Aerobic fitness in children and adolescents with type 1 diabetes mellitus - Biological or behavioural harmful factors?

Abstract
Aerobic fitness is regarded as beneficial for everyone's overall health and quality-of-life. It is so important to quantify aerobic fitness in young people suffering from chronic disease, such as type 1 diabetes mellitus (T1DM). Research on aerobic fitness in young T1DM subjects has produced conflicting results, possibly because of inclusion of too large panels of ages and maturation stages as well as the use of various indexes of aerobic fitness. In a preliminary study including T1DM prepubertal boys and maturation-stage-matched healthy controls, we evidenced a normal aerobic fitness in the patients, who were appropriately involved in regular exercise and had a fair glycaemic control. In the present paper we present potential advantages of PWC₁₇₀ to assess aerobic fitness. Then, using this index we highlight a normal aerobic fitness in prepubertal T1DM boys, whereas it is impaired in prepubertal T1DM girls. This gap in aerobic fitness between T1DM and healthy girls is getting even more marked with pubertal maturation. Ultimately, we discuss the role of factors like long term glycaemic control, fat mass gain and physical inactivity, which could be involved in the decrease in aerobic fitness with puberty in T1DM girls.

Key words
type 1 diabetes, aerobic fitness, childhood, puberty, physical activity

Artículo completo
Antecedentes

De acuerdo con el seguimiento clínico, el tratamiento de la diabetes mellitus tipo 1 (DBT1) se basa en cuatro principios importantes: administración crónica de insulina, tratamiento dietético, educación para el control y ejercicio físico regular. Dado el acuerdo universal sobre la prescripción de ejercicios físicos, las pruebas aeróbicas pueden constituir un auxiliar valioso del médico en el seguimiento del paciente con DBT1.


Métodos para evaluar la aptitud aeróbica en los pacientes jóvenes con DBT1

Se han diseñado muchas pruebas para evaluar la adecuación aeróbica. La medición de la captación máxima de oxígeno (VO₂ máx), que se determina mediante el ejercicio agotador en la cinta sin fin o el pedaleo, es el mejor marcador fisiológico de aptitud aeróbica. Sin embargo, la intención de medir este índice puede conducir a conclusiones erróneas ya que las frecuencias cardíacas con el agotamiento parecen a veces más bajas en los adolescentes y adultos con DBT1 comparadas con los controles sanos.^2-7 En algunos estudios llevados a cabo en adultos, estas tasas más bajas pueden ser explicadas principalmente por limitaciones en las adaptaciones cardíacas ligadas a la neuropatía diabética simpática.^7-9 Otros factores pueden contribuir para volver problemático el logro del máximo en los pacientes jóvenes con DBT1. En vista de la administración de insulina exógena, las concentraciones plasmáticas de glucosa a menudo disminuyen en los pacientes con DBT1 después de un ejercicio moderado,¹⁰ pero también después de un ejercicio más intenso, como un episodio de ejercicios graduados máximos.^6,11 En un contexto clínico, una caída rápida de la glucosa puede disparar una respuesta adrenérgica y síntomas hipoglucémicos aun en ausencia de una verdadera hipoglucemia bioquímica.¹² Además, los adolescentes con DBT1 suelen ser propensos a episodios hiperglucémicos o cetósicos transitorios,¹³ que se sabe que son factores que contribuyen a la fatiga.¹⁴

