ISDe Sports Magazine Revista de Entrenamiento, marzo 2014, Vol. 6, número 20.

Transcripción

1 CONSUMO DE OXIGENO. DEFINICION Y CARACTERÍSTICAS. Nelio Bazán, Instituto Superior de Deportes, Buenos Aires, Contacto: nelio.bazan@gmail.com Definiendo consumo de oxígeno El consumo de oxígeno (VO 2 ) representa el volumen de oxígeno consumido en la unidad de tiempo, generalmente en el minuto. El VO 2 en los tejidos depende del oxígeno (O 2 ) que es incorporado y transportado en sangre gracias al aporte ventilatorio y a la capacidad cardiovascular. La función del aparato respiratorio es suministrar O 2 a los tejidos y eliminar dióxido de carbono (CO 2 ). Ello depende de la ventilación pulmonar, o sea el flujo de aire entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares, de la difusión de los gases entre los alvéolos y la sangre y de su transporte a las células y desde ellas. El volumen de aire que entra y sale de los pulmones se denomina volumen corriente o volumen tidal (VT) y es el aire inspirado ó espirado en cada ventilación normal. En el varón joven es habitualmente de 500 ml. Pero si se fuerza la inspiración por encima del volumen corriente normal se pueden alcanzar hasta 3000ml (volumen de reserva inspiratorio). También se puede esforzar la espiración y llegar a 1100ml (volumen de reserva espiratorio). Si consideramos la ventilación en función del tiempo, se obtiene el volumen minuto respiratorio que es la cantidad total de aire que penetra en las vías respiratorias por minuto. Es el volumen multiplicado por la frecuencia respiratoria (FR). Si el volumen fuese de 500ml y la FR 12, el volumen minuto sería de 6 litros. Pero en el ejercicio esto cambia debido al aumento de los volúmenes ventilados y a la mayor FR. (1) El transporte de oxígeno por la sangre y su extracción para ser utilizado esta basado en la capacidad de eyección cardíaca y la frecuencia con que se produce, así: VS x FC x a-v O 2. Donde VS es el volumen sistólico, FC la frecuencia cardiaca, lo que en conjunto representa el gasto cardiaco. Además, a-v O 2 es la diferencia arterio-venosa de oxígeno, o sea el O 2 que extraen los tejidos. En reposo, el VO 2 es de alrededor de 300ml por minuto, equivalente a 3.5 ml/kg/min en valores relativos al peso corporal. Esto se conoce como MET o unidad metabólica. Refleja el gasto energético que precisa el organismo para mantener su metabolismo basal. Si se evalúa el VO 2 durante una actividad física, se tendrá información de la capacidad que tiene el organismo para utilizarlo durante ese nivel de esfuerzo. Si la intensidad de la actividad aumenta, el VO 2 aumenta de manera proporcional hasta un punto en que tiende a estabilizarse. (2) Eso se denomina consumo de oxígeno máximo (VO 2 max). El VO 2 max es el límite máximo de la habilidad de una persona para generar energía a través de las vías oxidativas. Es una medida de la capacidad para obtener oxígeno del aire para los músculos y utilizarlo metabólicamente. Es la manera más eficaz de medir la capacidad aeróbica de un individuo, ya que cuanto mayor sea el VO 2 max, mayor será su capacidad cardiovascular, definiendo cuán apto se encuentra su sistema cardiorrespiratorio. Por lo tanto el VO 2 max es una variable que puede ser utilizada como un indicador de las posibilidades de performance de un sujeto ante esfuerzos prolongados. Entre el VO 2 de reposo y el VO 2 max se encuentran una serie reconsumos de oxígenos relativos a las diferentes actividades de nuestra vida diaria.

