Introducción: La sarcopenia se caracteriza por la pérdida de masa, fuerza y funcionalidad de la musculatura en los adultos mayores. La realización de ejercicio físico, y en concreto, el entrenamiento de fuerza, se recomienda para la prevención y manejo de la sarcopenia, pero se desconoce si comporta un beneficio a nivel de calidad y cantidad de la masa muscular según parámetros de imagen por resonancia magnética (IRM). Actualmente, el diagnóstico de sarcopenia está limitado por la falta de consenso en su definición y la heterogeneidad de herramientas que se usan en su análisis. Los criterios diagnósticos deberían incluir, además de una evaluación clínica, unos marcadores objetivos con el fin de mejorar la sensibilidad y la especificidad, y así poder evaluar el impacto del entrenamiento de fuerza. El objetivo de este estudio es evaluar la eficacia de un entrenamiento de fuerza de alta intensidad sobre los parámetros clínicos, funcionales y los parámetros derivados del análisis mediante IRM en mujeres mayores comunitarias con sarcopenia. Así mismo, se busca analizar la relación entre los parámetros de IRM, los parámetros clínicos respiratorios y los criterios de sarcopenia. Métodos: Se diseñó un ensayo clínico controlado aleatorizado simple, longitudinal, prospectivo, y ciego para los investigadores responsables del estudio. Se reclutaron mujeres de edad mayor o igual a 70 años, comunitarias, con sarcopenia diagnosticada de acuerdo con los criterios de la European Working Group on Sarcopenia in Older People. Fueron aleatorizadas en un grupo de ejercicio (GE) que realizó un entrenamiento de fuerza de alta intensidad de 6 meses y en un grupo control (GC) que siguió su actividad habitual durante el mismo periodo de tiempo. Ambos grupos fueron evaluados antes de comenzar el programa de intervención y a los 6 meses. Se evaluó la composición corporal de los participantes con un equipo de bioimpedancia y se cuantificó la masa y la calidad muscular mediante IRM a nivel de medio muslo (volumen muscular total, volumen de grasa total, infiltración grasa macroscópica, proton density fat fraction [PDFF], Hidratación muscular T2*, coeficiente de difusión ADC, Hidratación D y pseudoperfusion). A nivel clínico, se llevaron a cabo pruebas de fuerza (fuerza de agarre y fuerza de cuádriceps) y de desempeño funcional (Short Physical Performance Battery [SPPB] y velocidad de la marcha). Se evaluó la función respiratoria (espirometría [FEV1, FVC, FEV1/FVC, PEF y FEF25-75] y las presiones respiratorias máximas, inspiratoria y espiratoria [PIM y PEM]). Además, se analizó la calidad de vida relacionada con la salud y el dolor (según el Euroqol-5D y la escala visual analógica, respectivamente). Este estudio fue registrado en la US National Institutes of Health (ClinicalTrials.gov) con el número NCT03834558. Resultados: De las 51 participantes aleatorizadas, 38 (GE = 20 y GC = 18) mujeres completaron el estudio (media [M] de edad = 79,8 años, desviación estándar [DE] = 7,4). El 50% de los sujetos del GE y el 27,8% del GC revirtieron los criterios de sarcopenia. El entrenamiento de fuerza provocó un efecto significativo en la interacción grupo x tiempo en la masa muscular (p = 0,027 Ƞ2 = 0,129), el índice de masa muscular esquelética (p = 0,023 Ƞ2 = 0,135) y la grasa muscular (p = 0,048, Ƞ2 = 0,103), así como en todas las variables de fuerza (p < 0,05), con un tamaño del efecto moderado-fuerte en estas últimas. Además, a nivel intra grupo, el GE reportó una mejora funcional, con mayores puntuaciones en la SPPB (diferencia de medias [DM] = 1,20; 95% intervalo de confianza [IC] 0,38, 2,02; t(37) = 2,97; p = 0,005; r = 0,44) y en la prueba de 5 timessit-to-stand-test (5STS) (DM = 0,65; 95% IC 0,17, 1,13; t(37) = 2,77; p = 0,009; r = 0,41). Por lo que respecta a los parámetros de IRM, 22 mujeres fueron analizadas antes y después de la intervención (GE = 11 y GC = 11). Según el análisis IRM, la grasa infiltrada muscular disminuyó significativamente tras el entrenamiento en el GE (PDFF, DM = -0,01 95% IC [-0,10·10-3: -0,10·10- 4]), mientras que la hidratación disminuyó en el GC (Hidratación T2*, DM = -3,59 ms; p = 0,053) a los 6 meses. También hubo diferencias significativas entre grupos a los 6 meses de intervención para la difusión del agua en el tejido muscular (GE: 1,09·10-3 mm2/s vs GC: 1,26·10-3 mm2/s) y el volumen muscular total (GE: 832,36 L vs GC: 649,18 L). En las variables de función respiratoria se reportó un efecto significativo de la interacción en la fuerza de los músculos espiratorios, PEM (p = 0,044, Ƞ2 = 0,108); además, a nivel intra grupo, el GC reportó una pérdida significativa de la función pulmonar: FEV1 (DM = -0,12; IC 95%: -0,20: -0,05; t (37) = -3,30; p = 0,002; r = 0,48), % FEV1 (DM = -5,78; IC 95%: -11,14: -0,42; t (37) = -2,18; p = 0,035; r = 0,34) y FVC (DM = -0,18; IC 95%: -0,33: -0,03; t (37) = -2,38; p = 0,024; r = 0,36) tras el periodo de seguimiento, mientras que el GE se mantuvo estable. Por lo que respecta a la calidad de vida se observaron diferencias estadísticamente significativas (p = 0,044) entre grupos tras la intervención para la escala cuantitativa del Euroqol-5D (GE M = 73; DE = 16,89; GC: M = 61,11; DE = 18,19), de forma que se observaron una menor y mejor calidad de vida, en el GC y en el GE, respectivamente. Por lo que respecta al análisis de correlaciones, en primer lugar, se observaron correlaciones significativas entre los parámetros de IRM y los parámetros respiratorios: PDFF y FVC (r = -0,406); infiltración grasa macroscópica y FVC (r = -0,495), FEV1 (r = -0,407) y PEF (r = -0,0482); y la variable PEF con la ratio músculo/hueso (r = 0,366), la hidratación muscular D (r = 0,429) y la pseudoperfusion (r = 0,496). En segundo lugar, también hubo correlaciones entre los biomarcadores derivados de IRM y los parámetros de sarcopenia: el 5STS mostró correlación con la hidratación muscular T2* (r = -0,412) y la infiltración de grasa macroscópica (r = 0,453); y la fuerza de agarre correlacionó de forma significativa con la hidratación muscular T2* (r = 0,492). Finalmente, se observaron correlaciones significativas entre los criterios de sarcopenia y los parámetros representativos de la fuerza de los músculos respiratorios: fuerza de agarre y PEF (r = 0,376) y PIM (r = 0,329); entre velocidad de la marcha y PEM (r = 0,329); y, por último, entre 5STS y PEM (r = -0,373) y PEF (r = -0,482). Conclusiones: El entrenamiento de fuerza de alta intensidad fue efectivo en la reversión de la sarcopenia en la mitad de las mujeres comunitarias que lo realizaron debido a las mejoras en masa muscular, fuerza y desempeño funcional. Los biomarcadores de derivados de IRM corroboraron los resultados clínicos, con incrementos significativos de la calidad muscular debido a una disminución de la grasa infiltrada tras el entrenamiento. El programa también fue capaz de evitar el declive de la función respiratoria en el grupo de entrenamiento, además de que tuvo una pequeña repercusión en la calidad de vida de los sujetos, principalmente sobre el bienestar físico. Además, los resultados del análisis de correlación sugieren que el músculo y la grasa a nivel del muslo están estrechamente relacionados con la función pulmonar en la población de edad avanzada; además de que la fuerza muscular, junto con el desempeño físico, es el criterio de sarcopenia más representativo de la fuerza de los músculos respiratorios. Finalmente, las asociaciones reportadas entre fuerza e hidratación muscular, así como entremayor infiltración grasa y pobre desempeño físico, afianzan la importancia de la calidad muscular sobre la función muscular en la población de edad avanzada con sarcopenia.

Introduction: Sarcopenia is characterized by the loss of mass, strength and functionality of musculature in older adults. Performing physical exercise, especially resistance training, is recommended for preventing and controlling sarcopenia, but it is uncertain whether it benefits the quality and quantity of muscle mass according to magnetic resonance imaging (MRI) parameters. Diagnosis of sarcopenia is currently limited by the lack of consensus on its definition and the heterogeneity of the tools used in its analysis. Diagnostic criteria should include both objective markers and clinical assessment so as to improve sensitivity and specificity and assess the impact of resistance training. This study aims to assess the efficacy of high-intensity resistance training (HIRT) on clinical, functional and MRI-derived parameters in older community-dwelling women with sarcopenia. Moreover, it seeks to analyze the relationship between MRI parameters, respiratory parameters and sarcopenia criteria. Methods: A simple, longitudinal, prospective, and researcher-blinded randomized controlled clinical trial was designed. Sarcopenic community-dwelling women aged 70 or over, diagnosed according to criteria of the European Working Group on Sarcopenia in Older People, were recruited. Participants were randomized into an exercise group (EG) that conducted a six-month HIRT, and into a control group (CG) that continued their usual activity for the same period of time. Both groups were assessed before starting the intervention programme and in 6 months’ time. The body composition of the participants was assessed with bioimpedance equipment, and muscle mass and quality were quantified by MRI at the mid-thigh level (total muscle volume, total fat volume, macroscopic fatty infiltration, proton density fat fraction [PDFF], muscular hydration T2*, ADC diffusion coefficient, Hydration D and pseudoperfusion). At a clinical level, participants underwent strength (handgrip and quadriceps