Para superar este problema, algunos autores consideran las pruebas submáximas como una herramienta interesante en poblaciones que sufren una enfermedad crónica. Por ejemplo, en 1956, Bengtsson¹⁵ creó un método apropiado denominado PWC₁₇₀, que se refiere a la carga de trabajo durante las pruebas ergométricas cíclicas incrementales que producen una frecuencia cardíaca de 170 latidos por minuto. En los niños sanos, varios autores^16-20 demostraron una correlación importante entre PWC₁₇₀ y VO₂máx. No obstante, aunque se ha utilizado el PWC₁₇₀ para examinar pacientes jóvenes con DBT1,^21-23 nunca se demostró la correlación en esta población. Debemos destacar que los adultos con DBT1 y disminución de la variación latido a latido (neuropatía) muestran una frecuencia cardíaca disminuida con todas las cargas de trabajo relativas por encima del 40% de la VO₂máx durante el ejercicio graduado en comparación con los controles.²⁴ En estos adultos con neuropatía, la relación entre PWC₁₇₀ y VO₂máx podría ser desplazada de modo que el PWC₁₇₀ sobreestime la aptitud aeróbica. Dado que los niños y adolescentes con DBT1 pueden sufrir neuropatía subclínica,²⁵ parece razonable evaluar la relación entre PWC₁₇₀ y VO₂máx en esta población.


Algunos estudios sobre aptitud aeróbica en niños y adolescentes con DBT1

Los estudios relativos a la aptitud aeróbica en niños y adolescentes con DBT1 muestran resultados contradictorios en la literatura, posiblemente debido al uso de distintos métodos de evaluación o a la inclusión de un rango etario demasiado grande que incluye niños y adolescentes.^{5,11,21,23,26-33} Más aun, los pacientes y los controles pocas veces son apareados por estadio, puberal lo que podría conducir a conclusiones erróneas.

A partir de los estudios de la década de 1960, al parecer la aptitud aeróbica podría estar determinada en el mismo comienzo de la enfermedad en los varones con DBT1 de 7-12 años, que también fueron más pequeños y menos activos que los controles sanos.^21,29 Sin embargo, probablemente en estos estudios se mezclaron niños y niñas prepúberes.

Al parecer existe una tendencia hacia una disminución de la aptitud aeróbica con la edad entre las niñas con DBT1, pero no en varones, en comparación con niños y adolescentes sanos.^{11,21,28,29,33} Sin embargo, no existe acuerdo total con este punto de vista^6,34 (Tabla 1) y queda por confirmar el estadio puberal. Hasta lo que sabemos, sólo dos estudios compararon los adolescentes con DBT1 con controles sanos, apareados por estadio puberal (estadios 2 a 4 de Tanner),^35,36 pero sus resultados fueron nuevamente divergentes, posiblemente porque no distinguieron entre todos los estadios puberales en el análisis (Tabla 1). Tampoco se determinaron los factores que pueden contribuir al deterioro de la aptitud aeróbica en los pacientes con DBT1, si es que existe alguno, para definir las estrategias apropiadas de tratamiento.







En un estudio anterior nos interesamos en la aptitud aeróbica (PWC₁₇₀) de 17 varones estrictamente prepúberes con DBT1 de 8.5-13.0 años en comparación con 18 controles sanos apareados por edad y estadio de maduración.¹ A partir de este experimento pareció que el nivel de aptitud aeróbica era comparable en varones con DBT1 y varones sanos, que también eran comparables en términos de actividad física regular y características antropométricas. Nuestros resultados fueron muy divergentes de aquellos de los estudios de la década de 1960, cuando los principios terapéuticos se basaban sobre restricciones alimentarias y sobreprotección, que conducían a crecimiento tardío y actividad física insuficiente.^21,29 En apoyo de la hipótesis de una posible influencia de la actividad física sobre la aptitud aeróbica, observamos una correlación positiva entre el tiempo o la energía gastados en actividades enérgicas (h.wk ^–1 o MET.wk^–1) y PWC₁₇₀ (W.kg^–1) (r > 0.55; p < 0.05).

Después de la publicación de este estudio previo,¹ el objetivo de este artículo es presentar nuevos resultados acerca de la aptitud aeróbica, sus factores determinantes y los métodos para medirla en niños y adolescentes con DBT1.


