Factores de riesgo cardiovascular: el nivel de colesterol en sangre en aterosclerosis

TRABAJO DE FIN DE GRADO GRADO EN CIENCIAS DE LA ACTIVIDAD FÍSICA Y EL DEPORTE Facultad de Ciencias de la Educación Universidad de Sevilla Sevilla, 2018 Factores de riesgo cardiovascular: el nivel de colesterol en sangre en aterosclerosis Romero Alcalá, Juan José FACTORES DE RIESGO CARDIOVASCULARES 2 Trabajo Fin de Grado Grado en Ciencias de la Actividad Física Y el Deporte Factores de riesgo cardiovascular: el nivel de colesterol en sangre en aterosclerosis Autor: Juan José Romero Alcalá Tutora: Raquel Del Toro Estévez Departamento de Fisiología Médica y Biofísica Facultad de Ciencias De La Educación Universidad de Sevilla Sevilla, 2018 FACTORES DE RIESGO CARDIOVASCULARES 3 Dña Raquel Del Toro Estévez, Postdoctoral del plan propio de la Universidad de Sevilla, Departamento de Fisiología Médica y Biofísica. Investigadora del grupo de Fisiopatología Cardiovascular en el Instituto de Biomedicina de Sevilla (IBiS). CERTIFICA: Que Don. Juan José Romero Alcalá, estudiante de cuarto curso de Grado en Ciencias de la Actividad Física y el Deporte, ha realizado bajo su tutela y dirección el trabajo de investigación titulado “Factores de riesgo cardiovasculares: el nivel de colesterol en sangre en aterosclerosis” como Trabajo Fin de Grado en la Facultad de Ciencias de la Educación de la Universidad de Sevilla. Y para que así conste, a efectos académicos, firma el presente documento en Sevilla a 4 de junio del 2018. Fdo: Raquel Del Toro Estévez FACTORES DE RIESGO CARDIOVASCULARES 4 RESUMEN En este trabajo de fin de grado se revisan las fuentes bibliográficas científicas de las últimas dos décadas sobre cómo influye el ejercicio físico en los factores de riesgo cardiovasculares. Se debate desde el punto de vista de las Ciencias de la Actividad Física y el Deporte los programas de ejercicio físico más adecuados para los factores de riesgo: hipertensión arterial, diabetes mellitus, tabaquismo y de forma más detenida el alto nivel de colesterol en sangre, relacionándolos con la ateroesclerosis y la cardiopatía isquémica. Además, se exponen los beneficios del ejercicio físico sobre estos factores de riesgo fundamentados mediante las rutas metabólicas de la obtención de energía. Palabras clave: Ejercicio, ateroesclerosis, factores de riesgo y cardiovascular. ABSTRACT In this degree project we review the scientific bibliographic sources of the last two decades on how physical exercise influences cardiovascular risk factors. The most appropriate physical exercise programs to diminish risk factors are discussed from the point of view of the Physical Activity and Sports Sciences: hypertension, diabetes mellitus, smoking habit and more closely the high level of blood cholesterol, associating them with the atherosclerosis process and the ischemic heart disease. In addition, the benefits of physical exercise are exposed, based on the metabolic routes of obtaining energy. Keywords: Exercise, atherosclerosis, cardiovascular risk factors. FACTORES DE RIESGO CARDIOVASCULARES 5 FACTORES DE RIESGO CARDIOVASCULARES 6 ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................... 7 2. OBJETIVOS ................................................................................................................................... 8 3. MÉTODO ....................................................................................................................................... 8 4. ATEROESCLEROSIS, CARDIOPATÍA ISQUEMICA Y ENFERMEDAD CARDIOVASCULAR .......................................................................................................................... 10 5. FACTORES DE RIESGO CARDIOVASCULAR ....................................................................... 13 5.1 HIPERTENSIÓN ARTERIAL ................................................................................................... 14 5.2 DIABETES MELLITUS ............................................................................................................ 15 5.3 TABAQUISMO .......................................................................................................................... 