Nuevas ideas de programación para el ejercicio cardiovascular tradicional, parte 1

Los programaas de cardio continúan evolucionando dadas las necesidades y deseos cambiantes de los deportistas. Impulsados ​​en parte por las limitaciones de tiempo, pero también por la investigación emergente, son los programaas más cortos, más intensos y eficientes en el tiempo los que quizás sean la opción más popular en la actualidad. Sin embargo, este formato puede no ser atractivo para todos, ni es apropiado para muchos deportistas principiantes que inician el ejercicio donde las experiencias positivas son fundamentales para la adherencia y el éxito a largo plazo. Son los formatos de estado estable (SS) más tradicionales o los de intervalo aeróbico (AI) más nuevos los que pueden satisfacer mejor sus necesidades. Existen recomendaciones de programación para guiar a las personas en el diseño de ejercicios de SS, pero también existen limitaciones con estas pautas. El enfoque de este artículo (parte 1) es discutir algunas de estas limitaciones, proporcionar una alternativa de programación simple para los nuevos usuarios y luego presentar los principios científicos detrás del que es quizás el método más preciso y personalizado de programación: uno derivado de métodos metabólicos específicos. marcadores únicos para el individuo.

Porcentaje de error máximo de frecuencia cardíaca

Las variables de programación manipuladas en el diseño de programas de SS están encapsuladas por el acrónimo FITT-VPP (frecuencia, intensidad, tiempo, tipo, volumen, patrón, progresión) presentado por el American College of Sports Medicine (ACSM), pero tienen limitaciones inherentes (1) . Por ejemplo, el uso de una fórmula de frecuencia cardíaca máxima (FCM) predicha por la edad para medir la intensidad del ejercicio demuestra márgenes de error significativos que merecen consideración en la programación.

La fórmula de FCM predicha por la edad, 220 - Edad, sigue utilizándose como base para prescribir programas de ejercicio y como criterio para lograr el esfuerzo máximo. A pesar de su uso generalizado como parte integral de nuestra cultura cardiovascular durante los últimos 45 años, se ha investigado su validez y se ha demostrado que muestra un error significativo (2 - 5). Aunque esta ecuación se determinó originalmente de forma arbitraria a partir de los resultados de 10 estudios en la década de 1970 (6), la investigación posterior demuestra que el error en la desviación estándar de esta estimación es de aproximadamente diez a doce latidos. Como se ilustra en la Figura 1-1 y usando 12 latidos como ejemplo para personas de 20 años, esto implica que para una desviación estándar de una población (~ 68%), su MHR real cae 12 latidos a cada lado del número calculado, mientras que para dos desviaciones estándar (~ 95% de una población), ese error se duplica a 24 latidos. Esto introduce un error significativo en las intensidades de entrenamiento excesivo y insuficiente para los individuos.

Figura 1-1: La desviación estándar para la fórmula 220 - Edad usando como ejemplo a personas de 20 años.

Además, esta ecuación nunca se estableció con una muestra de población que incluyera un número suficiente de adultos jóvenes y mayores. En consecuencia, la fórmula de 220 años no valida la MHR en todo el rango de edad adulta en humanos sanos. Por ejemplo, una persona de 60 años puede superar fácilmente una FCM calculada de 160 latidos por minuto (lpm), mientras que una persona de 20 años puede que nunca alcance los 200 lpm (7). Otra consideración importante cuando se usa% MHR es que no se adapta a las discrepancias en la frecuencia cardíaca en reposo (RHR) como se ilustra en la Tabla 1-1. Por ejemplo, una persona con una RHR de 50 bpm necesitará entrenar mucho más para alcanzar 140 bpm que una persona con una RHR de 75 bpm. Esto puede exagerar aún más la posibilidad de prescribir de forma excesiva o insuficiente las intensidades de entrenamiento adecuadas o previstas para las personas.

