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Centro Olímpico de Estudios Superiores

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CAPITULO 4.- EVALUACIÓN DEL DEPORTISTA DE ALTO RENDIMIENTO

Este capítulo ha sido divido en dos grandes apartados. Un primer bloque esta dedicado al estudio de los principales procedimientos que se pueden utilizar hoy en día en la evaluación rutinaria del metabolismo aeróbico en los deportistas. Se presentan, por tanto los principales procedimientos, tanto directos como indirectos que pueden emplearse para determinar la potencia y la capacidad aeróbica (Apartado 4.1.). En un segundo apartado, se describen las técnicas que se pueden utilizar para evaluar el metabolismo anaeróbico, igualmente en sus aspectos de potencia y capacidad (Apartado 4.2.). Estos son los únicos aspectos que serán considerados en la evaluación de esta parte de la materia.

No obstante, se ha considerado importante que el alumno tenga acceso a información actualizada acerca de los aspectos metodológicos que deben presidir todo proceso metrológico. Esta información se ha incorporado en un ANEXO al final del capítulo 4 (ANEXO 3.a.) y no será objeto de evaluación, sólo se facilita la misma al alumno como material complementario. Así mismo, dada la importancia que tiene la composición corporal, especialmente el porcentaje de grasa corporal, la distribución regional de la grasa corporal y la masa muscular para el rendimiento deportivo, se ha juzgado conveniente facilitar al alumno un resumen de las técnicas de análisis de la composición corporal con mayor reconocimiento por parte de la comunidad científica y que mayores aplicaciones prácticas tienen, es decir la hidrodensitometría, los procedimientos antropométricos y la absorciometría fotónica dual de rayos X. Este apartado de análisis de la composición corporal se ha incorporado también como ANEXO al capítulo 4 y no será objeto de evaluación (ANEXO 3.b.).

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4.1. Evaluación de la resistencia aeróbica.

El Colegio Americano de Medicina del Deporte (ACSM) (ACSM 1991) define la resistencia cardiorrespiratoria como la capacidad para realizar ejercicio dinámico, con la activación de grupos musculares de gran tamaño, a intensidad moderada o alta, por espacios de tiempo prolongado. El rendimiento en este tipo de ejercicio depende del estado funcional de los sistemas respiratorio, cardiovascular y muscular.

En múltiples ocasiones se emplea el término "resistencia aeróbica" o simplemente resistencia, para referirse a la resistencia cardiorrespiratoria. La resistencia se ha definido como el máximo tiempo que una persona puede mantener una determinada fuerza isométrica, o el tiempo máximo durante el cual se puede mantener cierto nivel de potencia en actividades musculares concéntricas y/o excéntricas (McArdle y col. 2001b). En el ámbito del Entrenamiento, se utilizan con mayor profusión los términos "capacidad aeróbica" o "resistencia aeróbica" para referirse a la resistencia cardiorrespiratoria. La capacidad aeróbica o resistencia aeróbica viene definida por el tiempo durante el cual puede ser mantenido un esfuerzo de una determinada intensidad, cuando la energía necesaria es suministrada, de forma prácticamente exclusiva, por procesos metabólicos aeróbicos. No obstante, el ejercicio ha de requerir la participación de buena parte de la masa muscular corporal. Si la masa muscular activa es pequeña, se estará midiendo la resistencia del grupo muscular activo, pero no la capacidad de resistencia o resistencia aeróbica.

La capacidad aeróbica será tanto mayor cuanto más elevada sea la cantidad de energía que pueda suministrar el metabolismo aeróbico. La capacidad de suministro de energía, por parte del metabolismo aeróbico al aparato contráctil, es el principal factor determinante del trabajo mecánico que podrá efectuar el deportista en condiciones aeróbicas. Los sujetos con más resistencia aeróbica son capaces de efectuar más trabajo mecánico, a expensas del metabolismo aeróbico, por lo que sus marcas son mejores.

A la cantidad máxima de energía que puede suministrar el metabolismo aeróbico, por unidad de tiempo, se la denomina potencia aeróbica máxima. Los deportistas con gran potencia aeróbica máxima, son capaces de obtener una gran cantidad de energía y en poco tiempo, a través de la oxidación de substratos energéticos. La potencia aeróbica máxima se mide determinando el VO2max, puesto que existe una relación lineal entre el VO2 y la cantidad de energía suministrada al aparato contráctil por el metabolismo aeróbico. El VO2max depende de la capacidad máxima de suministro de oxígeno a la musculatura y de la capacidad máxima de utilización de O2. Claro está, el VO2max nunca puede ser superior a la máxima capacidad de suministro de oxígeno. Numerosos estudios han demostrado que existe una relación lineal entre el tiempo de resistencia y el


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VO2max en esfuerzos de intensidades moderadas y altas (Coyle 1995; Coyle 1999; Lindstedt y Conley 2001; López Calbet 1997; López Calbet 1998; Robinson y col. 1937).

Así pues, la resistencia aeróbica depende de la capacidad de suministro de oxígeno a los tejidos y de la capacidad de utilización de O2. A su vez, la capacidad de utilización de O2 depende de la cantidad de O2 que difunde efectivamente al interior de la matriz mitocondrial de las fibras musculares y del potencial oxidativo de la maquinaria enzimática mitocondrial.

Cuando un sujeto realiza un esfuerzo de intensidad progresivamente creciente hasta el agotamiento se observa que, a partir de cierta intensidad de esfuerzo, la energía suministrada por el metabolismo aeróbico es insuficiente para satisfacer completamente la demanda energética. Para poder mantener int ensidades de esfuerzo superiores es necesaria la activación del metabolismo anaeróbico que actúa suplementando al metabolismo aeróbico. Como consecuencia se produce una acidosis metabólica, al tiempo que aumenta la concentración de lactato en el interior del músculo y en la sangre. A la intensidad de esfuerzo a partir de la cual se inicia la acidosis metabólica se la denomina umbral anaeróbico (Wasserman 1987). Cuanto más elevada es la intensidad del esfuerzo, con respecto al umbral anaeróbico, antes se produce la caída del pH y la aparición de la fatiga. Múltiples experimentos han demostrado que cuanto mayor es la intensidad relativa de esfuerzo a la cual se produce el umbral anaeróbico, mayor es la capacidad de resistencia.

La cantidad máxima de energía que puede aportar el sistema aeróbico (y, por lo tanto, el tiempo máximo durante el cual se podrá mantener un esfuerzo) depende la intensidad relativa del esfuerzo y de la disponibilidad de substratos energéticos. La intensidad relativa del esfuerzo, es el principal factor determinante del tipo de substrato energético que va a ser oxidado durante el esfuerzo (Brooks 1997; Brooks y Mercier 1994). En reposo, el músculo esquelético obtiene de un 70 a un 85 % de la energía que consume a partir de la oxidación de ácidos grasos y el 15-30 % restante, a partir de la oxidación de glucosa, cuerpos cetónicos y aminoácidos. A medida que las contracciones musculares provocan un aumento de las necesidades energéticas del músculo, la contribución relativa de la oxidación de grasas al gasto energético total va disminuyendo, mientras que aumenta la proporción de energía aportada por la oxidación de glucosa. A intensidades elevadas casi la totalidad de la energía proviene de la oxidación de glucosa. Este desplazamiento del metabolismo aeróbico hacia una mayor utilización de glucosa, a medida que aumenta la intensidad del esfuerzo obedece a dos razones fundamentales. En primer lugar, la oxidación de grasas requiere más oxígeno por mol de ATP producido y en segundo lugar, la cantidad de energía obtenida por litro de oxígeno consumido en el proceso oxidativo, es mayor cuando se oxida glucosa. Los ejercicios de

PADRES

Resaltado

PADRES

Resaltado


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intensidad elevada se caracterizan por requerir un aporte elevado y continuo de energía, y por consumir cantidades igualmente altas de O2.

Puesto que el aporte máximo de O2 está limitado, parece coherente que la musculatura utilice un substrato energético que le permita obtener más energía con menos oxígeno, cuando la intensidad del esfuerzo es elevada. No obstante, en reposo las necesidades musculares de O2 son bajas, por lo que el músculo utiliza preferentemente grasas, reservado los hidratos de carbono para situaciones de mayor demanda metabólica. Además, al oxidar grasa se obtiene más del doble de la energía que proporcionaría la oxidación de una masa equivalente de glucosa (a partir de 1 g de grasa se obtienen 9 Kcal, mientras que 1 g de glucosa sólo proporciona 4 Kcal). Pero la cantidad de ATP producida por unidad de tiempo cuando se oxida grasa es menor que cuando se oxida glucosa. O sea, la potencia máxima que puede desarrollar el músculo esquelético, cuando la energía consumida procede exclusivamente de la oxidación de grasas, es mucho menor que la potencia alcanzable oxidando únicamente glucosa. No obstante, la cantidad de glucosa disponible en el músculo es limitada, se agota en 90-120 minutos cuando la intensidad del metabolismo aeróbico muscular es tal, que la glucosa constituye casi el único substrato energético oxidado por el músculo. Así pues, parece razonable que la musculatura tienda a ahorrar glucosa en reposo y a intensidades de esfuerzo bajas, desplazándose el metabolismo hacia la oxidación de carbohidratos cuando la intensidad del esfuerzo es más elevada.

Se ha demostrado que una disminución de la cantidad de glucógeno muscular, afecta negativamente a la capacidad de resistencia. Y viceversa, cuando el contenido muscular de glucógeno es elevado, aumenta el tiempo de resistencia, o mejora la marca en esfuerzos que producen el agotamiento en tiempos cercanos a las dos horas (Bergstrom y col. 1967; Saltin y Gollnick 1983; Saltin y Hermansen 1967) (Figura 4.1.1). Por lo tanto, la disponibilidad de substratos energéticos afecta a la capacidad de resistencia.

Glucógeno muscular inicial(g · 100 g músculo -1)

0 1 2 3 4

Tie

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40

60

80

100

120

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160

180

200

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PADRES

Resaltado


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Figura 4.1.1. Relación entre las reservas musculares de glucógeno al inicio del esfuerzo prolongado y el tiempo de resistencia durante el ejercicio en cicloergómetro a una misma intensidad. (A partir de datos de Bergstrom y col. (1967)).

Pero existen otros factores que influyen en el tiempo de resistencia. Así, para un determinado VO2max, tendrán mayor tiempo de resistencia aquellos deportistas que sean capaces de convertir más eficazmente el ATP proporcionado por el metabolismo en trabajo mecánico. La relación que existe entre el trabajo producido y la energía gastada por la contracción muscular se denomina eficiencia mecánica. Cuanto mayor es la eficiencia mecánica, mayor es la capacidad de resistencia, puesto que con menos gasto (menos consumo de O2, menor dispendio de sustratos energéticos) se puede efectuar mayor cantidad de trabajo.

La capacidad de resistencia también depende del grado de aclimatación al ambiente en el cual se realizará el esfuerzo y de la tolerancia al estrés térmico. Durante el ejercicio físico en ambientes cálidos se produce un aumento progresivo de la temperatura corporal, que se ha relacionado con la aparición de fatiga (Gonzalez-Alonso y col. 1998; Rowell 1974). El organismo trata de evitar la acumulación de calor mediante mecanismos homeostáticos termorreguladores. El principal mecanismo termolítico de que dispone el ser humano es la sudoración. Los sujetos entrenados en resistencia y aclimatados al calor sudan más y acumulan menos calor en el organismo (su temperatura corporal se eleva menos) en respuesta al ejercicio en el calor. No obstante, la respuesta termolítica comporta un descenso de la capacidad de suministro de oxígeno a la musculatura activa, puesto que disminuye el gasto cardíaco (Gonzalez-Alonso y col. 1998) y además, parte del gasto cardíaco es desviado hacia la superficie cutánea (Rowell 1974).

Finalmente, la capacidad de resistencia depende de factores psicológicos. Así, cuanto mayor es el grado de motivación mayor es la capacidad de resistencia. Algunos autores han estimado que la motivación puede llegar a explicar diferencias en los valores de VO2max, medidos en laboratorio de hasta un 10 % (Astrand y Rodahl 1986).

En resumen, los términos capacidad aeróbica, capacidad de resistencia, potencia aeróbica máxima y VO2max se han empleado para referirse a la resistencia cardiorrespiratoria, tal y como ha sido definida por el ACSM. No obstante, dichos términos no deberían ser confundidos. Así, la capacidad aeróbica viene determinada por la cantidad total de energía que puede suministrar el sistema aeróbico y varía en función de la intensidad del ejercicio. La capacidad de resistencia indica el tiempo durante el cual se puede mantener un esfuerzo de una intensidad determinada. La potencia aeróbica máxima es la cantidad máxima de energía que puede suministrar el


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metabolismo aeróbico por unidad de tiempo. El VO2max es la variable que se utiliza para estimar cuál es la cantidad máxima de energía que puede suministrar el metabolismo aeróbico por unidad de tiempo, puesto que existe una equivalencia entre VO2 y energía suministrada por el metabolismo aeróbico.

Tal y como veremos a continuación, un deportista puede tener una gran potencia aeróbica, pero poca capacidad de resistencia. Por ejemplo, si se determina la potencia aeróbica máxima de un corredor de maratón un día antes de la carrera y el día después de la competición, se obtienen valores similares. Es decir, la potencia aeróbica máxima del corredor de maratón no ha cambiado como consecuencia de la competición de maratón. Si el mismo corredor efectúa una segunda maratón, 24 horas después de la segunda determinación de potencia aeróbica máxima (es decir, 48 horas después de la primera maratón), el tiempo invertido en cubrir la segunda maratón será mucho mayor. Por lo tanto, la capacidad de resistencia (en este caso el tiempo invertido en correr la maratón) será menor en la segunda ocasión. Entre las razones que pueden explicar el fenómeno anterior destaca el agotamiento de los depósitos musculares de glucógeno durante la primera maratón. Diversos estudios han demostrado que los corredores de maratón necesitan de 7 a 21 días para restablecer completamente los niveles musculares de glucógeno tras las competiciones de maratón (Costill y col. 1990; Sherman y col. 1983), aunque siguiendo una dieta rica en hidratos de carbono la recuperación de los niveles musculares de glucógeno puede ser más rápida (Asp y col. 1999).

Un estudio exhaustivo de la capacidad de resistencia de un deportista conlleva la evaluación de cada uno de los aspectos que están relacionados con la condición física aeróbica y que hemos ido analizando en los párrafos precedentes. Puesto que el estudio rutinario de todos estos factores sería muy difícil de realizar por razones prácticas y económicas, el control de la resistencia cardiorrespiratoria se suele reducir, generalmente, a la medición del VO2max y a la determinación del "umbral anaeróbico". No obstante, en el caso de deportistas que practican disciplinas claramente dependientes de la capacidad de resistencia, como por ejemplo los corredores de fondo, los ciclistas o los nadadores de larga distancia, el mejor procedimiento para conocer cuál es su capacidad de resistencia es determinar el tiempo de resistencia en la prueba que practican habitualmente. Por ejemplo, el mejor test de capacidad de resistencia para un maratoniano consiste en determinar su marca en Maratón. Pero no siempre es posible efectuar un test de capacidad de resistencia. Es evidente que durante el entrenamiento habitual no se pueden realizar asiduamente maratones con la finalidad de controlar la respuesta al programa de entrenamiento, máxime si tenemos en cuenta que tras correr una maratón, el corredor puede tardar en recuperarse de 1 a 3 semanas. No obstante, se puede determinar indirectamente la capacidad de resistencia en pruebas de larga duración a partir del resultado obtenido en pruebas más cortas. De esta forma es factible controlar la evolución de la capacidad de resistencia sin tener que recurrir a competiciones frecuentes o a tests, que por su dureza, pueden mermar las condiciones del atleta y deteriorar su respuesta al programa de entrenamiento. Además, existe la


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posibilidad de estimar la capacidad de resistencia a partir de tests submáximos que, al no requerir que el deportista se esfuerce hasta el agotamiento, interfieren menos con el programa de entrenamiento. Los tests submáximos facilitan un control más continuado e incluso la evaluación de la capacidad de resistencia inmediatamente antes de las competiciones.

Muchas veces interesa saber por qué ha mejorado o empeorado la capacidad de resistencia. ¿Ha aumentado la capacidad de transporte de oxígeno? ¿Se han producido adaptaciones en el músculo que posibilitan una mayor utilización de oxígeno? ¿Han tenido lugar cambios metabólicos que permiten trabajar a intensidades relativas altas durante más tiempo? ¿Ha mejorado el rendimiento mecánico? ¿Se ha aclimatado a condiciones ambientales adversas similares a las que se darán en la competición? etc. Algunas de estas cuestiones pueden ser contestadas, en mayor o menor medida, mediante los tests que expondremos en este capítulo.


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4.1.1. Determinación de la potencia aeróbica máxima: el consumo máximo de oxígeno.

4.1.1.1.Valor del VO2max en la evaluación de la potencia aeróbica máxima.

Desde la publicación del estudio inicial de Robinson y col. (1937) numerosas investigaciones han confirmado que el VO2max se relaciona linealmente con la capacidad de resistencia. Varios estudios han demostrado que los atletas de elite en eventos dependientes de la capacidad de resistencia alcanzan VO2max, en general superiores a 70 ml.kg-1.min-1, con valor máximo entre 85 y 90 ml.kg-1.min-1 (Astrand y Rodahl 1986; González Santander y Rubio Gimeno 1990; Lopez Calbet y col. 1993; MacDougall y col. 1991). En las figuras 4.1.2 y 4.1.3 se presentan los valores de VO2max observados en varias disciplinas, en deportistas españoles de elite de ambos sexos (González Santander y Rubio Gimeno 1990).

Figura 4.1.2. Valores de VO2max en deportistas españoles de elite, de sexo masculino. La zona sombreada representa la desviación estándar. Todos los datos


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fueron obtenidos en tapiz rodante, incluidos los correspondientes a los ciclistas. Entre paréntesis se indica el número de sujetos analizados de cada deporte. (Gráfica reproducida a partir de datos de González Santander y Rubio Gimeno (1990)).

Figura 4.1.3. Valores de VO2 max de deportistas españoles de elite, de sexo femenino. La zona sombreada representa la desviación estándar. Todos los datos fueron obtenidos en tapiz rodante, incluidos los correspondientes a las ciclistas. Entre paréntesis se indica el número de sujetos analizados de cada deporte. (Gráfica reproducida a partir de datos de González Santander y Rubio Gimeno (1990)).

Por otro lado, los sujetos con sedentarismo extremo tienen valores de VO2max inferiores a 30 ml.kg-1.min-1 (López Calbet y col. 1993b; Zavala 1985). En un estudio clásico efectuado por Saltin y col. (1968) se pudo constatar la gran adaptabilidad que muestra el VO2max. Saltin y col. (1968) estudiaron a cinco sujetos (3 sedentarios y 2 moderadamente activos) a los que sometieron a 20 días de reposo absoluto en cama, seguidos de 50 días de entrenamiento intenso. El VO2max descendió un 27 % tras los 20 días de reposo en cama. Al final del programa de entrenamiento, los tres sujetos sedentarios habían aumentado un 100 % su VO2max, con respecto al valor que tenían al finalizar el período de reposo en cama y un 33 % con respecto al valor anterior al inicio del período de reposo en cama. No obstante, los dos sujetos que efectuaban actividad


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física de forma regular, sólo mejoraron su VO2max un 4 % comparado con el que tenían antes de iniciar el período de reposo en cama. Este estudio, a pesar del escaso número de sujetos analizados, es muy ilustrativo, ya que se observaron aumentos en el VO2max que fueron desde el 4 al 100 %, dependiendo del nivel previo de actividad física.

Tanto los estudios efectuados con animales, como con seres humanos, han puesto de manifiesto que existe una relación lineal entre capacidad de resistencia y VO2max (Figura 4.1.4).

Figura 4.2.4. Existe una relación lineal entre el VO2max y la velocidad media de carrera en eventos que producen el agotamiento en tiempos que van desde los 2-4 minutos hasta varias horas, tal y como se ha podido comprobar en disciplinas atléticas que van desde el 1.500 hasta la maratón.

Esta relación es más intensa en grupos heterogéneos, mientras que puede no ser constatada en grupos homogéneos. Si se estudia la relación VO2max/capacidad de resistencia, en grupo integrado por sujetos sedentarios y corredores de fondo de nivel bajo, medio y alto, cabe encontrar una relación bastante intensa entre ambas variables (r=0.80-0.90). Pero si el grupo estudiado está integrado sólo por maratonianos de elite, o ciclistas de ruta de elite, no es posible que no se encuentre ninguna relación entre el VO2max y la marca en maratón. Efectivamente, varios investigadores han constatado que el VO2max es una variable poco sensible para detectar cambios en la capacidad de


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resistencia en sujetos de alto nivel, o con un amplio historial de entrenamiento (Kohrt y col. 1989; Lopez Calbet y col. 1993; Lucia y col. 2000; Minotti y col. 1990; Mizuno y col. 1990; Sjogaard 1984; Terrados y col. 1988). Sjøgaard (1984) no encontró cambios significativos en el VO2max de 16 ciclistas profesionales controlados durante una temporada. En otro estudio, también efectuado con ciclistas, tampoco se detectaron cambios significativos en el VO2max entre los meses de Febrero y Agosto, a pesar de un incremento de un 30 % en la capacidad de resistencia (Lopez Calbet y col. 1993). Mizuno y col. (1990) tampoco detectaron cambios importantes en VO2max de un grupo de 10 esquiadores de fondo de elite, evaluados 4 ocasiones, durante un período de seguimiento de 5 meses. Lucía y col. (Lucia y col. 2000) tampoco observaron cambios significativos en el VO2max en 13 ciclistas profesionales, evaluados en Noviembre, Enero y Mayo. No obstante, Veicsteinas y col. (Veicsteinas y col. 1984) observaron, en 11 ciclistas profesionales de nivel mundial, un incremento del VO2max, expresado en términos relativos, de un 9 % entre el inicio de la pretemporada (tras 3 meses sin entrenar) y nueve meses después, hacia el final del período competitivo. Los estudios anteriores concuerdan con otros, efectuados con animales de experimentación, en los que se ha demostrado que es posible incrementar la capacidad oxidativa muscular (y por tanto la capacidad de resistencia) sin que se modifique ni el VO2max, ni la función miocárdica (Cartee y Farrar 1987; Perez y col. 2002).

