Effects of trunk-focused exercise programs and how the training program and the individuals’

Abstract

Trunk-focused exercise programs (TEP) refer to those training programs in which the main target of the exercises resides in the active and/or passive trunk/core structures. Although these programs have shown a positive impact in sport and health contexts throughout recent years, there are several limitations in the literature that hinder the understanding of TEP effect and their relationship to the individual and to the training load characteristics. In this sense, TEP are sometimes compared to exercise control groups and/or other exercise programs that include trunk-focused exercises. Furthermore, although the individual and the training program features are a basic aspect to optimize training programs, experimental TEP studies not always provide this information properly. To address these constraints, the present doctoral thesis includes two systematic reviews and an experimental study. The two systematic reviews aimed at an in-depth analysis of the literature on TEP both, to improve the knowledge about the trunk-focused exercise contribution to increase trunk physical fitness and ameliorate stroke and low back pain symptoms, and to better understand how the individuals and exercise programs characteristics modulate TEP effectiveness. Overall, although the quality of evidence was low, their results showed that TEP were effective to ameliorate stroke and patients’ non-specific chronic low back pain condition, with positive effects in all the outcomes analysed. Furthermore, the analysis of moderator factors revealed that TEP effectiveness in stroke patients seems to be higher when the initial trunk impairment is greater, the patients are older, and the intervention starts earlier. Importantly, the TEP impact on low back pain symptoms (mainly pain reduction) seems higher when a greater improvement in trunk and/or hip range of motion is recorded after the training program and participants have a lower body mass index. These results reinforce the importance of paying close attention to the individuals and to the exercise programs characteristics when designing this type of interventions. On the other hand, the experimental study overcomes some of the problems found in the systematic reviews, especially the lack of experimental works that objectively controlled the training load intensity. This study aimed at the comparison of the effects of a higher intensity and a higher volume core stability exercise (CSE) program on core stability, core endurance and whole-body dynamic balance in young physically active males, using a smartphone-accelerometer to control the CSE intensity. These study results showed the specificity of the effects caused by the CSE programs, with a larger increase in the lumbopelvic postural control during the execution of isometric CSE for the higher intensity CSE program and a larger core endurance increase for the higher volume CSE program. Interestingly, the performance of conventional isometric CSE in lying and quadruped positions during the CSE programs did not have a significant impact on the unstable sitting test, a sudden loading protocol and several whole-body dynamic balance tests. Altogether, the results of the studies included in this doctoral thesis highlight the importance of performing TEP to improve trunk performance, functional capacity,and health status in different populations. Specifically, the two systematic reviews showed how moderator factors related to both, the individual and the training program characteristics can play an important role in modulating TEP effectiveness, which should be considered to maximize and tailor the TEP benefits in stroke and low back pain patients. However, the quality of the evidence for all the outcomes analysed in these systematic reviews was low, and thus, higher quality studies are required to strengthen the evidence on the impact of performing trunk-focused exercises in stroke and low back pain rehabilitation programs. Regarding the experimental study, the training load control performed through the smartphone-accelerometer allowed to describe the specificity of the effects caused by a higher intensity and a higher volume CSE program in young physically active males. Further research is needed to characterize the dose-response relationship of CSE programs in different populations properly.