Aunque esta fórmula estipula que las personas de la misma edad experimentan MHR similares, este número varía significativamente entre personas de la misma edad y no muestra una caída constante de un latido con la edad. Si bien la edad explica aproximadamente el 80% de las variaciones individuales en la FCM, los niveles de acondicionamiento y otros factores también ejercen una influencia (4). El envejecimiento muestra una disminución gradual de la FCM debido a la disminución de la sensibilidad mediada por los receptores β en el corazón a las catecolaminas (p. Ej., Epinefrina) y cambios fisiológicos dentro del nódulo sinoauricular del corazón que reducen la inotrópica (fuerza) y la cronotópica (frecuencia) del corazón. respuestas. Sin embargo, la verdad es que este número (es decir, MHR) puede permanecer algo constante durante 20 años en individuos condicionados (7).

Tabla 1-1: Discrepancia en la estimación de la intensidad del ejercicio utilizando el% MHR entre dos personas de 30 años.

Otros factores influyen en la MHR: la genética ejerce una influencia significativa sobre la RHR y la MHR que es independiente de la edad o el nivel de acondicionamiento. El rendimiento del ejercicio no está influenciado por la FCM y, de hecho, algunas personas experimentan una FCM disminuida con niveles mejorados de acondicionamiento debido a expansiones en el volumen sanguíneo, que a su vez expande el volumen sistólico y el gasto cardíaco. La MHR también está influenciada por la altitud, donde se estima que cae aproximadamente un bpm por cada 1,000 pies de elevación dada nuestra incapacidad para entrenar tan duro.

Posteriormente, en los últimos años ACSM y otras organizaciones han reconocido que existen fórmulas matemáticas más precisas para MHR con desviaciones estándar más pequeñas y ahora recomiendan que si uno opta por usar% MHR, use estas fórmulas en lugar de Fox y Haskell 220 - Age cálculo. En la Tabla 1-2 (1, 5) se presentan ejemplos de algunas fórmulas.

Tabla 1-2: Fórmulas matemáticas de% MHR más precisas

Tu turno: haz las matemáticas: Using the three mathematical formulas provided in table1-2 and traditional 220-Age formula, calculate Cassidy’s and Rachel’s target heart rates at 70% MHR if Cassidy is 22 years old and Rachel is 59 years old.

Una alternativa de programación simple

La frecuencia cardíaca (por ejemplo,% MHR, reserva de frecuencia cardíaca) es solo un método mediante el cual podemos medir la intensidad del ejercicio. Existen otros métodos más simplistas como las calificaciones de esfuerzo percibido (RPE) y la prueba de conversación que pueden mejorar la experiencia general del ejercicio y la adherencia para los nuevos deportistas.

El volumen (frecuencia x duración) y la intensidad son las dos variables principales manipuladas en el diseño de programas de cardio y están integradas en el Modelo VIP (progresión de volumen-intensidad). Este modelo simple puede resultar beneficioso para alguien que no esté familiarizado o sea ambivalente con las medidas de frecuencia cardíaca (FC) o que quizás no quiera controlar la FC. Este modelo también puede servir a los deportistas que prefieren medir las respuestas fisiológicas colectivas en lugar de solo la frecuencia cardíaca. Multiplicar el volumen por la intensidad proporciona un número cuantificable para que el deportista apunte al mismo tiempo que proporciona una base para la progresión. Las pautas básicas para usar este modelo son simplemente seguir:

• Identifique una frecuencia y duración apropiadas que sea manejable y alcanzable. Por ejemplo, tres veces a la semana durante 20 minutos. Múltiples frecuencias por duración para calcular el volumen total (por ejemplo, 3 x 20 minutos = 60 minutos).
• Seleccione una intensidad adecuada utilizando una puntuación de RPE que proporcione la sobrecarga y la experiencia adecuadas. La tabla presentada en la Tabla 1-3 o la Escala de relación de categorías de Borg 0-10 son ejemplos de escalas de RPE apropiadas.