16 5.4 HIPERCOLESTEROLEMIA ..................................................................................................... 17 6. ACTIVIDAD FÍSICA, EJERCICIO FÍSICO Y SEDENTARISMO............................................ 19 7. EJERCICIO Y ATEROESCLEROSIS ......................................................................................... 20 7.1 RUTAS METABÓLICAS .......................................................................................................... 23 7.2 BENEFICIOS DEL EJERCICO FÍSICO EN LA MEJORA DE LOS PRINCIPALES RIESGOS CARDIOVASCULARES ................................................................................................................. 27 8. CONCLUSIONES ........................................................................................................................ 29 8.2 LIMITACIONES ........................................................................................................................ 30 9. BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................................... 31 FACTORES DE RIESGO CARDIOVASCULARES 7 1. INTRODUCCIÓN El contenido de este trabajo de fin de grado, tal y como iremos conociendo a lo largo de su extensión, trata de una revisión bibliográfica sobre los factores de riesgo cardiovasculares haciendo un especial hincapié en el nivel colesterol en sangre y la etiología de la ateroesclerosis y sus patologías asociadas. El motivo que mueve la escritura del mismo es mi inquietud por conocer cómo mejorar la salud desde el campo de las ciencias de la actividad física y el deporte, aplicando programas de ejercicio físico que mejoren la cantidad/calidad de vida. Escoger un trabajo de fin de grado sobre fisiología no es una elección que comparta con muchos de mis compañeros de grado, pero antes de la adjudicación de un tutor de oficio decidí realizar el trabajo de fin de grado con la doctora Raquel Del Toro Estévez que ofrecía la temática que nombra el título de este trabajo y enlazaba con mis intereses respecto al deseo de ampliar mis conocimientos sobre los programas de ejercicio físico aplicable a diferentes patologías. Citando a Valentín Fuster, director general del centro nacional de investigaciones cardiovasculares (CNIC), “El corazón sirve para dar cantidad de vida; el cerebro, calidad de vida”. Esta frase es pareja a mi inquietud, hablaremos sobre los factores que, en su mayoría, dependen únicamente de nuestra voluntad mejorarlos otorgando calidad a nuestra vida. Además, cuidando estos factores contribuimos a facilitar el funcionamiento de nuestro sistema cardiovascular, nuestro motor. En las posteriores páginas encontraremos una fundamentación teórica de cuáles son y cómo se manifiestan los factores de riesgo cardiovascular. Las consecuencias de estas como la ateroesclerosis y la cardiopatía isquémica. Asimismo, discutiremos sobre la mejora de cada uno de ellos gracias al ejercicio físico y cuáles son los programas destinados a prevenir o mejorar algunas enfermedades cardiovasculares. FACTORES DE RIESGO CARDIOVASCULARES 8 Entre los factores de riesgo cardiovasculares se encuentran el tabaquismo, la hipercolesterolemia, hipertensión arterial y la diabetes. Todos estos factores pueden ser causados por el sedentarismo y una mala alimentación. En definitiva, este trabajo de fin de grado consistirá en exponer la ateroesclerosis y la cardiopatía isquémica y lo que podemos aportar desde el campo de las ciencias de la actividad física y el deporte. Discutiremos sobre los programas de ejercicio físico mediante los que actuaremos para disminuir o evitar que empeoren las manifestaciones de estos factores de riesgo. 2. OBJETIVOS Los objetivos que se persiguen conseguir en este trabajo de fin de grado son: -Realizar una búsqueda bibliográfica para conocer la aterosclerosis y una de sus posibles consecuencias, la cardiopatía isquémica y sus factores de riesgo: tabaquismo, diabetes mellitus, hipertensión arterial e hipercolesterolemia. -Analizar el sedentarismo como precursor de los factores de riesgo cardiovasculares relacionados con la actividad física: hipertensión arterial e hipercolesterolemia. -Exponer los beneficios que provocan los programas de ejercicio físico sobre hipertensión arterial y diabetes mellitus. -Discutir sobre los programas de ejercicio físico a llevar a cabo para disminuir la hipercolesterolemia. 