los programas de actividad física han demostrado ser fundamentales en la prevención de ECNT relacionadas al SM. Sin embargo, estos aún son objeto de estudio producto de la falta de consenso relacionado con las interpretaciones de la variabilidad del ritmo cardíaco como medida de control autonómico en salud y enfermedad (Billman, Huikuri, Sacha, & Trimmel., 2015; Laborde, Mosley, & Thayer., 2017; Shaffer, F., & Ginsberg., 2017).

Por esta razón, esta revisión se planteó como objetivo describir el comportamiento de la variabilidad del ritmo cardíaco frente a la práctica de actividad física en pacientes con SM.

DESARROLLO

Síndrome metabólico y balance autonómico

El SM es considerado una gran amenaza para la salud a nivel mundial, este aún no está claramente definido por causa de la heterogeneidad entre criterios diagnóstico, no obstante, en forma general considera a un grupo de trastornos que se presentan de forma simultánea incrementando el riesgo de desarrollar ECNT (Robles, & Carlos., 2013; Saboya et al., 2016).

Este síndrome reporta una prevalencia muy diversa, alcanzando hasta un 27,3 % dependiendo de la definición utilizada con relación a los criterios y valores referenciales de diagnóstico (Robles, & Carlos., 2013; Saboya et al., 2016), por lo que la literatura científica ha planteado la vinculación de los criterios diagnóstico relacionados al SM con la variabilidad del ritmo cardíaco (Sheema, & Malipatil., 2015; Yadal et al., 2017; Goit, Pant, & Shrewastwa., 2018; Sessa et al., 2018;Triggiani., 2019; Veloza et al., 2019) (Tabla 1; Tabla 2).

Tabla 1. - Criterios diagnóstico para síndrome metabólico

Fuente: Adaptación del trabajo de Robles & Carlos (2013).

Tabla 2. Principales medidas de variabilidad cardiaca según dominios temporal, espectral y no lineal

RR: Medidas de los intervalos R-R; SDNN: Desviación estándar de todos los intervalos RR; RMSSD: Cuadrado de la raíz media de la unión de los intervalos R-R adyacentes; PNN50: Número de intervalos adyacentes que varían por más de 50 ms; ULF: Ultra baja frecuencia; VLF: Baja frecuencia; LF: Baja frecuencia; HF: Alta frecuencia; LF/HF: Relación baja y alta frecuencia; SD1: Variabilidad de corto plazo de ritmo cardiaco; SD2: Variabilidad a largo plazo del ritmo cardiaco; SD2/SD1: Relación variabilidad largo y corto plazo.
Fuente: Adaptación de los trabajos de Tarvainen et al., (2014), Triggiani et al., (2019), Shaffer & Ginsberg (2017), Rahman, Habel & Contrada (2018).

El balance autonómico es gobernado directamente por el sistema nervioso autónomo a través de sus ramas simpática y parasimpática (Koch-Villegas et al., 2018), por lo cual las medidas de variabilidad del ritmo cardíaco han permitido monitorear la relación simpática-parasimpática asociada a estados de desbalance en estilos de vida poco saludables y patologías como la hipertensión arterial, resistencia a la insulina, proliferación del tejido adiposo y factores de riesgo cardiovascular y el SM (Espinoza-Salinas et al., 2015; Sánchez, Sánchez, & Suárez., 2015; Veloza et al., 2019).

En este contexto, un predominio en la actividad parasimpática puede favorecer la irrigación coronaria, permitiendo una diástole más prolongada y un menor periodo hipóxico en el ventrículo izquierdo, mientras que un predominio simpático se vincula a una mayor morbilidad y mortalidad cardiovascular independientemente a la existencia de otros marcadores de riesgo como las anormalidades metabólicas, hemodinámicas, tróficas y reológicas (Sassi et al., 2015; León Regal et al., 2016; Wu D et al., 2017; Rodríguez Pena et al., 2019).

Actividad física como medida de control autonómico

La práctica de ejercicio regular está asociada con adaptaciones positivas en la composición corporal, condición física, niveles de inflamación crónica e índices de la variabilidad de la frecuencia cardiaca, reflejados en aumentos del tono parasimpático y retirada simpática relacionada con la inhibición de la inflamación crónica y liberación de citoquinas proinflamatorias (Espinoza-Salinas et al., 2020). Respecto a esto, se sabe que la actividad física de tipo aeróbica genera cambios favorables relacionados con la restauración autonómica, mortalidad, remodelación inversa del ventrículo izquierdo, capacidad funcional y calidad de vida, mientras que en condiciones de ejercicio en torno al 50 % del VO₂máx se han relacionado a una retirada parasimpática y predominio simpático. Por el contrario, altas intensidades se han asociado a la vía simpática, mecanismo de arritmia sinorespiratoria e influencia barorrefleja (Espinoza-Salinas et al., 2016, Espinoza-Salinas et al., 2020; Hernández García, et al., 2018). En cuanto a la actividad física contra resistencia o de resistencia a la fuerza muscular, esta se ha relacionado con un efecto sinérgico en función de mejoras en la capacidad aeróbica y sensibilidad de los barorreceptores y quimiorreceptores asociados a disminuciones simpáticas en forma directa e indirecta, las cuales contribuyen a mejorar la respuesta cronotrópica para posteriores esfuerzos físicos aumentando la variabilidad del ritmo cardíaco en condiciones de reposo. Sin embargo, es importante considerar que los pacientes con insuficiencias cardiacas suelen presentan disminuciones en su capacidad funcional y tolerancia a la actividad física y/o ejercicio por lo que siempre se debe considerar su participación en programas de rehabilitación cardiaca en función de la valoración del costo beneficio de estos programas (Segovia, Manterola, González, & Rodríguez-Núñez, 2017; Hernández García et al., 2018).

