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Rehabilitacion 1999;33:195-9
Ejercicio físico y prevención de la osteoporosis. Revisión.
PHYSICAL EXERCISE AND PREVENTION OF OSTEOPOROSIS. REVIEW
J. J. Aguilar, F. J.. Santos, T.. Usabiaga, E.. Renau, R.. San Segundo, S.. Gálvez
Palabras clave
Osteoporosis, Ejercicio, Prevención, Tratamiento

REVISION


Ejercicio físico y prevención de la osteoporosis. Revisión

AGUILAR, J. J., SANTOS, F. J., USABIAGA, T., RENAU, E., SAN SEGUNDO, R. y GALVEZ, S.

Servicio de Rehabilitación del Hospital Universitario de Tarragona Juan XXIII. Facultad de Medicina de la Universidad Rovira i Virgili.

Correspondencia:

J. J. Aguilar Naranjo

Antibes, 5

43007 Tarragona

E-mail: jaguilar@hjxxiii.scs.es

Trabajo recibido el 10-VI-98. 

Aceptado el 25-I-99.


Resumen.--Aunque el papel que el ejercicio juega en la prevención y tratamiento de la osteoporosis tiene una aceptación bastante generalizada, no existe criterio uniforme sobre las características y tipo de ejercicio que se debe emplear, sobre todo en lo que se refiere a intensidad, duración, frecuencia y localización. Para intentar definir estas características se ha realizado una revisión del tema y de aquellos trabajos que utilizan tablas de ejercicios y grupos control.

Los ejercicios relacionados con un efecto preventivo de la pérdida de masa ósea son los ejercicios de fuerza continuamente adaptados y de alta intensidad, al 70 % de una repetición máxima, 16 de la escala de Borg o ejercicios por encima del umbral anaeróbico. Han de ser realizados al menos dos días en semana, durante tiempo indefinido y diseñados de forma que involucren a los músculos relacionados, sobre todo, con caderas y columna, localizaciones donde las fracturas osteoporóticas son más frecuentes. No se debe perder de vista que los ejercicios juegan también un papel preventivo de las consecuencias de la osteoporosis, en relación con las caídas y las fracturas, por lo que no solamente interesa mejorar la fuerza, sino también la coordinación y el equilibrio. Además de las pautas de ejercicios se deben proporcionar, también, medidas adecuadas de asesoramiento sobre prevención de caídas en las personas mayores.

Palabras clave: Osteoporosis. Ejercicio. Prevención. Tratamiento.

PHYSICAL EXERCISE AND PREVENTION OF OSTEOPOROSIS. REVIEW

Summary.--Although the acceptation of the role played by exercise in the prevention and treatment of osteoporosis has been quite generalized, there is no uniform criterion on the characteristics and type of exercise that should be used, above all, in that referring to intensity, duration, frequency and site. In order to define these characteristics, the subject has been reviewed and those works that use exercise tables with control groups are used. The exercises related to a preventive effect regarding bone mass loss are exertion exercises that are continuously adapted and of high intensity, 70% of a maximum repetition, 16 on the Borg scale or exercise above the anaerobic threshold. They must be done at least two days a week, for a indefinite time and should be designed in such a way that they involve the muscles related with, above all, the hips and spinal cord, sites in which the osteoporotic fractures are most frequent. It should not be forgotten that exercise also plays a preventive role in the consequences of osteoporosis, in relationship to falls and fractures, so that it is not only interesting to increase strength but also coordination and balance. In addition to the exercise regime, adequate advisory measures on prevention of falls in elderly people should also be provided.

Key words: Osteoporosis. Exercise. Prevention. Treatment.


INTRODUCCIÓN

La gravedad de la osteoporosis viene determinada por el coste funcional y económico que suponen las fracturas (vertebrales, de cadera y de radio), por lo que, desde la perspectiva asistencial, cualquier agente que se introduzca, ya sea preventivo o terapéutico, debe ir dirigido no sólo a mejorar el contenido mineral óseo (CMO) sino, también, a prevenir las fracturas.

