Lic. Sebastián Del Rosso

Grupo Sobre Entrenamiento

Evaluación y Control

del Entrenamiento

Evaluación del Consumo de Oxígeno Máximo (VO2max)

Evaluación del VO2maxEl consumo máximo de oxígeno mide la capacidad del cuerpo para transportar oxígeno desde el aire ambiental hasta los músculos activos, y es uno de los determinantes más importantes del rendimiento de resistencia.

En el laboratorio, la capacidad de ejercicio se valora preferentemente a través de la realización de tests máximos. Estos tests no reflejan los niveles de actividad de la vida diaria [Dvorak, 2000], pero sus resultados podrían ser considerados, hasta cierto punto, como la máxima capacidad de los sujetos para llevar a cabo actividades de la vida diaria [Vanhess, 2005].

El consumo máximo de oxígeno, que es en gran parte independiente de la tasa de incremento de trabajo [Debigare, 2000] es el “gold estándar” en la valoración de la tolerancia al ejercicio [Meyers, 2002].

Durante las evaluaciones progresivas los sistemas encargados de realizar el ejercicio (corazón, circulación, ventilación, intercambio de gases en los pulmones y en los tejidos periféricos), son colocados bajo un estrés progresivamente mayor.

Consumo Máximo de Oxígeno en el Deporte

Esquí Nórdico VO2máx (mL·kg-1·min-1) H: 69-95; M: 56-74

Medio Fondo VO2máx (mL·kg-1·min-1) H: 70-86; M: 55-70

Fondo VO2máx (mL·kg-1·min-1) H: 69-95; M: 56-74

Remo VO2máx (mL·kg-1·min-1) H: 58-74; M: 48-68

Ciclismo VO2máx (mL·kg-1·min-1) H: 56-72; M: 47-57

Natación VO2máx (mL·kg-1·min-1) H: 54-70; M: 48-68

Fútbol VO2máx (mL·kg-1·min-1) H: 50-70; M:----

Sedentarios VO2máx (mL·kg-1·min-1) H: 38-52; M:30-46

Cons

umo

Máx

imo

de O

xíge

no

VO2máx en el DeporteSteve Prefontaine

(middle distance runner, American record holder)

84.4

Lance Armstrong (Tour de France Cycling

Champion)83.8 Alberto Salazar

(world record marathon)

Bill Rodger (world class marathoner)

Grete Waitz (world class female

distance runner)

78.0

78.0

73.5

Consumo de Oxígeno¿Qué es lo que Estamos Midiendo?

VO2 = fC × SV× (CaO2 –CvO2)

VO2= Q×(CaO2–CvO2)

Q * (a-vO2Δ) = VO2 =MAPTPR

(CaO2 – CvO2Δ)

VO2máx = (VLmáx · FCmáx) (a-vO2máx)

VO2máx = (MAPmáx/TPRmáx) (a-vO2máx)

(VLmáx · FCmáx) (a-vO2máx) = VO2máx = (MAPmáx/TPRmáx) (a-vO2máx)

Consumo de Oxígeno¿Qué es lo que Estamos Midiendo?

VO2= Q×(CaO2–CvO2)

SISTEMA CARDIORRESPIRATORIO

SISTEMA MUSCULAR

QO2 = QM × (CaO2 – CvMO2)

Consumo de Oxígeno¿Qué es lo que Estamos Midiendo?

Concentración de O2 en el aire ambiental

Ventilación/perfusión

Difusión

Volumen SistólicoFrecuencia Cardíaca

Capilarización

Nro. Glóbulos Rojos[Hb]

Sistema VenosoSistema Arterial Dif. A-V de O2

Redistribución Vascular

Sistema Enzimático Oxidativo

Masa Mitocondrial

Permeabilidad de la vía aérea

Tipos de Protocolos

Carga Constante

Carga Constante

Inte

nsid

ad

Inte

nsid

ad

Inte

nsid

ad

Inte

nsid

ad

Discontinuo

Continuo

Escalonado

Rampa

Tipos de Protocolos

El protocolo ideal depende del objetivo y de la condición física del evaluado

El protocolo de Bruce (el más utilizado en la clínica) no es el más apropiado para la mayoría de lso pacientes con enfermedad cardiovascualr (Myers et al, 1990, 1991)