3. MÉTODO Para lograr la consecución de estos objetivos hemos llevado a cabo la siguiente metodología: FACTORES DE RIESGO CARDIOVASCULARES 9 -La búsqueda en la revista española de cardiología entre 2007 y 2015 con artículos referentes a la ateroesclerosis y el ejercicio físico tanto en intervención primaria como en secundaria. -La búsqueda de manuales de MIR en los que se fundamente teóricamente la ateroesclerosis. -La búsqueda bibliográfica de artículos en el buscador científico Pubmed usando las palabras: “Atherosclerosis” AND “Exercise”, mostrando 3802 resultados, seguidamente debido al gran número de artículos relacionados usamos los filtros: “Texto completo gratuito” reduciendo el número a 1195 artículos, “Revisión” mostrando 246 artículos, “Rango de fecha de 2003 a 2018” mostrando 215 resultados, “Categoría de revista MEDLINE” mostrando 183 artículos, “Disponible en inglés o en castellano” mostrando finalmente 168 artículos. FACTORES DE RIESGO CARDIOVASCULARES 16 Existen 2 tipos de diabetes. La diabetes tipo I se produce debido a que las células del páncreas encargadas de producir la insulina dejan de hacerlo. Por lo tanto, quien es diagnosticado con esta enfermedad depende de inyecciones de insulina, para este tipo no existe cura. El tipo II por contrario, se presenta generalmente con tasas altas de obesidad y consiste en que los sujetos se vuelven resistentes a la insulina o bien, no la usan con eficacia. El tipo II puede contrarrestarse con cambio de hábitos de vida: alimentación saludable y ejercicio físico. Hay posibilidades de que esta enfermedad se presente de manera esporádica durante la gestación, es llamada diabetes gestacional y se encuentra fuera de las 2 clasificaciones anteriores (Atkinson, 2016) & (Polonsky & Burant, 2016). El riesgo de cardiopatía isquémica aumenta en igual medida en pacientes insulinodependientes tanto como los que no lo son (Rey Blas & Martín Asenjo, 2014). “Los diabéticos de tipo II tienen un riesgo cardiovascular elevado que en ocasiones es similar al de los sujetos no diabéticos que ya han presentado un evento coronario” (Mostaza & Lahoz, 2006) & (Kannel, Castelli, Gordon, & McNamara, 1971). 5.3 TABAQUISMO El tabaquismo produce una lesión en el endotelio debido al monóxido de carbono circulante, e influye aumentando el factor VII de la coagulación, la adherencia y agregabilidad de las plaquetas, aumento de la oxidación del LDL y descenso en la concentración del HDL (Lahoz & Mostaza, 2007). Aproximadamente hay 1.2 billones de fumadores en todo el mundo, incluidos 45 millones de americanos y 5 millones de canadienses de los cuales 1.21 millones son personas que fuman ocasionalmente o diariamente y tienen entre 12 y 24 años. En Ontario mueren 16.000 personas al año debido al consumo de tabaco (Edwards, 2004) & (Taylor, Hasselblad, Henley, Thun, & Sloan, 2002). FACTORES DE RIESGO CARDIOVASCULARES 17 5.4 HIPERCOLESTEROLEMIA Es el factor de riesgo que trataremos con mayor profundidad ya que es el que se asocia con un mayor riesgo de enfermedad cardiovascular. Se habla de hipercolesterolemia cuando se encuentran valores de HDL<40 mg/dL, LDL>160 mg/dL y colesterol total>200 mg/dL en el perfil lipídico. (Fig. 6). El nivel de LDL se asocia con una mayor prevalencia de la diabetes, la obesidad y la hipertensión arterial. El nivel del HDL se asocia inversamente con el riesgo de padecer aterosclerosis prematura, así lo saludable es tener niveles bajos de LDL y altos de HDL. Para aumentar estos niveles debemos realizar ejercicio físico, como analizaremos posteriormente y una dieta hipolipemiante. Por contrario, la obesidad, el sedentarismo y el consumo de tabaco disminuyen estos niveles de HDL favorables ante ese riesgo cardiovascular que nos preocupa. Figura 6. Niveles de lípidos recomendados por el Adult Treatment Panel III