2 Valores medidos (promedio) NO entrenados (20 30 años) Mujeres Hombres Entrenados en resistencia (nivel) Regional Nacional Internacional Modificado de: Zintl, (3) Consumo de oxígeno, VAM y PAM La potencia aeróbica es expresada por el consumo de oxígeno máximo, y la capacidad aeróbica, es la posibilidad de sostener durante un largo período de tiempo un nivel elevado consumo de oxígeno. Altos valores de capacidad y potencia aeróbica se relacionan con elevados rendimientos en disciplinas de media y larga duración. El VO 2 max también es denominado potencia aeróbica máxima (PAM) ya que es el mayor ritmo al que el metabolismo aeróbico puede suministrar energía. (4) Resulta por tanto un término equiparable al anterior y que depende de dos factores: la capacidad química de los tejidos a la hora de utilizar oxígeno para descomponer los sustratos y la capacidad combinada de los mecanismos pulmonar, cardíaco, sanguíneo, vascular y celular para transportar oxígeno hasta el músculo. El VO 2 max se alcanza a una determinada velocidad de carrera y se sostiene por un determinado tiempo. La velocidad de VO 2 max (VAM) es el ritmo en km/hora con el que se alcanza el VO 2 max y el TVO 2 max es el tiempo durante el cual uno puede mantener la velocidad de VO 2 max. Consumo de oxígeno y umbral anaeróbico El umbral anaeróbico fue definido por Wassermann como índice de la habilidad del sistema cardiovascular para aportar oxígeno a un ritmo adecuado, evitando la anaerobiosis muscular durante el ejercicio o lo que es lo mismo, la capacidad de mantener una intensidad de ejercicio sin que se produzca un aumento de la concentración de ácido láctico que obligue a interrumpir el ejercicio. (5; 6) Si bien es un concepto discutido se observa que existe un punto de intensidad a partir de la cual se pierde la proporcionalidad en el funcionamiento de los distintos sistemas, alterándose el equilibrio. Los valores del umbral anaeróbico se suelen expresar en relación al VO 2 max. El término umbral anaeróbico define una zona a partir de la cual los cambios producidos en el organismo limitan la duración en el tiempo del ejercicio físico. La capacidad de mantener un elevado porcentaje del VO 2 max se ve limitada a una intensidad de trabajo por el aumento en los niveles de concentración del lactato y acrecentamiento desproporcionado en la ventilación. Por encima del umbral anaeróbico el tiempo de la actividad física se ve limitado. El umbral sirve para el Preparador Físico porque ofrece parámetros objetivos de frecuencia cardiaca o de velocidad de desplazamiento para definir zonas de trabajos. Una persona no entrenada puede poseer un umbral entre el 50 y 60% ( lpm) del VO 2 max, en tanto que un deportista de alto rendimiento puede llegar al % ( lpm), y se consideran entrenados desde el % ( lpm).

3 El umbral anaeróbico es el valor de VO 2 en el cual el metabolismo anaeróbico suplementa el metabolismo aeróbico, el cual ocurre en el 50 a 60 % del VO 2 max predicho en individuos sedentarios normales. Es una de las mediciones que provee información sobre la respuesta cardiovascular al estímulo del ejercicio y se encuentra disminuida en pacientes con enfermedad cardíaca. El umbral anaeróbico es el punto de máxima intensidad, donde el ácido láctico se está produciendo pero no llega a acumularse en sangre, porque la producción es igual que la remoción. Es una zona de transición entre el metabolismo aeróbico y el metabolismo anaeróbico. (7) La determinación del umbral anaeróbico por medio del lactato es una excelente y confiable medida de la capacidad aeróbica del individuo, independientemente del grado de entrenamiento. Su aplicación en el diagnóstico de la capacidad anaeróbica, como son los deportes de fuerza, potencia y velocidad es todavía muy cuestionable. La producción de ácido láctico durante el ejercicio a distintas intensidades constituye un tópico controvertido respecto a los factores que determinan su acumulación ante el desbalance entre su producción y remoción. Consumo de oxígeno, sexo y edad El VO 2 max parece estar predeterminado por la dotación genética de cada persona, sin embargo existen dos factores que son importantes en su consideración como son el sexo y la edad. El VO 2 max aumenta gradualmente con el crecimiento y en estrecha relación con la ganancia de peso, llegando al valor máximo entre los 18 y 25 años. Luego de los 25 años declina alrededor del 10% por década, en personas no entrenadas y en menor grado en las personas físicamente activas. Esto se explica principalmente por una reducción de la FC máxima relacionada con la disminución en la actividad del sistema nervioso simpático y alteraciones en el sistema de conducción cardiaca. El VS máximo también disminuye lo que se debe a la mayor resistencia periférica total causada por el envejecimiento de las arterias y a las reducciones de la contractibilidad del ventrículo izquierdo. El VO 2 max en valores absolutos, o sea litros por minuto, aumenta con la edad sin grandes diferencias entre ambos sexos hasta los 12 años aproximadamente y a partir de esa edad se observa un aumento comparativamente mayor en los varones que en las niñas. Dicho incremento se mantiene en los varones hasta los 18 años y en las niñas hasta los 14 años. Es mayor en los hombres, debido a factores genéticos, hormonales y por la mayor cantidad de hemoglobina que presentan. También son importantes las dimensiones corporales, los hombres tienen mayor VO 2 que las mujeres por su tamaño corporal con mayor porcentaje de peso magro. La potencia aeróbica absoluta esta menos desarrollada en los niños que en los jóvenes y adultos, sucede que en el niño, cuya masa corporal es pequeña, no necesita un elevado VO 2 max absoluto. Y es por ésta razón que para poder comparar entre individuos que difieren en su masa corporal, es necesario expresar el VO 2 max en valores relativos al peso corporal. Se debe tener en cuenta que los valores de consumo máximo de oxígeno varían según las poblaciones estudiadas, ya que es un valor que depende de la masa

