El valor del VO2: ¿medida de salud o marcador de rendimiento?

El combinado nórdico, una combinación de esquí de fondo y salto, fue uno de los cinco deportes originales en los primeros Juegos Olímpicos de Invierno celebrados en Francia en 1924. Hasta el día de hoy, los deportes de resistencia como el biatlón, el esquí de fondo y el combinado nórdico continúan como baluartes del evento cuatrienal y, de hecho, los seis atletas olímpicos de invierno más condecorados de todos los tiempos son todos atletas aeróbicos que participaron en estas agotadoras carreras de resistencia.

Pero, considerando cómo los Juegos Olímpicos de Invierno generalmente se llevan a cabo en elevaciones más altas donde las presiones de oxígeno son más bajas que en elevaciones más bajas, plantea preguntas sobre cómo estos entornos impactan en el VO.₂ y posteriormente su entrenamiento y rendimiento aeróbico, y si estos atletas de gran altura son diferentes de sus contrapartes de verano que generalmente viven y entrenan en elevaciones más bajas.

Para comprender estas preguntas y más, primero debemos profundizar un poco más en la ciencia y el valor de medir el consumo de oxígeno o VO₂.

Este artículo examinará algo de fisiología, aplicación y el valor de medir el VO_{2 -} dado que este parámetro a menudo se considera sinónimo de desempeño atlético.

• Si eres un entrenador personal y no está muy seguro de cuál es realmente la diferencia entre el VO2 absoluto y el relativo, ¡este artículo ayudará a aclarar el problema!
• Y si eres un entrenador de rendimiento deportivo, esto será lo que necesita y puede ayudarlo a concentrarse en el derecho mediciones de desempeño.

VO absoluto versus relativo₂

En su forma más simple, VO₂ es la diferencia entre el oxígeno inspirado y el oxígeno expirado en una unidad de tiempo (por ejemplo, un minuto) y VO₂max sería la mayor cantidad que el cuerpo puede consumir. Como la palabra denota, VO absoluto₂ refleja la cantidad total (absoluta) de oxígeno consumido por un cuerpo, independientemente del tamaño, la edad o el sexo, mientras que el VO relativo₂ indica esa puntuación corregida a alguna referencia, que pasa a ser una unidad de masa o un kilogramo (1 kg.). Las unidades de medida son todas métricas:

• VO absoluto₂ = Litros por min (L / min)
• VO relativo₂ = mililitros por minuto por kilogramo (una unidad de masa) que se reescribe como mililitros por kilogramo por minuto o mL / kg / min (1,000 mL = 1.0 L). Por ejemplo, si Peter pesa 220 libras. (100 kg) y tiene un VO₂máx. de 4.0 L / min, su VO relativo₂max sería 40 mL / kg / min (consulte la Tabla 1-1 a continuación).

usando Vo2 absoluto y relativo para medir las calorías gastadas

VO tanto absoluto como relativo₂ proporcionar información valiosa. Considerando el papel del oxígeno en el metabolismo (es decir, para quemar combustibles), la cuantificación de la cantidad total de oxígeno consumido proporciona una estimación de las calorías gastadas. Aunque no es exacto, los científicos usan un promedio de cinco (5) calorías por cada litro de oxígeno consumido. Por lo tanto, si Mary estuviera corriendo en una cinta rodante y consumiera 2.0 L / min, estaría gastando 10 kcal por minuto o 200 kcal durante un período de 20 minutos.

Calcular puntuaciones relativas y absolutas

Desafortunadamente, VO absoluto₂ Los puntajes no se pueden usar para comparar individuos entre sí o contra normas (es decir, requisitos ocupacionales) dadas las muchas diferencias que existen, especialmente en el peso corporal (una persona más pesada quema más oxígeno en reposo).

En consecuencia, VO absoluto₂ las puntuaciones se convierten en puntuaciones relativas para fines de comparación. Por ejemplo, es Peter que pesa 200 libras. (100 kg) con un VO₂max de 4.0 L / min más en forma que Jane que pesa 125 libras. (56,8 kg) con un VO₂máx. de 2,5 L / min (Tabla 1-1)?