Guidelines. (Canalizo-miranda, Salas-anaya, Jara-espino, & Viniegra-osorio, 2013). El LDL aumenta debido a los ácidos grasos saturados, los cuales son abundantes en las grasas animales, mientras que los ácidos monoinsaturados y poliinsaturados condicionan un aumento del HDL. Existen fármacos denominados estatinas, como el Ramipril y la Simvastatina, que son usados para reducir los niveles de LDL, suelen recetarse acompañados FACTORES DE RIESGO CARDIOVASCULARES 18 de un control dietético, la reducción del sodio en la dieta y realizar ejercicio físico diariamente (Rey Blas & Martín Asenjo, 2014). “La relación entre el colesterol y la cardiopatía isquémica es continua, gradual y muy intensa” (Jeremiah Stamler, Wentworth, & Neaton, 1986). (Fig. 7) Figura 7. Relación entre el colesterol total sérico y la mortalidad a los 6 años por enfermedad coronaria en varones de 3557 años (Estudio MRFIT). “El 46,6% de la población laboral española tiene un colesterol total < 200 mg/dl” (Sánchez Chaparro et al., 2006). Como podemos observar, existe un tratamiento para reducir el LDL y así disminuir en gran medida el riesgo de padecer alguna enfermedad cardiovascular, pero como analizaremos más adelante, esto supone un coste alto a la sanidad ya que conlleva un tratamiento de por vida. Este coste es, en muchos países, financiado por el gobierno, lo que supone un gasto público. Este hecho toma peso cuando además se suman los costes hospitalarios que suponen las enfermedades cardiovasculares. Además, seguir este tratamiento basado en las estatinas como hemos comentado anteriormente solo reduce de forma parcial los riesgos, disminuyendo el LDL. Hemos visto hasta ahora que con simples cambios de hábitos podríamos mejorar y evitar los riesgos de padecer alguna enfermedad cardiovascular y reducir los costes de sanidad FACTORES DE RIESGO CARDIOVASCULARES 19 pública. Para ello, debemos llevar a cabo una intervención primaria preventiva ya que, en algunos casos, los perjuicios provocados por la aterosclerosis son irreversibles. Si recordamos, unos de los factores que influyen en las concentraciones de LDL y HDL eran el sedentarismo o en su forma inversa el ejercicio físico. En el siguiente apartado de este trabajo analizaremos los beneficios del ejercicio físico frente al sedentarismo o la inactividad física, y compararemos los programas de ejercicio físico para la mejora cardiovascular según los autores. No obstante, primero debemos realizar alguna aclaración terminológica y acotar teóricamente alguna definición. 6. ACTIVIDAD FÍSICA, EJERCICIO FÍSICO Y SEDENTARISMO “Actividad física es cualquier movimiento corporal producido por los músculos esqueléticos que tiene como resultado un gasto de energía.” (Pérez, 2008). Tal y como cita esta autora, cualquier movimiento que conlleva un gasto energético es considerado una actividad física, aunque otros autores se refieran al tipo de contracción muscular y al acto de generar una fuerza, ya que según esta autora quedarían excluidas las contracciones musculares isométricas que se realizan sin movimiento alguno. El término que genera confusión con este es el ejercicio: “Es un tipo de actividad física planificada, estructurada y repetitiva que tiene como finalidad el mantenimiento o la mejora de uno o más componentes de la forma física.” (Pérez, 2008). Por lo tanto, en muchos casos la diferenciación terminológica reside únicamente en la intención de su desempeño. El ejercicio físico conlleva un desempeño voluntario y una planificación para mejorar o mantener algún aspecto fisiológico, coordinativo, cognitivo, etc. Mientras que la actividad física se realiza implícita en tareas diarias básicas. FACTORES DE RIESGO CARDIOVASCULARES 20 Prosigamos con el concepto de sedentarismo. 