strength) and functional performance tests (short physical performance battery [SPPB] and walking speed). Respiratory function (spirometry [FEV1, FVC, FEV1/FVC, PEF and FEF25-75]) and maximum respiratory, inspiratory and expiratory pressures (PIM and PEM) were evaluated. In addition, health-related quality of life and pain were analyzed (according to the Euroqol-5D and the visual analogic scale, respectively). This study was registered in the US National Institutes of Health (ClinicalTrials.gov) under the number NCT03834558. Results: Of 51 randomized participants, 38 (EG = 20 and CG = 18) women completed the study (mean [M] age = 79.8 years old, standard deviation [SD] = 7.4). Sarcopenia reverted in 50% of the EG and in 27.8% of the CG. HIRT caused a significant effect on the group × time interaction on muscle mass (p = 0.027 Ƞ2 = 0.129), skeletal muscle mass index (p = 0.023 Ƞ2 = 0.135) and muscle fat (p = 0.048, Ƞ2 = 0.103), as well as in all the strength variables (p < 0.05), with a moderate-to-strong effect size observed in the latter. Furthermore, at intra-group level, the EG reported a functional improvement, with higher scores on the SPPB (mean difference [MD] = 1.20; 95% confidence interval [CI] 0.38, 2.02; t(37) = 2.97; p = 0.005; r = 0.44) and in the 5 times sit-to-stand test (5STS, MD = 0.65; 95% CI 0.17, 1.13; t(37) = 2.77; p = 0.009; r = 0.41) after HIRT. Regarding MRI parameters, 22 women were analyzed before and after intervention (EG = 11 andCG = 11). According to MRI analysis, muscle infiltrated fat decreased significantly after HIRT in the EG (PDFF, MD -0.01; 95% CI -0.10·10-3, -0.10·10-4), while hydration decreased in the CG (Hydration T2*, DM = -3.59 ms; p = 0.053) at 6 months. There were also significant betweengroup differences at 6 months intervention for water diffusion in the muscle tissue (EG: 1.09·10- 3 mm2/s vs CG: 1.26·10-3 mm2/s) and total muscular volume (EG: 832.36 L vs CG: 649.18 L). Concerning respiratory function variables, a significative effect of the interaction on expiratory muscle strength was reported, MEP (p = 0.044, Ƞ2 = 0.108); also, at the intra-group level, CG reported a significative decrease in pulmonary function: FEV1 (DM = -0.12; CI 95% -0.20, -0.05; t(37) = -3.30; p = 0.002; r = 0.48), %FEV1 (DM = -5.78; CI 95% -11.14, -0.42; t(37) = -2.18; p = 0.035; r = 0.34) and FVC (DM = -0.18; CI 95% -0.33, -0.03; t(37) = -2.38; p = 0.024; r = 0.36) after the follow-up period, whereas the EG remained stable. Regarding quality of life, statistically significant differences (p = 0.044) were observed between groups after the intervention for the Euroqol-5D quantitative scale (EG M = 73; DE = 16.89 vs CG: M = 61.11; DE = 18.19), so a lower and better quality of life were observed in the CG and in the EG, respectively. Concerning correlation analyses, firstly, significant correlations were observed between MRI parameters and respiratory parameters: PDFF and FVC (r = -0.406); macroscopic fatty infiltration and FVC (r = -0.495), FEV1 (r = -0.407) and PEF (r = -0.0482); and the PEF variable with muscle/bone ratio (r = 0.366), muscle hydration D (r = 0.429) and pseudoperfusion (r = 0.496). Secondly, there were also correlations between MRI-derived biomarkers and sarcopenia parameters: 5STS showed correlation with Hydration T2* (r = -0.412) and macroscopic fatty infiltration (r = 0.453); and grip strength significantly correlated with Hydration T2* (r = 0.492). Finally, significant correlations were observed between the sarcopenia criteria and the parameters representative of the respiratory muscles’ strength: grip strength and PEF (r = 0.376) and MIP (r = 0.329); between walking speed and MEP (r = 0.329); and finally, between 5STS and MEP (r = -0.373) and PEF (r = -0.482). Conclusions: HIRT was effective in reversing sarcopenia in half of the community-dwelling women who performed it due to improvements in muscle mass, strength, and functional performance. MRI-derived biomarkers corroborated the clinical outcomes, with significant increases in muscle quality due to a decrease in infiltrated fat after HIRT. The programme was also capable of avoiding the respiratory function decline in the EG, in addition to having a small impact on the subjects’ quality of life, mainly on physical well-being. Furthermore, the results of the correlation analysis suggest that muscle and fat at the thigh level are closely related to lung function in the elderly population; also muscle strength, along with physical performance, is the most representative sarcopenia criterion of respiratory muscle strength. Finally, the reported associations between muscle strength and hydration, as well as between increased fat infiltration and poor physical performance, confirm the importance of muscle quality on muscle function in the elderly population with sarcopenia.