Tabla 1-1: Calcular el VO relativo₂ puntuaciones

* 2.5 L / min = 2500 mL / min ÷ 56.8 kg = 44 mL / kg / min

Por qué VO₂ MAX VALUE no es una medida eficaz del rendimiento deportivo

VO₂max se ha considerado durante mucho tiempo un predictor de máxima rendimiento del ejercicio (es decir, puntuaciones de VO2max más altas implican mayores rendimientos atléticos). Sin embargo, no es una medida eficaz. Un pico de VO₂ o VO₂max es un mejor golpe de una sola vez, una prueba de laboratorio progresiva, y no representa una intensidad sostenible, que es lo que requieren todos los deportes de resistencia.

Si miramos el VO₂pendiente de trabajo de la Figura 1.1, demuestra una relación algo lineal con el trabajo incremental (A-B) hasta que se alcanza un punto umbral submáximo (B) después del cual VO₂ nivela. Pero se pueden realizar intensidades de trabajo adicionales (B-C).

Se cree que esta meseta representa una capacidad máxima de capacidad oxidativa mitocondrial o una incapacidad para suministrar más oxígeno a las mitocondrias a través de la sangre (4).

Figura 1-1: Relación entre VO₂ e intensidad del trabajo

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Continuemos.

Respiratory compensation point & Onset of blood lactate

La evidencia antes mencionada ha generado un cambio en la mentalidad para medir marcadores llamados Punto de compensación respiratoria (RCP) o Inicio de la acumulación de lactato en sangre (OBLA) como predictores de desempeño sostenible en lugar de VO₂máx. Estos marcadores representan la intensidad más alta que uno puede mantener en el tiempo y a menudo se denominan umbral de lactato (LT), que es incorrecta (1).

En lugar, El umbral de lactato representa la intensidad del ejercicio a la que la cantidad de lactato en sangre comienza a aumentar desproporcionadamente por encima de los valores normales de reposo y generalmente ocurre temprano a intensidades de ejercicio moderadas a vigorosas (3).

factores que influyen VO₂

VO₂ está influenciado por una miríada de otros factores intra e interpersonales que incluyen (5):

• Edad: disminución gradual de las puntuaciones después de finales de la adolescencia o principios de los veinte, aunque muchos atletas de clase mundial alcanzan su punto máximo entre finales de los veinte y principios de los treinta.
• Género: los hombres tienen más hemoglobina para transportar oxígeno y una mayor cantidad de células musculares para la oxidación mitocondrial.
• Genética, quizás la más influyente.
• Nivel de acondicionamiento (VO₂las puntuaciones máximas generalmente aumentan con el entrenamiento).
• Altitud y temperatura: discutidas en la sección siguiente.
• Variaciones fisiológicas interpersonales: músculos ventilatorios, tipos de fibras musculares, niveles de enzimas oxidativas, etc.
• Economía de movimiento: los corredores experimentados corren de manera más eficiente que los principiantes, correr requiere más acción muscular que andar en bicicleta (es decir, compromiso de las extremidades superiores).

VO₂ max es un mejor predictor de la salud general y no del rendimiento

Mientras que VO₂max tiene un valor limitado como estimador del desempeño, tiene un gran valor como predictor de la salud general y para determinar los estándares de capacidad laboral para diversas ocupaciones. Las personas que son físicamente activas generalmente tienen un VO más alto₂puntajes máximos y presentan un menor riesgo de morbilidad y mortalidad.

Asimismo, como VO₂ refleja la capacidad de trabajo, muchas ocupaciones físicamente exigentes (por ejemplo, servicios de bomberos, militares) se basan en estos puntajes para cuantificar la capacidad de un individuo para realizar tareas laborales de manera segura y competente.

VO₂ y rendimiento en entornos más fríos y altos

Los aumentos en la elevación generalmente reducen la temperatura ambiente, los cuales pueden afectar negativamente el rendimiento deportivo. Un error común es que en la altura el aire contiene menos oxígeno, lo que dificulta la respiración, lo que a su vez reduce la capacidad de ejercicio. Sin embargo, no es la concentración de oxígeno lo que presenta el problema, sino la disminución de la presión del aire ambiental que empuja el oxígeno hacia los pulmones y la sangre lo que es el problema.