Como la inmovilidad está ligada a pérdida de masa ósea, un aspecto importante a cuidar es la correcta movilidad de las personas más expuestas, los ancianos, que ya de por si tienen una movilidad limitada. No conviene perder de vista que gran número de las fracturas osteoporóticas lo son como consecuencia de caídas, por lo que hemos de introducir elementos de prevención de las mismas (1).

Aunque el papel que el ejercicio juega en la prevención y tratamiento de la osteoporosis tiene una aceptación bastante generalizada, no existe criterio uniforme sobre las características y tipo de ejercicio que se debe emplear, sobre todo en lo que se refiere a intensidad, duración, frecuencia y localización. Tampoco se conoce bien el mecanismo y mediador del posible efecto osteogénico del ejercicio.

El objetivo de esta revisión no es analizar las pautas de tratamiento de rehabilitación de la osteoporosis y sus consecuencias, sino el papel que el ejercicio puede desempeñar en su prevención y tratamiento y qué características debe tener este ejercicio.

INMOVILIDAD E INGRAVIDEZ Y PÉRDIDA DE MASA OSEA

La importancia del ejercicio y de los factores mecánicos sobre el esqueleto se conoce desde hace tiempo y está bien documentada en una revisión realizada en 1977 (2). El efecto que sobre el CMO produce el encamamiento prolongado fue constatado ya por Dietrich et al. (3) en 1948 quienes encuentran, entre otros fenómenos, una calciuria por pérdida de CMO. En 1965 Vogt et al. (4) estudiaron, mediante densitometría de rayos X, el efecto del encamamiento sobre el esqueleto, comprobando la existencia de pérdida de CMO en el calcáneo paralela al aumento de la excreción urinaria de calcio (a partir del tercer día).

Con los vuelos espaciales este hecho alcanzó una relevancia singular ya que la ingravidez y la hipocinesia podían comprometerlos seriamente. Durante el vuelo del Géminis V, de una semana de duración, se registraron pérdidas de CMO del 10 al 20 %. Los vuelos posteriores del Apolo y Skylab se desarrollaron sin pérdida de CMO gracias a la instauración de un plan de ejercicios de pedaleo, isométricos y el uso de tirantes que imprimían compresiones discontinuas en los hombros al efectuar los desplazamientos (4). En aquel momento, desde un punto de vista práctico, era valioso dilucidar la importancia del factor ingravidez e hipocinesia en la génesis de esta osteoporosis. Fueron Issekutz et al. (5) quienes demostraron en 1966 que era imprescindible la posición gravitatoria, estimando en tres horas de bipedestación estática el tiempo mínimo para evitar la pérdida ósea. Posteriormente comprobaron que la compresión axial tenía un efecto similar confirmando que la falta de compresión longitudinal sobre los huesos era uno de los determinantes de este tipo de osteoporosis.

El mecanismo intrínseco de la acción de las fuerzas mecánicas sobre el hueso fue demostrado por Basset (6) con su teoría electrocibernética basada en las propiedades piezoeléctricas del hueso. Se trata de un fenómeno de adaptación cibernética basado en la piezoelectricidad cuya secuencia sería: 1) el estrés mecánico deforma las uniones apatita-colágeno del hueso dando lugar a potenciales eléctricos que son proporcionales a la intensidad del estrés; 2) la corriente así generada modifica la actividad celular y provoca una nueva alineación de las fibras colágenas; y 3) como resultado aparecen cambios estructurales que tienden a disminuir la acción estresante de aquellas fuerzas mecánicas alcanzándose una situación de equilibrio que cierra el circuito cibernético. La señal correctora, como en todo sistema cibernético, siempre es proporcional al estímulo y es necesario que las fuerzas mecánicas superen un determinado umbral para ser efectivas. Basset (6) confirmó que las fuerzas longitudinales son las más efectivas, sobre todo si alcanzan su máxima intensidad en breve tiempo (carga en impacto) y se repiten un número suficiente de veces. Esto dio lugar, en el aspecto práctico, a la instauración de los ejercicios de autocompresión axial, la bipedestación en camas adecuadas, la utilización de ejercicios isométricos, la marcha durante tres horas diarias y los ejercicios de taloneo, como métodos para luchar contra la osteoporosis por inmovilidad.