En resumen, el VO2max es una variable poco sensible a los cambios en la capacidad de rendimiento en deportistas de resistencia de alto nivel, mientras que es mucho más sensible en el control de la respuesta al entrenamiento de sujetos sedentarios. En este contexto, cabe preguntarse si vale la pena determinar el VO2max en deportistas de alto nivel. La respuesta es afirmativa, pues aunque la medición del VO2max sea de escaso valor para la programación y control del entrenamiento, aporta datos muy valiosos sobre el estado de salud cardiopulmonar del atleta. Además, durante los tests destinados a la medición del VO2max se puede determinar el umbral láctico o los umbrales ventilatorios. La determinación simultánea del VO2max permite calcular el porcentaje de VO2max en los umbrales (VO2 en el umbral · 100/VO2max). Cuanto mayor es el porcentaje de VO2 en los umbrales, con respecto al VO2max, mayor suele ser la capacidad de resistencia.

4.1.1.2. Medición directa del VO2max.

El VO2max puede ser determinado por procedimientos directos e indirectos, siendo los primeros los más válidos y fiables. La medición directa del VO2max requiere de equipos sofisticados para el análisis de gases respiratorios y de la realización de un test de esfuerzo de intensidad creciente hasta el agotamiento (test de esfuerzo incremental). Los procedimientos indirectos permiten determinar el VO2max a partir de tests de esfuerzo incrementales hasta el agotamiento o de tests de esfuerzo submáximos.


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Describiremos a continuación las técnicas más empleadas y las características generales de los instrumentos necesarios para la medición directa del VO2max. Posteriormente, abordaremos el estudio de los tests más utilizados en la determinación indirecta del VO2max.

El VO2max puede determinarse a partir del control de parámetros ventilatorios durante el esfuerzo o midiendo el gasto cardíaco y la diferencia arteriovenosa de O2. Puesto que el último procedimiento sólo se utiliza en experimentación y en unidades de cuidados intensivos, nos limitaremos a describir cómo se calcula el VO2max a partir de parámetros ventilatorios, las características generales de funcionamiento de los instrumentos necesarios y las condiciones que debe reunir un test de esfuerzo a efectos de provocar una respuesta cardiorrespiratoria apropiada para alcanzar el VO2max.

Cálculo del VO2max a partir de variables ventilatorias.

La determinación directa del VO2max se basa en la medición de la ventilación (flujo de aire a través del aparato respiratorio) y de la concentración de oxígeno en el aire inspirado (FIO2) y espirado (FEO2). Normalmente, los seres humanos respiramos aire atmosférico. La concentración de O2 en el aire atmosférico a nivel del mar es de 20.9 %, por lo tanto cuando el test de esfuerzo se realiza inspirando aire atmosférico, la FIO2 será de 20.9 % (ó 0.209, expresada en tanto por uno). Parte del O2 inspirado difunde a la sangre en los capilares pulmonares y es transportado hasta los tejidos. Parte del O2 presente en los capilares es utilizado por las mitocondrias para oxidar substratos energéticos. Como consecuencia del proceso oxidativo mitocondrial el O2 se une a hidrógeno o carbono, formándose H2O y CO2. Es decir, parte de las moléculas de O2 suministradas a las células son “consumidas” por éstas, por lo que la FEO2 será siempre menor que la FIO2. Conociendo el volumen de aire movilizado en un ciclo respiratorio es posible calcular el volumen de O2 que ha sido consumido. En definitiva, el consumo de O2 en un ciclo respiratorio es igual a la diferencia entre el volumen de oxígeno inspirado y el volumen de oxígeno espirado.

El volumen de O2 inspirado en un ciclo respiratorio es igual al volumen de aire inspirado multiplicado por la proporción de O2 en el aire inspirado (generalmente 0.209 l de O2 por litro de aire atmosférico). Por ejemplo, si una persona tiene un volumen corriente de 500 ml (cantidad de aire que entra y sale de los pulmones en cada respiración), el volumen de O2 inspirado en un ciclo respiratorio será igual a 500 x 0.209, o sea 105 ml de O2. Si la FEO2 es de 0.15 l de O2 por l de aire espirado y el volumen de aire espirado es similar al volumen de aire inspirado, tendremos que el contenido de O2 en el aire espirado será igual a 500 x 0.15, o sea 75 ml. Así pues, el volumen de O2 consumido será de 25 ml (100-75). Si este mismo sujeto respira 12


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veces en un minuto, manteniendo los mismos valores de ventilación, FIO2 y FEO2, la cantidad de oxígeno que habrá consumido en un minuto será igual a 12 x 25, es decir 300 ml por minuto.

En general, el consumo de O2 (VO2) se obtiene a partir de la ecuación:

VO2 = (VI x 0.209) - (VE x FEO2) Ecuación (1)

Aunque el volumen de aire inspirado en un ciclo no es idéntico al volumen de aire espirado en ese ciclo, cuando se analiza el flujo inspiratorio (volumen de aire inspirado en la unidad de tiempo, VI ) y el flujo espiratorio (volumen de aire inspirado en la unidad de tiempo, VE), en un lapso temporal más amplio, por ejemplo 1 minuto, la media de los volúmenes inspirados en cada ciclo respiratorio es similar a la media de los volúmenes espirados en cada ciclo respiratorio, por lo tanto se cumple que VI = VE. Así pues, la ecuación (1) podemos reescribirla como:

VO2 = VE x (0.209 - FEO2) Ecuación (2)

De ahí que el VO2 se exprese como flujo, es decir en unidades de volumen por unidad de tiempo. Los tipos de notación más utilizados son la expresión del VO2 en l.min-1 y en ml.min-1.

Para poder determinar el VO2max es necesario medir el VO2, al menos durante los últimos minutos de un test de esfuerzo incremental hasta el agotamiento. El VO2max será igual a:

VO2max = VEmax x (0.209 - FEO2) Ecuación (3)

Donde “VEmax” es la máxima ventilación por minuto alcanzada, "F EO2" es la fracción espiratoria de O2 en la fase final del esfuerzo.

En ocasiones el VO2max se expresa en METs (equivalente metabólico). Un MET corresponde aproximadamente al VO2 en reposo, cuyo valor se ha estimado en 3.5 ml.kg.min-1. Así pues, si un sujeto tiene un VO2max de 35 ml.kg-1.min-1, su VO2max expresado en METs será de 10 METs.


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Instrumentos necesarios para la medición de l VO2max: analizadores de gases.

La determinación del VO2max requiere de la medición de la VI y/o de la VE, así como de la concentración de O2. En la actualidad existen comercializados numerosos equipos automáticos que miden simultáneamente la VI, la VE y la concentración de O2 en el aire inspirado y espirado. A estos equipos se les denomina analizadores ergoespirométricos o unidades de análisis de gases respiratorios para test de esfuerzo.

Los equipos más modernos permiten medir el VO2 en cada ciclo respiratorio, por que también reciben el nombre de analizadores respiración a respiración (breath by breath). Estos equipos permiten, como ventaja adicional, estudiar la cinética del VO2, especialmente interesante en el control de las adaptaciones al entrenamiento de resistencia (Powers y col. 1985). Los sujetos entrenados en resistencia aeróbica tardan menos tiempo en alcanzar el VO2 correspondiente al estado estable e incrementan más rápidamente el VO2 durante la realización de un esfuerzo supramáximo.

Los analizadores respiración a respiración constan de un módulo de análisis de flujo, de un módulo de análisis de gases (O2 y CO2) y un ordenador (Figura 4.2.5). La señal de flujo es integrada con respecto al tiempo, para así obtener el volumen. Al mismo tiempo que se determina el volumen, una muestra de aire es bombeada continuamente hacia el analizador de gases, lo que permite obtener una curva de concentración o presión parcial de O2 y CO2, respectivamente. A partir de las curvas de presión parcial de O2 y CO2, y del flujo correspondiente a cada respiración, el analizador calcula VO2 de cada respiración. El VO2 obtenido en cada respiración se expresa en l.min-1 o ml.min-1, por lo que representa el valor de VO2 que tendría el sujeto si todas las respiraciones efectuadas en 1 minuto fueran similares a la respiración analizada.


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Figura 4.2.5. Esquema de un ergoespirómetro (Tomado de Maud y Foster (1995)).

Los analizadores respiración a respiración permiten al usuario decidir cada cuánto tiempo desea promediar los resultados de VO2. Cuando el objetivo del test es medir el VO2max, la mejor estrategia es programar el equipo para que calcule promedios de VO2 cada 15 segundos. Estudios efectuados en nuestro laboratorio han mostrado que el coeficiente de variación del VO2max obtenido de este modo es de un 5 % (López Calbet 1993), similar al que han observado otros autores empleando intervalos de 30 segundos o 1 minuto (Katch y col. 1982; Kuipers y col. 1985). No obstante, la obtención de datos de VO2 cada 15 segundos permite seguir más de cerca la evolución del VO2 durante el test de esfuerzo, lo cual resulta especialmente interesante hacia el final del ejercicio, ya que puede apreciarse más fácilmente si existe, o no, aplanamiento en la relación VO2/intensidad. Si no se aprecia aplanamiento en la relación VO2/intensidad no existe seguridad de haber obtenido, al final del esfuerzo, el valor de VO2 correspondiente al VO2max (Noakes 1988). En cualquier caso, los equipos modernos graban en la memoria del ordenador todas las respiraciones analizadas, por lo que es posible reexaminar el test una vez concluido y reprogramar la visualización de resultados, para que proporcione valores promedio de VO2 correspondientes a otros intervalos que pudieran ser de interés.

El VO2 se puede determinar con equipos menos sofisticados, llamados analizadores de


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"caja de mezclas" (mixing chamber, en inglés). A diferencia de los analizadores respiración a respiración, los analizadores con caja de mezclas tienen un límite en el intervalo temporal mínimo que puede ser promediado, generalmente 30 segundos, aunque existen modelos que dan valores de VO2 cada 15 segundos. Aunque estos equipos no permiten efectuar estudios de cinética del VO2, son más baratos que los analizadores respiración a respiración e igualmente fiables en la determinación de variables como el VO2max o los umbrales ventilatorios (Lopez Calbet 1993).

Tanto los analizadores respiración a respiración como los provistos de caja de mezclas, han de ser calibrados con gases de calibración. Las casas comerciales facilitan este tipo de gases cuyo principal requisito es que su concentración de O2 y CO2 sea facilitada con una precisión de, al menos, 0.01 %. Es muy importante conocer con gran exactitud la concentración de O2 y CO2 en las botellas de calibración, pues un pequeño error en los gases de calibración puede invalidar completamente el test de esfuerzo. En los grandes laboratorios de Fisiología del Ejercicio como por ejemplo, en el Instituto August Krogh de Copenhague, los gases de las botellas de calibración son comprobados semanalmente mediante sistemas, como el de Scholander, que a pesar de ser manuales son muy fiables. Si no se dispone de estos aparatos lo oportuno es comprar una botella de calibración de alta calidad a algún fabricante de confianza y utilizarla para comprobar las botellas que se usan habitualmente en la calibración del analizador de gases.

Sin embargo, la mayoría de los científicos consideran que el procedimiento más fiable para medir el VO2 es el que se basa en recoger el aire espirado en una bolsa impermeable a los gases del aire, llamada saco de Douglas, durante un intervalo de tiempo determinado. Posteriormente se determina la concentración de O2 en el aire del interior del saco y se mide el volumen contenido en el saco mediante un espirómetro de grandes volúmenes (espirómetro de Tissot). El VO2 se obtiene a partir de la ecuación:

VO2 = VSD x (0.209 - [O2]SD) x 60t-1 Ecuación (4)

Donde “VO2” es el consumo de oxígeno en l.min-1; “VSD” es el volumen de aire en el saco de Douglas en litros, corregido a STPD es decir, a temperatura y presión estándar (0 ºC, 760 mmHg y sin vapor de agua); “[O2]SD” la concentración de O2 en el saco de Douglas; y “t” el tiempo de recogida de aire en el saco de Douglas en segundos. No obstante, el método del saco de Douglas no está exento de errores y puede ser incluso menos fiable que un analizador automático cuando no se tiene especial cuidado al efectuar las mediciones (evitar fugas de aire en el sistema, verificar la impermeabilidad de los sacos de Douglas, calibrar adecuadamente el espirómetro y el analizador de gases, etc).

Independientemente del sistema de análisis que se emplee, es fundamental que ofrezca


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poca resistencia a la inspiración y espiración de aire. En general, se recomienda que la resistencia de los tubos de conexión sea menor de 5 cm de H2O a flujos comprend idos entre 0 y 10 l.s-1. En el caso de emplear válvulas para limitar la dirección del flujo de aire, éstas han oponer una resistencia al flujo menor a 6 cm de agua a flujos de hasta 300 l.s-1 (Jones 1988). Antes de empezar el test hay que comprobar que no existen fugas de aire en el sistema. Si el test se efectúa con una máscara facial hay que ajustarla para que no haya fugas de aire a través de la máscara. Para evitar este inconveniente muchos autores prefieren emplear boquillas y una pinza nasal.

Recientemente se han desarrollado sistemas portátiles provistos de telemetría que permiten medir el VO2 fuera del laboratorio, durante diversos tipos de actividades deportivas. Estos aparatos se basan principalmente en sistemas respiración a respiración, aunque algunos van provistos, además de microcámaras de mezclas. Aunque estos equipos son de menor fiabilidad y validez que los analizadores de laboratorio, han ido mejorando paulatinamente. Hoy en día, se dispone de modelos cuya fiabilidad y validez son suficientes como para que puedan ser utilizados tanto en el control del entrenamiento como en investigación (Hausswirth y col. 1997). En cualquier caso, se trata de instrumentos delicados que deben por lo tanto estar sometidos a rutinas de control de calidad muy estrictas.

Instrumentos necesarios para efectuar los tests de esfuerzo: ergómetros.

Los ergómetros son aparatos que permiten medir el trabajo efectuado y graduar la intensidad de esfuerzo. El error en el ajuste de carga, velocidad o inclinación (en el caso del tapiz rodante) debe ser menor al 1 %. Por ejemplo, el ajuste de la velocidad a 10 km/h, debe tener un error como máximo de 0.1 km/h, o sea la velocidad real debe estar comprendida entre 9.9 y 10.1 km/h.

El tipo de ergómetro más utilizado es cicloergómetro, que simula un esfuerzo casi idéntico al pedaleo en una bicicleta. Existen varios tipos de cicloergómetro, en función del sistema de frenado y características de funcionamiento. Los más utilizados son los cicloergómetros de freno electromagnético que incorporan un microordenador. En la actualidad, los cicloergómetros de freno electromagnético pueden ser controlados desde el ordenador del equipo de análisis de gases y pueden ser programados para la realización de tests de esfuerzo en rampa, en los que la carga es incrementada de forma continua y no escalonada. Los cicloergómetros de freno electromagnético están provistos de un sistema de servocontrol, que ajusta la resistencia al pedaleo en función de la frecuencia de pedaleo. De este modo se puede programar la intensidad del esfuerzo (potencia que se desea desarrolle el deportista) sin necesidad de preocuparse en que la cadencia de pedaleo se mantenga constante. Es importante que el cicloergómetro


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sea estable en el rango de frecuencias de pedaleo requerido (generalmente de 40 a 130 RPM) y que el rango de potencias que pueda alcanzar vaya desde 0 hasta 900 W (si desean efectuarse tests supramáximos en deportistas). La principal limitación metodológica que presentan los cicloergómetros de freno electromagnético reside en la calibración. La mayoría de los cicloergómetros electromagnéticos carecen de sistemas de calibración o, a lo sumo, incorporan un sistema de calibración estática mediante masas de calibración. No obstante, existen en el mercado aparatos para medir el momento (torque meters, en inglés) que se pueden utilizar para comprobar de forma dinámica los valores de potencia que registra el cicloergómetro. A pesar de estas limitaciones, los valores de potencia medidos en los tests de esfuerzo son mucho más fiables que los valores de VO2 (Kuipers y col. 1985; Lopez Calbet 1993).

El tipo de cicloergómetro que inicialmente se empleó en la valoración de la condición física fue el cicloergómetro de freno mecánico. Son más baratos que los anteriores y más fáciles de calibrar, no obstante el trabajo realizado en este tipo de cicloergómetro depende linealmente de la frecuencia de pedaleo. Así para efectuar un test de esfuerzo de intensidad progresiva hasta el agotamiento con un cicloergómetro de estas características es necesario, antes que nada, familiarizar adecuadamente al sujeto, de tal manera que sea capaz de mantener frecuencias de pedaleo estables. El principal inconveniente de este tipo de cicloergómetro es que requiere de un control continuo de la posición del péndulo para ajustar las desviaciones que presente, ya que con el calentamiento de la correa varía la fricción. Otra desventaja, reside en la necesidad de incrementar las cargas manualmente. En los últimos años se ha comercializado un cicloergómetro de freno mecánico, que dispone de un sistema de servocontrol que convierte su funcionamiento en similar al que tienen los cicloergómetros de freno eléctrico.

El trabajo realizado con un cicloergómetro de freno mecánico puede ser calculado a partir de las ecuaciones:

W = k x d x F Ecuación (5)

Donde “W” es el trabajo realizado en julios, “F” es la fuerza de frenado en newtons, “d” es la distancia recorrida en metros y “k” es una constante debida a fricción interna. La distancia recorrida se obtiene a partir de la ecuación:

d = fp x t x dp Ecuación (6)

Donde “fp” es la frecuencia de pedaleo en herzios (revoluciones por segundo), “t” es tiempo en segundos y “ds” es el desarrollo o distancia recorrida por el volante inercial en cada pedalada en metros.

Sustituyendo los valores de las constantes correspondientes a un cicloergómetro


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Monark en la ecuación (5) obtenemos la ecuación (7) para calcular el trabajo con este tipo de cicloergómetro.

W = 1.09 x 6 x fp x t x F

W = 6.54 x fp x t x F Ecuación (7)

Otros de los instrumentos clásicos en un laboratorio de ergometría es el tapiz o cinta rodante. La valoración del VO2max mediante ergometría en tapiz rodante tiene dos ventajas fundamentales. La primera es que permite medir con más facilidad el VO2max real, pues la mayoría de los sujetos sedentarios no son capaces de alcanzarlo al efectuar el test incremental en cicloergómetro (Astrand y Rodahl 1986). La segunda reside en que el patrón de movimiento que se utiliza, marcha o carrera, es conocido por todo el mundo. El tapiz rodante permite ajustar la velocidad de carrera y la pendiente durante los tests de esfuerzo, pero no permite medir el trabajo mecánico efectuado. La mayoría de los tapices rodantes modernos se pueden calibrar, además pueden ser programados y controlados desde el ordenador del analizador de gases. Por otro lado, la ergometría en tapiz rodante presenta algunos inconvenientes como son:

- Existe riesgo de caídas, por lo que raramente un persona no habituada a correr en tapiz rodante será capaz de arriesgar hasta el agotamiento, lo cual puede dificultar la medición del VO2max. Este problema lo hemos resuelto en nuestro laboratorio familiarizando adecuadamente a los sujetos y empleando un cinturón de seguridad. Si por cualquier motivo, interrupción brusca del suministro eléctrico o error del deportista, éste sufre una caída, quedará suspendido del techo sin riesgo alguno para su integridad física. Otra alternativa para evitar este riesgo consiste en utilizar protocolos de esfuerzo en los que la carga se incrementa a expensas de aumentar la pendiente. Este tipo de protocolo de esfuerzo, muy utilizado por los cardiólogos, no es apropiado para la evaluación de deportistas, ya que no se pueden extrapolar los resultados a la pista de atletismo. En este último caso es mejor emplear protocolos con pendiente fija entre el 1 y el 2 %, en los que las cargas se incrementan a base de aumentar la velocidad (Heck y col. 1985).

- Los tapices rodantes no permiten un acceso tan fácil al sujeto experimental, ya que su posición es más inestable. Por estos motivos no es adecuado para determinado tipo de instrumentaciones.

- No permite medir el trabajo realizado ni la potencia desarrollada.

Actualmente existen ergómetros específicos para varios deportes como: remo, canoa kayak, esquí de fondo, natación, piragüismo, ciclismo etc. La similitud entre el gesto


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deportivo y el gesto ergométrico confieren mayor validez a estas mediciones y facilitan la extrapolación de resultados a la pista.

Procedimientos para medir el VO2max.

El VO2max puede ser determinado mediante tests de esfuerzo supramáximos o mediante tests de esfuerzo de intensidad progresiva o incrementales.

