The impact of physical activity and fitness on health biomarkers and oxidative stress in adults aged over 55 years. Impacto de la actividad y la condición física sobre biomarcadores de salud y estrés oxidativo en adultos mayores de 55 años

• Autores: Raquel Aparicio Ugarriza
• Directores de la Tesis: Marcela González Gross (dir. tes.), Gonzalo Palacios (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 2017
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Margarita Pérez Ruiz (presid.), Raquel Pedrero Chamizo (secret.), Ignacio Ara Royo (voc.), Patrizia Riso (voc.), José Antonio Serra Rexach (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencias de la Actividad Física y del Deporte por la Universidad Autónoma de Madrid y la Universidad Politécnica de Madrid
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Fisiología humana
      • Fisiología del ejercicio
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Archivo Digital UPM
• Resumen
  • español

    RESUMEN La población de edad avanzada supone un desafío clave de salud dada la prevalencia actual y el aumento previsto de la misma. La práctica de actividad física regular proporciona beneficios significativos para la salud, siendo el fitness un fuerte predictor cardiovascular y de todas las causas de mortalidad en comparación con otros factores de riesgo. Por el contrario, el comportamiento sedentario tiene un impacto negativo sobre la salud. La nutrición influye sobre los factores de riesgo durante toda la vida, provocando un mayor impacto en los adultos. Además, los biomarcadores son una herramienta útil para medir el efecto del ejercicio siendo esencial profundizar en la asociación entre biomarcadores y el nivel de fitness junto con otros factores determinantes de salud. Sin embargo, hay un aumento de las enfermedades no trasmisibles siendo una tarea difícil proporcionar políticas e intervenciones eficaces. La inadecuada clasificación de las personas según las recomendaciones de actividad física y sedentarismo podría ser una de las causas.

    Los principales objetivos de esta tesis fueron (1) examinar las asociaciones entre el fitness, la actividad física, el comportamiento sedentario, y diversas variables ambientales y bioquímicas en adultos mayores españoles. Estas variables incluyen estado nutricional, calidad de vida relacionada con la salud, vitaminas y parámetros de estrés oxidativo, entre otros; (2) Con el fin de aclarar la dificultad de clasificar a las personas y proporcionar datos más fiables, se han propuesto cuatro clasificaciones diferentes en la presente tesis: (i) De acuerdo al nivel de actividad física y el tiempo sedentario, (ii) De acuerdo al nivel de fitness, (iii) Considerando los rangos de referencia de cada marcador de sanguíneo, (iv) combinando la clasificación de fitness y la clasificación de los marcadores sanguíneos, titulado Índice Total.

    La presente memoria de Tesis Doctoral está basada en un estudio multicéntrico transversal en el que se han analizado un total de 433 adultos españoles no institucionalizados mayores de 55 años (57% mujeres), procedentes de las Comunidades de Madrid e Islas Baleares.

    Cada clasificación se dividió en los siguientes grupos: - Clasificación de actividad física y sedentarismo: inactivo y alto sedentarismo, inactivo y bajo sedentarismo, activo y alto sedentarismo y, activo y bajo sedentarismo de acuerdo a cuestionarios validados.

    - Clasificación de fitness: bajo, medio y alto nivel de fitness de acuerdo a cuatro test validados de condición física.

    - Marcadores sanguíneos: cada biomarcador se categorizó estando dentro del rango de referencia y fuera del rango de referencia considerando los rangos de referencia establecidos por los laboratorios.

    - Índice Total (clasificación de fitness y marcadores sanguíneos): Cada biomarcador se puntuó y la puntuación total se dividió en terciles. Después de ellos, se combinaron los tres niveles de fitness y tres grupos de biomarcadores creándose un Índice Total con nueve subgrupos diferentes.

    Los principales resultados de esta tesis son los siguientes: a) Los varones realizaron más actividad física regular pero dedicaron menos tiempo a caminar y a las tareas del hogar que las mujeres. b) La clasificación propuesta, combinando actividad física y comportamiento sedentario es válida en los hombres ya que discrimina de acuerdo a su fitness. c) El grupo de participantes activos y de bajo comportamiento sedentario obtuvo mejores resultados en las pruebas de condición física en ambos sexos. d) Los participantes del grupo activo y bajo comportamiento sedentario bebieron mayores cantidades de agua y otras bebidas; sin embargo, se encontraron diferentes patrones de ingesta de agua y bebidas de acuerdo a su nivel de fitness. e) El nivel de fitness está relacionado con la ingesta de nutrientes, presentando mayores relaciones con la ingesta de micronutrientes que con la ingesta de macronutrientes. f) Más del 85% de los adultos mayores mostró una ingesta inadecuada por debajo de los requerimientos de potasio, vitamina D y vitamina E, independientemente de su nivel de fitness. g) El sexo fue identificado como el principal factor que tiene efecto sobre los parámetros de estrés oxidativo. h) Se observó una mayor peroxidación lipídica medida a través del malondialdehído en el grupo de alto fitness en mujeres, mientras que se mostró una mayor actividad enzimática antioxidante medida por la superóxido dismutasa en el grupo de alto fitness en hombres. i) Un alto porcentaje de participantes mostraron valores sanguíneos fuera de rango, especialmente de la vitamina D (68%) y el colesterol total (59%), independientemente del fitness. j) Se observaron mayores niveles fuera de rango para la homocisteína total, creatinina, colesterol total, lipoproteína de alta densidad y lipoproteína de baja densidad en el grupo de bajo nivel de fitness; mientras que menores niveles fuera de rango en la vitamina B12 y triglicéridos fueron encontrados en el grupo de bajo fitness. k) Los índices de fitness y marcadores sanguíneos son independientes entre ellos; por tanto, cada marcador de salud debe ser medido de forma independiente. l) Se encontró una asociación entre Índice Total y el estado socioeconómico, actividad física y comportamiento sedentario, obesidad abdominal y parámetros de salud. (m) En el modelo, la principal variable predictora del Índice Total fue la educación. Así mismo, los participantes con estudios primarios, en el grupo de activos y bajo sedentarismo, también fueron categorizados con una menor obesidad abdominal.