EJERCICIO Y PREVENCION DE PÉRDIDA DE MASA OSEA

Por extensión se pensó que ese efecto, conseguido en la osteoporosis por inmovilización, se podría aplicar a los pacientes osteoporóticos para recuperar la masa ósea. El ejercicio físico se recomienda, frecuentemente, como una herramienta terapéutica para combatir la pérdida de densidad ósea pre y postmenopáusica y es conocida la relación entre potencia muscular y CMO (7). Sin embargo, la relación entre dosificación de ejercicio (intensidad, duración, frecuencia) y el efecto en el CMO está todavía sujeta a discusión. Por otra parte, la cuantificación de los programas de ejercicios está descrita tan inadecuadamente que no es posible su reproducción ya sea cuantitativa o cualitativa (8).

Existen todavía puntos poco conocidos del mecanismo de acción de los ejercicios en la prevención de la osteoporosis. Entre estos destacan el desconocimiento del mecanismo y del mediador del aparente efecto osteogénico del ejercicio, la relación entre el ejercicio y la reducción de las fracturas y cómo reconciliar la discrepancia entre ejercicio que induce ganancia de CMO (cuyo efecto es menor) y pérdida de CMO por falta de ejercicio, desuso, (cuyo efecto es mayor). Es preciso reconocer que el efecto del ejercicio sobre la osteoporosis es más amplio que el preventivo sobre la pérdida de CMO y que la mayor parte de los beneficios del ejercicio pueden ser consecuencia del aumento de fuerza muscular, coordinación y flexibilidad que van asociadas a los programas de rehabilitación (9, 10). Por eso se recomienda, como primer escalón de prevención de la osteoporosis, aumentar la ingesta de calcio y el nivel de ejercicio para disminuir el riesgo de fracturas (11).

Acerca de las características que debe tener el programa de ejercicios existe discrepancia. Se han utilizado programas muy diversos. Seguidamente relacionamos las características de algunos de ellos, seleccionados entre los que tienen un grupo control inactivo, sin intención de llevar a cabo un metaanálisis del tema, que ya existe (12), sino conocer el tipo de ejercicio que se utiliza.

a) Programa de ejercicios en carga consistente en andar, subir y bajar escaleras, danza aeróbica y ejercicios de flexibilidad, de 60 minutos de duración, tres veces por semana, durante 12 meses. Su resultado fue un aumento del nivel de resistencia funcional, de percepción de salud, disminución del dolor lumbar y estabilización del CMO en la columna (13).

b) Programa de seis meses de duración con ejercicios de fuerza continuamente adaptados (EFCA), manteniendo la intensidad al 70% de una repetición máxima (1RM). Con ello en el grupo activo se estabilizó el CMO y se incrementó, significativamente, la fuerza (8).

c) Programa complejo de ejercicios de 20 minutos de duración, tres veces por semana, durante un año y medio, consistente en: 1) calentamiento (marcha rápida, trote con movimientos de brazos y ejercicios moderados de destreza); 2) ejercicios de estiramiento (isquiotibiales, tríceps, iliopsoas, pectorales); 3) ejercicios complejos para entrenar patrones de movimiento adaptados a mejorar actividades funcionales, postura, control neuromuscular y coordinación; y 4) ejercicios resistidos para potenciar la musculatura (antigravitatorios y con bandas elásticas). Sólo el 48% de las mujeres realizó el programa regularmente durante el tiempo prescrito, mostrando estas una pérdida de CMO significativamente menor. El alto nivel de abandonos sugiere que la motivación es un factor importante y la complejidad del programa una dificultad para su seguimiento (14).