Los tests de esfuerzo supramáximos son tests rectangulares, es decir de intensidad constante. Para que sea posible medir el VO2max mediante un test de intensidad constante, es imprescindible que la intensidad de esfuerzo elegida provoque una demanda energética igual o superior a la máxima cantidad de energía que puede suministrar el metabolismo aeróbico. Es decir, la intensidad del esfuerzo ha de ser supramáxima. Precisamente, se clasifican como supramáximas aquellas intensidades de esfuerzo superiores al 100 % del VO2max. Además es necesario que la intensidad elegida produzca el agotamiento en más de tres minutos. Si se eligen intensidades supramáximas muy elevadas, el agotamiento se producirá antes de 3 minutos, por lo que es posible que no se alcance el VO2max (Astrand y Rodahl 1986). En nuestro laboratorio hemos podido comprobar que es posible alcanzar el VO2max en esfuerzos que producen el agotamiento en < 80 segundos, a condición de efectuar previamente un calentamiento que incluya ejercicios de alta intensidad. Los tests supramáximos raramente se utilizan con la finalidad de determinar el VO2max, por las siguientes razones:

- Puede haber aplanamiento del VO2 sin que se haya alcanzado el VO2max durante el test supramáximo (Lopez Calbet 1993). Es decir, nunca hay seguridad de haber alcanzado realmente el VO2max.

- El control del test es más difícil y no permite determinar otras variables de interés en la valoración de la condición física aeróbica como el umbral anaeróbico.

- Puesto que la intensidad de esfuerzo no es progresiva, está contraindicada la utilización de este tipo de tests con fines de diagnóstico médico, ya que no es posible determinar la intensidad umbral a partir de la cual aparecen síntomas limitantes, alguno de los cuales podría obligar a interrumpir el test.

- Resulta más estresante para el deportista.


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- Si el agotamiento tarda en producirse más de 10 minutos no hay seguridad de que la carga elegida sea supramáxima (Wasserman y col. 1999).

No obstante, los tests supramáximos son más apropiados para valorar la capacidad anaeróbica, tal y como comentaremos más adelante.

Los tests de esfuerzo de intensidad progresiva o incrementales son los más apropiados para determinar el VO2max (ACSM 1991). Además, ofrecen la ventaja de poder medir otras variables, de gran interés en el control de la condición física aeróbica, como son la potencia o velocidad máxima alcanzada al final del test y los umbrales lácticos y ventilatorios. Se distinguen dos tipos de intensidad progresiva: tests escalonados o triangulares y tests en rampa.

Los tests escalonados se caracterizan por incrementos similares de intensidad a intervalos constantes de tiempo. Los tests en rampa se caracterizan por la progresividad en el incremento de la carga, de tal manera que se simula una pendiente continua de intensidad (sin escalones). Un test de esfuerzo en cicloergómetro en el que se incremente la carga 30 W cada minuto constituye un ejemplo de test escalonado, pero si los incrementos de carga se efectúan a un ritmo de 1 W cada dos segundos, se trataría de un test en rampa de 30 w/min.

Requisitos que deben reunir los tests de esfuerzo orientados a la medición del VO2max.

Antes de realizar por primera vez un test de esfuerzo hasta el agotamiento hay que efectuar una historia clínica y una exploración física que permitan descartar la existencia de contraindicaciones médicas a la realización del test de esfuerzo (Heyward 1998). En función del examen médico, se decidirá si son precisas pruebas complementarias antes de realizar el test de esfuerzo. En cualquier caso, si existe alguna duda sobre los beneficios que va aportar el test de esfuerzo o la seguridad del mismo, no debe efectuarse (ACSM 1991; MacDougall y col. 1991). Así mismo, debe informarse al sujeto de los riesgos y beneficios que comporta el test que va a efectuar. Los tests de esfuerzo de intensidad progresiva deben plantearse atendiendo a los siguientes criterios generales:

- Desde el punto de vista de la determinación del VO2max, no importa el tipo de esfuerzo elegido, siempre y cuando requiera de la participación de grandes masas


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musculares y el sujeto esté familiarizado con el ergómetro. Son aceptables todas aquellas modalidades de esfuerzo que requieran la activación de la masa muscular de, al menos, ambas extremidades inferiores. No obstante, hay que tener presente que existen diferencias en los valores de VO2max alcanzados, en función del tipo de ergómetro empleado. Así, los sujetos no entrenados alcanzan valores de VO2max del orden un 4 a 8 % superiores en el tapiz rodante que en el cicloergómetro (Astrand y Rodahl 1986). Tras un período de entrenamiento en cicloergómetro de 6 semanas las diferencias en los valores de VO2max entre cicloergómetro y tapiz, prácticamente desaparecen (Chavarren y col. 1995). Por lo tanto, si se desea conocer el valor real de VO2max en sujetos que no han practicado ciclismo, es conveniente realizar las mediciones en tapiz rodante.

- Otro aspecto muy importante hace referencia a la especificidad del test, que debe respetarse al máximo. Así un corredor debería ser testado en el tapiz rodante y un ciclista en el cicloergómetro. En el caso de un piragüista, debería emplearse un ergómetro de brazos. Además, es conveniente que durante el test se reproduzcan velocidades angulares y recorridos articulares similares a los que se dan durante la práctica deportiva habitual. Así un ciclista debe ser evaluado a una cadencia de pedaleo similar a la que utiliza en competición (90-100 RPM) y el mismo debe ajustar la altura del sillín para que sea lo más parecida posible a la de su bicicleta.

- Las intensidades iniciales han de ser suficientemente bajas como para servir de calentamiento. Los incrementos de carga no han de ser muy elevados, para evitar una activación importante de las vías metabólicas anaeróbicas con cada incremento de carga. Por ello, algunos autores recomiendan emplear protocolos con incrementos de carga cada minuto o en rampa (Wasserman y col. 1999). Es decir, es preferible utilizar un protocolo con incrementos de 25 W cada minuto que otro con incrementos de 50 W cada 2 minutos. Es conveniente ajustar la carga inicial de tal manera que los 3-5 primeros incrementos de carga sirvan de calentamiento, y la duración total de los tests se sitúe entre 8 y 12-14 minutos (período de calentamiento excluido, (Astrand y Rodahl 1986; MacDougall y col. 1991; Wasserman y col. 1999).

- Es importante que los incrementos de carga no produzcan modificaciones en el patrón mecánico del movimiento. Por ejemplo, si se realiza un test a un mediofondista en tapiz rodante incrementando la carga a expensas de aumentar la pendiente, se producirán modificaciones en la activación de los músculos de las extremidades inferiores con una mayor participación del tríceps sural y de los flexores plantares a medida que aumenta la pendiente.

- El test debe continuar hasta el agotamiento y no debe ser interrumpido si no es por indicación médica o por algún problema sobrevenido.


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- Al finalizar el test, no es conveniente interrumpir el ejercicio bruscamente dado el riesgo de hipotensión por disminución del retorno venoso. Al final del esfuerzo existe una gran vasodilatación en el territorio muscular activo. Al cesar la actividad contráctil la acción de bombeo de sangre hacia el corazón por parte de los músculos (bomba muscular) desaparece y, como consecuencia, disminuye el retorno venoso, cae el volumen sistólico y desciende la presión arterial, pudiendo llegar a comprometerse la oxigenación cerebral, lo que podría causar una pérdida momentánea de conciencia. Por lo tanto, en caso de tener que interrumpir el ejercicio bruscamente, es conveniente colocar al deportista en posición semi-acostada o en decúbito. Se recomienda mantener bajo control al deportista durante los 5 minutos siguientes a la finalización del esfuerzo o hasta que la frecuencia cardíaca sea de unos 100 latidos por minuto.

- Una vez finalizado el test se puede comprobar si se cumplen los criterios para poder considerar que el valor de VO2 alcanzado corresponde al VO2max. El criterio más válido para considerar que se ha alcanzado el VO2max es la observación de un aplanamiento en la curva VO2/intensidad (Noakes 1988; Wasserman y col. 1999). Este criterio es especialmente válido cuando se constata que un incremento de intensidad no se acompaña de un aumento del VO2, por lo que es más fácil de detectar al utilizar test de esfuerzo en rampa. Algunos autores consideran que hay aplanamiento en la relación VO2/intensidad cuando a pesar de haber incrementado la intensidad el VO2 no ha aumentado más de 150 ml.min-1 (Heyward 1998). Este criterio no siempre se pone de manifiesto debido a que el aplanamiento en la curva VO2/intensidad tiene lugar cuando el deportista ya está muy cansado. Otros criterios sugestivos de haber alcanzado el VO2max son:

- Haber alcanzado la frecuencia cardíaca máxima (FCmax). Hay que tener en cuenta que el valor de la FCmax varía con la edad. El efecto del envejecimiento en la frecuencia cardíaca máxima es más acusado en las personas sedentarias que en las que han seguido estilos de vida físicamente activos (Cooper y col. 1975). El valor teórico de FCmax se puede obtener aplicando la fórmula de Tanaka (FCmax = 208- 0.7 x edad) (Tanaka y col. 2001). Alternativamente, que la FC no aumente a pesar de aumentar la intensidad del esfuerzo (ACSM 1995).

- Que el cociente respiratorio al final del esfuerzo sea > a 1.15

- Concentración de lactato en sangre venosa superior a 8 mmol.l-1 (ACSM 1995).

- Percepción de fatiga calificada como superior a 17 en la escala de Borg (va desde 6 hasta 20) (ACSM 1995).

Cuando existen dudas acerca de si se ha alcanzado el VO2max, algunos autores prefieren utilizar el término pico de VO2, o VO2 pico (VO2peak, en inglés), para referirse al valor más elevado de VO2 alcanzado durante el test de esfuerzo. Para tratar


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de evitar este problema, se ha recomendado efectuar un test supramáximo de comprobación, a los 10-15 minutos de la finalización del test de esfuerzo hasta el agotamiento (MacDougall y col. 1991).

Protocolos para test de esfuerzo de intensidad progresiva.

No existen protocolos estandarizados para tests de esfuerzo en cicloergómetro, puesto que éstos han de adaptarse a las condiciones de la persona que va a ser testada. No obstante, cualquier protocolo de esfuerzo con incrementos moderados de carga (1-2 METs) es aplicable. En nuestro laboratorio hemos obtenido valores de VO2max y de potencia máxima fiables (coeficiente de variación inferior al 5 %) utilizando tanto tests de esfuerzo en rampa como escalonados, con incrementos de intensidad de 20 a 40 w/min (López Calbet y col. 1993a). Sin embargo, en sujetos sedentarios puede ser más apropiado emplear protocolos con incrementos de 15 w/min (Jones y col. 1985a; Wasserman y col. 1973). En otros ergómetros, o en los esfuerzos efectuados en tapiz rodante, se pueden utilizar incrementos periódicos de carga que provoquen incrementos del VO2 comprendidos entre 1 y 2 METs, dependiendo del grado de condición física del sujeto testado. Si la condición física es extremadamente baja (en ancianos o enfermos, se recomiendan incrementos de intensidad más bajos, de por ejemplo 0.5 METs (Heyward 1998)).

4.1.1.3. Determinación indirecta del VO2max.

La principal ventaja de la determinación indirecta del VO2max es que no son necesarios los analizadores de gases, con el consiguiente descenso de costes de infraestructura y funcionamiento. No obstante, la determinación indirecta del VO2max tiene el inconveniente de un mayor error de medida. El VO2max puede determinarse de forma indirecta mediante dos tipos de tests: test submáximos y test de esfuerzo hasta el agotamiento. La estimación del VO2max a partir de test submáximos tiene como principal ventaja una reducción del riesgo que entraña todo test de esfuerzo incremental, especialmente, si las personas sometidas a esfuerzo son cardiópatas o personas con factores de riesgo coronario. Como principal inconveniente los tests submáximos predicen el VO2max con un error que oscila entre el 10 y el 27 % del valor real (Astrand y Rodahl 1986; Coleman 1976; Rowell y col. 1964). Por lo tanto, la gran magnitud de este error hace que este tipo de tests no deba ser utilizado para determinar el VO2max en deportistas de alto nivel. Por ello haremos tan sólo referencia a los tests de predicción del VO2max de intensidad progresiva hasta producir el agotamiento.


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Predicción del VO2max en el laboratorio a partir de tests de esfuerzo de intensidad progresiva hasta el agotamiento.

El VO2max puede predecirse a partir de la velocidad máxima alcanzada durante un test de esfuerzo hasta el agotamiento en tapiz rodante, o el estadio alcanzado en el test de Bruce o Balke (protocolos de esfuerzo en tapiz muy utilizados en Cardiología). También puede predecirse el VO2max a partir de la potencia máxima desarrollada en un test de intensidad progresiva en cicloergómetro (Wmax; (Arts y col. 1993; Hawley y Noakes 1992; Storer y col. 1990)). En ambos casos la predicción se establece a partir de la relación lineal existente entre la carga máxima soportada al final del test y el VO2max, en sujetos con diferente nivel de condición física (Figura 4.2.6).


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Figura 4.2.6. Relación entre VO2 max y Wmax en un grupo de 61 sujetos, con diferente grado de actividad física. Por regresión lineal se obtuvo la siguiente ecuación: VO2max = 13.66 · Wmax - 317.0 (r=0.89; SEE=471 ml.min-1), que permite predecir el VO2max en ml.min-1. (A partir de datos de López Calbet (1993)).

Las mejores ecuaciones de que disponemos en la actualidad para predecir el VO2max a partir de la Wmax son las que publicaron Storer y col. en 1990 (Storer y col. 1990). Estas ecuaciones fueron obtenidas por regresión múltiple a partir de los datos proporcionados por una muestra integrada por 115 hombres y 116 mujeres, de edades comprendidas entre 20 y 70 años. La Wmax la obtuvieron mediante un test en cicloergómetro con incrementos de 15 W/min hasta el agotamiento. Las ecuaciones Storer y col. (1990) toman en consideración la Wmax (vatios), la masa corporal en kg (MC) y la edad en años (E) y el sexo. Así, por lo que respecta a los hombres, el VO2max (en ml.min-1) viene determinado por la ecuación:

VO2max = (10.51 x Wmax) + (6.35 x MC) - (10.49 x E) + 519.3

(SEE: ± 212 ml.min-1) Ecuación (8)

Mientras que el VO2max de las mujeres puede ser calculado a partir de la siguiente ecuación:

VO2max = (9.39 x Wmax) + (7.7 x MC) - (5.88 x E) + 136.7

(SEE: ± 147 ml.min-1) Ecuación (9)

En el caso de los tests efectuados en tapiz rodante se puede estimar el VO2max


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utilizando las ecuaciones del Americal College of Sports Medicine (ACSM), utilizando la velocidad alcanzada en el último incremento de carga (ACSM 1995):

VO2 = (3.5 + (0.2 x V) + (V x P x 0.9) Ecuación 10

Donde "V" es la velocidad en m.min-1 y "P" la pendiente del tapiz (se expresa como porcentaje divido por 100, por ejemplo 1 % de pendiente sería 0.01 en la ecuación 10).

Si el test se efectúa andando cuesta arriba (pues en llano comete un error del 15 al 20%), entonces debe utilizarse la siguiente ecuación (ACSM 1995):

VO2 = (3.5 + (0.1 x V) + (V x P x 1.8) Ecuación 11

Hay que tener en cuenta, que las ecuaciones del ACSM fueron diseñadas para ser utilizadas cuando las condiciones de ejercicio permiten alcanzar un en estado estable, por lo que cuando se aplican a la velocidad alcanzada al final de un test incremental sobrestiman ligeramente el valor real de VO2 (Heyward 1998). Por ello se han propuesto varios factores de corrección. Sirva de ejemplo el propuesto por Carl Foster (1996):

VO2max corregido = 0.869·ACSM-0.07 Ecuación 12

Donde "ACSM" representa el valor de VO2max obtenido con la ecuación de estado estable del ACSM (ecuaciones 10 y 11).

La imprecisión en la predicción del VO2max a partir de la Wmax, o la velocidad máxima (Vmax) alcanzadas al final de un test de esfuerzo incremental, se halla por debajo del 10 % del valor real en el 95 % de los sujetos. Esta imprecisión es mucho menor que la imprecisión de la predicción del VO2max a partir de test submáximos.

Predicción del VO2max mediante test de campo.

Anteriormente hemos visto que es posible predecir el VO2max, a partir de la potencia máxima, o la velocidad máxima, alcanzada en un test de esfuerzo de intensidad de progresiva hasta el agotamiento. La mayoría de los tests comentados requieren ergómetros o tapices rodantes, por lo que su realización no está al alcance de todo el mundo. Este problema ha sido, en parte obviado, a través del diseño de tests de campo, también llamados tests de pista para distinguirlos de los tests que se efectúan normalmente en los laboratorios de Fisiología del Ejercicio. Algunos de los tests de pista, como el test de Luc Léger o test de la Universidad de Montréal, reproducen en la pista un test de esfuerzo de intensidad progresiva hasta el agotamiento. Otros en cambio, se basan en la relación que existe entre la marca conseguida en una


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determinada distancia o su equivalente, la máxima distancia recorrida en un intervalo de tiempo concreto, y el VO2max.

Test de Cooper.

El test de Cooper se basa en medir la máxima distancia recorrida en 12 minutos. Para ello es necesario familiarizar adecuadamente a los sujetos a correr en una pista de atletismo (o circuito llano, convenientemente medido) de tal manera que aprendan a dosificar el esfuerzo en función de la duración del test. Este aspecto es sumamente importante. En nuestro laboratorio hemos constatado que la marca conseguida en un test de 2.000 m mejora un 7 % al repetir 6 veces el test en días diferentes, mientras que la marca en un test de velocidad de 60 m permanece estable. En ambos casos los sujetos no fueron familiarizados. En el contexto de la evaluación de la capacidad de resistencia, los resultados del test de 2.000 m habrían sido interpretados como indicativos de una mejora de la resistencia, cuando en realidad son debidos al efecto aprendizaje (Chavarren y col., no publicado). Midiendo la distancia recorrida con un error inferior a 1 m, es posible predecir el VO2max en ml.kg-1.min-1 aplicando alguna de las fórmulas que han sido propuestas(Cooper 1968):

VO2max = (0.022 x d) - 10.39 (“d” = distancia recorrida en m) Ecuación 13.

Otra posibilidad es emplear la ecuación 10, que al correr en llano se transforma en:

VO2 = (0.2 x V) + 3.5 Ecuación 14

Donde VO2 es el consumo de oxígeno en ml.kg-1.min-1 y “V” la velocidad en m.min-1 (calculada a partir de la distancia recorrida y el tiempo empleado). No obstante, algunos autores han observado que esta fórmula da un valor de VO2 que es ligeramente inferior (un 7 %) al VO2max (McCutcheon y col. 1990). En cualquier caso, la estimación del VO2max mediante el test de Cooper comporta un error, cuanto menos, del 10 % (Cooper 1968; Sidney y Shephard 1977).

Tests de carrera en distancia fija.

Se han comunicado coeficientes de correlación comprendidos entre 0.30 y 0.90, entre la marca obtenida en distancias fijas de 1.000 m y 5.000 m y el VO2max (Jackson y col. 1990; Javierre y col. 1993; Noakes 1991; Rasch 1974; Shaver 1975; Wiley y Shaver 1972). Las diferencias entre unos estudios y otros están principalmente relacionadas con


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las características de las muestras estudiadas. En general, este tipo de test obtiene resultados más fiables en corredores que en sujetos que nunca han participado en pruebas atléticas de distancia fija. A título de ejemplo, puede predecirse el VO2max a partir de la marca en 5 km, aplicando la fórmula de Davies y Thompson (1979):

VO2max (ml.kg.min-1) = 129,73 - [3,617 x t (min)] Ecuación 15

Donde “t” es el tiempo en minutos necesario para recorrer 5 km.

Test de pista de la Universidad de Montréal.

Es un test de esfuerzo de intensidad progresiva efectuado en una pista de atletismo. La velocidad es aumentada cada 2 minutos hasta provocar el agotamiento del sujeto. El ritmo correspondiente a cada velocidad es marcado por las señales acústicas emitidas por una cinta de sonido y un reproductor convenientemente calibrados. Mucho mejor si se utiliza un grabación en "compact disk" (CD). El VO2max se obtiene a partir de la ecuación:

VO2max = 14,49 + (2,143 x V) + (0,0324 x V2) Ecuación 16

Donde el VO2max viene expresado en ml.kg-1.min-1 y “V” es la velocidad correspondiente al último incremento de carga en km.h-1 completado (Leger y Boucher 1980). El error en la predicción del VO2max con este test es de 2.8 ml.kg-1.min-1 (coeficiente de variación: 4.6%), cuando se administra a una población similar a la que se empleó para la obtención de la ecuación de regresión que relaciona la velocidad máxima en el test y el VO2max.

Test de Course Navette de 20 m o test de Luc Léger.