Siguiendo con esta argumentación, los pacientes que realizan algún tipo de actividad física incrementan la magnitud de las variables del dominio tiempo a diferencia de los sujetos que no reciben tratamiento médico convencional, lo que sugiere que la actividad física no solo se limita a las respuestas simpático-inhibitorias, sino también a las parasimpáticas excitatorias en los mecanismos de control cardiovascular de estos pacientes (Segovia et al., 2017).

Por otro lado, tanto la variabilidad del ritmo cardiaco como la composición corporal han sido estudiadas en numerosas ocasiones por separado, por lo que aún no existe abundante literatura que logre explicar todos los mecanismos modulares del balance autonómico en pacientes con sobrepeso y obesidad (Sánchez, Sánchez, & Suárez., 2015). Por esta razón, es importante considerar la relación entre estas dos variables y su influencia sobre la salud, puesto que la actividad física de tipo aeróbica genera respuestas fisiológicas moduladas por estímulos simpáticos y endocrinos, directamente asociados a la intensidad de trabajo, que también gatillan otras respuestas a nivel de múltiples líneas celulares, como lo es el aumento a la sensibilidad insulínica, modulación de la respuesta inmune y estimulación de los sistemas antioxidantes endógenos, modulados por la activación de la proteína quinasa activada por AMP (AMPK, por su sigla en inglés) y el receptor 4 tipo Toll (TLR-4 por su sigla en inglés). (Espinoza-Salinas et al., 2015; Espinoza-Salinas et al., 2016; Espinoza-Salinas et al., 2020).

En este contexto, la actividad física tanto de intensidad moderada como alta son una forma eficaz de reducir el peso corporal y restaurar el balance autonómico, contrarrestando la retirada parasimpática durante el tiempo de activación autonómica procedente de las aferencias sensoriales de las fibras musculares tipo III y IV en sujetos con altos niveles de adiposidad, resistencia a la insulina, diabetes tipo II e insuficiencia (Álvarez et al., 2014; Yadav et al., 2017; Kinoshita et al., 2018).

En cuanto al balance autonómico post ejercicio, este produce una sobrecarga del volumen sanguíneo y la presión arterial sobre el cuerpo carotídeo (principal quimiorreceptor arterial periférico) que estimula la activación del barorreflejo como compensador de los aumentos y disminuciones de la presión arterial que induce en primera instancia una retirada del sistema parasimpático y una posterior disminución de la frecuencia cardiaca (Espinoza-Salinas et al., 2020). Este fenómeno hace presumir que la primera fase de recuperación post ejercicio, es modulada por el sistema nervioso central, mientras que la fase lenta es regulada por las señales autonómicas. No obstante, se debe considerar algunas excepciones como pueden ser los sujetos que presentan hipertensión arterial, puesto que no siempre lograrían adaptaciones significativas relacionadas a la restauración del balance autonómico por causa de la respuesta hipertensiva que dificulta las adaptaciones de la función cardíaca a condiciones mínimas de estrés físico o mental (Almeida et al., 2017; Rodríguez Pena et al., 2019).

Por otro lado, en la actualidad la literatura ha postulado múltiples teorías que intentan explicar cómo la adiposidad podría modificar la actividad neuronal involucrada en el sistema nervioso autónomo y la adaptación termogénica potenciada en condiciones de aumento de peso tanto en reposo como en ejercicio (Sheema, & Malipatil., 2015; Yadav., et al., 2017; Trigani et al., 2019). Sin embargo, lamentablemente aún no se han logrado establecer todos los mecanismos del balance autonómico relacionados con la obesidad, la resistencia a la insulina e insuficiencia cardiaca (Espinoza-Salinas et al., 2015; Rosales-Soto et al., 2016; Segovia et al., 2017; Goit, Pant, & Shrewastwa, 2018).

Balance autonómico en enfermedad cardiovascular y obesidad

Las enfermedades cardiovasculares se han relacionado a cambios hemodinámicos y daño miocárdico, puesto que, una de las primeras respuestas generadas en estos pacientes es la activación de las fibras aferentes y eferentes del sistema nervioso autónomo, las cuales contribuyen al desequilibrio simpático-parasimpático, generando la activación simpática y la retirada parasimpática reflejada en una menor variabilidad del ritmo cardiaco (Segovia et al., 2017).