    Este novedoso enfoque holístico puede contribuir a establecer políticas de salud pública y nuevas intervenciones en población mayor.

    Palabras Clave: actividad física; aptitud física; estilo de vida sedentario; biomarcadores; estrés oxidativo; estado nutricional; personas mediana edad; personas mayores.

  • English

    ABSTRACT The current prevalence and the predicted increase of older population is a key health challenge in our society. Regular physical activity provides significant health benefits and physical fitness is a stronger predictor of cardiovascular and all-cause mortality than other risk factors. On the contrary, sedentary behaviour has a negative impact on health. Nutrient status affects risk-factor levels during life and may have an even greater impact in older adults. Furthermore, biomarkers are a useful tool to measure the effect of exercise such as it is essential to get deeper into the association between biomarkers and physical fitness level, and others health determinants. However, there are an increase of non-communicable diseases being a difficult task to provide effective policies and interventions. An inadequate classification of people according to physical activity and sedentary behaviours recommendations could be one the causes.

    The main purposes of the thesis were (1) to examine the associations between physical fitness, physical activity, sedentary behaviour, and several environmental and biochemical variables in Spanish older adults. These variables include, among others, nutritional status, health-related quality of life, vitamins and oxidative stress parameters; (2) In order to clarify the difficulty to categorize people and provide more reliable data, four different classifications have been suggested in the current thesis: (i) Combining physical activity and sedentary behaviours, (ii) According to physical fitness, (iii) Considering reference ranges from each blood marker, (iv) Combining physical fitness and blood markers, called Total Index.

    The current thesis is based on a cross-sectional multicentre study collecting data on 433 Spanish non-institutionalized older adults (57% females, aged over 55 years) from Madrid and Balearic Islands regions. Each classification was divided into different groups as present below: - Physical activity and sedentary behaviour classification: inactive and high sedentarism, inactive and low sedentarism, active and high sedentarism and, active and low sedentarism according to validated questionnaires.

    - Physical fitness classification: low, medium and high physical fitness level according to four validate physical fitness test.

    - Blood markers: each biomarker was categorized as being within reference range and out of the reference range considering as reference range those established by laboratories.

    - Total index (physical fitness & blood markers classifications): Scores of each biomarker were added together and the total score was divided into tertiles. After that, the three levels of physical fitness and three groups of biomarkers were combined together and a total index with nine different subgroups was created.

    The main outcomes of this thesis are: a) Males spent more time doing regular physical activity but less time walking and working at home than females. b) The proposed classification combining physical activity and sedentary behaviour is valid for males as it discriminates according to their physical fitness. c) Active and low sedentary participants obtained better results in the physical fitness tests in males and females. d) Participants in the active and low sedentary behaviour group consumed higher amounts of water and other beverages than the others groups; however, different patterns were observed according to their physical fitness level. e) Physical fitness level is related to nutrient intake, presenting greater relationships with micronutrient intake than macronutrient intake. f) There was a high inadequate intake of potassium, vitamin D and vitamin E below requirements, which was present in almost 85% of older adults, independently of their physical fitness level. g) Sex was identified as the main factor that had an effect on oxidative stress parameters. h) High lipid peroxidation measured through malondialdehyde was found in the high physical fitness group in females, whereas higher antioxidant enzyme activity measured by superoxide dismutase was observed in the high physical fitness group in males. i) There was a considerable percentage of participants who showed values out of reference range for vitamin 25(OH)D (68%) and total cholesterol (59 %), independently of physical fitness. j) More abnormal values were observed for total homocysteine, creatinine, total cholesterol, high density lipoprotein cholesterol and low density lipoprotein cholesterol in the low physical fitness group; meanwhile, less abnormal values were found for vitamin B12 and triglycerides in the low physical fitness group. k) Physical fitness index and blood index were independent between them; thus, each health marker should be measured in an independent way. l) Total index (physical fitness & blood markers) was associated with socioeconomic status, physical activity and sedentary behaviour, abdominal obesity and health-related quality of life. (m) In the model, the main predictor of the total index was education. Likewise, participants with primary school education, in the active and low sedentary group, also were categorized with less abdominal obesity.

    The holistic and novel approach can contribute to establish public health policies and new interventions in older adults.

    Key words: physical activity; physical fitness; sedentary lifestyle; biomarkers; oxidative stress; nutritional status; middle aged; elderly.