El test de Course Navette es un test esfuerzo, de intensidad progresiva hasta el agotamiento, concebido para su realización en canchas deportivas (Leger y Lambert 1982). Esencialmente consiste en correr, en viajes de ida y vuelta una distancia de 20 m, por un pasillo de 1 m de anchura. El ritmo de carrera es marcado por una cinta de sonido, convenientemente calibrada. Los sujetos testados deben ajustar su velocidad de carrera de tal manera que a cada pitido se hallen en uno de los dos extremos del pasillo. Cuando un sujeto no es capaz de seguir el ritmo marcado por las señales sonoras debe abandonar la pista y se registra la velocidad o estadio que ha alcanzado. En su versión original el test se inicia a una velocidad de 7,5 km.h-1 (equivalente a 7 METs) que es incrementada en 0.5 km.h-1 cada 2 minutos. Cada 30 segundos la cinta sonora indica el estadio, de tal forma que los sujetos pueden decidir si están en condiciones o no, de


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continuar el test y completar otro 1/4 de estadio. El VO2max puede obtenerse a partir de la fórmula:

VO2max = (5.857 x V) - 19.458

(SEE: ± 5.4 ml.kg-1.min-1; r=0.84) Ecuación 17

Donde el VO2max viene expresado en ml.kg-1.min-1 y “V” es la velocidad máxima alcanzada en km.h-1.

Existen varias versiones del test por lo que la ecuación anterior sólo es válida para la versión inicial. Cada versión tiene su propia ecuación para estimar el VO2max.

Finalmente, debemos destacar que uno de los aspectos metodológicos más importantes en la administración de este tipo de test es la verificación de la velocidad de reproducción del equipo de sonido. Un error de 1 segundo en la velocidad de reproducción de la cinta de audio provoca un error de 2.5 % en la predicción del VO2max.

Aún a pesar que el error de predicción del VO2max de los tests de campo es bastante elevado, la velocidad máxima alcanzada al final del test es tan reproducible como la Wmax alcanzada al final de un test de esfuerzo incremental en cicloergómetro, siempre que no haya viento. Por ello, estos tests tienen interés para estud iar la evolución longitudinal de la resistencia cardiorrespiratoria en ausencia de instrumentos de medida más sofisticados.

4.1.2. Valoración de la capacidad aeróbica mediante la determinación de la concentración de lactato en sangre durante el ejercicio.

La determinación de la concentración de lactato en sangre, o lactatemia, constituye unos de los procedimientos más utilizados en el control y planificación del entrenamiento de resistencia. La evolución de la lactatemia durante el ejercicio depende múltiples factores como son: la intensidad del esfuerzo, la duración del ejercicio, la disponibilidad de substratos energéticos, la cantidad de masa muscular activada durante el ejercicio, el tipo de contracción muscular producido durante el ejercicio, las condiciones medioambientales en las cuales se desarrolla el esfuerzo y el estado de entrenamiento que presenta el deportista (Shephard 1996; Shephard y col. 1989; Weltman 1995).

En 1936 se publicó el primer estudio concienzudo en el que se analizaron los efectos de la intensidad del ejercicio y del estado de entrenamiento sobre la lactatemia durante el esfuerzo de intensidad constante (Bang 1936). Bang observó que, en los sujetos


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entrenados, la lactatemia empezaba a aumentar a intensidades de esfuerzo más elevadas. Así mismo, Bang (1936) constató que, a una misma intensidad absoluta de esfuerzo, la lactatemia aumenta más en los sujetos no entrenados. Estudios posteriores confirmaron estos hallazgos (Crescitelli y Taylor 1944; Holmgren y Ström 1959; Robinson y Harmon 1941). Sin embargo, no fue hasta la década de los 70 en que se empezó a utilizar de forma sistemática la determinación de la respuesta lactatémica al esfuerzo como criterio de capacidad de resistencia. En esta misma época (1970-80) surgen en la literatura científica, numerosos términos para referirse a la intensidad de esfuerzo a partir de la cual la concentración de lactato en sangre empieza aumentar (o cambia de forma notoria su comportamiento) como, por ejemplo: umbral láctico, estado estable máximo, umbral anaeróbico ("anaerobic threshold", en inglés), umbral aeróbico, umbral anaeróbico individual, punto de ruptura del lactato ("lactate breaking point", en inglés), punto de cambio del lactato ("lactate turn point", en inglés), inicio de la acumulación de lactato en sangre ("Onset of Blood Lactate Accumulation" o "OBLA", en inglés), inicio de la acumulación de lactato en plasma ("Onset of Plasma Lactate Accumulation" u "OPLA", en inglés) (López Chicharro y Legido Arce 1991; Noakes 1991; Weltman 1995). No obstante, el término más utilizado ha sido, sin duda, el de umbral anaeróbico, que fue propuesto por Wasserman y col. (1964; 1973).

Aunque estos términos tratan, en esencia, de describir fenómenos parecidos, utilizan criterios muy diferentes para identificar la intensidad de esfuerzo (o el VO2) a partir de la cual se produce el aumento de la concentración de lactato en sangre. Como consecuencia, aplicando unos criterios u otros se obtienen intensidades de esfuerzo muy diferentes, lo que ha originado una gran confusión. Por esta razón se habla de “modelos de umbral anaeróbico”. Los distintos modelos de umbral anaeróbico se pueden clasificar en dos categorías conceptuales:

a) Las que interpretan el umbral "anaeróbico" como la intensidad de esfuerzo, a partir de la cual se inicia el aumento de la lactatemia, tal y como habían preconizado inicialmente Hollmann (Hollmann 1959; Hollmann 1985), Wasserman y McIlroy (Wasserman y McIlroy 1964) y Wasserman y col. (1973). Este fenómeno tiene lugar a intensidades de esfuerzo entre el 50 y el 70 % del VO2max (Shephard 1996; Wasserman y col. 1973; Weltman 1995). Algunos autores denominan a este umbral como "umbral aeróbico" (Kindermann y col. 1979). No obstante, el término más adecuado desde el punto de vista fisiológico es de “umbral láctico”.

b) Las que consideran el umbral "anaeróbico" como la intensidad de esfuerzo correspondiente a la máxima concentración de lactato, que puede ser mantenida estable durante el esfuerzo (concentración máxima de lactato en estado estable, MaxLact-st o MLSS). Este concepto fue propugnado inicialmente por los fisiólogos alemanes de la Facultad del Deporte de Colonia. Entre los partidarios de este enfoque hay que reseñar a Mader y col. (1976), Kindermann y col. (1979), Keul y col. (1979), Sjödin y Jacobs (1981), Simon y col. (1981), Stegmann y col. (Schnabel y col. 1982; Stegmann y


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Kindermann 1982; Stegmann y col. 1981) y Heck y col. (1985). Aunque estos autores consideraron que el umbral "anaeróbico" corresponde a la intensidad de esfuerzo que coincide con el MaxLact-st, discreparon entre ellos en los procedimientos a emplear para determinar el MaxLact-st y su intensidad correspondiente. La principal causa de la controversia fue debida a algunos investigadores consideraron que el MaxLact-st correspondía a una concentración fija de 4 mmol.l-1 de lactato en sangre, pues en la mayoría de los estudios que efectuaron en esa época observaron que la lactatemia media correspondiente a la intensidad del MaxLact-st era de 4 mmol.l-1. Pronto se comprobó que la concentración de lactato en sangre correspondiente al MaxLact-st no era la misma en todos los sujetos, es decir que había deportistas que presentaban lactatemias superiores o inferiores a 4 mmol.l-1 en el MaxLact-st. Como consecuencia de estas dos tendencias se propusieron dos tipos de tests para determinar la intensidad de esfuerzo correspondiente al MaxLact-st:

- Métodos destinados a determinar la intensidad de esfuerzo correspondiente a 4 mmol.l-1 (Heck y col. 1985; Kindermann y col. 1979; Mader y col. 1976; Sjodin y Jacobs 1981). A este tipo de umbral "anaeróbico" se le denominó umbral fijo de 4 mmol.l-1.

- Métodos para determinar el umbral anaeróbico individual o IAT ("Individual Anaerobic Threshold", en inglés) para diferenciarlo del umbral fijo de 4 mmol.l-1 (Baldari y Guidetti 2000; Coen y col. 2001; Keul y col. 1979; Simon y col. 1981; Stegmann y Kindermann 1982; Stegmann y col. 1981).

En este texto y, en coherencia con la terminología adoptada en otros módulos del Master de Alto Rendimiento, cuando utilicemos el término “umbral anaeróbico” sin más, estaremos refiriéndonos al umbral anaeróbico individual o máximo estado estable de lactato (MaxLact-st). En cambio, para referirnos a la intensidad de esfuerzo a partir de la cual se produce un incremento de la lactatemia por encima de los valores de reposo emplearemos el término "umbral láctico" o “umbral aeróbico”. Por otro lado, utilizaremos el término “umbrales lácticos” para referirnos a los distintos tipos de umbrales con carácter general.

4.1.2.1. Determinación directa de los umbrales lácticos.

Puesto que con el entrenamiento de resistencia los umbrales lácticos tiene lugar a intensidades cada vez más elevadas y puesto que, en general, los deportistas que presentan este fenómeno a una intensidad de esfuerzo más alta, son los que muestran una mayor capacidad de resistencia, la determinación del umbral láctico es uno de los tests más practicados en la valoración de la capacidad de resistencia aeróbica (Weltman 1995). Los umbrales lácticos pueden ser determinados por procedimientos directos o invasivos, que requieren la extracción de muestras de sangre y por técnicas indirectas o


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no invasivas. En este apartado nos ocuparemos únicamente de los procedimientos directos. Así para determinar el umbral láctico se pueden utilizar dos tipos de tests: tests de intensidad constante y tests incrementales.

Tests de intensidad constante.

Desde la publicación de la tesis de Bang (1936) se sabe que durante el ejercicio de intensidad constante, y duración superior a 15-20 min, se pueden observar tres tipos de respuestas en la concentración de lactato en sangre: que la lactatemia no aumente, que aumente y se estabilice a los pocos minutos de ejercicio (de 5 a 10 min) o que aumente de forma continua hasta la finalización del esfuerzo. El patrón de respuesta de la lactatemia durante el esfuerzo de intensidad constante depende de la intensidad relativa del esfuerzo:

1) Así, cuando el esfuerzo es de baja intensidad (inferior al 50-70 % del VO2max) la lactatemia no aumenta (o aumenta transitoriamente, recuperando durante el propio ejercicio los valores de reposo).

2) Si el esfuerzo es de moderada intensidad (entre el 65 y el 90 % VO2max), la lactatemia aumenta al principio del esfuerzo y se mantiene elevada durante el resto del esfuerzo mostrando una concentración estable o decreciente.

3) Finalmente, cuando la intensidad del esfuerzo es elevada (superior al 80-90 % VO2max) la lactatemia aumenta desde el inicio del esfuerzo hasta su finalización, sin llegar a estabilizarse en ningún momento.

Determinación del MaxLact-st mediante tests de intensidad constante: test de Billat.

La intensidad de esfuerzo correspondiente al MaxLact-st o IAT se encuentra entre el 50 y el 90 % del VO2max, siendo superior en los sujetos entrenados en resistencia. Durante el ejercicio a la intensidad del MaxLact-st la concentración de lactato se ha de permanecer estable y la intensidad del esfuerzo se ha de poder mantener durante al menos 30 min (Heck y col. 1985; Stegmann y col. 1981; Urhausen y col. 1993). No obstante, cabe plantearse ¿qué se entiende por una lactatemia de esfuerzo estable? En sentido estricto la lactatemia no debería cambiar a lo largo del esfuerzo, es decir, que si determinamos por regresión lineal la relación lactato duración del esfuerzo, la pendiente de esta relación debería ser igual a 0, excluyendo del análisis la fase inicial del esfuerzo (los primeros 5 ó 10 min), durante la cual una parte importante del incremento de la lactatemia es debida al déficit de O2 inicial del esfuerzo. No obstante, Weltman


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(Weltman 1995) considera que se ha alcanzado la intensidad correspondiente al MaxLact-st cuando la lactatemia aumenta menos de 1 mmol.l-1 entre el minuto 5 y el 20 del ejercicio. Igualmente, Heck (Heck 1991) considera que se ha alcanzado el MaxLact-st cuando la lactatemia aumenta menos de 1 mmol.l-1 en los 20 últimos minutos de un esfuerzo de intensidad constante. A diferencia de otros (Billat y col. 1995; Weltman 1995), Heck (1991) considera que la duración del test debe ser de 30 min y que no es adecuado tomar como valor inicial de la fase de estado estable el valor registrado en el min 5, pues en algunos sujetos es posible observar que la evolución de la lactatemia es todavía ascendente entre el minuto 5 y el 10, a intensidades de esfuerzo que aún son inferiores a la del MaxLact-st (Heck 1991). Por ello, recomienda efectuar la comprobación de la estabilidad de la lactatemia entre el minuto 10 y el minuto 30 del ejercicio. Otros investigadores defienden criterios más estrictos y sólo consideran que el lactato está estable si el aumento en los últimos 15 minutos del ejercicio ha sido inferior a 0.5 mmol.l-1 (Urhausen y col. 1993).

El test de Billat consiste en la determinación del MaxLact-st a partir de la respuesta lactatémica observada en dos esfuerzos de intensidad constante, de 20 minutos de duración (15 en el caso de niños) separados por un intervalo de descanso de 40 minutos (Billat 1992; Billat y col. 1994; Billat y col. 1995). El primer ejercicio debe realizarse a una intensidad ligeramente inferior a la intensidad correspondiente al MaxLact-st (entre el 50 y 70 % el VO2max, dependiendo del grado de entrenamiento del deportista). Tras un período de recuperación de 40 min se efectúa otro esfuerzo de intensidad constante, pero a una intensidad ligeramente superior a la que correspondería al MaxLact-st (del 70 al 90 % del VO2max). Durante los tests de intensidad constante se determina la lactatemia en sangre capilar a los 5 y a los 20 minutos de ejercicio. A continuación, se calcula la diferencia en concentración de lactato en sangre (? L) entre el minuto 20 y el minuto 5. Generalmente esta diferencia será negativa para intensidades de esfuerzo inferiores al MaxLact-st y positiva para las intensidades de esfuerzo superiores al MaxLact-st (Figura 4.2.7). La intensidad al MaxLact-st se determina hallando por interpolación lineal la intensidad de esfuerzo en la que ? L=0 (Figura 4.2.8). La lactatemia correspondiente al MaxLact-st también se puede calcular por interpolación lineal, entre los valores medios de lactatemia observados entre los 5 y los 20 min de esfuerzo en cada una de las dos intensidades (Figura 4.2.9).

Supongamos que efectuamos un test de Billat en la pista de atletismo a un futbolista cuya velocidad aeróbica máxima es de 17.25 km.h-1. Para ello elegimos dos intensidades de esfuerzo, una correspondiente a un 65 % de su VO2max (12 km.h-1), ya que sabemos que este futbolista es capaz de correr durante más de una hora a 12 km.h-1. Arbitrariamente elegimos como segunda intensidad 15 km.h-1 (85 % del VO2max), pues sabemos que es capaz de mantener esta velocidad de carrera durante, por lo menos, 20 min. Tal y como puede apreciarse en la figura 4.13 (??), durante la carrera a 12 km.h-1, la lactatemia disminuyó, pasando de 3.5 a 2.8 mmol.l-1 (? L12 = -0.467 mmol.l-1.min-1). En cambio, durante el esfuerzo a 15 km.h-1, la lactatemia aumentó, pasando de 4.5 a 5.5


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mmol.l-1 (? L15 = 0.0667 mmol.l-1.min-1).

Figura 4.2.7. Evolución de la lactatemia en futbolista al efectuar dos esfuerzos de 20 min, uno a 12 y el otro a 15 km.h-1. Obsérvese que entre el minuto 5 y el 20, la lactatemia disminuye al correr a 12 km.h-1 (cuadrados negros), mientras que aumenta al correr a 15 km.h-1 (círculos negros).

Para determinar la velocidad de carrera correspondiente al MaxLact-st se calcula por regresión lineal la relación existente entre el incremento de lactatemia (? L) y la velocidad de carrera (figura 4.14). Por regresión lineal se obtiene que:

? L = 0.0378·V - 0.5; donde “V” es la velocidad de carrera en km.h-1

Una vez conocida dicha relación, se sustituye en la ecuación ? L por 0, puesto que durante el esfuerzo a la velocidad correspondiente al MaxLact-st (VMaxLact-st) la lactatemia tiene que permanecer constante. Así, en nuestro futbolista tendríamos:

VMaxLact -st = 0.5/0.0378 = 13.22 km.h-1


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Velocidad de carrera (km.h-1)

11 12 13 14 15 16

Incr

emen

to d

e la

ctat

emia

(mm

ol.l

-1.m

in-1

)

-0,06

-0,04

-0,02

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

y = 0.0378x - 0.5

VMaxLact-st

Figura 4.2.8. Cálculo de la velocidad correspondiente al MaxLact-st (VMaxLact-st) mediante el test de Billat. El cuadrado negro corresponde a la velocidad de 12 km.h-1, mientras que el círculo negro representa a la velocidad de 15 km.h-1.

Para determinar el valor de la concentración de lactato correspondiente al Maxlact-st, se calcula por regresión lineal la relación existente entre la concentración media de lactato registrada entre el minuto 5 y el 20 de cada velocidad (Lm), y el incremento de lactatemia correspondiente a cada velocidad de carrera (figura 4.15). Así, la concentración media de lactato en sangre durante el esfuerzo a 12 km.h-1 fue de 3.15 mmol.l-1, mientras que a 15 km.h-1 fue de 5 mmol.l-1. La ecuación resultante que define la relación entre la lactatemia media y el incremento de lactatemia (L) fue la siguiente:

L = 0.0613·Lm - 0.24

Puesto que a la intensidad de esfuerzo correspondiente al MaxLact-st ? L=0, tendremos que Lm en el MaxLact-st o “LmaxLact-st” será:

LMaxLact -st = 0.24/0.0613 = 3.92 mmol.l-1


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Lactatemia (mmol.l-1)

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5

Incr

emen

to d

e la

ctat

emia

(mm

ol.l-1

.min

-1)

-0,06

-0,04

-0,02

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

y = 0.0613x - 0.24

LMaxLac-st

Figura 4.2.9. Cálculo de la lactatemia correspondiente al MaxLact-st (LMaxLact-st) mediante el test de Billat. El cuadrado negro corresponde a la velocidad de 12 km.h-1, mientras que el círculo negro representa a la velocidad de 15 km.h-1.

Este test presenta algunas ventajas que deseamos resaltar. Por ejemplo, el test de Billat se puede efectuar tanto en condiciones de laboratorio como de campo. Permite evaluar de forma específica al deportista y además, permite determinar si la lactatemia evoluciona en la dirección esperada, es decir, si va disminuyendo a una misma intensidad absoluta de esfuerzo a medida que avanza el entrenamiento. No obstante, estos tests son más largos que los tests incrementales y no permiten determinar otros índices de interés en la valoración de la resistencia aeróbica como son el VO2max, la intensidad máxima alcanzada al final del test de esfuerzo, el pulso máximo de oxígeno, etc. De ahí que se hayan desarrollado tests incrementales que también permiten determinar el MaxLact-st.

Tests de intensidad progresivamente creciente hasta el agotamiento.

En este contexto se ha juzgado conveniente describir los principales modelos que se han propuesto para describir el comportamiento de la lactatemia durante el esfuerzo de intensidad progresivamente creciente hasta el agotamiento. De acuerdo con Wasserman y col. (1999), existen dos corrientes a la hora de describir el comportamiento de la lactatemia durante el esfuerzo de intensidad progresiva. Una que defiende la existencia de uno o dos puntos de ruptura en la relación lactatemia/intensidad (modelos de umbral). En contraposición, la otra corriente considera que la lactatemia aumenta de


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forma continua durante el esfuerzo incremental siguiendo un comportamiento exponencial o parabólico (modelos continuos). En este texto, nos vamos a referir fundamentalmente a los modelos de umbral y a los tests más apropiados para determinar los umbrales lácticos, en función del modelo seleccionado. Los modelos de umbral láctico se clasifican en: modelos de inflexión única y modelos de doble inflexión. Los modelos de inflexión única consideran que sólo es posible identificar un punto de ruptura, o cambio, en la relación lactato/intensidad durante el esfuerzo de intensidad progresivamente creciente hasta el agotamiento. En cambio, los modelos de doble inflexión defienden la existencia de dos punto, o intensidades de esfuerzo, a partir de las cuales la lactatemia aumenta de forma más acusada, en el curso del esfuerzo incremental hasta el agotamiento.

Modelos de inflexión única.

Los modelos clásicos de transición del metabolismo aeróbico al anaeróbico definieron una intensidad crítica a partir de la cual se produce un aumento de la lactatemia, con respecto al nivel de reposo, detectado por inspección visual de las gráficas lactato-VO2 o lactato- intensidad de esfuerzo (Hollmann 1959; Wasserman y McIlroy 1964; Wasserman y col. 1973). La inspección visual es un procedimiento poco objetivo para identificar el umbral láctico, por ello se desarrollaron métodos basados en procedimientos matemáticos. Beaver y col. (1986) propusieron emplear una transformación logarítmica de la concentración de lactato arterial y el VO2 (Beaver y col. 1986). Para ello sometieron a 10 individuos de 19 a 39 años de edad, a un protocolo de esfuerzo de intensidad progresivamente creciente hasta el agotamiento. Tras 4 minutos de pedaleo sin carga, incrementaron ésta en 15 w.min-1. Para medir la concentración de lactato utilizaron muestras de sangre arterial obtenidas mediante un catéter colocado en la arteria braquial, recogidas cada 2 minutos. Observaron que, tomando logaritmos de la concentración de lactato y del VO2, la representación gráfica de los valores obtenidos se distribuye alrededor de dos rectas, que pueden ser ajustadas por regresión lineal (Figura 4.2.10). El punto de intersección de ambas corresponde al umbral láctico. Originalmente, Beaver y col. (1986) decidían por inspección visual (o sea, subjetivamente) qué puntos incluir en cada una de las dos rectas definidas. Por lo que este procedimiento, tal y como fue concebido originalmente, no escapaba a la crítica de la subjetividad en la identificación del umbral láctico. Este problema se ha resuelto dejando que un ordenador, ajuste dos rectas tales que el error cuadrático medio sea mínimo. Posteriormente se calcula el valor de lactato e intensidad en la intersección (Morton 1989; Myers y col. 1994).