200.000 muertes al año por cardiopatía isquémica, cáncer o diabetes tipo II están relacionadas con el sedentarismo. (Powell & Blair, 1994), (Lakka et al., 1994), (Sternfeld, 1992) & (Helmrich, Ragland, Leung, & Paffenbarger, 1991). “El sedentarismo es un factor de riesgo un 30% mayor que el riesgo de padecer una cardiopatía isquémica producido por dislipidemia e hipertensión, solo siendo superado por el tabaquismo” (Pérez, 2008). Se considera sedentario según el grupo del Dr. Galve (Cordero, Masiá, & Galve, 2014): A la persona que no emplee un mínimo de 30 minutos 5 días por semana en realizar ejercicio físico de moderada intensidad. Es el equivalente a la persona que no emplee 20 minutos 3 días a la semana en realizar ejercicio físico de alta intensidad (Varela-Moreiras et al., 2013). “Del 20 al 40% de la población mundial es sedentaria y, por tanto, está expuesta al riesgo de padecer alguna enfermedad cardiovascular” (Stamatakis, Ekelund, & Wareham, 2007), (Meseguer, Galán, Herruzo, & Rodríguez-Artalejo, 2011), (Redondo et al., 2011) & (Mejía-Lancheros et al., 2013). Teniendo en cuenta el gran número de personas que son sedentarias y los gastos que pueden llegar a causar a la sanidad pública veamos cómo podemos reducir estos gastos y producir una mejora de la calidad de vida de las personas que dejan de ser sedentarias gracias a los programas de ejercicio físico. 7. EJERCICIO Y ATEROESCLEROSIS Como hemos introducido en el apartado anterior, el ejercicio generalmente ayuda a mejorar o a no aumentar los aspectos negativos de los factores de riego. Así procedamos a FACTORES DE RIESGO CARDIOVASCULARES 21 fundamentar datos sobre el ejercicio físico de forma general relacionado con los factores de riesgo cardiovascular. Un hecho destacable es la caída en la etapa de madurez de la actividad física voluntaria. Esto puede ser producido por la búsqueda de la comodidad en el tiempo libre o bien, para optimizar el tiempo libre. Es decir, aumenta el uso de transporte automovilístico y en la mayoría de casos no público para disponer de un mayor tiempo de ocio. También debido a las costumbres de nuestra cultura, el ocio gastronómico resulta más atractivo que el ocio deportivo, en la naturaleza, o cualquiera que represente la realización de algún tipo de actividad física. Estos hábitos son totalmente contrarios a los beneficios provocados por el ejercicio físico, “Previene la cardiopatía isquémica, disminuye la mortalidad global y mejora la calidad de vida” (Pérez, 2008). En relación con su acción sobre el aparato cardiovascular, existen algunos estudios que han demostrado una relación inversa entre el ejercicio habitual y riesgo de enfermedad coronaria, eventos cardíacos y la muerte (Paffenbarger et al., 1993), (Blair et al., 1995), (Blair et al., 1996), (Sandvik et al., 1993), (Hu et al., 2001), (Lee, Rexrode, Cook, Manson, & Buring, 2001), (Wessel, Arant, & Olson, 2004) & (Myers et al., 2004). La actividad física reduce la mortalidad asociada con ateroesclerosis de manera directa, e indirectamente modificando los factores de riesgo independientemente de otras intervenciones (Smith, 2001). Otros artículos citan que la rehabilitación cardíaca consigue una mejor tasa del abandono del tabaco y mejora de hábitos alimentarios (Maroto Montero, Artigao Ramírez, Morales Durán, de Pablo Zarzosa, & Abraira, 2005). Este hecho, se recoge en algunos artículos, así el aumento de la actividad física disminuye el riesgo de padecer una enfermedad coronaria, más que el control de la dieta para reducir el peso, aunque a nivel lipídico también es importante (Pérez, 2008). FACTORES DE RIESGO CARDIOVASCULARES 22 Sabemos que la capacidad funcional y la cantidad de ejercicio se correlacionan inversamente con el desarrollo de factores de riesgo cardiovascular y, además con las enfermedades cardiovasculares y neoplásicas (Carnethon et al., 2003) y (Wen et al., 2011). (Fig. 8). En esta gráfica podemos confirmar lo que acabamos de analizar, el ejercicio físico atendiendo a un volumen de ejercicio alto produce una reducción alrededor del 60% del riesgo relativo de padecer una cardiopatía isquémica. El ejercicio físico influye en mayor medida a la reducción del riesgo relativo de padecer enfermedades cardiovasculares o una cardiopatía isqémica, que a las otras causas reflejadas en la (Fig. 8). También podemos tomarla como referencia del volumen más adecuado a llevar a cabo en los programas de ejercicio físico como analizaremos más adelante. Figura 8. Efecto de la práctica de ejercicio físico en la incidencia de