Tabla 1-3: Escala RPE simple 1-10

• Multiplique el volumen calculado por la intensidad seleccionada (por ejemplo, 5) para determinar su objetivo planificado para la semana y luego decida una tasa de progresión adecuada (por ejemplo, 10%). Por ejemplo:
• Volumen: 3 x 20 minutos = 60 minutos
• Intensidad = 5 de 10
• Puntos objetivo: 60 minutos x RPE de 5 = 300 puntos

Siguiendo una tasa de progresión semanal del 10%:

• Semana 1 = 300 puntos
• Semana 2 = 330 puntos
• Semana 3 = 365 puntos

• La progresión debe basarse en el logro de objetivos semanales, obteniendo así el derecho a progresar. Si bien este modelo crea responsabilidad en el seguimiento del progreso individual, simultáneamente permite cierta medida de flexibilidad en cómo se pueden alcanzar los puntos objetivo, como se ilustra en la Tabla 1-4. Por ejemplo, el objetivo puede ser alcanzar el total de puntos semanal asignado como se describe, pero el modelo se adapta a los cambios imprevistos que pueden ocurrir en la vida. Las opciones residen en manipular las variables juntas (por ejemplo, reducir la duración del entrenamiento, pero aún así lograr puntos a través de la frecuencia o la intensidad). Recuerde sin embargo, que aunque intensidad es un método eficaz para estimular la adaptación y el gasto calórico, también puede aumentar la probabilidad de desgaste asociado con malas experiencias. Por tanto, tendría sentido definir los parámetros para manipular la intensidad.

Tabla 1-4: Manipulación de las variables de programación

Marcadores metabólicos dentro del cuerpo

La referencia metabólica tradicional en el entrenamiento ha sido durante mucho tiempo VO₂ e intensidades expresadas como porcentaje de VO₂máx, VO₂pico, o VO₂ reserva (VO₂R). Aunque la investigación que respalda a VO₂ como una referencia metabólica es fuerte, las aplicaciones prácticas de las pruebas de VO₂ y monitorear la intensidad con él (por ejemplo, VO₂pico, VO₂máx, VO₂reserva) limita su uso. Más recientemente, la investigación ha proporcionado una mayor comprensión del metabolismo y una visión específica de los marcadores ventilatorios únicos que ahora podemos usar en la programación de ejercicios (8). Como se ilustra en la Figura 1-2, a medida que aumenta la intensidad del ejercicio, también lo hace la ventilación de una manera algo lineal. Sin embargo, los umbrales ventilatorios describen desviaciones no lineales en esta relación que corresponden a eventos metabólicos significativos que ocurren dentro del cuerpo llamados umbral ventilatorio uno (VT1) y umbral ventilatorio dos (VT2) (7). Antes de VT1, la ventilación aumenta de manera bastante lineal con la intensidad del ejercicio, luego demuestra una ligera desviación o aumento (VT1). Este aumento lineal establecido continúa en intensidades más altas hasta que ocurre una segunda desviación, que define VT2, un evento más comúnmente conocido como el umbral de lactato por muchos médicos y el público.

Figura 1-2: Ventilación pulmonar que ilustra VT1 y VT2.

Aunque VT1 y VT2 se pueden medir con precisión en un entorno de laboratorio, también se han desarrollado estimaciones que se pueden medir fácilmente en el campo que permiten a los profesionales evaluar estos marcadores y programar en consecuencia; por ejemplo, la prueba de conversación se utiliza para medir VT1. Originalmente, la prueba del habla se desarrolló como un método informal y subjetivo para estimar la intensidad del ejercicio en función del nivel de comodidad de participar en una conversación continua. Sin embargo, la investigación respalda la utilidad de evaluar la capacidad de hablar de forma continua como un marcador de VT1. Los estudios realizados en varios grupos de población han demostrado que la prueba del habla es un muy buen marcador de VT1 (9-11). Un requisito para hablar cómodamente requiere el control de la frecuencia respiratoria, pero más específicamente la fase de expiración, que es cuando hablamos (8). A medida que avanza la intensidad del ejercicio, los aumentos ventilatorios se atribuyen al aumento del volumen respiratorio (definido como volumen corriente) y luego a la frecuencia respiratoria.

• Por debajo de VT1, generalmente se considera cómodo hablar en párrafos completos y usar oraciones más largas. Por lo general, las personas responderán a una serie de estímulos que provocan el habla (p. Ej., Juramento a la bandera, juego del alfabeto: "A si es manzana, B es niño", etc.) y pueden hablar cómodamente durante al menos 10 segundos.
• VT1 representa el punto en el que la conversación continua ya no es cómoda (es decir, se ha vuelto desafiante, pero no difícil) y generalmente se caracteriza por la capacidad de usar solo oraciones más cortas.
• Por encima de VT1, a medida que uno avanza hacia VT2, esta conversación continua comienza a volverse difícil donde solo son posibles oraciones y frases muy cortas. El VT2 se identifica generalmente cuando uno solo puede decir unas pocas palabras entre respiraciones o cuando no es posible hablar.

