El ejercicio en la infancia facilita la actividad física en la adultez, según un estudio

La cantidad de energía que el cuerpo necesita para moverse en la adultez podría estar influenciada por la actividad física realizada durante la infancia. Un nuevo estudio, liderado por investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania, sugiere que el ejercicio temprano en la vida puede tener efectos duraderos en la eficiencia del movimiento. Utilizando aves como modelo, los científicos presentaron la primera evidencia directa de que las experiencias durante el desarrollo pueden modificar cuánta energía gastan los animales al moverse en la adultez.

Según Jonas Rubenson, profesor de kinesiología en Penn State, la capacidad de moverse eficientemente podría desempeñar un papel importante en la evolución animal. Los animales que gastan menos energía al desplazarse pueden tener más recursos disponibles para actividades esenciales como la búsqueda de alimento, la caza y la reproducción. Los hallazgos, publicados en Proceedings of the Royal Society B, Biological Sciences, sugieren que las demandas energéticas del movimiento son más adaptables de lo que los científicos creían anteriormente.

Para investigar, los investigadores colocaron pequeños pesos en una de las patas de jóvenes pavos reales, aves cercanas a los pollos que caminan sobre dos patas como los humanos. Quisieron determinar si cargar peso durante el desarrollo cambiaría la eficiencia de movimiento de las aves una vez que maduraran.

Los resultados revelaron una diferencia notable. Las aves que crecieron cargando los pesos pudieron caminar con la carga adicional sin gastar energía extra. En comparación, las aves criadas sin pesos requirieron un 23% más de energía al añadir el mismo peso a sus patas.

"Este estudio demostró cómo la carga en las extremidades --la aplicación de estrés mecánico en brazos o piernas, típicamente a través de pesos o ejercicio-- durante el desarrollo puede ayudar a un animal a ahorrar energía en su movimiento a lo largo de su vida", afirmó Rubenson, autor principal del estudio. "Este es uno de los primeros estudios que indican que el comportamiento y el entorno de los animales en su juventud pueden afectar cuán esforzado es moverse en la adultez".

La importancia del ejercicio infantil para la salud a largo plazo

Aunque el experimento involucró aves, los hallazgos plantean preguntas importantes sobre la actividad física humana. Una hipótesis científica ampliamente aceptada propone que las personas tienden a evitar el movimiento cuando este se siente físicamente demandante o requiere un esfuerzo considerable.

Si la actividad temprana influye en la eficiencia del movimiento en humanos como lo hace en estas aves, las personas que fueron menos activas durante la infancia podrían necesitar gastar más energía para realizar los mismos movimientos en la adultez. Ese esfuerzo adicional podría hacer que se sientan menos inclinadas a ejercitarse, reforzando potencialmente un patrón de inactividad.

Rubenson considera que este descubrimiento podría tener amplias implicaciones para la salud pública, especialmente dado que los niños de hoy son generalmente menos activos que los de generaciones anteriores.

"En general, los niños en los EE.UU. hoy son mucho menos activos que las generaciones anteriores", dijo Rubenson. "Este estudio sugiere que más ejercicio a través del juego y el ejercicio durante la infancia podría facilitar que las personas permanezcan o se vuelvan más activas en la adultez. Si las personas no necesitan gastar tanto esfuerzo para moverse como adultos, entonces el ejercicio --y todos sus beneficios para la salud-- será más accesible para ellos. Esto podría tener implicaciones para muchos aspectos del bienestar de nuestra nación, desde la salud del corazón hasta la salud mental".

Cómo se probaron los efectos del ejercicio temprano

El experimento siguió a 12 pavos reales desde las dos semanas de edad hasta que alcanzaron las 16 semanas, cuando las aves se acercaban a su tamaño adulto completo. La mitad de las aves usó bandas de plomo en una pata, cada banda pesando el 4% del peso corporal del ave. Las otras seis aves se desarrollaron sin peso adicional. Aparte de esta diferencia, los 12 animales experimentaron las mismas condiciones de vida y rutinas de ejercicio.