d) Programa de entrenamiento de la fuerza de 45 minutos, dos días por semana (no consecutivos) durante un año, utilizando cinco ejercicios diferentes. Ejercicios concéntricos y excéntricos localizados en los grupos musculares mayores de los huesos que más interesa proteger: extensores de cadera y rodillas, separación-aproximación de caderas, extensores de columna y abdominales, utilizando resistencia mecánica neumática, a una intensidad del 80% de 1RM para extensores de cadera, cuádriceps y cadera y 16 en la escala de Borg para el resto. La resistencia se aumenta en cada sesión de trabajo según la tolerancia y la 1RM se controla cada cuatro semanas. Cada repetición dura 6-9 segundos con tres segundos de descanso y 90-120 segundos de descanso entre series. El CMO en cuello femoral y lumbar aumentó 0,005 y 0,009 g/cm3 mientras decreció en los controles ­0,022 y ­0,019 g/cm3 respectivamente. El CMO total del cuerpo se preservó en las mujeres ejercitadas (+2,0±68 g) y tendió a decrecer en los controles (­33±77 g). Los ejercicios de fuerza de alta intensidad son efectivos para preservar el CMO a la vez que mejoran la fuerza muscular y equilibrio en la mujer postmenopáusica (15).

e) También se ha utilizado un programa de marcha de 30 minutos, tres veces por semana durante siete meses, a una velocidad que mantenga la frecuencia cardíaca sobre el umbral anaeróbico. El CMO disminuyó en el grupo control ­1,7±2,7%, pero aumentó significativamente en el grupo activo 1,1±2,9%. Los ejercicios por encima del umbral anaeróbico son una forma segura y efectiva de prevenir la perdida ósea postmenopáusica (16).

f) Programa de ejercicios de 3 series de 10 repeticiones, tres veces por semana, a una resistencia del 70% de la obtenida mediante un sistema Dosimeter® 3000, consistente en sentarse-levantarse, ejercicios de extensión del tronco en posición prona y ejercicios de doble flexión de las piernas. Se mejoró la fuerza entre el 25-30%, pero no se encontraron diferencias en el CMO (17).

Se puede deducir de los diferentes programas utilizados que los efectos positivos de la actividad física sobre la densidad ósea se han observado en muchos casos, pero no en todos, si bien una influencia beneficiosa de la actividad física es ampliamente aceptada. Parece que la intensidad del ejercicio es un factor importante y que el entrenamiento de la fuerza muscular y la carga axial tiene mayor efecto sobre la densidad ósea que el entrenamiento dirigido a la resistencia sin carga axial.

CARACTERISTICAS DEL EJERCICIO PREVENTIVO DE LA OSTEOPOROSIS

A la hora de analizar la actividad física suficiente para ejercer un efecto positivo en la densidad ósea es preciso tener en cuenta los siguientes criterios: intensidad del ejercicio; duración y frecuencia del entrenamiento; longitud del período de entrenamiento; y localización del ejercicio.

Intensidad del ejercicio

El hueso está sometido constantemente a un proceso de modelación-remodelación, en el que, aparte de otros factores determinados genéticamente, intervienen fundamentalmente factores mecánicos locales dependientes de las fuerzas (18). El proceso de remodelación, que es el que predomina en los adultos, consiste en una ordenada interacción entre osteoblastos y osteoclastos dentro de la unidad básica multicelular (UBM). La transformación del hueso sigue un ciclo de activación-resorción-formación (ARF), postulado por Frost (19), consistente en un período de activación de las células predecesoras de los osteoclastos (60 horas), seguido de uno de resorción (39 días), un tiempo de formación de 94 días y uno de reposo de 900 días. La parte A y F del ciclo, de modelación, es una reacción celular limitada al estímulo mecánico que es la responsable, por ejemplo, de que el hueso del brazo dominante del tenista sea más grueso (20). La modelación inhibe la formación de nuevas UBM y suprime la remodelación.

Las fuerzas mecánicas que actúan sobre el hueso provocan una deformación geométrica estructural mensurable (19). La intensidad de un vector de fuerza suficiente para producir una deformación estructural de un 0.1 % se define como 1 microstrain (Es). Las fuerzas normales que se producen con la actividad diaria ejercen una compresión estructural que oscila en el rango de 200 a 2.500 Es (19). Las fuerzas de tracción tienen un límite superior de 1.500 Es. La modelación está inducida por fuerzas mecánicas superiores a 2.500 Es. La inmovilización, cuando produce una deformación estructural mínima, inferior a 200 Es, inhibe el proceso de modelación y provoca el incremento de la remodelación al activar la UBM. Sin embargo, también se ha observado remodelación cuando se produce un exceso de deformación por fuerzas altas patológicas de 25.000 Es (21).

