Análisis de los factores fisiológicos involucrados en el consumo máximo de oxígeno (VO2 Máx.) (página 2)
El número de contracciones por minuto esta en
función
de muchos aspectos y por esto y por la rapidez y sencillez del
control de la
frecuencia hace que sea de una gran utilidad, tanto
para médicos, como para entrenadores y como no, para
aficionados al deporte o deportistas
profesionales (frecuencia-cardiaca.com).
Las pulsaciones de una persona de un
momento dado se puede decir que dependen de varios grandes
conjuntos de
variables. En
un grupo
pondremos las que no dependen directamente del sujeto y en casi
todos los casos son temporales y condicionales, como la temperatura,
la altura o la calidad del
aire, la hora del
día o la edad del individuo. En
otro grupo las que son intrínsecas del sujeto impuestas
por la genética
como la altura, el somatotipo, el genero y como no
la propia genética. Otro grupo que son condicionales y
temporales pero de carácter psicológico como el miedo,
el amor, el
estrés o
el sueño. Y en el ultimo grupo voy a unir las variables
que son propiamente modificables por la persona, como son la
actividad física
que realiza, el tipo de actividad física, el tiempo que
lleva realizando la actividad y la intensidad de esta
(frecuencia-cardiaca.com).
La frecuencia respiratoria se define como las veces que
se respira (ciclo de respiración: se contraen y se expanden los
pulmones) por unidad de tiempo, normalmente en respiraciones por
minuto. En condiciones de reposo la frecuencia respiratoria
alcanza uno valores
medios de 12
respiraciones por minuto.
Cuando iniciamos un ejercicio físico ligero,
nuestros músculos realizan mas contracciones que
cuando estamos en reposo, este aumento del número de
contracciones significa que demandan mas energía y
oxigeno, las
pulsaciones también suben y por lo tanto también el
gasto cardiaco, para poder ofrecer
el oxigeno que extra que demanda el
organismo el cuerpo aumenta la frecuencia respiratoria. En un
trabajo ligero
la frecuencia suele ser de unas 12 respiraciones por minuto
(todonatacion.com).
Cuando aumentamos la intensidad del ejercicio a un nivel
medio, los requisitos de oxígenos son mayores y la
frecuencia respiratoria sube hasta los 22 ciclos respiratorios
por minuto. Cuando aun dentro del campo aeróbico y la
intensidad es casi máxima el número de ciclos
respiratorios puede llegar a los 35 por minuto. En los ejercicios
de muy corta duración y alta intensidad llamados
anaeróbicos, los músculos esqueléticos no
necesitan oxigeno para sus contracciones
(todonatacion.com).
Hay cerca de 300 millones de alvéolos en los
pulmones de humano adulto; cada uno de ellos mide 0,25 mm de
diámetro. La tráquea, los bronquios y bronquiolos,
excepto las terminaciones, no están implicados en el
intercambio gaseoso, y, por tanto, se les denomina
vías aéreas de conducción, o lo que
es lo mismo, desde el punto de vista funcional espacio muerto
anatómico. Estas áreas poseen un epitelio
grueso y no están muy vascularizadas. En cambio, las
ramas terminales de los bronquiolos y alvéolos
están revestidas de un epitelio fino y densamente
irrigado. En esta zona del pulmón es donde ocurre el
intercambio respiratorio (Gaytán, 2004).
En una respiración tranquila y normal se produce
un volumen de
ventilación pulmonar en torno a los 500
ml. (elergonomista.com). A continuación si la persona
realiza una inspiración forzada, el volumen se va a elevar
y este volumen va a recibir el nombre de reserva inspiratoria que
va a ser aproximadamente seis veces el volumen de
ventilación pulmonar (3000mililitros). Después, si
se produce una espiración forzada, nos da el volumen de
reserva espiratoria, el V.R.E, el cual está en torno a los
1100ml, tras una espiración forzada, hay una cantidad de
aire que siempre permanece en los pulmones, recibiendo el nombre
de volumen residual, y esta en torno a los 1200ml. Teniendo en
cuenta estos parámetros, hablamos de volumen respiratorio
por minuto. VR/min. será las veces que entre el volumen de
ventilación pulmonar por las veces que respiramos, que es
la frecuencia respiratoria (Fr):
Volumen Resp/min = Vvp Ã- Fr =
500Ã-12 = 6000ml/min
Decimos entonces que la frecuencia respiratoria es de
12-13 veces/min. en condiciones normales.
Capacidades pulmonares son sumatorio de ciertos
volúmenes:
-Capacidad inspiratoria pulmonar, se suma el volumen de
reserva, más todo lo que se puede inspirar.