Respecto a esto, un predominio simpático y retirada parasimpática pueden influenciar el volumen sistólico a través de variaciones en la fuerza contráctil y el redireccionamiento del flujo sanguíneo hacia zonas de mayor demanda vascular producto de la estimulación de los receptores adrenérgicos β1, β2 y β3 sensibles a la adrenalina, los cuales desencadenan una serie de reacciones químicas sobre la bomba de calcio y el potencial de acción de las células no contráctiles del nódulo sinusal que generan aumentos del ritmo cardiaco y disminuciones de la variabilidad del mismo. Por el contrario, un predominio parasimpático inhibe la vía simpática producto de la activación de los canales de calcio y los receptores de acetilcolina M1, M2, M3 y M5 del nódulo sinusal, produciendo disminuciones del ritmo cardiaco y aumentos de la variabilidad de este (Sessa et al., 2018; Veloza et al., 2019).

En este contexto, un predominio en la actividad simpática y retirada parasimpática podría relacionarse con una disminuciones de la sensibilidad barorrefleja y metaborreceptores comunes en enfermedades cardiovasculares y obesidad, mientras que los mecanismos del balance autonómico relacionados con el tejido adiposo y la resistencia a la insulina hacen presumir que los procesos proinflamatorios causados por las citoquinas TNF- á y IL-6 y la liberación de hormonas como la adiponectina, resistina, leptina y visfatina pueden provocar modificaciones sobre el balance autonómico reduciendo la capacidad física (Espinoza-Salinas et al., 2015). Respecto a esto, la variabilidad de la frecuencia cardiaca parece disminuir a medida que aumenta el tejido adiposo, siendo esta disminución más pronunciada en pacientes que también padecen resistencia a la insulina en comparación a quienes no (Espinoza-Salinas et al., 2015).

Los hallazgos expuestos hacen hincapié en la necesidad de que futuras investigaciones logren establecer todos los factores que pueden influenciar el balance autonómico, puesto que, este conocimiento no es claro aún (Rahman, Habel, & Contrada., 2018).

El exceso de adiposidad parece relacionarse con la variabilidad del ritmo cardíaco, mientras que las mujeres parecen tener una menor variabilidad del ritmo cardiaco en comparación a hombres, lo que sugiere un efecto protector contra arritmias y contra el desarrollo de enfermedades coronarias. Sin embargo, estas diferencias se ven reducidas a lo largo de la vida producto de la pérdida de estrógenos (Sánchez, Sánchez, & Suárez., 2015). Por otro lado, los perfiles de variabilidad cardiaca más favorables se asocian a actividad física moderada y vigorosa en niños y adolescentes con menor adiposidad y mejor condición física, mientras que la variabilidad del ritmo cardiaco en adultos y adultos mayores se relaciona a la composición corporal. Por tanto, esta relación aun es contradictoria ya que no existe consenso respecto al nivel de influencia de la masa corporal sobre la variabilidad del ritmo cardiaco a pesar de que algunas investigaciones han sugerido una relación entre el balance autonómico y factores como la edad, sexo, adiposidad, sedentarismo, calidad de sueño y estrés (Sánchez, Sánchez, & Suárez., 2015).

La mayoría de los estudios analizados proponen que los desequilibrios simpático-parasimpáticos se relacionan directamente con la patogénesis de enfermedades como la obesidad, resistencia a la insulina, diabetes tipo II, insuficiencia cardiaca entre otras relacionadas al SM (Espinoza-Salinas et al., 2015; Sánchez, Sánchez, & Suárez.,2015; León Regal et al., 2016; Rosales-Soto., et al., 2016; Altini, Van Hoof, & Amft., 2017; Perrotta et al., 2017; Segovia et al., 2017; Yadav et al., 2017; Wu D et al., 2017; Veloza et al., 2019; Rodríguez Pena et al., 2019; Espinoza-Salinas et al., 2020).

Finalmente, los hallazgos revisados por la presente revisión permiten comprender de mejor manera el comportamiento de la variabilidad cardiaca en el SM.

CONCLUSIÓN

La actividad física juega un rol fundamental en el diagnóstico, prevención y tratamiento del SM, debido a que es capaz de disminuir e incluso restaurar el estado de desbalance simpático-parasimpático. Por tanto, aún se requieren de otros estudios que intenten determinar y explicar todos los mecanismos involucrados en el control autonómico en las diversas patologías que componen el SM.

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Conflicto de intereses:
Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Contribución de los autores:
Los autores han participado en la redacción del trabajo y análisis de los documentos.

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Copyright (c) 2020 Héctor Fuentes Barria, Catalina González Wong, Sebastián Urbano Cerda, Valentina Vera-Aguirre, Raúl Aguilera Eguia