La mayoría de los autores sugieren que el VO2máx obtenido no difiere entre la utilización de protocolos continuos y discontinuos

La duración del test es más óptima con protocolos continuos (Ellestad et al, 1969; Borg, 1982; Myers et al, 1992; Whipp, 1981)

Parámetros Máximos Obtenidos con Tests en Cicloergómetro y Cinta Ergométrica con

Protocolos Continuos y Discontinuos

Respuesta del Consumo de Oxígeno durante el Ejercicio: Cinética del Consumo

de Oxígeno

Respuesta del Consumo de Oxígeno al Ejercicio Incremental

Respuesta del Consumo de Oxígeno durante el Ejercicio: Cinética del Consumo

de Oxígeno

Fase I

Fase II

Fase III

0

1000

2000

3000

4000

0-2 -1 21 3 4 65

Time (min)

VO2 (

mL·

min

-1)

VO2 max

VO2@VT

Hughson, R. L. (2009)

Cinética del Consumo de Oxígeno

τ

El parámetro más frecuentemente utilizado para describir la tasa de consumo de oxígeno al comienzo

del ejercicio es la constante de tiempo (τ, i.e., tiempo hasta [1 –

1/e] × 100% = 63% de la respuesta final ) o el tiempo medio de

respuesta (t1/2 , i.e., tiempo hasta el 50% de la respuesta final)

normalmente 30-45 s, pero es mayor en sujetos con mayor

aptitud física

Cinética del Consumo de Oxígeno

Cinética del Consumo de Oxígeno: El Componente Lento del VO2

Fase I

Fase II

Fase III

0

1000

2000

3000

4000

0-2 -1 21 3 4 65

Time (min)

VO2 (

mL·

min

-1)

VO2 max

VO2@VT

0 3 6 9 12 15 18 21 24

4.3

5.7

7.1

8.6

10.0

11.4

12.9

14.3

15.7

15

20

25

30

35

40

45

50

55

AstrandEllestad

BruceBalke

Test Duration (min)

VO2m

ax (m

L·kg

-1·m

in-1

)M

ET’sDuración del Test

0 3 6 9 12 15 18 21 24

Test Duration (min)

100

110

120

130

140

150

160

170

180H

ear R

ate

(Bea

ts·m

in-1

)

Duración del Test

Criterio Valor Utilizado (Nro. De Estudios que han Reportado el Valor)

Meseta en el VO2 N = 7Absoluto: N = 1Inespecífico: N = 3≤ 2 mL·kg-1·min-1: N = 4≤ 150 mL·kg·min-1: N = 3VO2 menor al predicho: N = 1≤ 0.28 L·min-1: N = 1

Lactato en Sangre ≥ 8 mM: N = 1

Cociente Respiratorio ≥ 1.13: N = 1≥ 1.10: N = 7≥ 1.05: N = 2≥ 1.00: N = 4

Frecuencia cardíaca ± 10 Latidos·min-1 de (220 – edad): N = 3± 15 Latidos·min-1 de (220 – edad): N = 1≥ (220 - edad): N = 2≥ 90% de (220 - edad): N = 3Meseta: N = 1

0,0 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5

1,8

2,1

2,4

2,7

3,0

3,3

3,7

7 mph = 11,26 km·h-1

Punto de corte: incremento> 150 mL·min-1 entre los dos

últimos estadíos

Meseta

¿Meseta?

% Pendiente

Cons

umo

de O

xíge

no (L

·min

-1)

Criterios a Considerar para Definir el Carácter Máximo de una Prueba ¿VO2max o VO2pico?

Ejemplo de la respuesta del VO2 ante un test incremental en rampa (Izquierda), a un test con 3 diferentes cargas constantes (Medio) y a 3 tests con la misma carga constante (Derecha), todos realizados hasta el límite de la tolerancia. Obsérvese que el VO 2 alcanza el mismo valor funcional

en cada test

Capacidad Global de Ejercicio Consumo de Oxígeno

Información sobre el sistema cardiovascular

Frecuencia cardíaca y frecuencia cardíaca de reservaElectrocardiografía (arritmias, cambios en el segmento ST,

conductancia auriculo ventricular)síntomas de angina

variables derivadas: pulso de O2

valoración no invasiva del gasto cardíaco y del volumen latido

Información sobre el sistema ventilatorio Ventilación y ventilación de reservaVolumen corriente y frecuencia respiratoria