diferentes enfermedades según (Wen, et al). FACTORES DE RIESGO CARDIOVASCULARES 23 Podemos obtener de la bibliografía que existe una convincente evidencia que mediante programas de intervención para reducir los factores de riesgo como la hiperlipidemia, la hipertensión arterial, el sobrepeso y tabaquismo, el ejercicio físico puede ayudar incluso a revertir la progresión de la ateroesclerosis en las arterias coronarias (Franklin & Kahn, 1996). En Estados Unidos un 12% de las muertes están asociadas a la falta de actividad física regular, de las cuales 2/5 pertenecen a la inactividad física, 1/5 por la hipertensión arterial, 1/5 debido al tabaquismo y 1/5 a la hipercolesterolemia, todos estos factores son influidos directa o indirectamente de forma positiva gracias a las intervenciones basadas en el ejercicio físico (Carnethon, Gulati, & Greenland, 2005). En un estudio del National Health and Nutrition Examination Survey (1999-2002) se concluyó que, en todos los grupos de edad y sexo, el índice de masa corporal y el perímetro de la cintura se relacionaban inversamente con el aumento de la forma física. En este estudio, en el grupo de sujetos que tenían mala forma física, el colesterol total y la presión arterial sistólica fueron más altos y el nivel de colesterol HDL fue más bajo respecto al grupo en buena forma física (Carnethon et al., 2005). Existen evidencias de las mejoras en todos los factores de riesgo cardiovasculares con el ejercicio físico. Para poder comprender mejor los parámetros de las sesiones de intervención basadas en el ejercicio físico explicaremos las vías o rutas metabólicas que intervienen en la obtención de energía de los tejidos. 7.1 RUTAS METABÓLICAS Las rutas metabólicas principales, encaminadas a la obtención de energía en el músculo esquelético, son 3, la anaeróbica aláctica, (sistema de fosfágenos), la anaeróbica láctica, (glicolisis anaeróbica) y la fosforilación oxidativa o (sistema aeróbico). Estos tres sistemas de obtención de energía se solapan en el tiempo, por lo tanto, solemos referirnos al intervalo en el FACTORES DE RIESGO CARDIOVASCULARES 24 que son protagonistas, o bien predominan sobre otro. En la (Fig. 9) observamos la gráfica del solapamiento de las rutas metabólicas atendiendo a la duración y a la contribución de cada uno de ellos durante la actividad física, teniendo en cuenta que se realiza a máxima intensidad. Nos basaremos en las características de cada una de las rutas y a sus características para analizar los programas de ejercicio físico. Figura 9. Gráfica del solapamiento de los sistemas energéticos.(De Paz Fernández & Garatachea Vallejo, 2006). A continuación, podremos observar una tabla resumen en el que se encuentran comparadas estas tres rutas metabólicas. Del sistema aeróbico, que es la ruta que más nos interesa atendiendo a la fundamentación bibliográfica posterior, podemos destacar entre sus características la intensidad submáxima/media/baja, su disponibilidad lenta (relacionada con el tiempo mínimo que debe durar cada sesión de ejercicio físico) y que es una vía oxidativa. (Fig. 10). FACTORES DE RIESGO CARDIOVASCULARES 25 Figura 10. Comparación de rutas metabólicas (Leon & Sanchez, 2001). Ya que conocemos los tipos de rutas metabólicas, es importante definir el rendimiento energético que se relaciona con la intensidad del ejercicio y el ratio ventilatorio (RQ). El RQ se obtiene dividiendo el O2 consumido entre el CO2 expulsado. Para calcular este indicador del rendimiento del O2, se utiliza una tabla de equivalencias (Fig. 11), en la mayoría de los casos su cálculo es indirecto debido a que requiere de una maquinaria que analice los gases espirados y es bastante costosa, las personas a las que se les prescribe un programa de ejercicio físico como medio de una intervención ante algún riesgo cardiovascular, no dispondrán de esta maquinaria para calcular su rendimiento energético del O2 mediante el ratio ventilatorio. FACTORES DE RIESGO CARDIOVASCULARES 32 De Paz Fernández, J., & Garatachea Vallejo, N. (2006). Fisiología del Ejercicio. In J. López Chicharro & A. 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