Nuevas ideas sobre la aptitud aeróbica en niños y adolescentes con DBT1

Hasta lo que sabemos, después de nuestra publicación de 2005, sólo pocos estudios se interesaron en la aptitud aeróbica de niños o adolescentes con DBT1. En 2005, Faulkner y col.³⁷ midieron la VO₂ pico en adolescentes con DBT1 de 13 a 18 años, pero sin compararlos con controles sanos. Komatsu y col.³⁸ (2005) observaron niveles más bajos de VO₂ pico en niños y adolescentes con DBT1 (9-20 años) comparados con controles sanos. Sin embargo, en este estudio no se tuvo la certeza de que los sujetos con DBT1 lograran su potencia aeróbica máxima dado que su frecuencia cardíaca hasta el agotamiento fue más baja que la de los controles. Aquí, el uso de un índice submáximo de aptitud aeróbica probablemente hubiera sido más informativo.


Nuevos resultados sobre los métodos de evaluación de la aptitud aeróbica en pacientes jóvenes con DBT1

Al parecer, el logro de un esfuerzo máximo puede ser problemático en pacientes jóvenes con DBT1 por varias razones. Recientemente exploramos el impacto potencial de la caída de la glucosa o el estado de los niveles de glucemia previos al ejercicio sobre la tolerancia al ejercicio máximo en 19 niñas adolescentes en pubertad tardía con DBT1.³⁹ Si bien todas las niñas se encontraban agotadas al final de la prueba, sólo 13 de ellas lograron el máximo, mientras que sólo se midió una VO₂ pico en las 6 niñas restantes. La glucemia disminuyó significativamente durante toda la prueba (-13.1 ± 9.6 (DE) %), pero esta disminución no se correlacionó con la VO₂ pico. Por otra parte, el mal control glucémico a corto plazo condujo a fatiga prematura, como lo mostró una asociación negativa entre los niveles de glucemia o glucosuria previos al ejercicio y la VO₂ pico (r = -0.57; p < 0.01) pero no VO₂ máx. Como el control glucémico a corto plazo varía de un día a otro no se debe considerar la VO₂ pico como un índice preciso de potencia aeróbica en pacientes jóvenes con DBT1.

Por lo tanto, intentamos validar el uso de un índice submáximo de aptitud aeróbica, PWC₁₇₀, en pacientes jóvenes con DBT1. Es interesante señalar que recientemente detectamos relaciones importantes entre PWC₁₇₀ y VO₂ máxima en niños prepúberes y adolescentes en pubertad tardía con DBT1.^39,40 Además, mostramos que las niñas adolescentes con DBT1 en pubertad tardía presentaban una respuesta normal de la frecuencia cardíaca al ejercicio incremental extenuante, aunque probablemente sufrían neuropatía simpática subclínica, como lo mostraron las concentraciones reducidas de noradrenalina en plasma (reducidas en alrededor de 1.2 mmol.l^–1 en comparación con controles sanos).³⁹ Por ende, PWC₁₇₀ puede ser un índice preciso de aptitud aeróbica en niños y adolescentes con DBT1, aun cuando estén afectados por una neuropatía simpática subclínica, al contrario de los adultos con DBT1 y neuropatía simpática manifiesta.²⁴ Además, cuando nos interesamos en los pacientes jóvenes con DBT1 y un control glucémico estricto, sugerimos reducir por adelantado la dosis de insulina dado que limita los episodios hipoglucémicos tanto durante el ejercicio como en las 24 horas de recuperación, sin modificar el rendimiento de el PWC170.⁴⁰


Estudios recientes sobre aptitud aeróbica y sus factores determinantes en niños y adolescentes con DBT1