VT1 representa la intensidad del ejercicio en la que la conversación continua pasa de ser cómoda a ser desafiante o incómoda. Como se ilustra en la Figura 1-3, refleja el punto de cruce donde nuestro combustible principal cambia de grasas a carbohidratos (es decir, cambia de 51% de grasa / 49% de uso de carbohidratos a 49% de grasa / 51% de uso de carbohidratos), que se explica en detalle en la siguiente sección. Pero, lo que VT1 significa como marcador metabólico es el comienzo de la pérdida de nuestra capacidad de seguir utilizando grasas como nuestro combustible principal, que es una medida de la eficiencia aeróbica o la calidad calórica. Los programas de entrenamiento cardiovascular efectivos, ya sean diseñados para atletas o no, nunca deben centrarse simplemente en lo duro que se puede trabajar (es decir, la cantidad de calorías). Más bien, deben apuntar a entrenar al cuerpo para que utilice las grasas de manera más eficiente durante las intensidades más altas de ejercicio, así como cuando el cuerpo está en reposo.

Figura 1-3: Utilización de combustible entre el descanso y el ejercicio máximo.

Respiración celular de combustibles

Desde un punto de vista metabólico, estos cambios en el habla representan proporciones cambiantes de oxígeno utilizado y dióxido de carbono producido que reflejan la utilización de combustible que ahora explicaremos. Es bien sabido que a intensidades más bajas de ejercicio, el cuerpo favorece la grasa como combustible dado que el suministro de oxígeno es adecuado para satisfacer la necesidad adicional de metabolizar las grasas y que la demanda de energía sigue siendo relativamente pequeña. Al examinar la ecuación química equilibrada de un ácido graso libre común utilizado por las células musculares (es decir, ácido palmítico), notamos una disparidad entre la cantidad de oxígeno utilizada (23O₂) y la cantidad de dióxido de carbono producido (16CO₂). De esto, podemos deducir que el desafío cardiorrespiratorio para el cuerpo radica en la inspiración (llevar más oxígeno al cuerpo) y no en la espiración, donde se produce menos dióxido de carbono que requiere eliminación.

C_dieciséisH₃₂O₂ + 23O₂ = Energía + 16CO₂ + 16H₂O

Esta demanda de oxígeno adicional bajo estrés por ejercicio se satisface inicialmente aumentando el volumen corriente (VT) como lo demuestran los cambios iniciales en la ventilación que presenciamos al inicio del ejercicio de intensidad moderada (los aumentos en V preceden a los aumentos en la frecuencia respiratoria). Como la espiración sigue siendo un proceso lento y gradual a estas intensidades, expulsando suavemente las cantidades más pequeñas de dióxido de carbono producidas, es seguro asumir que la capacidad de una persona para hablar continuamente no debe verse comprometida dada la forma en que se habla durante la fase de expiración. Por lo tanto, cuando se utiliza la prueba del habla, cuando la conversación se mantiene cómoda, podemos suponer que las grasas son el combustible principal (8).

Si ahora examinamos la ecuación química balanceada para la glucosa, que se presenta a continuación, notamos que la disparidad en las cantidades de gas ya no existe (es decir, entre la cantidad de oxígeno usado y el dióxido de carbono producido). Dadas estas cantidades iguales, nuestro desafío cardiorrespiratorio ahora radica tanto en la inspiración (inhalar más oxígeno) como en la espiración (exhalar más dióxido de carbono). Recuerde también que la glucosa produce menos energía por molécula que un ácido graso y se ve favorecida durante el ejercicio de mayor intensidad. En conjunto, lo que esto significa es tasas de utilización más rápidas de glucosa en comparación con las grasas y volúmenes mucho mayores de oxígeno necesarios y dióxido de carbono producido.

