Introducción

La pérdida de masa muscular es una complicación común y debilitante en pacientes con falla cardiaca, asociada con un aumento significativo en la morbilidad y mortalidad (1). A pesar de los avances en el tratamiento médico, la caquexia muscular sigue siendo un desafío clínico importante en esta población. Se ha identificado un desequilibrio en la regulación de las proteínas musculares, como la miostatina, la folistatina y la decorina, como un contribuyente potencial a este fenómeno (2).

La miostatina, una proteína que actúa como un potente inhibidor del crecimiento muscular, se ha relacionado con la atrofia muscular en diversas condiciones patológicas (3). Por el contrario, la folistatina se encuentra codificada en el cromosoma 5q11.2 (4) y dentro de su estructura contiene un sitio de unión a TGF-β, lo que le confiere la propiedad de unirse y neutralizar a varias hormonas (todas pertenecientes a la familia del TGF-β), como la activina (5), la miostatina (3) y las proteínas morfogénicas del hueso (6). Por lo tanto, la folistatina ha emergido como un regulador negativo de la miostatina, con efectos potenciales para promover la hipertrofia muscular y contrarrestar la pérdida de masa muscular.

Lo anterior se debe al papel de las mioquinas, las cuales son más de 650 mioquinas (7). Algunas mioquinas son responsables de mediar el suministro de energía en relación con episodios agudos de ejercicio. Las mioquinas también participan en la proliferación, diferenciación y regeneración muscular, independientemente del ejercicio (8-9). Durante el ejercicio, las mioquinas interactúan dentro del músculo y median en la comunicación entre músculos y órganos con el cerebro, el tejido adiposo, los huesos, el hígado, el intestino, el páncreas, el lecho vascular y la piel (7, 10).

Por otra parte, resaltamos que no todos los tipos de ejercicio y protocolos tienen el mismo efecto fisiológico. El entrenamiento de fuerza ha demostrado ser una estrategia efectiva para mejorar la fuerza y la masa muscular en diversas poblaciones (11), aunque su aplicación en pacientes con falla cardiaca ha sido menos explorada; sin embargo, se postula que el entrenamiento de fuerza puede modular la expresión de miostatina y folistatina, ofreciendo así un enfoque prometedor para mitigar la caquexia muscular en esta población (12).

En este estudio, se investigaron los efectos de un protocolo de entrenamiento de fuerza en la expresión de miostatina y folistatina en pacientes con falla cardiaca. Por lo tanto, nuestro objetivo en la presente investigación es evaluar si el entrenamiento de fuerza puede inducir cambios beneficiosos en la regulación de la miostatina y folistatina y, en consecuencia, contrarrestar la pérdida de masa muscular asociada con la falla cardiaca. Resaltando que los hallazgos de este estudio pueden tener implicaciones significativas para el desarrollo de intervenciones terapéuticas, dirigidas a preservar la función muscular y mejorar los resultados clínicos en pacientes con esta condición debilitante. Dicho lo anterior, surge como pregunta de investigación: ¿cuáles son los cambios en los niveles de miostatina y folistatina luego de un programa de rehabilitación cardiaca enfocado al entrenamiento de fuerza basado en altas cargas y bajas repeticiones en pacientes con falla cardiaca?

Materiales y métodos

Investigación de tipo observacional con un enfoque descriptivo, adoptando un diseño prospectivo en 57 participantes adultos con diagnóstico confirmado de falla cardiaca con fracción de eyección preservada, quienes participaron en un programa de rehabilitación cardiaca (PRC) de fase II, diseñado con enfoque en altas cargas y bajas repeticiones. Los participantes debían contar con un diagnóstico posoperatorio de cirugía cardiovascular y haber completado las 24 sesiones del PRC dentro del periodo comprendido entre febrero y noviembre de 2023.

Además, se aseguró que los participantes presentaran estabilidad clínica antes de ingresar al PRC, definida esta como la ausencia de dolor intenso en extremidades inferiores, ausencia de angina de pecho inestable, frecuencia cardiaca en reposo inferior a 120 lpm, presión arterial sistólica ≤180 mmHg, presión arterial diastólica ≤100 mmHg y oximetría de pulso ≥89 % (13). Adicionalmente, se consideraron algunos criterios para la retirada del estudio, como la aparición de inestabilidad hemodinámica durante las pruebas, así como la decisión del paciente de no continuar participando.