La ley de Dalton de las presiones parciales establece que la presión total de un gas es la suma de las presiones parciales de los gases individuales (por ejemplo, oxígeno, dióxido de carbono) (1-2). A mayores elevaciones, la presión total del aire atmosférico cae, por lo tanto, la presión parcial de oxígeno también disminuye.

Por ejemplo, al nivel del mar, el aire atmosférico ejerce una presión total de 760 mm Hg y con el oxígeno que comprende el 20,93% de ese valor, mantiene una presión parcial de 159 mm Hg (760 x 0,2093 = 159 mm Hg). Sin embargo, a 14.000 pies (4.267 metros), el aire atmosférico solo ejerce una presión total de 447 mm Hg y con el oxígeno que comprende el 20,93% de ese valor, mantiene una presión parcial de 94 mm Hg (447 x 0,2093 = 94 mm Hg). En pocas palabras, esto significa que se conduce menos oxígeno a los pulmones y la sangre.

¿Qué es la ertropoyesis? ¿Y cuánto dura?

Las presiones más bajas reducen la capacidad del oxígeno para pasar de los pulmones a la sangre y unirse a la hemoglobina para su transporte a las células, lo que hace que haya menos oxígeno disponible para la oxidación mitocondrial. Para compensar esta disminución, el cuerpo comienza a producir glóbulos rojos adicionales poco después de llegar a la elevación con glóbulos rojos maduros (eritrocitos) que aparecen en la sangre después de aproximadamente siete días de exposición a la altitud (6). Este proceso se llama eritropoyesis. y está regulado por la hormona eritropoyetina (EPO) *.

Esto ayuda a explicar por qué los atletas tradicionalmente han viajado a la altura para entrenar, y luego regresan a elevaciones más bajas para rendir porque tienen más glóbulos rojos para transportar oxígeno. Este efecto suele durar unas pocas semanas como máximo porque los glóbulos rojos solo tienen una vida útil de aproximadamente 4 semanas. Sin embargo, la realidad es que esta técnica no garantiza mejoras en el rendimiento porque se necesita algo más que una mayor capacidad de transporte de oxígeno a la celda para mejorar el rendimiento.

* Alternativas sintéticas a EPO son muy frecuentes en los deportes de resistencia; algunos atletas pueden optar por usar y hacer trampa.

cómo cambia nuestra respiración en el aire frío

Al llegar a la altura, nuestra mecánica respiratoria cambia drásticamente. El aire es mas frio y más seco, y debe ser calentado y humedecido cuando entra al cuerpo. Esto da como resultado pérdidas más rápidas de líquidos vitales y deshidratación, así como un posible broncoespasmo que puede contrarrestar los efectos normales de broncodilatación que se producen durante el ejercicio con la liberación de epinefrina y norepinefrina (1).

Las pérdidas de líquido disminuyen nuestro volumen de sangre, lo que reduce el volumen sistólico o el volumen de sangre expulsado del corazón con cada contracción. Para compensar y mantener el gasto cardíaco (una medida de la fuerza con la que trabaja el corazón), el corazón late más rápido, lo que puede limitar la capacidad para realizar ejercicios de mayor intensidad.

ventilación y niveles de lactato en sangre

Otra adaptación inmediata que se experimenta en altura reside en la ventilación. Para tener en cuenta las presiones parciales de oxígeno más bajas, aumentamos nuestros volúmenes corrientes, el volumen de aire que se mueve con la respiración normal. Esto va acompañado de expiraciones más contundentes (hiperventilación) que empuja más dióxido de carbono (CO₂) de nuestros pulmones y de la sangre. Considerando CO₂Al regular la respiración y el pH sanguíneo, el cuerpo responde produciendo más CO₂ lo que hace utilizando nuestro precioso tampón de lactato y reduce la cantidad disponible para trabajos de alta intensidad.