En vista de la literatura contradictoria acerca de una posible disminución de la aptitud aeróbica durante la pubertad en niñas con DBT1, recientemente comparamos el PWC170 de niñas con DBT1 prepúberes (9.0 a 12.4 años) y en pubertad tardía (estadio de Tanner 4-5; 12.8 a 18.2 años) con controles sanos apareados por edad y estadio de la pubertad después de obtener su consentimiento informado. En la Tabla 2 se presentan sus datos antroprométricos. Cuando se expresó en términos absolutos, la aptitud aeróbica, según se reflejó el PWC170, fue comparable en grupos con DBT1 y sanos (Tabla 2). Sin embargo, cuando se expresó por kilogramo de masa sin grasa e, incluso más, por kilogramos de peso corporal total, el PWC170 estaba reducida en las niñas con DBT1 comparado con los controles sanos y esto fue más notable en las niñas que se encontraban en la pubertad tardía (Tabla 2).







Dado que la DBT1 se asocia con trastornos metabólicos y hormonales, que incluso son más pronunciados durante la pubertad en las niñas,^41,42 podemos preguntarnos sobre el papel de los factores biológicos en el deterioro de la aptitud aeróbica en niñas con DBT1.

El impacto del control glucémico prolongado sobre la aptitud aeróbica ha sido señalado en gran parte en niños y adolescentes con DBT1.^{6,28,31,35,36,43,44} Sin embargo, en estudios que incluyeron pacientes bien controlados, como los nuestros, el control glucémico prolongado no incluye la aptitud aeróbica.^1,5,26

Se sabe que la asociación de DBT1, pubertad y sexo femenino induce un aumento considerable de la masa adiposa^42,45,46 (Tabla 2). Es un asunto diferente en las niñas adolescentes con DBT1, que al parecer dejan de realizar ejercicio regular desde la prepubertad hasta la pubertad tardía, mientras que las niñas sanas parecen ser más constantes en relación con la participación en la actividad física (Tabla 2). Al final, las niñas adolescentes con DBT1 toman parte en menos actividades organizadas por clubes (Tabla 2) y son más sedentarias⁴⁷ en comparación con sus compañeras sanas. Nosotros detectamos relaciones entre la aptitud aeróbica y los niveles de actividad física (actividad total y actividades organizadas por clubes) en niñas adolescentes con DBT1 y en controles sanos (no se muestran los datos). Aunque estas relaciones pueden explicarse en parte por el hecho de que los sujetos menos aptos que perciben menos competencia suelen estar menos motivados para participar en actividad física, también sugiere que la actividad física posee un impacto beneficioso sobre la aptitud aeróbica. Debemos señalar aquí que la actividad física puede aumentar la aptitud aeróbica en muchas formas, especialmente al mejorar la composición corporal en lo que concierne a las niñas adolescentes con DBT1.^48,49 También existen pruebas crecientes de que el posible deterioro de la aptitud aeróbica alrededor de la pubertad en las niñas con DBT1 puede explicarse en parte por los cambios en el estilo de vida, es decir, la falta de actividad física regular.







Conclusión

El manejo de la aptitud aeróbica presenta un desafío en el tratamiento y el mejoramiento del bienestar de todo paciente con enfermedad crónica. En los pacientes jóvenes con DBT1, las pruebas submáximas, como la medida del PWC170, parecen constituir una herramienta interesante para evaluar regularmente la aptitud aeróbica. Al utilizar este índice mostramos que la aptitud aeróbica disminuye sustancialmente con la pubertad en las niñas con DBT1 comparadas con las niñas sanas. Esta disminución sustancial de la aptitud aeróbica con la pubertad en niñas con DBT1 podría estar relacionada con la disminución simultánea de los niveles de actividad física regular y aumento de la masa adiposa. Dado el riesgo de involucrarse en una espiral de disminución de sus aptitudes físicas (Figura 1), se debe alentar a los pacientes jóvenes con DBT1 –en especial las niñas– para que practiquen ejercicio físico regular. Las políticas sanitarias deben tener presente la importancia de establecer instalaciones y personal adecuados, dado que los pacientes en esa situación a menudo se encuentran menos motivados para realizar ejercicio.

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