Para la obtención de datos sociodemográficos, antropométricos y fisiológicos, se empleó un instrumento específico, que fue completado mediante entrevistas directas con los pacientes durante el proceso de evaluación individual.

Los datos personales y la información básica de los participantes fueron recolectados y registrados en una base de datos creada por los autores del estudio. Las mediciones de peso, el porcentaje de grasa corporal y la masa muscular se realizaron utilizando la balanza digital Tezzio TB-30037®, previamente calibrada y colocada en una superficie nivelada y estable, siguiendo las directrices del manual de usuario. Además, la estatura se midió con el estadiómetro Adult Acrylic Halter Wall Kramer 2104®, asegurando que el paciente estuviera de pie, con la cabeza alineada según el plano de Frankfort, los hombros relajados para evitar lordosis y las piernas completamente apoyadas contra la pared.

La medición de la folistatina plasmática se realizó utilizando el kit Quantikine ELISA de R&D Systems para folistatina humana (CAT#DFN00, rango dinámico de 250 a 16000 pg/ml), mientras que la miostatina se cuantificó empleando el kit Quantikine ELISA de R&D Systems GDF-8/Myostatin (CAT#DGDF80, rango dinámico de 31,3 a 2000 pg/ml). Todos los ensayos inmunológicos fueron llevados a cabo utilizando metodologías de sándwich simple o doble; mientras que las absorbancias se midieron con el lector BioTek Synergy HT Reader® a la longitud de onda adecuada, según el cromógeno utilizado en cada ensayo. Además, todas las mediciones se realizaron por duplicado, y se incluyeron controles positivos y negativos en cada lote.

Respecto a la fuerza muscular, esta fue determinada en cada participante por la prueba de una repetición máxima, la cual se determinó según cada músculo: bíceps (curl de bíceps con mancuernas), tríceps (extensiones verticales en sedente con mancuernas), deltoides lateral (elevación lateral con mancuernas en posición bípeda), cuádriceps (leg extension), isquiotibiales (curl de femoral sentado) y gemelos y soleo (plantiflexión sedente con discos en cuádriceps). Para la variable cardiovascular, se realizó una prueba de esfuerzo sin análisis de gases con el protocolo de Naughton, para determinar la frecuencia cardiaca máxima (FCM). Además, se llevó a cabo una prueba de caminata de seis minutos, siguiendo las recomendaciones del “ATS statement: guidelines for the six-minute walk test” de la American Thoracic Society (14) para determinar el VO2 estimado, el cual también se estimó en MET y la distancia esperada se valoró a partir de la fórmula de Sherrill, para mujeres y hombres (2,11 × talla) - (2,29 × peso) - (5,78 × edad) + 667 m, en el caso de las mujeres y (7,57 × altura en cm) - (5,02 × edad) - (1,76 × peso en kg) - 309 m, para el caso de los hombres.

Resultados

En el PRC de fase II de esta investigación ingresaron 66 pacientes en el periodo estudiado; de los cuales 8 salieron por criterios de exclusión y 1 falleció 4 días después de ingresar al programa de rehabilitación cardiaca, para una muestra total de estudio de 57 participantes (36 hombres y 21 mujeres), en donde el 63,1 % de los participantes fueron hombres, mientras que el 36,9 % correspondió a mujeres. La edad promedio de la muestra fue de 63 ± 5 años. El porcentaje de masa muscular que se determinó por bioimpedancia antes del PRC fue de 21,94 ± 0,59, en comparación con los resultados obtenidos después del PRC (32,60 ± 0,85; con un valor de p = 0,002). En términos de educación, el 49 % de los individuos habían completado el nivel secundario, el 38 % tenían formación universitaria y el 13 % contaban únicamente con educación primaria. Entre los diagnósticos posoperatorios predominantes en la muestra se encontraban: revascularización miocárdica (49,1 %), angioplastia (31,5 %), reemplazo valvular (10,5 %) y otras intervenciones cardiovasculares (8,7 %). Entre las comorbilidades que más resaltaron estaban: diabetes (64 %), hipertensión arterial (59 %), obesidad (43 %), dislipidemia (20 %) y falla renal (12 %). Además, destacamos que la población de estudio fue un 100 % de falla cardiaca con fracción de eyección preservada (tabla 1).