Capacidad inspiratoria y volumen del flujo respiratorio durante el ejercicio

Síntomas de disneaVariables derivadas: pendiente de la relación entre la

ventilación total y la VCO2

Información sobre el intercambio gaseoso Saturación transcutánea de oxígeno

Sistema Muscular Acidosis metabólica Síntomas de fatiga

Variables derivads: pendiente de la eficiencia del consumo de oxígeno

Variables que se Obtienen durante la Evaluación Progresiva Máxima del Ejercicio

0 2 4 6 8 10 1215

20

25

30

35

40

45

VT

Time (min)

VE/V

O2 &

VE/

VCO

2

VE/VO2

VE/VCO2

Consumo de Oxígeno Directo

VO2 pico (L·min-1)

Heterogeneidad en la demanda/suministro de O2

Suministro mitocondrial pico de O2

Saturación de la Mioglobina

Disponibilidad de O2

Difusión Periférica de O2

CaO2

PaO2

SaO2 [Hb]

Distancia de Difusión Pico de Flujo Sang. Musc.

Densidad Capilar Gasto Cardíaco

Edad

Estatus de Entrenamiento

Función Endócrina

Función ANS

FC pico SV pico

EDV pico

Nutrición

Tpo. Transito Pulmonar

Difusión Pulmonar

PaO2

PlO2 Va/Q

Estatus de Salud

Proporción de UM

Masa Muscular

Retorno Venoso

Vol. Sang.

Estatus de Entrenamiento

Estatus de Salud

Vol. Celular

Vol. Plasmático

DimensionesCardíacas

Genética

Proporción de UM

Estatus de Entrenam.

Estatus de Salud

Masa Muscular

Capacidad An. Musc. Resistencia Musc.

Fuerz & Potencia Densidad Mitoc.

Fatiga Muscular

Reclutamiento Pico de UM

Intensidad Pico de Ejercicio

Demanda Pico de O2 en los Tejidos

Valoración de la Potencia Aeróbica

Tests par Valorar la Aptitud Aeróbica

• Test de Cooper• Test de Course Navette• UMTT• Test de los 5 minutos• CAT Test (Chanon & Stephan)• Test de Geroge Fisher• Test de Rockport (milla)• Test de los 1000 m• Protocolo EMD-T• Protocolo EMD-B1• Protocolo EMD-82• PWC 170• PWC 150

• Tests Máximos en Cicloergómetro• Test YMCA• Test de Astrand & Rhyming• Test de Conconi• Test de Treffene• Test de 10 x 400 (Test de Kipke)• YO-YO Tests de Resistencia• Test de Mader• Test de Olbrecht• Test de los 2000 m (Gigliotti-

Faraggina) • Test del Escalón (Harvard Test)• Test del Escalón (YMCA)

Protocolo de Bruce

Hombres ActivosN = 44; r = 0.906

Hombres SedentariosN = 94, r = 0.906

Pacientes cardíacosn = 97; r = 0.865

Adultos Saludablesn = 295; r = 0.920

VO2máx = 3.778 (tiempo) + 0.19

VO2máx = 3.298 (tiempo) + 4.07

VO2máx = 2.327 (tiempo) + 9.48

VO2máx = 6.70 -2.82 (sexo) + 0.056 (tiempo)

Ecuaciones de Bruce, Kusumi y Hosmer. VO2máx = Consumo máximo de oxígeno; Tiempo = tiempo total en minutos para las primeras tres ecuaciones y en segundos para la última; Sexo = hombres = 1, mujeres = 2

Ecuaciones de Foster et al; n = 230 (incluidos pacientes con angina, bypass coronario, sujetos con cirugía cardíaca, sujetos en rehabilitación cardíaca, adultos saludables y atletas). N = 200 Validación, n = 30 validación cruzada. R = 0.977 (EEE < 3.5 mL/kg/min):

VO2máx = 14.7 – 1.38 (tiempo) + 0.451 (tiempo2) - 0.12 (tiempo3)[r = 0.977, EEE = 3.35]

VO2máx = 13.30 – 0.3 (tiempo) + 0.297 (tiempo2) - 0.007 (tiempo3) + 4.2 (health) [r = 0.979, EEE = 3.19; Health 1 = sujetos saludables; 0 (enfermedad coronaria)]