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ = Energía + 6CO₂ + 6H₂O

Además, a medida que avanzamos hacia intensidades más altas de ejercicio, también comenzaremos a acumular mayores cantidades de lactato e hidrógeno que se derraman en la sangre desde las células musculares dada la mayor contribución de nuestras vías anaeróbicas. Nuestra necesidad de amortiguar estos iones de hidrógeno genera dióxido de carbono adicional que expulsamos de nuestros pulmones. En conjunto, la producción más rápida de dióxido de carbono respiratorio más este volumen adicional derivado de nuestro sistema de amortiguación crea la necesidad de expiraciones contundentes. Una espiración más enérgica acorta la duración de la fase de espiración, lo que permite que la siguiente fase de inspiración ocurra antes, aumentando nuestra frecuencia respiratoria. A medida que se habla durante la fase de expiración, la capacidad de una persona para hablar ahora se ve comprometida. Las respiraciones que son cortas y forzadas hacen que la conversación en oraciones más largas sea más desafiante a medida que se vuelven forzadas y entrecortadas. Por lo tanto, al usar la prueba del habla, cuando hablar se vuelve difícil, podemos suponer que la glucosa es el combustible principal (8).

Ahora que tenemos una comprensión más clara de VT1 y hablar; eficiencia aeróbica y utilización de combustible, ahora podemos iniciar una discusión sobre cómo administrar una prueba práctica de campo que mida VT1, y sobre el diseño de programas de entrenamiento efectivos destinados a mejorar la eficiencia aeróbica. Esta información se proporcionará en La segunda parte de esta serie de programación de cardio.

Referencias:

1. Colegio Americano de Medicina Deportiva, (2014). Directrices del ACSM para pruebas de ejercicio y prescripción (9^th). Philadelphia, PA, Wolters Kluwer/Lippincott Williams & Wilkins.
2. Whaley MH, Kaminsky LA, Dwyer GB, Getchell LH y Norton JA, (1992). Predictores de sobre y bajo rendimiento de la frecuencia cardíaca máxima predicha por la edad. Medicina y ciencia en deportes y ejercicio, 24: 1173-1179.
3. Gellish RL, Goslin BR, Olson RE, McDonald A, Russi DG y Moudgil VK, (2007). Modelado longitudinal de la relación entre la edad y la frecuencia cardíaca máxima. Medicina y ciencia en deportes y ejercicio, 39 (5): 822-829.
4. Londeree BR y Moeschberger ML, (1098). Efecto de la edad y otros factores sobre la frecuencia cardíaca máxima. Research Quarterly para ejercicio y deporte, 53: 297-304.
5. Tanaka H, ​​Monahan KD y Seals DR, (2001). Se revisó la frecuencia cardíaca máxima predicha por la edad. Revista del Colegio Americano de Cardiología, 37: 153-156.
6. Fox SM y Haskell WL, (1970). La prueba de esfuerzo: necesidades de estandarización. En Eliakim M y Neufeld HN, Cardiología: temas actuales y avances. (6^th Ed). Nueva York: Academic Press.
7. Pocari JP, Bryant CX y Comana F, (2015). Fisiología del Ejercicio. Filadelfia, PA., F.A. Davis and Company.
8. Persinger R, Foster C, Gibson M, Fater DC y Pocari JP, (2004). Consistencia de la prueba de conversación para prescripción de ejercicio. Medicina y ciencia en deportes y ejercicio, 36: 1612-1636.
9. Ballweg J, Foster C, Pocari JP, Haible S, Aminaka N y Mika RP, (2013). Fiabilidad de la prueba del habla como sustituto del umbral ventilatorio y los umbrales de compensación respiratoria. Revista de ciencia y medicina del deporte, 12 (3): 610-611.
10. Quinn TJ y Coons BA, (2011). El test del habla y su relación con los umbrales ventilatorio y de lactato. Revista de Ciencias del Deporte. 29 (11): 1175-1182.
11. Recalde PT, Foster C, Skempo-Arlt KM, Fater DC, Neese CA, Dodge C y Pocari JP, (2002). La prueba del habla como simple marcador de umbral ventilatorio. Revista Sudafricana de Medicina Deportiva, 9: 5-8.