Alternativamente, Coyle y col. (1991) definieron el umbral láctico como la intensidad de esfuerzo (o VO2) correspondiente a una concentración de lactato en sangre venosa 1 mM superior a la observada al 60 % del VO2max (Coyle y col. 1991). Para ello emplean


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un test escalonado, manteniendo cada carga durante 5 minutos, hacia el final de los cuales toman las muestras para lactato. Realmente, Coyle y col. (1991) no definen un punto de inflexión en la relación lactato/intensidad, si no que toman un punto de referencia arbitrario, pero claramente definido.

Figura 4.2.10. Método de Beaver y col. (1986) para la detección del "umbral anaeróbico" (umbral láctico). En la gráfica superior se representa la evolución de lactatemia en función de la intensidad. La flecha indica la localización del umbral láctico. En la gráfica inferior se representa el logaritmo de la concentración de lactato en sangre frente al logaritmo de la intensidad de esfuerzo. La intersección de ambas rectas corresponde al umbral láctico. Datos obtenidos en un sujeto, tomando muestras de sangre capilar cada minuto durante la realización de un test de esfuerzo en cicloergómetro (rampa 20 w/min) (Calbet, datos

no publicados).

Modelos de doble inflexión.

Los modelos de doble inflexión tienen sus orígenes en Alemania. A finales de los 70 los fisiólogos alemanes habían demostrado mediante tests de intensidad constante la existencia del MaxLact-st, que denominaron “umbral anaeróbico” (Mader y col. 1976). Así mismo, constataron que el valor medio de la lactatemia durante el esfuerzo prolongado a la intensidad correspondiente al MaxLac-st era de 4 mmol.l-1. Sin


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embargo, los valores de lactatemia en el “umbral anaeróbico” de Wasserman (inicio del aumento de la lactatemia durante el esfuerzo) se encontraban próximos a 2 mmol.l-1. Los fisiólogos alemanes observaron que durante el esfuerzo prolongado a la intensidad que produce una lactatemia de 2 mmol.l-1 el metabolismo es, sobre todo, aeróbico (Kindermann y col. 1979). Kinderman y col. (1979) trataron de conciliar sus observaciones, basadas en tests de intensidad constante, con las propuestas de Wasserman y col. (1964; 1973) que se basaban en tests de intensidad progresiva hasta el agotamiento. Por ello, Kinderman y col. (1979) adoptaron un modelo basado en dos umbrales: un aeróbico y otro anaeróbico. Así, consideraron que la intensidad correspondiente al “umbral aeróbico” es aquella que provoca un lactatemia de 2 mmol.l-1, mientras que definen como “umbral anaeróbico” la intensidad de esfuerzo que provoca una lactatemia de 4 mmol.l-1 (Figura 4.2.11). Este modelo permitió clasificar los esfuerzos de intensidad constante en tres categorías (Kindermann y col. 1979):

- Ejercicios exclusivamente aeróbicos, que serían aquellos que provocarían lactatemias inferiores a 2 mmol.l-1.

-E jercicios aeróbico-anaeróbicos, que serían aquellos que provocarían lactatemias comprendidas entre 2 y 4 mmol.l-1.

-Ejercicios anaeróbicos, que serían aquellos que provocarían lactatemias superiores a 4 mmol.l-1.

Kindermann y col. (1979) aplicaron este modelo al control del entrenamiento. Defendieron que las intensidades de entrenamiento iguales o inferiores al umbral aeróbico permitirían, tan sólo, el mantenimiento de la condición física. Mientras que, intensidades de entrenamiento en la zona de transición aeróbica-anaeróbica promoverían un aumento de la capacidad física. Sin embargo, no existen razones fisiológicas que permitan defender concentraciones fijas de lactato para el umbral anaeróbico. Por otro lado, no es correcto considerar que las tres fases se pueden identificar en función de concentraciones fijas de lactato en sangre (2 y 4 mmol.l-1). Las zonas de intensidad de esfuerzo descritas por Kindermann y col. (1979) son similares a las tres zonas metabólicas que pueden distinguirse durante el ejercicio incremental a partir de la respuesta de las variables respiratorias (VO2, VE, VCO2, RER, VE/VO2, VE/VCO2, frecuencia respiratoria, RER, FiO2, FEO2, PETO2 y PETCO2) ventilatorias que se utilizan para determinar los umbrales ventilatorios VT1 y VT2 (Gaesser y Poole 1996; Skinner y McLellan 1980; Wasserman y col. 1999).


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Figura 4.2.11. Modelo de Kindermann, aplicado al esfuerzo de intensidad progresivamente creciente hasta el agotamiento. ZA: zona aeróbica (hasta una lactatemia de 2 mmol.l -1); zona de transición aeróbica-anaeróbica (de 2 a 4 mmol.l -1); zona anaeróbica (por encima de 4 mmol.l -1). Obsérvese que, según este modelo, las velocidades de carrera correspondientes al umbral aeróbico y anaeróbico son 15 m.s-1 y 18 m.s -1, respectivamente.

Tests incrementales para determinar los umbrales lácticos.

Para el control y programación del entrenamiento es de gran interés determinar las intensidades de esfuerzo que delimitan las tres zonas metabólicas comentadas en el apartado anterior. Generalmente, no es posible identificar dos puntos claros de ruptura en la relación lactato/intensidad (VO2) durante el esfuerzo progresivamente creciente hasta el agotamiento, incluso en ocasiones es difícil hasta identificar uno sólo punto de inflexión (Heck 1991; Hughson y col. 1987; Myers y col. 1994; Yeh y col. 1983). Esto es debido a que el metabolismo muscular durante el ejercicio de intensidad progresivamente creciente fluye paulatinamente de la oxidación de lípidos al consumo de hidratos de carbono, en función de la intensidad relativa del esfuerzo (Brooks 1997; Brooks y Mercier 1994). Por ello, es necesario recurrir a otro tipo de variables como, por ejemplo variables respiratorias (Gaesser y Poole 1996; Skinner y McLellan 1980), o efectuar dos tests, un test incremental para determinar el “umbral aeróbico” (o primer umbral) y un otro test para determinar el MaxLact-st (o segundo umbral).


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¿Qué características deben reunir los tests de esfuerzo de intensidad progresivamente creciente para determinar los umbrales lácticos? En la actualidad se considera que el mejor procedimiento para determinar el umbral láctico (o “umbral aeróbico de Kindermann”) es el de transformación logarítmica de Beaver (Myers y col. 1994). No obstante, hay que tener en cuenta varios aspectos importantes. Primero, si desea medir también el VO2max, el test debe amoldarse a los requisitos que expusimos en el apartado 4.1.1.2. Segundo, que los tests más adecuados son los tests en rampa (Wasserman y col. 1999), programados con una tasa de incremento de carga tal, que produzcan el agotamiento en alrededor de los 10 min (Myers y col. 1994). Tercero, que la intensidad de la rampa afecta al valor de la lactatemia en el umbral láctico y a la relación lactato/VO2 (MacFarlane y col. 1983; Yoshida 1984). Los tests más rápidos (rampas más elevadas) producen lactatemias en el umbral más bajas. Cuarto, que hay que extraer un gran número de muestras de sangre y así disponer de suficientes puntos por encima y por debajo del umbral láctico, para la identificación matemática del umbral (Beaver y col. 1986; Campbell y col. 1989; Myers y col. 1994). Aunque no existe una regla definida al respecto, es conveniente disponer de, al menos, 5 ó 6 puntos por debajo del umbral láctico (esto implica recoger muestras de lactato cada 30-45 s, en el curso de un test en rampa hasta el agotamiento de unos 10 min de duración.

Los tests escalonados son más adecuados para estudiar los efectos del entrenamiento sobre la respuesta lactatémica al esfuerzo. En este último caso, lo ideal sería que en las cargas submáximas sean mantenidas durante suficiente tiempo como para que la lactatemia se estabilice. Por esta razón, los incrementos de carga deben efectuarse cada 4 ó 5 min (Heck 1991; Heck y col. 1985). Cuando se realicen test escalonados es conveniente que la primera intensidad de esfuerzo sea superior al 30 % del VO2max. Los incrementos de carga deben ajustarse para que sean equivalentes a 1 MET o a un 5-8 % del VO2max. O sea, si la primera carga requiere un VO2 de 25 ml.kg.min-1, la segunda debería requerir 28.5 ml.kg.min-1 y así sucesivamente. Es test debe ser continuado hasta obtener por lo menos dos valores de lactato por encima de los 4 mM (MacDougall y col. 1991). Además, si se desea repetir el test, por ejemplo, tras un proceso de entrenamiento, se deberá emplear el mismo protocolo.

Determinación del MaxLact-st mediante tests incrementales: Test de Tegtbur y colaboradores o test de lactato mínimo.

Este test se basa en realizar un test de intensidad progresivamente creciente 8 minutos después de efectuar un ejercicio supramáximo que haya inducido una acidosis láctica. El MaxLact-st corresponde a la intensidad de esfuerzo a partir de la cual la lactatemia deja de disminuir y empieza a aumentar durante el ejercicio incremental (Figura 4.2.12).


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Este test fue diseñado inicialmente para tapiz rodante (Tegtbur y col. 1991) y posteriormente para pista de atletismo (Tegtbur y col. 1993). Para producir la acidosis láctica los sujetos deben efectuar dos repeticiones máximas de 200 m con un minuto de recuperación. En corredores de fondo, un 300 m seguido de un 200 m, también con 1 minuto de recuperación. Tras efectuar el esfuerzo intermitente supramáximo los sujetos deben caminar durante 8 min. Transcurrido el período de recuperación, han de comenzar el test incremental. El test incremental se inicia a la velocidad que los deportistas utilizan habitualmente como recuperación activa (entre 3.00 y 4.33 m.s-1). La velocidad se incrementa cada 800 ó 1200 m en 0.33 m.s-1 hasta el agotamiento. Las muestras de sangre capilar se toman al minuto 7 de la recuperación (justo antes de iniciar el test incremental), y al final de cada incremento de carga mientras se interrumpe el test durante 30 s.

El lactato y la intensidad de esfuerzo correspondientes al MaxLact-st se determinan matemáticamente.

Tegtbur y col. (Tegtbur y col. 1993) validaron el test comprobando que durante el esfuerzo prolongado (8 km de carrera continua) a la intensidad correspondiente al lactato mínimo la lactatemia permanece estable o aumenta muy poco (0.4 mmol.l-1). Así mismo, observaron que durante el ejercicio prolongado a una velocidad 0.2 m.s-1 superior a la velocidad del lactato mínimo (en términos relativos, entre un 4.5 y un 5.2 % superior a la velocidad del lactato mínimo), la lactatemia mostró una evolución ascendente durante todo el test, por lo que muchos sujetos no fueron capaces de completar los 8 km. Además, los autores comprobaron que la velocidad correspondiente al lactato mínimo es independiente de la lactatemia al inicio del test incremental y no cambia aunque los niveles musculares de glucógeno estén disminuidos (Tegtbur y col. 1993).


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Figura 4.2.12. Determinación del MaxLact-st mediante el test de Tegtbur y col. (1993) o test de lactato mínimo.

Finalmente, debemos destacar que en deportistas de elite los valores de frecuencia cardíaca en los umbrales ventilatorios 1 y 2 (que delimitan las tres zonas de respuesta metabólica al esfuerzo) son estables a lo largo de la temporada, por lo que una sola determinación de los mismos al inicio de la temporada podría ser utilizada para programar el entrenamiento a lo largo de toda la temporada, tal y como demostró recientemente Lucía en ciclistas profesionales (Lucia y col. 2000). 4.1.3. Eficiencia energética y economía de movimiento.

Los términos eficiencia metabólica, eficiencia energética, eficiencia mecánica, economía y ergonomía metabólica se han utilizado para referirse a la relación existente entre la energía gastada y el trabajo producido durante la actividad física. Se denomina economía a la demanda de O2 de un esfuerzo concreto, medida como la relación entre el VO2 y la intensidad del esfuerzo, expresada en forma de velocidad de carrera, velocidad de nado, potencia desarrollada en el cicloergómetro, etc. Por ejemplo, si un ciclista pedalea con una carga de 200 vatios y mantiene un VO2 estable de 2400 ml.min-1, su economía de pedaleo será de 12 ml de O2 por minuto y por vatio (2400/200 ml.min-1.w-1). Numerosos investigadores han demostrado que la economía de carrera, es decir, la demanda aeróbica en VO2 para una velocidad de carrera submáxima, constituye uno de los factores discriminantes del rendimiento en los esfuerzos de resistencia,


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especialmente en sujetos con VO2max similar (Billat y col. 2001; Bransford y Howley 1977; Conley y Krahenbuhl 1980; Conley y col. 1981; Daniels 1985; Hausswirth y Lehenaff 2001; Krahenbuhl y Pangrazi 1983; Lucia y col. 2002; Morgan y col. 1989b; Noakes 1988; Saltin y col. 1995), de ahí que nos interesemos en su estudio.

Dadas las grandes dificultades técnicas que acarrea la medición del gasto energético por calorimetría directa y en vista de la escasa diferencia que existe entre las determinaciones directas e indirectas, en general menor al 0.5 % (McArdle y col. 2001a), la mayoría de los estudios basan sus cálculos en técnicas de calorimetría indirecta, a partir del VO2. Conocido el VO2 para una carga de trabajo concreta, se puede obtener con bastante precisión el coste energético de dicha actividad. Para ello se requiere medir simultáneamente la VCO2, de este modo se puede obtener el cociente respiratorio o RQ RQ = (VCO2/VO2).

A partir del RQ se puede calcular el gasto energético multiplicando el O2 consumido por el equivalente energético o calórico del O2. El equivalente energético del O2 depende del RQ no proteico. Zuntz y Schumburg propusieron en 1901 una tabla de equivalencias energéticas del O2 en función del cociente respiratorio no proteico. Posteriormente fue modificada por Lusk (1924). Desde entonces se ha usado universalmente. Recientemente, Péronnet y Massicotte (1991) han corregido esta tabla, según los conocimientos bioquímicos y fisicoquímicos contemporáneos (Tabla 4.1.1).

Sin embargo, para que estos cálculos del gasto energético a partir del RQ no proteico, sean válidos es necesario que se cumplan ciertas condiciones. En primer lugar, toda la energía requerida por el esfuerzo analizado ha de haberse obtenido en condiciones aeróbicas. En caso contrario se subestimaría el gasto energético real al no poderse computar adecuadamente la contribución de las vías anaeróbicas. Una segunda condición vinculada a la primera, es que la medición ha de realizarse en condiciones de ejercicio en estado estable, o sea la intensidad del esfuerzo debe ser constante. En tercer lugar, la duración del esfuerzo debe ser corta (no más de 10-15 min), para evitar el fenómeno de desviación del VO2 (VO2 drift). En cuarto lugar, la contribución de las proteínas como substrato energético ha de ser despreciable, o bien, tiene que ser cuantificada para así determinar el RQ-no proteico.

De lo expuesto se deduce que la energía gastada durante el ejercicio sólo puede determinarse con suficiente precisión si el esfuerzo es submáximo, a una intensidad inferior a la del MaxLact-st (Gaesser y Poole 1996). Por lo tanto, el RER ha de ser < 1 y la medición tiene efectuarse después de haberse alcanzado el estado estable. Cuando alguna de estas condiciones no se cumple se producen errores en la estimación del gasto energético y, por lo tanto, no es posible conocer cuál es la eficiencia.


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Tabla 4.1.1. Tabla de equivalencias energéticas del O2 en función del cociente respiratorio no proteico (Peronnet y Massicotte 1991).

4.1.3.1. Contribución de los estudios sobre eficiencia energética a la valoración de la condición física.

Hasta hace poco, la valoración de los sistemas aeróbicos de obtención de energía se había limitado a la determinación del VO2max y del "umbral anaeróbico". Sin embargo, en los últimos 20 años han ido apareciendo investigaciones demostrativas del valor predictivo y diagnóstico de los estudios sobre eficiencia energética y economía de movimiento. La mayoría de estos trabajos se han efectuado en corredores de fondo, siendo escasos los llevados a cabo en deportistas de otras disciplinas similares (Billat y


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col. 2001; Bransford y Howley 1977; Conley y Krahenbuhl 1980; Conley y col. 1981; Daniels 1985; Hausswirth y Lehenaff 2001; Krahenbuhl y Pangrazi 1983; Lucia y col. 2002; Morgan y col. 1989b; Noakes 1988; Saltin y col. 1995). En 1970, Costill y Winrow (1970) sugirieron que las diferencias en rendimiento de dos corredores de ultramaratón con VO2max similares, podían ser atribuidas a diferencias en economía de carrera. Posteriormente, otros autores han confirmado la hipótesis de Costill y Winrow (1970). Daniels (1974) observó que dos corredores de elite, cuyos tiempos en 2 millas eran de 10'31'' y 10'35'' respectivamente, mostraban una diferencia en VO2max superior a 10 ml.kg-1.min-1. La similitud en las marcas se achacó a diferencias en economía de carrera. Otros investigadores han descrito fenómenos parecidos (Scrimgeour y col. 1986).

.

Figura 4.2.13. Coste energético y velocidad de carrera de dos atletas con diferente VO2 max. Obsérvese que ambos presentan una marca similar en la distancia de 2 millas. El corredor con menor VO2 max es el más económico (adaptado de Daniels y col. (1974)).

Las investigaciones de corte transversal, demuestran que los sujetos entrenados en resistencia son más económicos que los no entrenados. Costill y col. (1973)


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encontraron, en 16 corredores de fondo, diferencias en economía de carrera entre sujetos de hasta un 12 %. Las cifras comunicadas por Williams (citado por Cavanagh y Kram (1985)), en 31 sujetos que corrían esporádicamente, son aún mayores alcanzando el 17 %. También se ha verificado que los corredores de maratón son más económicos que los mediofondistas (Daniels 1985). La economía de carrera de los corredores de maratón de elite (tiempo medio 2h 16 min) es superior a la que presentan los corredores de maratón de alto nivel (tiempo medio 2h 38 min) (Billat y col. 2001). Aunque hay poco datos publicados sobre economía y eficiencia de pedaleo en ciclistas, los resultados de un estudio reciente de Lucia y col. (2002) muestra evidencias indirectas que sugieren una mayor eficiencia y economía de pedaleo en los ciclistas profesionales, mientras que el VO2max es similar en ambos grupos (Lucia y col. 1998). No obstante, siempre permanece la duda del sesgo de selección. Podría ser que los sujetos dotados genéticamente de características que los hacen virtualmente más económicos se dediquen a disciplinas de resistencia, o sean precisamente los que triunfen en estas disciplinas. Al respecto, hay que destacar que los corredores de fondo y los ciclistas de elite presentan una distribución de fibras musculares con predominio de las fibras ST (Astrand y Rodahl 1986; Lucia y col. 2001), más eficientes que las fibras FT (Barclay 1994; Barclay 1996). Conley y Krahenbuhl (1980) obtuvieron índices de correlación superiores a r=0.80 entre la economía de carrera y el tiempo invertido en recorrer 10 km. Morgan y col. (1989a) analizaron la economía de carrera y el VO2max en 10 corredores de fondo. A partir de estos datos, obtuvieron la velocidad correspondiente al VO2max. Los autores verificaron que la economía de carrera, considerada aisladamente, mostraba un índice de correlación de r=0.64 con la marca en 10 km, mientras que el VO2max, también analizado separadamente, sólo alcanzó una correlación de r=-0.45. No obstante, la correlación entre la velocidad correspondiente al VO2max y la marca en 10 km, fue más intensa (r=-0.87). Se ha comprobado, recientemente, que una de las principales diferencias que existen entre los corredores Keniatas de elite y los corredores europeos de elite es la mayor economía de carrera de los corredores Keniatas (Saltin y col. 1995), que podría estar relacionada con la menor masa de sus extremidades inferiores (mucho más delgadas que las extremidades inferiores de los corredores blancos) (Henrik Larsen, comunicación personal).

Noakes confiere mayor valor predictivo del rendimiento en maratón a la velocidad máxima alcanzada en el test de esfuerzo en tapiz (r=-0.90) y a la velocidad correspondiente al umbral láctico (r=-0.88), que a la economía de carrera (r=0.20) y al VO2max (r=-0.76) (Noakes 1988; Noakes 1991). Aún así, resalta la importancia de evaluar el conjunto de los parámetros anteriores para poder comparar a unos atletas con otros, o controlar la evolución de la condición física con el entrenamiento. Aplicando los postulados de Noakes a la cicloergometría, resulta de especial interés en la valoración de la condición física determinar la potencia máxima alcanzada en el test de esfuerzo hasta el agotamiento, el umbral láctico (en nuestro caso el MaxLact-st), el VO2max y la economía de pedaleo.