VO2máx = 12.95 + .0062 (tiempo) + 0.27 (tiempo2) – 0.0071 (tiempo3) + 1.97 (health) – 0.83 (act)[r = 0.980, EEE = 3.20; Health 1 = sujetos saludables; 0 (enfermedad coronaria); act 1 = físicamente activos; 0 = sedentarios]

VO2máx = 15.98 + 0.175 (tiempo) + 0.24 (tiempo2) – 0.006 (tiempo3) + 1.33 (health) – 0.94 (act) + 4.08 (health x act) – 0.05 (edad)[r = 0.981, EEE = 3.12; Health 1 = sujetos saludables; 0 (enfermedad coronaria); act 1 = físicamente activos; 0 = sedentarios; edad = edad en años]

Ecuaciones de predicción de Bruce, Kusumi y Hosmer (Maximal oxygen intake and nomographic assessment of functional aerobic impairment in cardiovascular disease, Am Heart J. 1973; 85(4):546-62), n = 393; r = 0.86-0.92

Protocolo de Balke• Caminata a velocidad constante• Protocolo original de Balke y Ware: • Velocidad de la cinta → 3.3 mph o 90 m/min • ↑ inclinación de la cinta → 1% por minuto,• finalización del test al alcanzar una FC de 180 latidos/mim

VO2 = velocidad × [0.073 + (% inclinación/100] × 1.8

VO2 = consumo de oxígeno en mL/kg/minVelocidad = velocidad de la cinta en m/min

% inclinación = inclinación final de la cinta en %1.8 = factor constituyente del consumo de oxígeno en mL/min par 1

kilográmetro (kgm) de trabajo

• El protocolo fue modificado para que los sujetos caminaran hasta el agotamiento.

• Ecuación de Froelicher y Lancaster:

VO2máx (mL/kg/min) = 11.12 + 1.51 × tiempo (min)

[r = 0.72, EEE = 4.26 mL/kg/min]

Protocolo Máximo en Cicloergómetro1. Ajustar la altura del asiento y el manubrio2. La velocidad de pedaleo se debería mantener constante – aprox. 50 o 60 rpm3. Comenzar el test con un período de 2 min pedaleando contra una carga baja a manera de

entrada en calor4. Incrementar la carga externa en 150 a 300 kgm cada 2 o 3 minutos hasta que el sujeto no

pueda mantener la velocidad de pedaleo.5. Al finalizar, disminuir la carga y dejar que el sujeto pedalee 3 a 5 min a modo de recuperación

Peso CorporalCarga de Ejercicio (kgm/min y en Watts)

300 450 600 750 900 1050 1200

kg lb 50 75 100 125 150 175 200

50 110 18.0 24.0 30.0 36.0 42.0 48.0 54.0

60 132 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0

70 154 12.9 17.1 21.4 25.7 30.0 34.3 38.6

80 176 11.3 15.0 18.8 22.5 26.3 30.0 33.8

900 198 10.0 13.3 16.7 20.0 23.3 26.7 30.0

100 220 9.0 12.0 15.0 18.0 21.0 24.0 27.0

VO2 (mL/min) = kgm/min x 2 mL/kgm + [3.5 mL/kg/min x masa corporal (kg)]

Estimación del VO2máx (mL/kg/min) a partir de una cicloergometría. De “Guidelines for Exercise Testing and Prescription” (3erd Edition), American College of Sports Medicine (1986)

VO2max Medido vs VO2max Estimado

Bruce Balke Tapiz, Rampa 25 W 50 W Cicloergómetro (Rampa)

* * * * * *

Medido Estimado

Sujetos con baja aptitud física. *p<0.05. 25W: 25 Watts por estadío en cicloergómetro. 50 W: 50 Watts por estadío en cicloergómetro. (Myers et al (1991), J Am Coll Cardiol.