Se observó una mejora significativa al comparar el VO2 estimado (9,23 ± 3, frente a 13,11 ± 2,3; p = 0,001) como indicador de la tolerancia al ejercicio, y la distancia recorrida en metros (232 ± 24 vs. 324 ± 17; p = 0,002) entre el inicio y el final de la intervención, con un PRC de fase II diseñado con enfoque en altas cargas y bajas repeticiones de fuerza. Asimismo, se analizó el comportamiento del doble producto como un indicador del consumo de oxígeno miocárdico (9,839 ± 1,864 vs. 9,520 ± 1,243; p = 0,432), pero no se encontraron diferencias y al analizar los niveles de miostatina y folistatina posintervención al programa de ejercicio mencionado anteriormente, se halló una disminución de los niveles de miostatina (3073,9 ± 298,26 vs.2227,9 ± 106,40; p= 0,001) y una elevación de folistatina (2169,8 ± 100,83 vs. 3235,2 ± 0,85; p = 0,001), luego de un programa de rehabilitación cardiaca de 24 sesiones de intervención.

Finalmente, para intentar descubrir nuestra hipótesis y responder a la pregunta de investigación sobre la participación entre los niveles de miostatina y folistatina relacionados con la pérdida/ganancia de masa muscular en pacientes con falla cardiaca, se encuentra una correlación positiva fuerte entre los niveles de folistatina y el porcentaje muscular con una r = 0,8296 (figura 1); y con respecto a la miostatina y el porcentaje muscular, existe una correlación negativa fuerte de una r = -0,8843 (figura 2).

Figura 1: Correlación entre porcentaje muscular y folistatina (antes y después de 24 sesiones)

Fuente: elaboración propia.

Figura 2: Correlación entre porcentaje muscular y miostatina (antes y después de 24 sesiones)

Fuente: elaboración propia.

Discusión

En esta investigación, se han observado resultados alentadores en relación con la implementación de un PRC de fase II, enfocado en altas cargas y bajas repeticiones de fuerza, en pacientes con falla cardiaca. Inicialmente, cabe destacar que la muestra de estudio estuvo compuesta por 57 participantes, con una mayoría masculina (63,1 %) y una edad promedio de 63 años, lo que refleja la prevalencia de esta enfermedad en poblaciones de mayor edad y concuerda con otros estudios como el presentado por Nagatomi et al. (15), con una edad media de 63,7 años o Kitzman et al. (16) con 73 años de edad. Además, se identificaron diversas comorbilidades comunes en esta población, como hipertensión arterial, obesidad y diabetes, lo que subraya la complejidad de la gestión de estos pacientes.

Los hallazgos de la presente investigación muestran mejoras significativas en la tolerancia al ejercicio, medida a través del VO2 estimado y en la capacidad funcional, evidenciada por el aumento en la distancia recorrida en el test de caminata de seis minutos. Estos resultados son consistentes con estudios previos (17-18) que han demostrado los beneficios del ejercicio en la función cardiovascular y la calidad de vida de los pacientes con falla cardiaca.

Así mismo, es de particular interés, la disminución significativa en los niveles de miostatina y un aumento correspondiente en los niveles de folistatina. Estos hallazgos sugieren una posible implicación de la modulación de estas proteínas en la respuesta al ejercicio y la adaptación muscular en pacientes con falla cardiaca. Además, existe evidencia de la modulación de estas proteínas en animales como los reportados por los investigadores McPherron et al. (19) en Estados Unidos y Se-Jin et al. (20) en ese mismo país. Pero estos datos no se tienen solo en animales, también se han reportado estudios en otras enfermedades como falla renal por descritas por Zhou et al. (21) y Watson et al. (22), en accidente cerebrovascular publicado por Ivey et al. (23) o insulinorresistencia publicado en el 2016 por Kazemi (24); no obstante, en el conocimiento que se tiene para el presente artículo, este podría ser uno de los primeros o en efecto de los muy pocos estudios que demuestra la respuesta de la miostatina y la folistatina en pacientes con falla cardiaca, específicamente con fracción de eyección reducida.