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Aunque escasos, existen algunos estudios longitudinales sobre la evolución de la economía de carrera. Patton y Vogel (1977) observaron una ligera mejora de la economía de carrera, en 60 militares, tras 6 meses de entrenamiento. Svendenhag y Sjödin (1985) constataron un aumento significativo de la economía de carrera en 16 corredores de elite, seguidos durante 22 meses. Wilcox y Bulbulian (1984) no encontraron diferencias significativas en la economía de carrera, en 7 corredoras de fondo, entre el inicio y el final del período competitivo, cuya duración fue de 8 semanas. Daniels y col. (1978), en un estudio de duración similar (8 semanas), realizado en corredores de fondo aficionados, que incrementaron su kilometraje semanal de 20-30 a 50-70 km/sem. Sin embargo, ambas investigaciones, presentan en común un período de seguimiento que pudo ser demasiado corto para detectar cambios en sujetos previamente entrenados.

En ciclistas aficionados de alto nivel (VO2max medio de 75 ml.kg.min-1) se ha observado una mejora significativa de la economía de pedaleo entre la fase inicial y final de la temporada (Lopez Calbet y col. 1993). Cambios similares se observan en los ciclistas profesionales a lo largo de la temporada (Lucía, comunicación personal).

En resumen, tanto de los estudios de diseño transversal como de los de diseño longitudinal se desprende que la eficiencia mecánica juega un papel crucial en la determinación de la capacidad de resistencia. Los estudios más recientes demuestran que a las velocidades de acortamiento muscular propias de las pruebas de resistencia (carrera de fondo, ciclismo, remo etc...), los sujetos con mayor % de fibras ST son los que presentan mejores niveles de eficiencia. Finalmente, existen pruebas suficientes para afirmar que el entrenamiento de resistencia permite mejorar la eficiencia mecánica. Por lo tanto, la valoración de esta variable puede ser de utilidad en la evaluación de la capacidad de resistencia.


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4.2. Evaluación de la potencia y de la capacidad anaeróbicas.

Existe cierta confusión a la hora de establecer qué se entiende por potencia y capacidad anaeróbica. Por ello, en primer lugar vamos a concretar qué entendemos por potencia y capacidad de un sistema. Posteriormente expondremos los principales procedimientos que se pueden seguir para medir la potencia y capacidad anaeróbicas.

La potencia de un sistema es cociente entre el trabajo producido y el tiempo empleado en producirlo. Desde el punto de vista físico se representa como el producto de la fuerza y la velocidad. Por lo tanto una misma potencia puede ser alcanzada por dos procedimientos bien distintos y hasta cierto punto antagónicos. En uno la musculatura se contraería a gran velocidad, pero generando poca fuerza. La misma potencia podría ser generada contrayendo la musculatura a menos velocidad pero generando más fuerza. Esto es debido a la naturaleza parabólica de la relación fuerza/potencia. Sin embargo, la potencia máxima se alcanza sólo a una determinada relación óptima de fuerza y velocidad de contracción, que puede varia r entre personas e incluso puede ser diferente para distintos grupos musculares de una misma persona (Izquierdo y López Calbet 1999).

La potencia máxima anaeróbica se define como: “la potencia máxima generada cuando la energía necesaria para contraer los músculos es proporcionada únicamente por fuentes energéticas anaeróbicas.”

Green (1994) ha definido la capacidad anaeróbica como la cantidad máxima de ATP resintetizada por el metabolismo anaeróbico (de la totalidad del organismo) durante un tipo específico de esfuerzo máximo, de corta duración. Es decir, es condición "sine quae non" que el ejercicio produzca el agotamiento en poco tiempo. Si el agotamiento tiene lugar en menos de dos minutos, la cantidad de ATP suministrada por el metabolismo anaeróbico, probablemente no será máxima. El término capacidad anaeróbica indica el máximo de ATP que puede llegar a suministrar el metabolismo anaeróbico en un sólo esfuerzo.

La cantidad total de ATP que puede ser resintetizado por procesos metabólicos anaeróbicos y sin producción de lactato constituye la capacidad anaeróbica aláctica. Mientras que, a la cantidad total de ATP que puede resintetizar la vía glucolítica en un esfuerzo de máxima intensidad hasta el agotamiento se la denomina capacidad anaeróbica láctica o glucolítica. De igual modo, a la cantidad máxima de ATP resintetizada por unidad de tiempo, por parte del el metabolismo energético anaeróbico, sin producción de lactato, se la llama potencia anaeróbica aláctica. El término potencia anaeróbica láctica se emplea para referirse a la cantidad máxima de ATP resintetizada por unidad de tiempo, por parte del la glucólisis.


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La potencia anaeróbica aláctica viene determinada por la velocidad máxima con que la miosina ATPasa es capaz de hidrolizar ATP "in vivo", puesto que la velocidad de suministro de ATP por parte de la reacción de la creatina fosfoquinasa (CPK o CK) es superior a la máxima actividad de la miosina ATPasa y, por lo tanto, no es limitante. De ahí que, la expresión mecánica de la potencia anaeróbica aláctica sólo se manifestará en aquellos esfuerzos que reúnan las condiciones óptimas de velocidad y resistencia mecánica (fuerza), para que se pueda alcanzar la potencia mecánica máxima.

La potencia anaeróbica láctica depende la actividad de la fosfofructoquinasa (PFK), que probablemente alcanza su máxima actividad entre los 10 y 30 segundos de esfuerzo, debido al aumento de la temperatura y a la acumulación de metabolitos estimulantes de la PFK. Más allá de los 30-40 s, la caída del pH actúa inhibiendo a la PFK. Por ello, aquellos mecanismos capaces de retrasar la caída del pH intramuscular (capacidad tampón y capacidad de transporte de protones o hidrogeniones la espacio extracelular) podrían contribuir a la potencia y a la capacidad anaeróbicas. Para conocer el grado máximo de activación de la PFK, la capacidad tampón o la capacidad de transporte de protones, es necesario obtener una biopsia muscular. Aún así, no se puede determinar la máxima actividad de la PFK durante el ejercicio, al no ser posible la reproducción fiable de las condiciones microambientales presentes durante el ejercicio “in vivo”. En cambio, es posible determinar la dinámica con la que se acumula lactato en el músculo, pero se requieren varias biopsias musculares (Bogdanis y col. 1996; Spriet 1995). Para realizar cada biopsia habría que parar el esfuerzo, por lo que deberían utilizarse datos procedentes de esfuerzos interrumpidos tras lapsos temporales cada vez más largos y dejando un tiempo de recuperación entre os esfuerzos suficientemente amplio. Aún así, se subestimaría la potencia anaeróbica láctica real al no tomar en consideración el lactato que ha pasado al espacio intersticial y de ahí, al torrente sanguíneo. Por lo tanto, sólo es posible tener una idea aproximada de cuál puede ser la potencia anaeróbica láctica y para ello hay que utilizar métodos invasivos. Mientras que la determinación invasiva de la potencia anaeróbica láctica en seres humanos resulta extremadamente complicada, la evaluación de la potencia anaeróbica láctica mediante un test de esfuerzo o pruebas indirectas es prácticamente imposible, ya que no se puede deducir, a partir de la lactatemia, la cinética de producción muscular de lactato en pruebas de corta duración, pues la mayor parte del lactato producido en esfuerzos de corta duración y alta intensidad se acumula en el propio músculo (Bangsbo y col. 1990). Posteriormente, durante la recuperación el lactato va siendo transportado desde el músculo hacia la sangre, por lo que el pico sanguíneo en concentración de lactato se alcanza durante la recuperación.

Esta división del metabolismo energético y por tanto, de las cualidades físicas anaeróbicas, en sus componentes láctico y aláctico, con sus respectivas potencias y capacidades, corresponde a la concepción clásica que en su día propugnó el eminente fisiólogo del ejercicio Rodolfo Margaria, ya fallecido (para revisión ver López Calbet 1999). Di Prampero (1981; 1999) comunicó que la producción de energía por la vía


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glucolítica tenía una latencia de al menos 6 segundos, obligando a recurrir a otros sistemas de obtención de energía más rápidos (fosfágenos). En concordancia con los hallazgos de Di Prampero (1981; 1999), recientemente hemos observado que durante la realización de un test de Wingate (ver más adelante en que consiste este test) sólo se empieza a detectar un incremento significativo de lactato en sangre después de los primeros 15 segundos (Calbet y col. 2001). Sin embargo, tanto los postulados de Margaria como los de Di Prampero se basaban en la evolución de la lactatemia y no en determinaciones de la concentración muscular de lactato en biopsias musculares. Poco después, Jacobs y col. (1983) demostraron que a los 10 segundos de un esfuerzo supramáximo la concentración muscular de lactato es de 5 a 8 veces superior a la observada en reposo.

Datos más recientes demuestran que esta división es un tanto artificiosa y que incluso durante el esfuerzo máximo de muy corta duración la contribución de la glucólisis al metabolismo energético alcanza proporciones considerables (Greenhaff y Timmons 1998). La máxima actividad glucogenolítica y glucolítica se alcanza durante los 10 primeros segundos del ejercicio de alta intensidad de tipo "all-out" (Gaitanos y col. 1993; Greenhaff y Timmons 1998; Jones y col. 1985b; Spriet 1995), incluso durante el ejercicio intermitente de tipo "all-out" (Bogdanis y col. 1996; Gaitanos y col. 1993). Además, Hultman y Sjöholm (1983) observaron que un 20 % de la energía utilizada durante los primeros 1,28 segundos de una contracción muscular casi máxima, producida por estimulación eléctrica, provienen de la vía glucolítica; mientras que a los 2.56 s la contribución de la vía glucolítica alcanza el 50 %. Los datos anteriores concuerdan con los estudios de Jones y col. (1985b) y de Gaitanos y col. (1993)(1993). Jones y col. (1985b) observaron que los en los 10 primeros segundos de un esfuerzo tipo "all-out", efectuado en un ergómetro isocinético a 140 RPM, la principal vía energética fue la glucolítica, pues del total de energía aportada por las vías metabólicas anaeróbicas, de un 70 a un 75 % fue proporcionado por la glucólisis, mientras que la hidrólisis de PC y ATP suministró el resto. Incluso en esfuerzos de muy corta duración como, por ejemplo, un salto vertical, se produce una activación importante de la glucólisis, que puede ser detectada fácilmente si se recogen muestras de sangre periférica durante la recuperación (Chamari y col. 2001) (Figura 4.2.1).

Hay que tener en cuenta que la fase de impulsión hacia arriba en un salto vertical en jugadores de voleibol de elite y en estudiantes de Educación Física dura, generalmente, entre 0.3 y 0.4 s (Ferragut Fiol y col. 2002). A pesar de esta corta duración la lactatemia medida 3 minutos después del salto aumentó 0.75 mM. Aunque este incremento es muy pequeño, representa más o menos un aumento de un 50 % sobre los valores de reposo previos al salto. Además, teniendo en cuenta el escaso tiempo que dura la contracción muscular, la velocidad media a la que se produce lactato en un salto vertical es probablemente considerable.

Los hallazgos de Jones y col. (1985b) se basaron en los resultados obtenidos


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exclusivamente en sólo dos sujetos. Sin embargo, Gaitanos y col. (1993) corroboraron posteriormente los resultados de Jones y col. (1985b), al determinar la contribución relativa de los fosfágenos y de la glucólisis (producción de lactato y acumulación de piruvato) a la resíntesis de ATP durante esprints en cicloergómetro de 6 segundos de duración.


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Figura 4.2.1. Concentración de lactato en una vena del antebrazo antes e inmediatamente después de un salto vertical similar al efectuado al realizar un bloqueo, en 11 jugadores de voleibol. Las medidas fueron tomadas inmediatamente antes del salto (Pre-ex), justo después del salto (t0), 1 minuto después (t1), 3 minutos después (t3) y 5 minutos después del salto (t5). Los asteriscos indican diferencias significativas con los valores observados antes del salto (Chamari y col. 2001).

Gaitanos y col. (1993) observaron que la concentración intramuscular de lactato aumentó casi 8 veces, pasando de 0.9 mM a 7 mM, mientras que la concentración de PC disminuyó casi un 60 % y la de ATP un 13 %. Uno de los aspectos más interesantes del estudio de Gaitanos y col. (1993) es que demuestra claramente que casi la mitad (44 %) del ATP utilizado en un esprint de 6 segundos es aportado por la glucólisis anaeróbica, mientras que la PC contribuyó con un 50 % y el ATP con un 6 % (Figura 4.2.2).

1er Esprint (n=8)

10º Esprint (n=7)ATP

PC

Glucólisis

6.3 3.8

16.1

80.1

44.1 49.6


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Figura 4.2.2. Producción total de ATP a través del metabolismo anaeróbico en esprints de 6 segundos de duración, efectuados en cicloergómetro, repetidos tras pausas de 30 s. Los datos presentados se refieren al 1er y 10º esprint (Gaitanos y col. 1993).


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4.2.1. Evaluación de la potencia anaeróbica

La evaluación de la potencia anaeróbica requiere crear una condición en la cual los músculos estudiados se puedan acortar en condiciones de velocidad y resistencia óptimas Así mismo, es sumamente importante definir las características de las contracciones musculares involucradas, pues el comportamiento mecánico es diferente en las contracciones puramente concéntricas y en las contracciones musculares precedidas por un estiramiento. Deben considerarse, así mismo, las características del movimiento efectuado con respecto a la participación de una o más articulaciones y el recorrido articular. Finalmente, cabe tener presente si se trata de movimientos cíclicos o acíclicos. La consideración de los aspectos anteriores redunda en una mayor especificidad de los tests destinados a evaluar la potencia anaeróbica máxima. Así un ciclista de pista puede desarrollar gran potencia mecánica en contracciones musculares cíclicas, cuando son de tipo exclusivamente concéntrico y sólo involucran a la musculatura de las extremidades inferiores, mientras que puede que desarrolle menos potencia en ejercicios de salto, o en carrera de velocidad a pie (van Ingen Schenau y col. 1992).

La potencia máxima en los esprints, independientemente de su duración, se alcanza durante las primeras contracciones musculares. Desde el punto de vista energético, la potencia máxima depende de la actividad ATPasa de la miosina y de la disponibilidad de ATP-PC. Por lo tanto, podríamos considerar que las mediciones de potencia máxima instantánea son determinaciones de la potencia anaeróbica aláctica, conforme a la clasificación tradicional. Sin embargo, las mediciones de potencia anaeróbica media, incluyen los componentes aláctico y láctico de la potencia anaeróbica. La contribución del componente láctico será tanto mayor cuanto más prolongado sea el intervalo de tiempo analizado o promediado, teniendo en cuenta que en esprints de duración superior a 6 segundos, la contribución de la glucólisis ya es superior a la contribución de los fosfágenos (Gaitanos y col. 1993; Jacobs y col. 1983).

Los valores de potencia instantánea pueden ser muy superiores a los de potencia media, incluso en esfuerzos de muy corta duración. Por ejemplo, durante la carrera de 100 m lisos un buen velocista que tenga una masa corporal de 80 kg para alcanzar una velocidad máxima de 11.5 m.s-1 en 4 segundos, necesitaría desarrollar una potencia media durante los 4 primeros segundos de la carrera de 1300 W para acelerar su centro de gravedad (van Ingen Schenau y col. 1994). No obstante, se ha estimado que la potencia máxima instantánea podría alcanzar valores de 3000 W en la salida, asumiendo una velocidad máxima en la salida de tacos de 3.6 m.s-1 y una aceleración media de 10-11 m.s-2 (van Ingen Schenau y col. 1994). Así mismo, en la carrera de 100 m, la velocidad máxima se alcanza entre los 50 y los 60 m, instante en que finaliza la fase de aceleración. Suponiendo que la velocidad máxima alcanzada sea de 11.5 m.s-1, un velocista de 80 kg de peso necesitaría desarrollar una potencia media de 1330 W para


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mantener la velocidad máxima (van Ingen Schenau y col. 1994).

Según cálculos de Van Ingen Schenau y col. (1994) los esprinters de elite en disciplinas como la carrera a pie, el patinaje sobre hielo y el ciclismo, necesitan una potencia media durante la fase inicial de aceleración del esprint de unos 20 W.kg-1, mientras que durante un esprint prolongado de 30 s tienen que desarrollar una potencia media de 14-15 W.kg-1 y 10-11 W.kg-1 durante un esprint de 60 s. Recientemente medimos la potencia máxima desarrollada por ciclistas de pista del equipo español de velocidad, tanto en test de laboratorio (mediante test de Wingate, ver más adelante) como en esprints de 500 m (mediante SRM). En el caso de los velocistas que compiten por las medallas en las Olimpiadas y en los Campeonatos del Mundo, las potencias máximas se encuentran entre 23 y 25 W.kg-1 de masa corporal (Calbet y col. 2001). La potencia media en el test de Wingate oscila entre valores medios de 14 W.kg-1 en los velocistas y 12.8 W.kg-1 en los fondistas del Equipo Español de ciclismo en pista. Los ciclistas que compiten por medallas en las Olimpiadas desarrollan potencias medias en el test de Wingate próximas a 16 W.kg-1 (Calbet y col. 2001). Por lo tanto, los tests destinados a medir la potencia anaeróbica máxima deben ser tests de corta duración y orientados a producir la contracción muscular a la máxima velocidad posible. Entre las pruebas que han sido más preconizadas para medir la potencia anaeróbica máxima destacan:

- Test monoarticulares para la valoración de la curva fuerza-velocidad.

- Test de salto vertical con o sin sobrecarga.

- Test de ascenso rápido de escaleras (Test de Margaria-Kalamen).

- Determinación de la curva fuerza-velocidad en cicloergómetro (Vandewalle y col. 1987a).

- Test anaeróbico de Wingate.

De los anteriores sólo nos vamos a referir a los dos primeros y al test de Wingate. El test de Margaria-Kalamen no se utiliza en la actualidad.

4.2.1.1. Test monoarticulares.

Los ejercicios monoarticulares de tipo balístico, tales como la flexión o extensión del codo, muestran curvas fuerza-velocidad de tipo exponencial o hiperbólico (Vandewalle y col. 1987b). Este tipo de evaluación es relativamente sencillo, pero hacen falta instrumentos sofisticados, que permitan medir simultáneamente la fuerza desarrollada y la velocidad de acortamiento del músculo. Para poder medir la potencia máxima es necesario hacer pruebas con distintas resistencias e ir midiendo la potencia desarrollada


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frente a cada resistencia. Al final se obtendrá una curva parecida a la presentada en la Figura 4.2.3. Este tipo de test se puede hacer utilizando dinamómetros isocinéticos, con lo cual es posible estudiar la potencia desarrollada a distintas velocidades de flexión articular. Alternativamente, en el ámbito del entrenamiento deportivo, es preferible utilizar ejercicios con “peso libre” y total libertad de movimiento, mucho más parecidos a las condiciones que se dan en la ejecución real de los movimientos, en los que la velocidad de acortamiento muscular es variable y no fija. No obstante, los dinamómetros isocinéticos son adecuados para el seguimiento y evaluación en el ámbito de la Rehabilitacion y la Fisioterapia.

En el terreno deportivo, la potencia ejercida en una acción muscular puede ser medida con bastante fiabilidad y validez si se conoce con exactitud el peso con el que se está trabajando y al mismo tiempo que se realiza el movimiento se mide la velocidad de desplazamiento. Esto es relativamente fácil de hacer si se une el peso a un cable de un transductor de posición lineal. Este último aparato registra el desplazamiento experimentado por el cable (que es retráctil) y la velocidad a la que se produce ese desplazamiento. Conociendo la resistencia (“peso”) y la velocidad del movimiento se puede obtener un valor de potencia.

Figura 4.2.3. Curva Fuerza-Velocidad de acortamiento durante la contracción isotónica del músculo esquelético (trazo continuo, círculos vacíos). En trazo discontinuo (círculos negros) se representan los valores de potencia máxima alcanzable, en función de la fuerza desarrollada. "Fo" es la fuerza isométrica máxima; "Vmax" es la velocidad máxima de acortamiento.


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Sin embargo, la mayoría de las acciones musculares que efectúa un deportista no son contracciones musculares simples y aisladas, sino que implican a varios músculos como ocurre, por ejemplo, en los saltos. Además, muchas veces lo que más interesa es saber cuál es la potencia anaeróbica máxima que puede generar un deportista en determinado gesto deportivo como por ejemplo la carrera, el remo, el pedaleo, un lanzamiento. Para ello es necesario disponer de ergómetros específicos y hacer varias pruebas con distintas resistencias. En el caso del análisis de gestos deportivos específicos hay otro factor añadido que es crucial: el tiempo disponible para la aplicación de fuerza. Datos obtenidos en nuestro laboratorio demuestran que la principal diferencia mecánica que permite a los jugadores de voleibol saltar más alto y generar más potencia mecánica en el salto vertical es su capacidad para generar más fuerza en menos tiempo, de tal manera que aunque el tiempo empleado en aplicar fuerza para saltar es prácticamente el mismo en estudiantes de Educación Física (no saltadores) y en jugadores voleibol de elite, los jugadores de voleibol son capaces de, usando un mismo tiempo de impulso, saltar más alto, simplemente, porque sus músculos generan más fuerza en menos tiempo, permitiendo un mayor impulso mecánico con el mismo tiempo de aplicación de fuerza (Ferragut Fiol y col. 2002). Si tomamos como ejemplo la carrera de velocidad, lo importante, en términos de potencia, es la capacidad para generar fuerzas elevadas durante el tiempo que dura la fase de impulsión (aproximadamente unos 40-50 ms, o sea la mitad del tiempo de contacto que oscila entre los 90 y 100 ms en los mejores velocistas) (Kuitunen y col. 2002).