Test Submáximos• Mayor practicidad para estimar o categorizar la capacidad

aeróbica en diversas situaciones:

• Evaluaciones de individuos > 40 años

• Evaluación de muestras grandes

• Cuando el tiempo o el equipamiento es limitado

• Ventajas y Desventajas• La FC a una carga submáxima puede variar independientemente del

VO2• Los tests se basan en la presunción de una relación linear entre la

FC y el VO2• La variación en la FC máxima con la edad es de 5%• Los tests en cicloergómetro tienen la ventaja de utilizar equipos

poco costosos

Test de la Milla

• Kline et al (1987) evaluaron 343 adultos de 30-69 años• Grupo de desarrollo (n = 174)• Grupo de validación (n = 169)• Estimación del VO2máx r = 0.88• Validado con sujetos de 20-29 años, 70-79 años, mujeres con sobrepeso (correlaciones

r= 0.78 – 0.88)

Protocolo:

1) Instruir al sujeto para que camine 1 milla lo más rápidamente sin correr

2) Registrar la FC promedio de los 2 últimos minutos de la caminata.

3) Registrar el tiempo total para completar el test

4) Al finalizar el test, el sujeto debería continuar caminando suavemente durante 3-5 minutos

Ecuación:

VO2máx (mL/kg/min) = 132.85 – 0.77 x Peso Corporal (libras) – 0.39 x Edad (años) + 6.32 x Sexo (0 = M, 1 = H) – 3.26 x tiempo total (min) – 0.16 x FC (latidos/min)

Test de Caminata en Cinta Ergométrica

• Sujetos con los que se desarrollo el test 67 hombres y 72 mujeres (edad = 20-59 años)

• Duración del test 4 min (inclinación de la cinta = 5%)• Correlación entre el VO2máx medido y estimado r = 0.96

Protocolo1) Permitir que el sujeto practique la caminata en cinta con una

inclinación del 0%2) Realizar una entrada en calor de 2-4 min caminando 2.0-4.5 mph (se

y con una inclinación del 0% [establecer la velocidad a la que se realizará el test (entre 2.0 y 4.5 mph)]

3) Comienzo del test: caminata de 4 min de duración con una inclinación del 5% a la velocidad previamente establecida

4) Medir la FC al finalizar el test

Ecuación

VO2máx (mL/kg/min) = 15.1 + 21.8 x velocidad (mph) – 0.327 x FC (latidos/min) – 0.263 x velocidad x edad (años) + 0.00504 x FC x edad + 5.98 x sexo (0 = M, 1 = H)

Test Submáximo en Cicloergómetro: Test de Astrand-Rhyming

• Desarrollado con 58 sujetos (edad = 18-30 años)• Correlaciones halladas entre el VO2máx medido y estimado: r = 0.74-0.92• El test se basa en la observación de que:

Al 50% del VO2máx los hombres tienen una FC promedio de 128 latidos/min y las mujeres 138 latidos/min

Al 70% del VO2máx, los hombres tienen una FC promedio de 154 latidos/min y las mujeres 164 latidos/min

Protocolo:

1) Ajustar la altura del asiento y del manubrio

2) Ajustar la cadencia de pedaleo a 50 rpm

3) Carga inicial: 75 W (sujetos desentrenados), 100 W (sujetos moderadamente entrenados), 150 W (sujetos bien entrenados)

4) Mantener la carga durante 6 min. Medir la FC a los 5 y 6 min

5) Si la FC de los minutos 5 y 6 no difieren en más de 5 latidos/min y si el promedio se encuentra entre 130 y 170 latidos/min el test se da por terminado

6) Si el valor de la FC es < 130 latidos/min, incrementar la carga en 50-100 W y continuar otros 6 minutos

7) Si las FC de los minutos 5 y 6 difieren en más de 5 latidos/min, se debería continuar el test hasta que las FC de dos minutos consecutivos no difieran en más de 5 latidos /min

8) Al finalizar el test el sujeto debería continuar pedaleando 3-5 min con una carga ligera

Cálculos

Trazar una línea entre la carga de trabajo (Watts) y el valor medio de la FC en los últimos dos minutos del test. La línea cruzará el VO2máx estimado en L/min. Aplicar el factor de corrección de la tabla.

Ejemplo 1 (línea azul): Hombre de 40 años. Carga 200 Watts, FC promedio 166 latidos/min. VO2máx estimado = 3.6 L/min, luego de aplicar el factor de corrección de 0.83, VO2máx estimado = 2.99 L/min

Ejemplo 2 (línea roja): Mujer de 25 años. Carga, 100 W, FC promedio 156 latidos/min. VO2máx estimado = 2.4 L/min, luego de multiplicar por el factor de corrección de 1.0, VO2máx estimado = 2.4 L/min

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