Los programas de ejercicio focalizados en el tronco (PET) son aquellos programas de entrenamiento cuyo foco principal son las estructuras activas y/o pasivas del tronco/core. A pesar de que estos programas han mostrado un efecto positivo tanto en contextos deportivos como de salud a lo largo de los últimos años, se observan varias limitaciones en la literatura que dificultan entender adecuadamente el efecto que tienen estos programas y su relación tanto con las características de los participantes, como con las características de los programas de entrenamiento. En este sentido, los PET son comparados en ocasiones con grupos control y/u otros programas de entrenamiento que incluyen ejercicios focalizados en el tronco. Además, a pesar de que las características de los participantes y de los programas de entrenamiento son aspectos clave para su optimización, los estudios experimentales no siempre aportan esta información. Para abordar estas limitaciones, la presente tesis doctoral incluye dos revisiones sistemáticas y un estudio experimental. Las dos revisiones sistemáticas presentan un análisis detallado de la literatura relacionadas con los PET para, a) mejorar el conocimiento sobre la contribución de los ejercicios focalizados en el tronco sobre el desarrollo de la condición física del tronco y la mejora de los síntomas tanto en personas que han sufrido un ictus, como en pacientes con dolor lumbar, y b) comprender mejor cómo las características de los participantes y de los programas de entrenamiento modulan la efectividad de los PET. En general, a pesar de que la calidad de la evidencia fue baja, los resultados de estas revisiones mostraron la efectividad de los PET para mejorar la condición tanto de las personas que han sufrido un ictus, como de aquellas con dolor lumbar crónico inespecífico, obteniendo efectos positivos sobre todas las variables analizadas. Además, el análisis de los factores moderadores reveló que la efectividad de los PET en personas que han sufrido un ictus parece ser mayor cuando la afectación inicial del tronco es mayor, las personas son mayores o el programa de ejercicio comienza antes. Con respecto a las personas con dolor lumbar, el impacto de los PET sobre la reducción de los síntomas (especialmente la reducción del dolor), parece ser mayor cuando hay un mayor incremento del rango de movimiento del tronco y/o de la cadera y los participantes tienen un menor índice de masa corporal. Estos resultados refuerzan la importancia de prestar atención a las características de los participantes y de los programas de ejercicios cuando se diseñan este tipo de programas. Por otro lado, el estudio experimental que incluye esta tesis doctoral aborda algunos de los problemas observados en las revisiones sistemáticas, especialmente la falta de estudios experimentales que controlen de manera objetiva la carga de entrenamiento de los PET. En este sentido, este estudio tuvo como objetivo comparar los efectos de dos programas de ejercicios de estabilidad del tronco (EET), uno de mayor intensidad y otro de mayor volumen, sobre la estabilidad y resistencia del tronco y el equilibrio dinámico general en hombres jóvenes y físicamente activos, utilizando el acelerómetro integrado en un smartphone para controlar la intensidad de los EET. Los resultados mostraron la especificidad de los efectos de los programas de EET, con mayores mejoras sobre el control lumbo-pélvico durante la ejecución de EET isométricos en el grupo de mayor intensidad y un mayor efecto sobre la resistencia de los músculos tronco en el grupo de mayor volumen. Destacar también que la realización de EET isométricos en posiciones de tumbado y cuadrupedia no tuvo un impacto significativo sobre el test del asiento inestable, sobre un protocolo de perturbaciones súbitas y sobre varios test de equilibrio dinámico general. En resumen, los resultados de los estudios incluidos en esta Tesis Doctoral destacan la importancia de realizar PET para mejorar la condición física del tronco, la capacidad funcional y el estado de salud en diferentes poblaciones. Específicamente, las dos revisiones sistemáticas mostraron cómo factores moderadores relacionados con las características de los participantes y de los programas de entrenamiento pueden jugar un papel importante en la modulación de la efectividad de los PET, lo cual debería tenerse en cuenta para maximizar sus beneficios en personas que han sufrido un ictus y en pacientes con dolor lumbar. Sin embargo, la calidad de la evidencia de los estudios en los parámetros analizados fue baja y, por lo tanto, es necesario que estudios de mayor calidad refuercen y mejoren los resultados obtenidos sobre el impacto de los PET en estas poblaciones. Con respecto al estudio experimental, el control de la carga de entrenamiento a través del acelerómetro integrado en un smartphone permitió describir la especificidad de los efectos de un programa de EET de mayor intensidad y de otro de mayor volumen en hombres jóvenes y físicamente activos. Futuros estudios son necesarios para caracterizar de manera adecuada la relación dosis-respuesta de los programas de EET en diferentes poblaciones.