Figura 4.2.4. Relación entre el tiempo de vuelo en el salto desde la posición de semisentadilla, rodillas flexionadas a 90 y manos en las caderas con o sin contramovimiento o "squat jump" (SJ) y "countermouvement jump" (CMJ) y el impulso mecánico generado en salto por kg de masa corporal. Datos obtenidos en 14 estudiantes de Educación Física (López Calbet y col. 1998).

Impulso (kp.s.kg -1)

0,18 0,20 0,22 0,24 0,26 0,28 0,30 0,320,36

0,38

0,40

0,42

0,44

0,46

0,48

0,50

0,52

0,54

SJ CMJ

r= 0.96 (p<0.001) r= 0.92 (p<0.001)

Impulso (kp.s.kg -1)

0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65

Tiem

po d

e v

uel

o (s

)

0,30

0,32

0,34

0,36

0,38

0,40

0,42

0,44

0,46

0,48


60

4.2.1.2. Tests de salto vertical.

Sargent (Sargent 1921; Sargent 1924) propuso la determinación de la potencia muscular general a partir de la medición de la máxima altura alcanzada en un test de salto vertical. No obstante, la altura del salto es una dimensión del trabajo realizado y no de la potencia desarrollada. Para estimar la potencia a partir de la altura de un salto vertical es necesario conocer el trabajo realizado y el tiempo invertido en su ejecución. Por lo tanto, para poder calcular la potencia instantánea durante la ejecución de un salto es preciso medir al mismo tiempo que el componente vertical de la fuerza, la velocidad vertical del centro de masas. Para medir la velocidad vertical del centro de masas, es necesario un sistema de análisis 3D (tridimensional), goniómetros o una plataforma de fuerzas. Así mismo, para medir el componente vertical de la fuerza se necesita una plataforma de fuerzas. Además, las señales de velocidad del centro de masas y de fuerza deben estar sincronizadas para poder obtener la potencia instantánea.

Alternativamente, se han propuesto diferentes fórmulas que permiten estimar la potencia desarrollada a partir de la altura alcanzada en el salto. Tomando la precaución de estandarizar las condiciones de ejecución y efectuando tres o más intentos, se logran índices de correlación test-retest altos (r=0.95) (Bosco y col. 1983). En nuestro laboratorio (López Calbet y col. 1998) hemos observado que la altura alcanzada en un "squat jump" correlaciona muy bien con el impulso mecánico desarrollado por kg de masa corporal (r=0.96) (Figura 4.2.4). Por lo tanto, a efectos prácticos se puede utilizar directamente la altura del salto como una estimación de la potencia máxima. De hecho, tal y como puede apreciarse en la Figura 4.2.5. Existe una buena relación entre la altura de vuelo en el SJ y la aceleración máxima que se puede alcanzar en la carrera de 30 metros, medida mediante células fotoeléctricas.

Tiempo de vuelo en SJ (s)

0,0 0,3 0,4 0,5 0,6

Ace

l max

en

30

m (

m·s

-2)

0

2

3

4

5

6

r = 0.78, p<0.001


61

Figura 4.2.5. Relación entre la aceleración máxima en una prueba de 30 m de velocidad con salida parada, medida mediante células fotoeléctricas dispuestas cada 5 metros y la altura de vuelo alcanzada en el SJ, determinada mediante una platafor ma de fuerzas.

Es importante tener en cuenta que los tests de salto son muy fáciles de efectuar y aportan una información muy valiosa para muchos deportes. Es de capital importancia que estos tests se efectúen en condiciones muy bien estandarizadas, pues el resultado obtenido varía dependiendo de la temperatura muscular. Para evitar este último inconveniente es necesario efectuar siempre un calentamiento estándar (Sargeant 1987).


62

4.2.1.3. Test de Wingate.

Este procedimiento fue elaborado en la década de los 70 en el Departamento de Investigación y Medicina Deportiva del Instituto Wingate de Educación Física y Deportes de Israel (Bar-Or 1987). Desde su publicación inicial en 1974 ha sido perfeccionado y adaptado a diversas poblaciones. El test de Wingate consiste en pedalear (con las manos o los pies, según modalidades) lo más rápidamente posible durante 30 segundos. La fuerza de frenado se establece en función de la masa corporal y las características del sujeto, tratando de buscar una relación óptima de fuerza-velocidad. La Figura 4.2.6 representa un ejemplo de potencias desarrolladas por distintos deportistas con diversas fuerzas de frenado. Bar-Or (1987) recomienda utilizar una fuerza de frenado de 0.090 kp.kg-1 de masa corporal en adultos no deportistas y 0.100 kp.kg-1 en atletas adultos. En el caso de sujetos obesos, mujeres o niños, estas cifras han de ser algo menores. No obstante, un pequeño alejamiento de la fuerza óptima de frenado para la obtención de la potencia anaeróbica máxima, como por ejemplo de 0.5 J.revolución-1.kg-1 de peso corporal, tiene escasa influencia en la potencia media lograda.

Figura 4.2.6. Curvas de potencia fuerza de frenado (gráfica de la izquierda) y velocidad máxima de pedaleo (RPM)/ fuerza de frenado en la (gráfica de la derecha) en 10 mujeres, estudiantes de Educación Física, aplicando los procedimientos descritos por Vandewalle y col. (1987a).

Entre las variables que proporciona el test de Wingate las más utilizadas han sido la potencia máxima, la potencia media y el índice de fatiga (Figura 4.2.7). La potencia máxima se define como la mayor potencia desarrollada durante el test, promediada cada

Fuerza de frenado (kp)0 2 4 6 8 10 12 14

Po

ten

cia

(w)

0

200

400

600

800

1000


63

3 ó 5 segundos. Se suele alcanzar antes del 10º segundo si el test está bien realizado. Con cicloergómetros electromagnéticos provistos de sensores de fuerza en los pedales o con cicloergómetros mecánicos provistos de sensores de velocidad de pedaleo de alta resolución, es posible calcular la potencia máxima instantánea en una pedalada (López Calbet 1999; López Calbet y col. 1995), que es una buena medida de la potencia anaeróbica máxima. Recientemente hemos modificado un cicloergómetro Monark para que pueda medir directamente la potencia desarrollada por las bielas en el plato usando el sistema SRM.

La potencia media resulta de dividir el trabajo efectuado entre los 30 segundos que dura el test. Algunos autores han hecho equivalente la potencia media producida a la capacidad anaeróbica. No obstante, la duración del test es insuficiente para permitir la utilización de la totalidad de la capacidad anaeróbica del metabolismo anaeróbico (Calbet y col. 1997; Medbo y col. 1988). Para evitar este problema se ha propuesto alargar el test de Wingate hasta 45 s, pero aún así en la mayoría de los sujetos, 45 s

sigue siendo una duración insuficiente como para permitir la utilización completa de la capacidad anaeróbica, tal y como demostramos recientemente (Calbet y col. 1997). Sin embargo, en ciclistas de pista de elite hemos observado que la totalidad de la capacidad anaeróbica podría ser utilizada un test de Wingate de duración entre 40 y 50 segundos (Calbet y col. 2001) (Figura 4.2.8).

Figura 4.2.7. Test de Wingate. La zona rayada representa el trabajo total realizado en los 30 segundos que dura el test. "IF" es el índice de fatiga. Figura 4.2.8. La contribución del metabolismo anaeróbico al gasto energético durante el test de Wingate disminuye paulatinamente a medida que el test se prolonga, de tal manera que es posible estimar a partir de

Time (s)0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Ana

erob

ic E

nerg

y Y

ield

(%)

0

10

20

30

4050

60

70

80

90100 Sprint normoxia

Endurance normoxia


64

Normoxia Hypoxia

Fat

igue

Ind

ex (

w.s

-1)

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

Sprint normoxiaEndurance normoxiaSprint hypoxiaEndurance hypoxia

qué duración el metabolismo anaeróbico ya no contribuirá al gasto energético (en este ejemplo entre los 40 y los 50 s). Datos obtenidos en ciclistas del equipo Nacional Español de ciclismo en pista (Calbet y col. 2002, no publicado).

El índice de fatiga representa la pérdida de potencia experimentada desde el momento en que se alcanza la máxima potencia y la finalización del test. El índice de fatiga se expresa como porcentaje de la potencia máxima o como la pendiente del ajuste lineal, por mínimos cuadrados, de la evolución de la potencia entre sus valores máximo y mínimo. Es el menos fiable y válido de los datos que proporciona el test de Wingate. Sin embargo, es muy sensible a efectos del entrenamiento y a la especialidad deportiva, de tal manera que los ciclistas de pista de elite especializados en disciplinas de resistencia tienen índices de fatiga mucho menores que los ciclistas de pista de elite especializados en disciplinas de velocidad (Figura 4.2.9).

Figura 4.2.9. Indice de fatiga en el test de Wingate, en ciclistas del equipo Nacional Español de ciclismo en pista (Calbet y col. 2002, no publicado). Obsérvese como el índice de fatiga de los velocistas es muy superior al observado en los fondistas.

4.2.2. Evaluación de la capacidad anaeróbica.

La medición de la capacidad anaeróbica presenta muchas más dificultades que la determinación de la potencia anaeróbica máxima, debido a que en los seres humanos la capacidad anaeróbica no puede ser medida de forma directa y tan sólo puede ser


65

Marca en 400 m (s)55 60 65 70 75 80 85 90

Lac

tate

mia

(m

M)

14

16

18

20

22

24

26 VaronesMujeres

estimada a través de procedimientos indirectos que se basan en presunciones ciertamente dudosas. Se han propuesto las siguientes técnicas para evaluar la capacidad anaeróbica:

2.1. Determinar la lactatemia máxima de esfuerzo.

2.2. Determinación de metabolitos musculares.

2.3. Determinación “in vitro” de la capacidad tampón.

2.4. Trabajo total en tests supramáximos de intensidad constante.

2.5. Potencia media en test supramáximos tipo “all-out”.

2.6. Determinación de la deuda de oxígeno.

2.7. Determinación del déficit máximo de oxígeno acumulado.

2.8. Test anaeróbico máximo de carrera “MART” (Maximal anaerobic running test).

4.2.2.1. Lactatemia máxima de esfuerzo.

Ha sido uno de los procedimientos más utilizados para tratar de evaluar la importancia del metabolismo anaeróbico durante el ejercicio. Sin embargo este procedimiento presenta importantes limitaciones. Datos no publicados obtenidos en nuestro laboratorio, en colaboración con el profesor Rafael Martin Acero, demuestran que no existe relación entre la lactatemia máxima y la capacidad anaeróbica, ni antes ni después de seguir un programa de entrenamiento específico para la mejora de esta cualidad (Figura 4.2.10). Tal vez lo más interesante de la Figura 9 es subrayar que, a pesar de las importantes diferencias en cuanto a las marcas conseguidas, el pico de lactato no fue útil para discriminar entre corredores buenos y malos. Mientras que el VO2max correlacionó con la marca en 400 m (r=-0.64, p<0.001).


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Figura 4.2.10. Relación entre la marca en una carrera de 400 m y el pico de lactato medido durante la recuperación (1, 3, 5, 7 y 10 minutos) en sangre obtenida del lóbulo de la oreja pretratado con Finalgón. Los círculos negros representan los valores correspondientes a los varones y los círculos blancos los valores correspondientes a las mujeres. El valor medio del pico de lactato en los hombres fue de 20.5±2.3 mM (cuadrado negro) y en las mujeres de 18.1±2.4 (cuadrado blanco) (p<0.05). Datos obtenidos en estudiantes de Educación Física.


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Sin embargo, algunos autores han observado correlaciones significativas, aunque no muy altas (coeficientes de correlación entre 0.4-0.8) en deportistas de alto nivel. Las mejores correlaciones entre la marca deportiva y la lactatemia máxima en corredores de 400 y 800m son las comunicadas por Lacour y col. (1990). No obstante, estos autores incluyeron en el cálculo de sus correlaciones varios valores de un mismo sujeto mezclados con valores aislados de otros sujetos, lo cual no es correcto desde el punto de vista estadístico. Otra limitación de este procedimiento es inherente a la técnica seguida para efectuar la medición de lactatemia, el lugar en que se efectúa el pinchazo, el tipo de sangre utilizada (arterial, venosa periférica, capilar del pulpejo de un dedo, capilar del lóbulo de la oreja, etc.) y la importante variabilidad que puede presentar el pico el de lactato después del ejercicio de alta intensidad. En un estudio reciente efectuado en ciclistas de pista de elite, en los que se midió la concentración de lactato en sangre obtenida de la vena femoral cada 5 segundos, durante un test de Wingate de 30 s, el pico de lactato al final del test de Wingate no guardó relación con la potencia media ni permitió discriminar entre ciclistas especializados en pruebas de resistencia y ciclistas especializados en pruebas de velocidad (Calbet y col. 2001).

4.2.2.2. Metabolitos musculares.

Son necesarias biopsias musculares, por lo que esta técnica sólo se emplea en investigación. Los metabolitos más importantes son: Lactato muscular, nucleótidos (ATP, ADP, IMP), creatina y fosfocreatina. No obstante, para poder medir con exactitud la contribución de las vías metabólicas anaeróbicas es necesario cuantificar algunos intermediarios de la glucólisis que se acumulan durante el ejercicio de alta intensidad, como por ejemplo la glucosa 6 fosfato, el piruvato, etc. Para poder medir estos metabolitos hay que realizar biopsias musculares y el proceso analítico de las mismas es bastante complejo. Algunos metabolitos se pueden determinar mediante espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN). No obstante, la RMN sólo permite estimar el valor real, por lo que sólo es útil para estudiar cambios relativos en la concentración (por ejemplo, velocidad de recuperación, etc). Otro inconveniente de la RNM reside en el tipo de ejercicios en los que se pueden efectuar estas mediciones y lo costoso del equipo.

4.2.2.3. Capacidad tampón “in vitro”.

La capacidad tampón es uno de los factores que contribuyen a la capacidad anaeróbica (McNaughton y col. 1999; Saltin 1990; Saltin y col. 1995; Walter y col. 1999). Se mide en biopsias musculares por lo que su uso queda restringido a la investigación. Las


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principales limitaciones de esta técnica residen en la representatividad de la pieza de biopsia (los datos obtenidos sólo representan a una mínima parte de la musculatura activada, unos 50 mg) y en que no evalúa los sistemas de transporte de lactato y protones (MCT, monocarboxylate transporter), que juegan un papel crucial en la capacidad tampón muscular “in vivo” (Bonen 2001; Evertsen y col. 2001; Green y col. 2002; Juel 2001).

4.2.2.4. Trabajo total en tests supramáximos de intensidad constante.

Si su duración es superior a 60 segundos son más aeróbicos que anaeróbicos (Medbo y col. 1988; Medbo y Tabata 1993), por lo que su validez es escasa. Además son menos reproducibles que los tests de tipo “all out” (Calbet y col. 1998a; Coggan y Costill 1984; Vandewalle y col. 1987b). Este tipo de test se usa poco en la actualidad para evaluar la capacidad anaeróbica (el lector interesado puede encontrar una descripción detallada de los mismos en López Calbet (1999)).

4.2.2.5. Potencia media en test supramáximos tipo “all-out”.

El más utilizado es el test de Wingate. Se asume que la potencia media desarrollada en el test de tipo “all-out” depende principalmente de la capacidad anaeróbica. Esto es cierto siempre y cuando la duración del test no se extienda más allá de los 60 s (Craig y col. 1989). Desde una perspectiva práctica, los tests tipo “all-out” son los más adecuados para evaluar la evolución de la capacidad anaeróbica. Además permiten al mismo tiempo obtener datos validos y fiables de potencia anaeróbica y fatigabilidad.

4.2.2.6. Determinación de la deuda de oxígeno.

Totalmente inútil a efectos de medir la capacidad anaeróbica por lo que ya no se utiliza hoy en día (el lector interesado puede encontrar una descripción detallada del significado fisiológico y utilidad práctica de la deuda de oxígeno máxima en López Calbet (1999)).

4.2.2.7. Determinación del déficit máximo de oxígeno acumulado.

La determinación del déficit máximo de oxígeno acumulado plantea muchos problemas pero, hoy por hoy, es el único procedimiento que permite establecer una valoración


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aproximada de la capacidad anaeróbica (Bangsbo y col. 1990; Bangsbo y col. 1993; Gastin 1994; Medbo y Burgers 1990; Medbo y Tabata 1989; Medbo y Tabata 1993; Saltin 1990). Ninguno de los tests descritos para determinar el déficit máximo de O2 acumulado da una medida totalmente válida y fiable de la capacidad anaeróbica, por razones que han sido tratadas en profundidad con anterioridad (López Calbet 1999) (Figura 4.2.11). La medición del déficit máximo de O2 acumulado presenta numerosas limitaciones (Bangsbo 1996; Medbo 1996). Por ejemplo, no se sabe si es correcto o no estimar la demanda de O2 a intensidades supramáximas a partir del VO2 en intensidades submáximas (Dorado García y col. 1997a; Dorado García y col. 1997b). El défcit máximo de O2 también se puede medir utilizando test de tipo “all-out” cuyo máximo exponente sería el test de Wingate (Calbet y col. 1997; Gastin y col. 1995; Gastin y Lawson 1994). Los tests de tipo “all-out” presentan las ventajas adiciona les de ser más fiables, durar menos tiempo y permitir medir simultáneamente la capacidad anaeróbica y la potencia anaeróbica máxima (Calbet y col. 1997). El inconveniente que plantean es que su análisis es muy complejo, pues implica la utilización de modelos no lineales que permitan contabilizar en la demanda de energía los cambios debidos a modificaciones en la frecuencia de pedaleo a lo largo del test supramáximo (Calbet y col. 2001). Son tan laboriosos que su aplicación está restringida al ámbito de la investigación o al deportista de elite.


70

Figura 4.2.11. Procedimiento descrito por Medbø y col. (1988) para determinar el déficit máximo de oxígeno acumulado. A partir de la recta de economía se calcula, por extrapolación, la demanda de oxígeno correspondiente a la intensidad del esfuerzo supramáximo (120-130 % del VO2 max). Durante el test supramáximo se determina el VO2 acumulado y el tiempo de resistencia. El déficit máximo de oxígeno acumulado se calcula substrayendo de la demanda acumulada de oxígeno (corresponde al área del rectángulo representado en la figura) el consumo acumulado de O2 (zona rayada debajo de la curva).


71

4.2.2.8. Test anaeróbico máximo de carrera “MART” (Maximal anaerobic running test).

Este test fue concebido en 1987 y estudiado inicialmente en el Instituto de Investigación de Deportes Olímpicos de Jyväskylä (Finlandia), bajo la dirección del profesor H. K. Rusko (Rusko 1996). Dicho investigador señaló que el test MART nació para intentar responder a las preguntas de los entrenadores de los velocistas y mediofondistas que pensaban que los tests clásicos de evaluación de la resistencia aeróbica o los de evaluación del metabolismo anaeróbico existentes hasta esa fecha no suministraban una información práctica suficiente, ni para evaluar los puntos fuertes y débiles, ni para prescribir ritmos individualizados de entrenamiento de series, ni para evaluar la progresión de dichos deportistas. En este contexto, Rusko y col. (1993), desarrollaron un nuevo test, llamado test anaeróbico máximo de carrera (“maximal anaerobic running test” (MART)), que tenía por objeto cuantificar en un sólo test los componentes metabólicos y los componentes neuromusculares de las solicitaciones máximas anaeróbicas de los deportistas. El objetivo de este test es evaluar el metabolismo anaeróbico del deportista en su conjunto y permitir prescribir el entrenamiento de series de modo individualizado.

El protocolo original del MART (Rusko y col. 1993) consiste en realizar series de 20 segundos de carrera en tapiz rodante, intercaladas con pausas de recuperación de 100 segundos entre cada serie. Como los tapices rodantes necesitan unos segundos para alcanzar la velocidad elegida, los sujetos suelen realizar una fase de aceleración previa que dura unos 5 a 10 segundos, en función de las características técnicas del tapiz rodante. Esta fase de aceleración previa no se suele contabilizar como tiempo de carrera. En deportistas, la primera serie de 20 segundos (precedida de los 5-10 segundos de aceleración inicial) se realiza a 3.97 m.s-1(14.3 Km.h-1) con una pendiente del tapiz de 5o (8.75 %). En las siguientes series la velocidad del tapiz se va aumentando 0.35 m.s-

1(1.26 Km.h-1) en cada serie hasta que el sujeto se agote.

Antes de comenzar el test, a los 15”, 25” y 35” de haber finalizado cada serie, y a los 2.5, 5.0 y 15.0 minutos de haberse agotado, los sujetos realizan un test de salto vertical precedido de contramovimiento (CMJ). En cada serie, se considera como valor de la altura del salto vertical a la media de los dos mejores saltos realizados al terminar cada serie. Además, para analizar la concentración sanguínea de lactato, se extraen muestras de sangre arterializada antes de comenzar el test, a los 40” de haber finalizado cada serie, y a los 2.5, 5.0 y 15.0 minutos de haberse agotado el sujeto.