Cuando las aves alcanzaron las nueve semanas de edad, los investigadores comenzaron a entrenarlas para caminar en una cinta de correr.

A las 16 semanas, el equipo evaluó su gasto energético utilizando una cámara metabólica de flujo continuo adaptada a la cinta de correr. Este equipo midió el oxígeno que cada ave consumió, junto con el dióxido de carbono y el vapor de agua que liberó. Según los investigadores, este enfoque se considera el estándar de oro para determinar cuánta energía utiliza un animal durante una actividad particular.

Cada ave fue evaluada en tres condiciones: de pie, caminando en la cinta de correr sin peso añadido y caminando mientras llevaba una banda de peso en una pata. Al comparar el consumo de oxígeno y la producción de dióxido de carbono en estas condiciones, los científicos pudieron determinar cómo la carga adicional afectó el uso de energía.

Un efecto sorprendente de ahorro de energía

Los investigadores no encontraron diferencias en el consumo de energía cuando las aves estaban de pie. Sin embargo, sus respuestas cambiaron considerablemente una vez que comenzaron a caminar con pesos.

Las aves que no habían cargado pesos durante su crecimiento experimentaron un aumento del 23% en el gasto energético al caminar con la carga adicional en comparación con caminar sin ella.

Las aves que habían usado pesos durante su desarrollo mostraron una respuesta notablemente diferente. Sus cuerpos se adaptaron de tal manera que caminar con la carga extra requirió ligeramente menos energía que caminar sin ella. Este resultado inesperado sorprendió al equipo de investigación.

"Las aves se volvieron tan eficientes que no estaban usando más energía para llevar el peso del que necesitaban para caminar sin el peso", explicó Rubenson.

Otro hallazgo inesperado surgió cuando los investigadores compararon los dos grupos. En promedio, las aves acostumbradas a cargar pesos durante su desarrollo utilizaron la misma cantidad de energía al caminar con sus bandas que las aves ordinarias al caminar sin ningún peso adicional.

En conjunto, estas observaciones sugieren que las experiencias tempranas en la vida pueden influir sustancialmente en la eficiencia del movimiento de los animales en la adultez.

"Esto demuestra que los animales --y probablemente los humanos-- pueden volverse más eficientes según sus experiencias de vida. Por lo tanto, cuando los humanos ejercen regularmente durante nuestra infancia y adolescencia, podría aumentar nuestra capacidad para el ejercicio a lo largo de nuestras vidas".

Los hallazgos proporcionan nueva evidencia de que la actividad física durante el desarrollo puede tener efectos duraderos en la energía requerida para el movimiento. Si las mismas adaptaciones ocurren en humanos aún debe establecerse, pero la investigación sugiere un mecanismo potencial a través del cual el ejercicio infantil podría ayudar a apoyar la actividad física más adelante en la vida.

Equipo de investigación y financiación

Stephen Piazza, profesor de kinesiología en Penn State, también participó en la investigación, junto con varios estudiantes de posgrado actuales y anteriores que trabajaron con Piazza y Rubenson. Las dos autoras principales del estudio fueron Talayah Johnson y Kavya Katugam-Dechene. Johnson completó su maestría en Penn State y ahora está cursando un doctorado en la Universidad de Pensilvania. Katugam-Dechene recibió su doctorado en Penn State y actualmente es profesora asistente de investigación en ingeniería biomédica y rehabilitación en la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill.

Otros colaboradores incluyeron a Ian Dechene, quien trabajó como personal de investigación en el proyecto y ahora es ingeniero de software, y Roberto Castro, un estudiante de doctorado de Penn State que fue asesorado conjuntamente por Piazza y Rubenson.

La financiación fue proporcionada por el Instituto Nacional de Artritis y Enfermedades Musculoesqueléticas y de la Piel, parte de los Institutos Nacionales de Salud, a través de los premios R21AR071588 y R01AR080711. Los investigadores son los únicos responsables del contenido del estudio, que no refleja necesariamente las posiciones oficiales de los Institutos Nacionales de Salud.

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