Los atletas a menudo experimentan niveles de lactato en sangre notablemente más altos y una menor capacidad de trabajo con trabajo de alta intensidad cuando entrenan inicialmente en altitud. Este tampón de lactato sanguíneo reducido también puede comprometer el rendimiento casi máximo cuando el atleta regresa a elevaciones más bajas.

Sin embargo, después de algunas semanas en altitud, nuestros sistemas cardiopulmonares se someten a varios ajustes para intentar volver a la normalidad. pero el consenso de la ciencia es que el entrenamiento en altitud podría no ser tan beneficioso como se creía.

Cómo obtener los beneficios del entrenamiento en altitud sin las desventajas

Las estrategias posteriores, gracias en parte a las tecnologías emergentes, optimizan muchas de las ganancias del entrenamiento en elevación sin las posibles desventajas, que incluyen:

• Cámaras para dormir hipóxicas donde los individuos viven en cuartos que simulan la altitud al respirar concentraciones de oxígeno más bajas, pero entrenan normalmente en elevaciones más bajas.
• Exposición hipóxica intermitente (es decir, tren alto en vivo bajo) - desplazamientos de 33 millas entre Salt Lake City y Park City - una diferencia de casi 3,000 pies (800 m).
• Usar oxígeno suplementario cuando vive en elevaciones más altas, pero no cuando entrena.

otros factores que pueden obstaculizar el rendimiento deportivo en grandes alturas y en el frío

Los atletas que compiten en altura y en frío también deben enfrentarse a otros factores fisiológicos que pueden impedir el rendimiento general (1):

• Termorregulación: la aplicación adecuada de telas y capas para garantizar la eliminación adecuada del exceso de calor, sin que las telas húmedas queden en o con la piel, lo que puede desencadenar hipotermia.
• La disminución de la movilización de ácidos grasos libres de nuestras reservas de grasa subcutánea debido a la vasoconstricción periférica en climas fríos puede reducir la disponibilidad de grasas como combustible para las células musculares y forzar tasas de utilización de glucógeno más rápidas y el potencial de agotamiento.
• Función fisiológica nerviosa y muscular alterada, patrones alterados de reclutamiento de fibras musculares y disminución de la velocidad de acortamiento muscular y de la capacidad de generar fuerza, todo lo cual puede reducir la fuerza muscular y los niveles de potencia.

Entonces, ¿cómo cambian estos eventos al atleta de invierno en comparación con el atleta de verano? Ciertamente, sería difícil hacer declaraciones inequívocas, pero lo que sí es evidente es que el atleta de invierno parece enfrentarse a mayores obstáculos en lo que respecta a su entrenamiento y rendimiento.

Ciertamente, deberían pensar y considerar más detenidamente la planificación de sus regímenes de entrenamiento si quieren tener éxito. Entonces, en esta Olimpiada de 2018, apreciemos a estos atletas de resistencia con una perspectiva única que es más grande que la de ser un espectador que observa a los mejores atletas del mundo.

Con su comprensión más profunda de lo que cada atleta de resistencia soportó solo para llegar a estos juegos, espero que su aprecio por sus esfuerzos sea verdaderamente admirado y respetado.

Y si estas entrenando deportistas Para competir en condiciones frías o de gran altitud, espero que esto sea un repaso de la ciencia detrás del VO2.

Referencias:

1. Pocari J, Bryant CX y Comana F, (2015). Fisiología del Ejercicio. Filadelfia, PA. Compañía F.A. Davis.
2. Katch VA, McArdle Wd y Katch FI, (2011). Fundamentos de la fisiología del ejercicio (4^th). Baltimore, MD. Lippincott, Williams y Wilkins.
3. Kenny WL, Wilmore JH y Costill DL, (2015). Fisiología del deporte y el ejercicio (5^th). Champaign, IL. Cinética humana.
4. Tipton CM (Ed), (2006). Fisiología avanzada del ejercicio de ACSM. Baltimore, MD. Lippincott, Williams y Wilkins
5. Noakes T, (2003). El saber de correr. (4ª ed.). Champaign, IL. Cinética humana.
6. Robergs RA y Roberts SO (1997). Fisiología del ejercicio: rendimiento del ejercicio y aplicaciones clínicas. St. Louis, MO., Mosby Year Book, Inc.