4 muscular (a mayor masa mayor posibilidad de consumo) por lo que varía si se consideran los datos absolutos o relativos. El VO 2 se mide en ml/kg/min, pero si lo multiplicamos por el peso corporal, el resultado se expresa en litros. En algunas disciplinas se pueden encontrar valores absolutos de 6-7 litros/minuto altos, por ejemplo en remeros, y relativos de ml/kg/min. De modo inverso algunos maratonistas pueden tener de 4-5 litros/minuto pero con valores relativos superiores, de ml/kg/min, esto es debido a que poseen un tipo diferente de estructura corporal. El VO 2 max en valores relativos, no varía casi en varones, pero disminuye continuadamente en las niñas fundamentalmente a partir de la pubertad. Esta caída debe atribuirse, entre otros factores, al incremento de la grasa corporal que se aprecia en ellas con el paso de los años. Las diferencias entre ambos sexos, se hacen mínimas si comparamos el VO 2 max en relación a la masa corporal magra, lo que nos confirma el concepto anterior. Otro aspecto importante es el estudio de la eficiencia mecánica en relación al VO 2 max. El costo de la marcha y la carrera es mayor en los niños, expresado en valores relativos. Cuanto más jóvenes mayor es el costo del ejercicio, lo que refleja como concepto un aumento en la economía del movimiento a partir del desarrollo. El ejercicio regular disminuye el costo energético del esfuerzo, o sea aumenta la eficiencia mecánica. La diferencia entre el VO 2 max y el VO2 necesario para la realización del ejercicio, representa la reserva metabólica. Es aquí donde los niños se encuentran en desventaja. Por ejemplo, si tomamos una intensidad de carrera de 180 m por minuto, un niño de 8 años trabaja al 90 % de su VO 2 max mientras uno de 16 años, para la misma intensidad, trabaja al 75 % de su VO 2 max. Este es uno de los factores que explican la menor capacidad de los niños para carreras de resistencia de larga duración. Aun así, metabólicamente los niños podrían mantener una carrera lenta por un tiempo importante, pero generalmente su capacidad de concentración no se los permite. Umbral ventilatorio El umbral ventilatorio (UV) es el punto en el cual se intensifica la ventilación en forma desproporcionada respecto al O 2 consumido. (8) Es determinado mediante el estudio del VO 2 y de la producción de anhídrido carbónico (VCO 2 ), y debe ser diferenciado del umbral anaeróbico metabólico, que se determina mediante la cuantificación sanguínea del ácido láctico. El umbral ventilatorio es un fenómeno fisiológico que se produce ante esfuerzos crecientes. Se puede determinar cuándo se produce mediante una ergo espirometría (ergometría con determinación directa de O 2 y CO 2 ). En la curva de tiempo de esfuerzo y VO 2 y VCO 2 se podrá observar:

5 1) En niveles de intensidades bajas, la curva de la VCO 2 aparece graficada por debajo de la del VO 2. 2) Al producirse un incremento progresivo del esfuerzo, llega un punto en que la curva de la VCO 2 cruza la del VO 2. 3) En intensidades mayores de actividad la curva de la VCO 2 permanece por encima de la curva del VO 2. También es interesante registrar: 1) La frecuencia cardíaca registrada al momento en que se alcanza el UV 2) El ácido láctico determinado lo más cercanamente posible luego de producido el UV 3) La velocidad del ejercicio en ese momento (en m/s ó km/h), o la resistencia mecánica o electromagnética impuesta al ciclo ergómetro 4) La cantidad del VO 2 a la cual ocurre el UV (AT-VO 2 ).

6 En intensidades bajas de ejercicio, el metabolismo oxidativo aeróbico provee la energía necesaria para realizar la actividad, tanto el VO 2 como la VCO 2 provienen de las mitocondrias de las fibras musculares rojas, tipo I, de los segmentos corporales involucrados en la actividad física. A intensidades más altas, a la producción mitocondrial del CO 2, se le agrega el CO 2 proveniente de la amortiguación del ácido láctico y se produce el cruce de la curva de la VCO 2 sobre la del VO 2. La concentración de 2 mmol/l de lactato es la más frecuentemente asociada al UV, pero posee variaciones individuales. Referencias bibliográficas 1. Guyton AC. Guyton y Hall : tratado de fisiología médica. 12ª ed. Barcelona: Elsevier; Astrand PO, Rodahl K, Dahl H, Stromm S. Manual de fisiología del ejercicio. Barcelona: Paidotribo; ISBN Zintl F. Entrenamiento de la resistencia. Barcelona: Martínez Roca; Mac Dougall JD, Wenger HA y Green HJ. Evaluación fisiológica del deportista. Barcelona: Paidotribo; Wasserman K y McIlroy MB. Detecting the threshold of anaerobic metabolism in cardiac patients during exercise. American Journal of Cardiology 1964;14: Wasserman K, Bearver WL y Whipp BJ. Mechanisms and patterns of blood lactate increase during exercise in man. Med. Sci. Sports Exerc 1986;18(3): Brooks GA. Anaeronic threshold: review of the concept and directions for future reserch. Med. Sci. Sport. Exerc. 1985; 17: West JB. Respiratory physiology: the essentials. 7ª Ed. Baltimore: Lippincott Williams and Wilkins; ISBN: