Exercício Multicomponente e Suplementação de Aminoácidos de Cadeia Ramificada em Idosos Pré-Frágeis e Frágeis

Tese de Doutoramento Ciências do Desporto e Educação Física, Ramo Atividade Física e Saúde, apresentada à Faculdade de Ciências do Desporto e Educação Física da Universidade de Coimbra.A fragilidade é uma síndrome multifatorial que desencadeia uma série de fatores restritivos associados ao envelhecimento, causando muitos transtornos cumulativos em diferentes sistemas biológicos. Proposta por Linda Fried em 2001, alguns pilares dessa síndrome correspondem à perda de peso, inatividade física, redução da força muscular, caminhada lenta e fadiga, resultando no fenótipo de fragilidade que engloba as 5 dimensões mencionadas acima e permite dividir essa síndrome em diferentes categorias (frágil, pré-frágil e robusta). O exercício físico tem sido mostrado como um tratamento não farmacológico na modulação benéfica de vários fatores associados à fragilidade. De modo a contribuir adicionalmente para a qualidade de vida das pessoas idosas, os objetivos deste projeto foram estudar o efeito do exercício isolado, exercício mais suplementação com aminoácidos de cadeia ramificada (BCAAs) e suplementação apenas na sua capacidade de prevenir/atenuar a fragilidade, olhando para diferentes fatores de predisposição para sarcopenia e comprometimento cognitivo. Projetámos este projeto numa revisão sistemática da literatura e três publicações revistas por pares. Este projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética da Faculdade de Ciências do Esporte e Educação Física da Universidade de Coimbra (CE/FCDEFUC/00282018), e recebeu os formulários de consentimento assinados pelos diretores da instituição, pelos participantes e seus representantes legais antes dos testes e intervenção. Os participantes (n = 35; idade = 83 ± 3 anos) nesta intervenção foram selecionados por meio de ensaio não probabilístico (mais amostragem controlada) com base na área geográfica de Coimbra, Portugal, residentes em casas de cuidados residenciais públicos e privados e divididos em quatro grupos: Exercício Multicomponente (ME, n = 7); Exercício multicomponente mais suplementação com BCAA (ME+BCAA, n = 8); suplementação com BCAA (BCAA, n = 7); e Grupo de Controle (CG, n = 13). As avaliações foram feitas em quatro momentos: T1, linha de base; T2, após 16 semanas de intervenção; T3, depois de 8 semanas de destreino; e T4, após 16 semanas de retreinamento, totalizando 40 semanas de intervenção. As avaliações incluíram: Avaliação da fragilidade (Fried et al, 2001), prejuízo cognitivo (Mini Exame do Estado Mental), xii depressão (Escala de Depressão Geriátrica), estados de humor (Questionário Perfil do Estado de Humor), índice de comorbidades Charlson, índice de massa corporal, avaliação nutricional (Mini Avaliação Nutricional e Análise dietética), função física (bateria de desempenho físico para idosos de Guralnik et al., 1994), biomarcadores sanguíneos (citocinas inflamatórias: interleucina-10, Fator de Necrose tumoral alfa, mieloperoxidase, albumina) e testosterona salivar. Nossa revisão sistemática destacou que o exercício físico multicomponente poderia contribuir de forma muito positiva para diminuir/reverter a fragilidade e alterar o perfil bioquímico em populações idosas. A fragilidade e a pré-fragilidade estavam intimamente ligadas aos parâmetros pró-inflamatórios, principalmente CRP, IL-6, TNF- α, e a marcadores metabólicos e hormonais. Com foco no impacto da capacidade funcional, nosso primeiro e segundo estudo de intervenção mostraram que o programa de exercícios de curto e longo prazo, independentemente de ser multicomponente ou de força com banda elástica, foi eficaz na melhoria da capacidade funcional em idosos institucionalizados, impedindo um aumento da fragilidade em relação a um grupo controle sem exercício. A suplementação com BCAAs não teve impacto no desempenho físico, mas num curto período (16 semanas) contribuiu para diminuir a fragilidade, e combinado com o programa de exercício pode ter o potencial de reduzir o efeito de um período de destreino na capacidade funcional. A combinação de exercício com BCAAs não apresentou vantagem em relação ao programa de apenas exercício, na melhoria do desempenho físico. No segundo estudo, os níveis de testosterona salivar correlacionaram-se com a força da preensão, o que pode ser um indicador útil de suscetibilidade à fragilidade. Não foi encontrado efeito para estados de humor, cognição e depressão, mas há uma tendência para a depressão diminuir nos grupos de exercício e aumentar nos grupos de não-exercício. O último estudo de intervenção mostrou que o exercício físico, independentemente da suplementação com BCAA, desencadeou pequenas alterações no estado inflamatório, cognitivo e físico das pessoas idosas, o que, em conjunto, poderia proporcionar independência suficiente para suas atividades diárias. Ao contrário de outros estudos, nossos resultados mostraram que a suplementação com BCAA não induziu mudanças substanciais nos parâmetros relacionados com a saúde em idades mais avançadas.xiii Este foi o primeiro estudo sobre os efeitos a longo prazo do exercício físico e da suplementação com BCAA em biomarcadores, especialmente na albumina em idosos frágeis e pré-frágeis da população portuguesa institucionalizada. Os resultados dos escores de fragilidade mostraram redução da fragilidade física nos grupos de intervenção, mas um aumento dos escores no grupo controle, concluindo que uma intervenção híbrida (envolvendo exercício físico e apoio nutricional complementar) desempenha papel relevante no tratamento da síndrome da fragilidade. Mais pesquisas são necessárias para explorar as melhores práticas, a viabilidade da implementação, os programas de exercício físico, bem como as estratégias para melhorar o comportamento a longo prazo. É possível que a heterogeneidade e o tamanho limitado da amostra restringissem a relevância estatística de nossos resultadosFrailty is a multifactorial syndrome that triggers a series of restrictive factors associated with ageing, causing many cumulative disorders in different biological systems. Proposed by Linda Fried in 2001, some pillars of this syndrome correspond to weight loss, physical inactivity, reduced muscle strength, slow walking and fatigue, resulting in the frailty phenotype that encompasses the 5 dimensions mentioned above and allows dividing this syndrome into different categories (frail, pre-frail and robust). Physical exercise has been shown as a non-pharmacological treatment in the beneficial modulation of several factors associated with frailty. To provide an additional contribution to the quality of life of older persons, the objectives of this project were to study the effect of exercise alone, exercise plus BCAAs supplementation and supplementation alone in their ability to prevent/attenuate frailty by looking at different predisposing factors for sarcopenia and cognitive impairment. We designed this project in a systematic review of the literature and three peered reviewed publications. This project was approved by the Ethical Committee of Faculty of Sport Sciences and Physical Education, University of Coimbra (CE/FCDEFUC/00282018), and received the signed consent forms from the institution’s directors, the participants and their legal representatives before testing and intervention.Participants (n = 35; age = 83 ± 3 years-old) were selected through a non-probabilistic trial (plus controlled sampling) based on the geographical area of Coimbra, Portugal, living in public and private residential care homes (RCH) and were divided into four groups: Multicomponent Exercise (ME, n = 7); Multicomponent Exercise plus branch-chained amino acids (BCAA) supplementation (ME+BCAA, n = 8); BCAA supplementation only (BCAA, n = 7); and Control Group (CG, n = 13). Evaluations were made at four moments: T1, baseline; T2, after 16 weeks of intervention; T3, after 8 weeks of washout; and T4, after 16 weeks of retraining, totalizing 40 weeks of intervention. The evaluations included: Frailty Assessment (Fried et al, 2001), cognitive impairment (Mini Mental State Examination), depression (Geriatric Depression Scale), mood states (Profile of Mood State questionnaire), comorbidities (Charlson comorbidity ix index), body mass index, nutritional assessment (Mini Nutritional Assessment questionnaire and Diet analysis), physical function (short physical performance battery for older persons of Guralnik et al., 1994), blood biomarkers (inflammatory cytokines interleukin-10, Tumour Necrosis Factor alpha, myeloperoxidase activity, albumin) and salivary testosterone.Our systematic review of the literature highlighted that physical multicomponent exercise could contribute in a very positive way to decrease/revert frailty and alter the biochemical profile in elderly populations. Frailty and pre-frailty were closely linked to pro-inflammatory parameters, mainly CRP, IL-6, TNF- α, and to metabolic and hormone markers. Focusing on the impact on functional capacity, our first and second intervention studies showed that short- and long-term exercise programs, independently of beeing multicomponent or elastic band strength based, were effective in improving functional capacity in institutionalised older persons and prevented an increase in frailty as compared to a control group without exercise. BCAAs supplement alone had no impact on physical test performance but in a short time period (16 week) contributed to diminish frailty and combined with an exercise program may have the potential to reduce the effect of a detraining period on functional capacity. The combination of exercise and BCAAs did not present advantages on the exercise only program to improve exercise performance. In the second study, salivary testosterone levels correlated with handgrip strength, which may be a useful indicator of susceptibility to frailty. No effect was found for mood states, cognition, and depression, but there is a tendency for depression to decrease in exercising groups and to increase in non-exercising groups. The last intervention study showed that exercise training, regardless of BCAA supplementation, triggered slight alterations in the inflammatory status, cognitive, and physical profiles of older persons, which, taken together, could provide sufficient independence for their daily activities. Unlike other studies, our results showed that supplementation with BCAA did not induce substantial changes in health-related parameters at older ages.However, this was the first study on the long-term effects of physical exercise and BCAA supplementation on biomarkers, especially albumin, in frail and pre-frail elderly of the institutionalized Portuguese population. The results on frailty scores showed a reduction in physical frailty in the intervention groups, but x an increase in the control group, concluding that a hybrid intervention (involving physical exercise and complementary nutritional support) plays a relevant role in the treatment of the frailty syndrome. Further research is needed to explore the best practices, the feasibility of implementation, the physical exercise programs, as well as strategies to augment compliance and long-term behaviour maintenance. It is possible that the heterogeneity and limited sample size restricted the statistical relevance of our results