También es importante destacar que se encontró una correlación positiva fuerte entre los niveles de folistatina y el porcentaje de masa muscular, así como una correlación negativa fuerte entre los niveles de miostatina y el porcentaje de masa muscular. Estas asociaciones sugieren un papel crucial de la folistatina y la miostatina en la regulación del metabolismo muscular en pacientes con falla cardiaca, lo que respalda la hipótesis de que la modulación de estas proteínas puede influir en la pérdida o ganancia de masa muscular en esta población.

Dicho lo anterior, estos resultados sugieren que la implementación de un PRC enfocado al entrenamiento de fuerza puede mejorar la tolerancia al ejercicio y promover cambios beneficiosos en la expresión de miostatina y folistatina, lo que podría tener implicaciones significativas en la prevención y el tratamiento de la pérdida de masa muscular en pacientes con falla cardiaca; sin embargo, se requieren estudios adicionales con una muestra superior para confirmar estos hallazgos y comprender completamente los mecanismos subyacentes involucrados en esta respuesta adaptativa al ejercicio.

Conclusión

Un PRC de fase II, con un componente de entrenamiento de fuerza con altas cargas y bajas repeticiones, mostró una mejora en la fuerza muscular, la capacidad cardiovascular, la tolerancia al ejercicio y la distancia recorrida en pacientes cardiovasculares posquirúrgicos, con un promedio de incremento del 39,6 %, sin alterar la función hemodinámica. También una disminución del porcentaje graso, un aumento del porcentaje muscular y, además, un aumento en los niveles de folistatina en un 49,11 % y una reducción del 27,50 % en los niveles de miostatina. Aunado a esto, se encontró una correlación positiva fuerte entre el porcentaje muscular y la folistatina, y una correlación negativa fuerte entre el porcentaje muscular y la miostatina; no obstante, es importante resaltar que la folistatina está asociada principalmente con la regulación del metabolismo muscular y no necesariamente con beneficios cardiovasculares directos, según lo reportado en la literatura reciente.

Contribución de los autores

Javier Eliecer Pereira Rodríguez: conceptualización, análisis formal, investigación, metodología, recursos, supervisión, validación, escritura (borrador original), escritura (revisión del borrador y revisión/corrección); Devi Geesel Peñaranda Florez: conceptualización, análisis formal, investigación, metodología, escritura (borrador original), escritura (revisión del borrador y revisión/corrección); Luis Fernando Ceballos Portilla: conceptualización, análisis formal, investigación, metodología, escritura (borrador original), escritura (revisión del borrador y revisión/corrección); Diana Marcela Ortega Garavito: conceptualización, análisis formal, investigación, metodología, escritura (borrador original), escritura (revisión del borrador y revisión/corrección).

Implicaciones éticas

Este estudio fue llevado a cabo en conformidad con los principios éticos establecidos en la Declaración de Helsinki y recibió la aprobación del comité de ética del Centro de Estudios e Investigación Fisicol. Se garantizó que todos los participantes comprendieran plenamente el propósito del estudio, así como los procedimientos implicados, antes de otorgar su consentimiento informado por escrito. Durante todo el proceso, se respetó la confidencialidad de la información personal y clínica de los pacientes, asegurando que los datos se manejaran de manera anónima y se utilizaran exclusivamente para los fines del estudio. Además, se tomaron precauciones para minimizar cualquier riesgo potencial asociado al programa de rehabilitación cardiaca, monitoreando constantemente a los pacientes para asegurar su seguridad y el cumplimiento correcto de la prescripción del ejercicio.

Declaración de fuentes de financiación

Los autores declaran que la presente investigación se realizó con el apoyo financiero del proyecto FISICOL187X del Centro de Estudios e Investigación Fisicol.

Conflicto de intereses

Los autores declaran no tener conflicto de interés.