En condiciones normales, las fuerzas de cada día producen un estímulo que determina una pérdida neta de masa ósea (22). Un incremento de masa ósea (modelación) requiere altas intensidades, superiores a 2.500 Es, intensidad considerablemente por encima del nivel de estímulo al que están sometidas habitualmente las personas mayores. Por ello se requieren ejercicios de intensidad del 60 al 80 % de la fuerza máxima del individuo para producir estímulos por encima de dicho umbral (23).

Sinaki et al. (22) comprobaron que un entrenamiento al 30% de la fuerza máxima en mujeres postmenopáusicas durante dos años, conseguía aumentar la fuerza pero el CMO disminuyó en todas las participantes. Por el contrario, los trabajos de Beverly et al. (18) y Chow et al. (24), entre otros, muestran ganancias del 8,8% con ejercicios de mayor intensidad. Cabe deducir que hay evidencia en la literatura de la existencia de un umbral de intensidad para la iniciación de la modelación.

Por ello se debe recomendar la utilización de EFCA, de intensidad del 70% de 1RM y monitorización continua del número de repeticiones. Cuando el ejercicio se puede realizar más de 12-13 veces con una misma resistencia, ésta debe aumentarse para mantener constante la intensidad al 70% (8).

Duración del ejercicio

La duración mínima (número de series) de estímulos de intensidad suficiente de EFCA necesaria para mantener la modelación es todavía materia de discusión. Hasta el momento, como orientación, parece seguro confiar en los métodos establecidos de entrenamiento de la fuerza. En un estudio en levantadores de peso que realizaban entrenamiento sistemático, Granhed et al. (25) encontraron buena correlación (r=0,815) entre el peso levantado en el período de un año y el CMO a nivel lumbar. Coincide esto con estudios que muestran una correlación entre el número de entrenamientos efectivos de estímulos por unidad de tiempo (día, semana, etc.) y la densidad ósea (19, 25).

Una buena recomendación en este sentido es empezar con dos sesiones por semana y grupo muscular y seguir después con cuatro sesiones, si bien, la frecuencia de dos por semana asegura un seguimiento mayor. No obstante, actualmente no es posible definir exactamente la duración y frecuencia requerida para producir un efecto óptimo en el metabolismo óseo.

Longitud del período de tratamiento

El CMO aumenta más cuanto más largo es el período de tratamiento y disminuye cuando se suspende el tratamiento. Se puede concluir que el entrenamiento terapéutico de la fuerza muscular se debe llevar a cabo a lo largo de todo el año y por el resto de la vida (26).

Localización de la actividad muscular

El CMO se modifica en las partes del esqueleto que soportan los músculos ejercitados (20). Si se ejercita la columna lumbar, se influencia la densidad ósea de ésta pero no la del antebrazo. El ejercicio unilateral de la musculatura del antebrazo aumenta la densidad del lado ejercitado pero no del otro (18).

CONCLUSION

Parece evidente que, a pesar de los puntos todavía oscuros que han sido mencionados, hay evidencia suficiente para señalar los efectos beneficiosos de determinado tipo de ejercicios sobre la prevención de la osteoporosis. Los que tienen este efecto son los ejercicios de fuerza continuamente adaptados y de alta intensidad (8, 15, 18, 24), al 70% de 1RM, 16 de la escala de Borg (27), o ejercicios por encima del umbral anaeróbico (16), realizados al menos dos días en semana, durante un tiempo indefinido (25, 19, 26) y diseñados de forma que involucren a los músculos relacionados sobre todo con caderas y columna (18, 20), que son las localizaciones donde las fracturas osteoporóticas son más frecuentes. Los ejercicios juegan, también, un papel preventivo de las consecuencias de la osteoporosis, en relación con las caídas y las fracturas. Para prevenir las caídas interesa no sólo mejorar la fuerza, sino también la coordinación y el equilibrio. Ésta es la razón por lo que, junto a las pautas de ejercicios, se deben proporcionar, también, medidas adecuadas de asesoramiento sobre prevención de caídas en las personas mayores y de estímulo para evitar la inmovilidad.


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