Como la potencia mecánica (W) es muy difícil de medir durante una carrera en tapiz rodante, la potencia se expresa en equivalentes de oxígeno, usando la fórmula del Colegio Americano de Medicina Deportiva (ACSM 1986):


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VO2(ml.Kg-1.min-1)=12.v(m.s-1)+54.g(frac).v(m.s-1)+3.5

siendo:

v: velocidad del tapiz rodante.

g: pendiente del tapiz rodante expresada como la tangente del ángulo con la horizontal (en el caso del protocolo realizado sería el 8.75%(0.0875).

El agotamiento en el test MART se define como el momento en el cual el sujeto no puede seguir corriendo en el tapiz rodante. La potencia máxima de carrera (Wmax) se calcula teniendo en cuenta la potencia correspondiente a la última serie completa (20”) realizada por el sujeto, y el tiempo que ha podido aguantar durante la siguiente serie incompleta (< 20”). Si el sujeto pudo correr durante 10 segundos o menos de 10 segundos en la última serie que le produce el agotamiento, su (Wmax) se calcula añadiendo 1 ml.Kg-1.min-1 a la potencia de la última serie completa realizada, mientras que su máxima velocidad (Vmax) se calcula añadiendo 0.06 m.s-1(0.22 Km.h-1) a la velocidad de la última serie completa. Por cada 2 segundos que el sujeto aguanta por encima de los 10 segundos antes de alcanzar el agotamiento en la última serie incompleta, la (Wmax) se aumenta de 1 ml.Kg-1.min-1, y la velocidad de 0.06 m.s-1(0.22 Km.h-1). Este cálculo de (Wmax) está basado en la relación que existe entre (Wmax) y tiempo de agotamiento en los sprints cortos realizados a máxima intensidad en el tapiz rodante (Margaria 1971), y en la experiencia de Rusko y col. (1993) que habían observado que un atleta que realiza una serie completa (20”) a una determinada velocidad, es siempre capaz de correr por lo menos unos 7-9 segundos a la velocidad de la siguiente serie.

La concentración sanguínea de lactato de cada serie y del final de la prueba se utiliza para calcular la curva velocidad-concentración sanguínea de lactato. Esto permite calcular la potencia o la velocidad a la que se alcanza una concentración sanguínea de lactato de 3 mmol/l (W3mmol ó V3mmol, respectivamente), así como la potencia o la velocidad a la que se alcanza una concentración sanguínea de lactato de 10 mmol/l (W10mmol o V10mmol, respectivamente). La concentración sanguínea de lactato de 3 mmol/l representa el comienzo de la acumulación de lactato en la sangre (reflejo de la capacidad aeróbica), mientras que la concentración sanguínea de lactato de 10 mmol/l representa la concentración media de lactato encontrada durante una carrera de 400 metros (Nummela y col. 1992).

El protocolo modificado, es el que han recomendado los autores en una revisión reciente sobre el test de MART (Rusko y Nummela 1996). Las modificaciones con respecto al protocolo original son las siguientes:


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- El MART está precedido por 20 minutos de calentamiento compuesto por 5 minutos de carrera a baja velocidad en tapiz rodante, sprints cortos y saltos verticales. Después, se descansa durante 3 minutos y los sujetos realizan 3 saltos verticales máximos, que se consideran como valores de reposo. A continuación se toma la primera muestra de sangre para tener los valores de lactato sanguíneo de reposo.

- La pendiente del tapiz rodante ya no es de 5º(8.75%), como en el protocolo original, sino de 4º(7%). Este cambio se debe a que los autores creen que cuando la pendiente es mayor se está dando excesiva importancia a los factores metabólicos (capacidad anaeróbica) en los resultados del test, mientras que cuando la pendiente es menor se da excesiva importancia a los factores neuromusculares.

- La velocidad inicial, que en el protocolo original era de 3.97 m.s-1 (14.3 Km.h-1), es ahora más variable, ya que puede oscilar entre 3 m.s-1 (10.8 km.h-1) y 5 m.s-1 (18 Km.h-

1), dependiendo del nivel de aptitud física del sujeto evaluado. El aumento de velocidad de serie a serie es similar a la del protocolo original.

- Una importante variación con respecto al protocolo original es que los saltos verticales se realizan solamente antes de empezar la primera serie y al finalizar la última serie. Es decir que no se recomienda realizar los saltos verticales durante la recuperación entre serie y serie. Esto se debe a que, según los autores, cuando se realizan muchos saltos, como ocurre en el protocolo original, los velocistas se pueden fatigar más rápidamente, y esto puede empeorar los valores máximos del test. Por eso recomiendan hacer saltos solamente antes de comenzar la primera serie y al terminar la última serie.

Resultados e interpretación del MART

La Figura 4.2.12 muestra los resultados gráficos del test de MART de dos atletas finlandeses (S1 y S2), especialistas en 400 metros y, concretamente, la evolución de la curva lactato-velocidad y del salto vertical. Se observa que el sujeto S1 salta más que el sujeto S2 y que la velocidad correspondiente a una concentración sanguínea de 3 mmol.l-1 y de 10 mmol.l-1 es también superior en el sujeto S1. El pico de lactato sanguíneo de recuperación es similar en ambos sujetos (cercano a 18 mmol.l-1). Por último, la evolución del salto vertical a lo largo de la prueba muestra que, en ambos sujetos, los valores permanecen constantes y similares a los de reposo durante la mayor parte de la prueba, pero que a partir de una velocidad de 6.5 m.s-1, coincidiendo con una concentración sanguínea de lactato cercana a 10 mmol.l-1, se observa una disminución marcada de los valores de salto vertical.

Según Rusko y Nummela (1996), el objetivo del test MART es medir en un sólo test los factores metabólicos y neuromusculares de las solicitaciones anaeróbicas máximas de


74

los deportistas. Las diferentes variables medidas en el test MART y su significación son, según los citados autores, las siguientes:

1) La potencia máxima de carrera (Pmax ó Wmax) o la velocidad máxima de carrera (Vmax). El conocimiento de los valores de potencia máxima o de velocidad máxima alcanzados durante el test, es muy importante porque ambas están significativamente relacionadas con la marca deportiva en ejercicios que provocan el agotamiento en menos de 4 minutos. Rusko y Numela (1996) consideran que estos valores máximos de potencia o de velocidad serían un reflejo conjunto de la potencia láctica y de la capacidad láctica, aunque esto todavía no ha sido demostrado experimentalmente. Hay que tener en cuenta que la duración del test de MART es superior a los 10 minutos, por lo que el metabolismo energético acumulado en el test de MART es fundamentalmente aerobio. Aunque no se sabe lo que mide realmente la Pmax en el test de MART, lo cierto es que Rusko y col. (1993) encontraron una relación lineal directa significativa (r=0.89, p<0.001) entre la velocidad máxima (Vmax) o la potencia máxima (Pmax) alcanzadas en el test MART (protocolo original), y la velocidad de carrera en 400 metros medida en la pista de atletismo en competición no oficial, en 13 atletas finlandeses de 400 metros (marca comprendida entre 47.98s y 54.70s). Otros autores han encontrado también una relación lineal directa significativa entre Pmax y la marca en 100, 800 y 1500 metros en atletismo (Emerick y col. 1995; Nummela y Rusko 1995; Rusko y col. 1993b). Esto sugiere que el test MART tiene una buena validez predictiva.

Figura 4.2.12. Concentración sanguínea de lactato (la-) y altura de salto vertical (CMJ) en dos atletas finlandeses de 400 metros (S1 y S2), durante el test de MART y durante 15 minutos de recuperación. La velocidad está expresada en m.s -1. La velocidad correspondiente a una


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concentración sanguínea de lactato de 3 mmol.l -1 y de 10 mmol.l-1, está señalada en líneas intermitentes.

2) El pico de lactato sanguíneo de recuperación. El valor del pico de lactato sanguíneo de recuperación no es un buen índice ni de capacidad ni de potencia anaerobia, tal y como se ha comentado anteriormente. Además, es poco fiable (Bishop y Greenisen 1993; Calbet y col. 1998b; Gastin 1994; Jackson y col. 1990; Nummela y col. 1996a). Además, la contribución del pico de lactato sanguíneo a la variabilidad en la marca en una carrera de 400m, efectuada por un grupo heterogéneo de sujetos (21 corredores de 400 m, 8 mediofondistas, 11 fondistas, 14 atletas de pruebas de potencia muscular y 34 sujetos físicamente activos) fue marginal, siendo más importante la velocidad de carrera en una prueba de 30 m (Nummela y col. 1996b).

3) La potencia (P3mmol y P10mmol) o velocidad (V3mmol y V10mmol) de carrera a una concentración submáxima de lactato (3 mmol.l-1 y 10 mmol.l-1). Un parámetro nuevo introducido por el equipo de investigadores que estudiaron el MART es el de “economía de sprint” (Rusko y col. 1993). El término “economía de sprint” se ha llamado así para diferenciarlo del término “economía de carrera” que se suele referir al consumo de oxígeno a una velocidad submáxima (inferior al 100% de VO2max). La denominación de economía de sprint se basa en la idea de que cuanto menos concentración de lactato sanguíneo se tenga a una intensidad supramáxima de ejercicio (intensidad superior al 100% de VO2max), mejor será la economía y la técnica de carrera de un sprinter. Esta idea está fundada en el estudio de Schnabel y Kindermann (1983) que hicieron realizar a atletas un test de intensidad supramáxima en tapiz rodante pero sin provocarles el agotamiento, porque les obligaban a detenerse a todos en el mismo momento, antes de producirse el agotamiento. Los autores encontraron que los atletas que tenían unos valores de concentración de lactato sanguíneo más bajos en el momento de pararse, eran los que tenían mejor marca en carreras de corta duración. Basándose en este estudio y en los realizados por ellos mismos, Rusko y col. (1993) sugirieron que el parámetro P10mmol del test de MART debería ser considerado como indicador de la economía de sprint, mientras que P3mmol describe el comienzo de la acumulación de lactato, y estaría relacionado con la capacidad aeróbica. El principal problema que presentan estas variables es su baja fiabilidad (Nummela y col. 1996a), aunque la P10mmol guarda cierta relación con la marca en la carrera de 400 m (Nummela y col. 1996b).

4) La fuerza explosiva de los músculos de las piernas (CMJ). El objetivo de la medición del CMJ es cuantificar la capacidad para generar fuerza de los sujetos y analizar la aparición de la fatiga durante el test. Cuando se hace el protocolo original, el


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máximo valor de CMJ se suele obtener hacia la cuarta serie, coincidiendo con unos valores de lactato sanguíneo cercanos a 5 mmol.l-1, mientras que los valores de CMJ comienzan a disminuir cuando las concentraciones sanguíneas de lactato son cercanas a 10 mmol.l-1 (Rusko y col. 1993). No obstante, el porcentaje de pérdida de altura de vuelo en los CMJs realizados durante el MART es muy poco fiable (Nummela y col. 1996a) y, además, la realización de CMJs en las pausas entre esprints ha sido suprimida en las versiones revisadas del test.

En resumen, el test MART ha sido diseñado para facilitar el control del entrenamiento en disciplinas con un alto componente anaerobio y puede que sea más válido en atletas que un test de Wingate. Sin embargo, su uso no se ha generalizado en el ámbito de la Fisiología del Ejercicio y de la Evaluación de la condición física, posiblemente porque no permite medir la potencia anaeróbica máxima ni tampoco la capacidad anaeróbica, tan sólo permite estimar una serie de variables que, tal vez cuando nuestro conocimiento acerca de este test mejore puedan ser aprovechables en la programación del entrenamiento, tal y como defiende sus autores.

4.3. Síntesis de ideas fundamentales.

- La capacidad de resistencia o tiempo durante el cual puede ser mantenido un esfuerzo de determinada intensidad depende, principalmente de: el VO2max, de la intensidad a la que se alcanza el umbral anaeróbico, de la disponibilidad de sustratos energéticos, de la eficiencia mecánica, de la tolerancia al estrés térmico y de factores psicológicos (motivación).

- El VO2max es una variable poco sensible a los cambios en la capacidad de rendimiento en deportistas de resistencia de alto nivel, mientras que es mucho más sensible en el control de la respuesta al entrenamiento de sujetos sedentarios. En cambio, la evolución de la respuesta lactatémica al esfuerzo es mucho más sensible a los cambios en capacidad de resistencia.

- Los mejores tests indirectos de que disponemos para predecir el VO2max son los que se basan en la determinación de la potencia máxima o de la velocidad máxima al final de un test de intensidad progresivamente creciente hasta el agotamiento.

- Se han empleado numerosos términos para referirse a fenómenos similares, pero no idénticos, que tratan de definir la intensidad de esfuerzo a partir de la cual aumenta la lactatemia en sangre. No obstante, la mayoría de los investigadores aceptan en la actualidad, que durante el esfuerzo incremental se pueden distinguir tres fases: una fase aeróbica, una zona de transición aeróbico-anaeróbica y una zona anaeróbica. Los límites entre tres zonas pueden ser establecidos mediante tests de esfuerzo.


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- Algunos autores, especialmente en el campo del entrenamiento, denominan umbral aeróbico a la intensidad que delimita el paso de la fase aeróbica a la zona aeróbico-anaeróbica. Esta intensidad corresponde a la intensidad de esfuerzo a partir de la cual se inicia el aumento de la lactatemia (o umbral láctico de Wasserman), por lo que el término umbral láctico es preferible. Mientras que denominan umbral anaeróbico a la intensidad que delimita el paso de la zona aeróbico-anaeróbica a la zona anaeróbica.

- La intensidad de esfuerzo durante la cual se puede mantener constate concentración más elevada de lactato en sangre delimita el concepto moderno de umbral anaeróbico individual (concentración máxima de lactato en estado estable, MaxLact-st o MLSS; o umbral anaeróbico individual). También se define como la intensidad de esfuerzo más elevada en la que la producción de lactato es igual a la eliminación de lactato.

- El Test de Course Navette o test de Luc Léger, es el mejor test de campo para predecir el VO2max.

- La determinación indirecta de los umbrales lácticos es muy poco fiable. El test de Conconi ha sido muy cuestionado.

- La determinación de la economía de movimiento y de la eficiencia energética puede ser de interés en la evaluación de la capacidad de resistencia. No obstante, los cambios que experimenta esta variable son de muy escasa magnitud y a largo plazo.

- El término potencia se reserva para la velocidad a la cual se realiza trabajo, mientras que el término capacidad tiene el significado de trabajo total efectuado independientemente del tiempo invertido en llevarlo a cabo.

- La capacidad anaeróbica es la cantidad máxima de ATP resintetizada por el metabolismo anaeróbico (de la totalidad del organismo) durante un tipo específico de esfuerzo máximo, de corta duración.

- La potencia anaeróbica se define como la velocidad máxima a la cual metabolismo anaeróbico (de la totalidad del organismo) puede resintetizar ATP, durante un esfuerzo máximo de corta duración.

- Dado el solapamiento que existe entre los diversos sistemas energéticos anaeróbicos es muy difícil valorar sus componentes por separado. Realmente, no disponemos de técnicas no invasivas que nos permitan determinar los componentes aláctico y láctico de la capacidad anaeróbica por separado. Tampoco podemos medir la potencia anaeróbica láctica. No obstante, a través de la medición de la potencia máxima instantánea podemos determinar la potencia anaeróbica aláctica. Así mismo, también es posible determinar de forma indirecta la capacidad anaeróbica total.

- La potencia máxima se obtiene a valores óptimos de fuerza y velocidad, que varían en


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función de la tipología muscular (composición de fibras) y del entrenamiento. Por lo tanto, para poder medir con cierta fiabilidad la potencia anaeróbica es necesario controlar las condiciones de velocidad y fuerza en que se llevan a cabo las mediciones.

- Los principales procedimientos que se han aplicado para medir la potencia anaeróbica máxima son: tests monoarticulares para la valoración de la curva fuerza-velocidad; tests de salto vertical; tests de ascenso rápido de escaleras; determinación de la curva fuerza-velocidad en cicloergómetro y el test anaeróbico de Wingate. En general, estos procedimientos son fiables y presentan coeficientes de variación próximos al 5 %.

- La determinación del déficit máximo de oxígeno constituye, al menos desde el punto de vista teórico, el mejor procedimiento de que disponemos en la actualidad para determinar la capacidad anaeróbica de forma no invasiva. No obstante, la incertidumbre que aún rodea a la estimación de la demanda energética durante el esfuerzo de intensidad supramáxima, la variabilidad que presenta este tipo de mediciones y la variabilidad en los resultados obtenidos según los procedimientos seguidos para determinar el déficit máximo de O2, limitan su utilidad práctica.

- El test anaeróbico máximo de carrera (“maximal anaerobic running test” (MART)), tiene por objeto cuantificar en un sólo test los componentes metabólicos y los componentes neuromusculares de las solicitaciones máximas anaeróbicas de los deportistas. El objetivo de este test es evaluar el metabolismo anaeróbico del deportista en su conjunto y permitir prescribir el entrenamiento de series de modo individualizado.

- A efectos prácticos se puede utilizar directamente la altura del salto como una estimación de la potencia anaeróbica máxima.

- La determinación de la curva fuerza-velocidad en cicloergómetro puede ser de interés en la evaluación de la potencia anaeróbica máxima, especialmente en ciclistas. No obstante, para que el test tenga mayor validez es necesario determinar el trabajo de aceleración del vo lante inercial del cicloergómetro.

- Sería conveniente determinar también en el curso del test de Wingate la potencia máxima instantánea, como índice de potencia anaeróbica aláctica. La potencia máxima obtenida en intervalos de 5 segundos, no puede ser considerada una medida válida de la capacidad anaeróbica aláctica, dado que casi la mitad de la energía requerida para efectuar un esfuerzo máximo que dure 5 segundos procede de la glucólisis.

- Un incremento del tiempo de resistencia, o del trabajo efectuado en un test de esfuerzo supramáximo, no siempre es debido a una mejora de la capacidad anaeróbica. Aquellos tests supramáximos que produzcan la fatiga en 60 segundos o más dependen fundamentalmente del metabolismo aeróbico, tanto más cuanto más prolongado sea el test.


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- La medición del déficit de oxígeno en tests de tipo “all out” puede ser de gran interés en la evaluación de las cualidades anaeróbicas, pues puede aportar información acerca de la potencia máxima instantánea, de la potencia media, de la cinética del VO2, de la cinética del déficit de O2 y del déficit de O2 acumulado. Además, tienen un mayor parecido con las estrategias que siguen los deportistas que participan en eventos que dependen, en gran medida del metabolismo anaeróbico, es decir, son más específicos.


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Autoevaluación del capítulo 4.

1.- ¿Cuáles es la principal causa de error al medir el VO2max de forma directa?

2.- ¿Cuáles son los mejores procedimientos para determinar el VO2max de forma indirecta?

3.- ¿Cuál es el mejor criterio para saber si se ha alcanzado o no el VO2max en un test incremental hasta el agotamiento?

4.- ¿Cuáles son los mejores procedimientos para determinar el umbral anaeróbico individual o umbral de lactato máximo en estado estable?

5.- ¿Qué importancia tiene la economía de movimiento en la resistencia aeróbica?

6.- Explica por qué el valor del pico de lactato después de un esfuerzo extenuante no es un buen indicador ni de la potencia ni de la capacidad anaeróbica.

7.- ¿Por qué no es posible determinar la potencia anaeróbica láctica?


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Respuestas a las preguntas de Autoevaluación del capítulo 4.

1.- La calibración incorrecta del analizador de gases.

2.- La determinación de la potencia máxima o de la velocidad máxima al final de un test de intensidad progresivamente creciente hasta el agotamiento. A partir de la potencia máxima o de la velocidad máxima se puede calcular el VO2max mediante las ecuaciones de Storer o de la ecuación del ACSM

3.- El mejor criterio de que se ha alcanzado el VO2max en un test de esfuerzo incremental es la observación de un aplanamiento en la relación VO2/intensidad, es decir que a pesar de incrementar la intensidad, el VO2 ya no aumenta.

4.- Los mejores procedimientos para determinar el umbral anaeróbico ind ividual, o MaxLact-st, son los que se basan en tests de intensidad constante, como el test de Billat y colaboradores. En cualquier caso, dado que la respuesta lactatémica muestra una gran dependencia del protocolo empleado, es imprescindible efectuar los tests aplicando siempre el mismo protocolo. Si se emplean tests escalonados, las cargas submáximas deben ser mantenidas constantes durante, al menos, 4-5 min para que la lactatemia se estabilice.

5.- Cuanto mayor es la economía de movimiento menos energía se requiere para efectuar un determinado trabajo. El ahorro de energía implica un menor gasto de substratos energéticos y una menor demanda de O2 durante el esfuerzo, por lo que la capacidad de resistencia es mayor. De hecho, la economía de movimiento constituye una de las pocas variables fisiológicas que es claramente superior en los deportistas de elite comparados a otros de nivel alto con VO2max similar.

6.- La primera razón es que fiabilidad es baja (un test que no es fiable no tiene validez), debido a que los valores de pico de lactato varían mucho en un mismo deportista entre distintas determinaciones. Segundo, que la concentración de lactato en sangre sólo representa una parte de todo el lactato que se ha producido durante el ejercicio.


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7.- Debido al solapamiento que existe entre los distintos sistemas energéticos, no existe ningún tipo de esfuerzo que sea puramente "láctico", por lo que tampoco disponemos de ningún test de esfuerzo que sea puramente láctico. El pico de lactato durante la recuperación no guarda ninguna relación con la potencia anaeróbica láctica, que depende de la velocidad máxima de la glucólisis "in vivo".


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4 evaluación deportista alto rendimi

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