VVP + VRI = 3500ml.
– Capacidad espiratoria pulmonar: aquella que se puede
eliminar.
VVP + VRE = 1600ml.
– Capacidad Vital pulmonar: que recoge toda la capacidad
inspiratoria y espiratoria.
CVP = VRI + VVP + VRE =
4600ml.
– Capacidad pulmonar total: CVP + Volumen
Residual
CPT = CVP + VRE = 5800ml.
– Capacidad funcional residual: es el sumatorio de
volúmenes de reserva espiratorio más el volumen
residual = 3300ml.
Del volumen ventilatorio pulmonar (500ml), van a llegar
al alveolo 300ml, 150ml de aire queda atrapado en el árbol
bronquial, esta cantidad recibe el nombre de aire del espacio
muerto.
El umbral anaeróbico es el límite
a partir del cual a una persona no le alcanza con el oxígeno
que respira y posee (metabolismo
aeróbico) para satisfacer el esfuerzo físico que se
está realizando, y a partir del cual necesitará
valerse de otras vías energéticas que necesiten
oxígeno para mantener dicho esfuerzo (metabolismo
anaeróbico) (Andinia.com)
Cuando hablamos del Umbral Anaeróbico nos estamos
refiriendo por tanto al punto o zona de transición entre
el metabolismo aeróbico y el metabolismo
anaeróbico. O quizá mejor a la zona de
transición entre una intensidad en la que la
obtención de energía es preponderantemente
aeróbica y otra intensidad de ejercicio lógicamente
más alta en la que la obtención de energía
precisa de la participación importante del metabolismo
anaeróbico láctico (biolaster.com).
Cuando se llega al umbral anaeróbico, el
rendimiento comenzará a decaer en breve, ya que las
vías energéticas que no dependen del oxígeno
son siempre limitadas, y sólo sirven para mantener la
actividad un corto período de tiempo. Por eso, cuanto
más alto tenga una persona (deportista) el umbral
anaeróbico, más resistencia
tendrá, y saldrá mejor parado ante esfuerzos
prolongados (Andinia.com).
Además del entrenamiento,
existen otros factores que influirán en el umbral
anaeróbico de un deportista. Hay que tener en cuenta que
el hecho de estar trabajando a nivel de umbral anaeróbico
o por debajo de él, no significa que no haya producción de ácido láctico a
nivel muscular, lo que sucede es que está siendo
neutralizado o eliminado en cantidad suficiente como para que no
vaya acumulándose progresivamente
(biolaster.com).
Otorgar una cifra fija de lactato (como en su momento
estuvo en boga con los 4 mMol/l) para determinar el Umbral, puede
traer consigo errores, ya que el estado de
equilibrio
entre formación y eliminación de lactato al
máximo nivel de intensidad de trabajo, que es al fin y al
cabo lo que trata de determinar el Umbral Anaeróbico. Es
difícil que pueda relacionarse con exactitud con una cifra
absoluta fija para todos los deportistas. Cuando se realizan
estudios de estado estable
de lactato, éste puede estabilizarse a 3 mMol/l o por
debajo, lo mismo que pueden encontrarse otros deportistas que
consiguen mantener un equilibrio en niveles superiores a los ya
famosos 4 mMol/l (biolaster.com).
Tampoco se debe pensar que una vez superada la
intensidad en la que se encuentra el Umbral Anaeróbico,
toda la energía que se forma procede del metabolismo
anaeróbico, ya que el consumo de
oxígeno todavía no ha tocado techo (a la intensidad
del umbral), y según aumenta la intensidad de trabajo por
encima del umbral, también aumenta el consumo de
oxígeno, por lo que cabe pensar que aumenta la
producción de energía por vía
aeróbica igualmente; sin embargo, una vez sobrepasada la
intensidad correspondiente a la Potencia
Máxima Aeróbica (es la Potencia que se desarrolla
cuando se alcanza el Consumo Máximo de Oxígeno),
todo aumento de intensidad va a ser debido a un aumento de
formación de energía por vía
anaeróbica exclusivamente. Es conveniente tener claros
estos conceptos claves, con el fin de poder asimilar igualmente
referencias que se realizan a nivel de programación de entrenamiento; muchas veces
a la hora de hablar de intensidad de entrenamiento, se hace
referencia a un porcentaje y hay que delimitar si es un
porcentaje del Consumo Máximo de Oxígeno, o bien un
porcentaje de la Potencia Máxima; si se establecen
porcentajes del Consumo Máximo de Oxígeno, podemos
encontrarnos intensidades del 120 o 140% (ya que la Potencia
Máxima Anaeróbica está claramente por encima
de la Potencia Máxima Aeróbica que se corresponde
con el Consumo Máximo de Oxígeno), mientras que si
la intensidad se establece en porcentajes de la Máxima
Intensidad (sin especificar nada de aeróbico), cabe pensar
que niveles del 90% no son mantenibles más allá de
20-40 segundos (biolaster.com).
El Umbral Anaeróbico está siendo utilizado
con mayor o menor fortuna en la programación del
entrenamiento, y a pesar de las controversias en cuanto a su
obtención y significación, es en este momento la
medida más fiable para el establecimiento de los
diferentes ritmos o intensidades de entrenamiento. La posibilidad
de realizar mediciones de ácido láctico de forma
sencilla y con analizadores de lactato de bajo costo y
claramente portátiles, está permitiendo un mayor
control y desarrollo del
rendimiento físico (biolaster.com).
OBJETIVO GENERAL
Realizar un análisis de los factores
fisiológicos involucrados en el consumo máximo
de oxígeno (VO2 Máx.) con base en los
resultados de una prueba de laboratorio
individual.
Objetivos específicos
Entender los cambios en los parámetros
fisiológicos y capacidades cardiorrespiratorias
gracias al ejercicio tomando como parámetro el VO2
Máx.Determinar los factores involucrados en el
desarrollo de una prueba de VO2 Max. como el factor que
determine la capacidad máxima de ejecución del
trabajo aeróbico.Identificar la importancia de realizar una prueba de
VO2 Max. desde el punto de vista de entrenamiento
deportivo.
Metodología o
procedimiento
El laboratorio se
realizó en Heredia en la Escuela Ciencias del
Deporte de la Universidad
Nacional. En la lección anterior, quince días
antes, se había explicado por el profesor del
curso que se debía estar en laboratorio del PROCESA, pues
en este edificio estaban los instrumentos necesarios para el
desarrollo del laboratorio de capacidad respiratoria. Los
participantes de la prueba podían llegar desde las tres y
treinta de la tarde. En el caso particular de este estudio se
ingresó al edificio a las cinco y cuarenta y cinco
minutos, y utilizando una hoja de cotejo se comenzó con la
recolección
de datos (nombre, talla, peso, edad).
El participante se encontraba con la vestimenta adecuada
para realizar actividad física y es importante mencionar
que se quejaba de una contractura muscular en la espalda. No
había que realizar un calentamiento. Según el
protocolo
administrado se comenzó de cero.
El participante preparó la mascarilla, que
consistió en buscar el tamaño adecuado, instalar la
boquilla y las líneas de transporte de
gases, a las
que había que realizarles una limpieza con el compresor.
La ejecución de la prueba comenzó a las siete y
cuarenta de la noche.
Se utilizó un protocolo realizado
por Felipe Araya y modificado por el grupo de
maestría:
Los materiales
utilizados para el desarrollo del laboratorio fueron los
siguientes:
1. Compresor WR Brown Speedy: Limpieza de boquilla y
líneas.
2. Líneas para transporte de gases (Pat #
5,038,773):
Verde: Oxígeno
Rojo: Dióxido de Carbono
Blanco: Dióxido de Carbono
3. Programa
(Software) para el
análisis del VO2 máx: Aerograph del
Sistema de
Diagnóstico Cardiorespiratorio.
4. Computadora
portátil: Hp Omni Book XE
5. Medgraphics VO2000: Realiza consultas
fisiológicas normales de laboratorio para control de
calidad o para poblaciones específicas de pacientes
con problemas de
salud
cardiobronquial del Sistema de Diagnóstico
Cardiorespiratorio (Fotografías #1 y #2).
6. Mascarilla para captación de gases
respiratorios del Sistema de Diagnóstico
Cardiorespiratorio. Pat. #6,718,982 (Fotografías #1 y
#2).
7. Cilindro de calibracion marca Med
Graphics con capacidad de 3 litros del Sistema de
Diagnóstico Cardiorespiratorio.
8. Báscula médica marca Ballar con
capacidad de 160 kg X 100g (Fotografía
#3).
9. Estadímetro marca Tanita calibrada a un
milimetro Pat. # 6,266,881,B1 (Fotografía #4).
10. Monitor
cardiaco marca Polar modelo FS1
(Fotografía #5).
11. Bandas Transmisora de datos de monitor
cardiaco marca Polar FS1
Fotografías:
Resultados
El siguiente gráfico presenta la dinámica de la frecuencia cardiaca durante
el desarrollo de la prueba de consumo máximo de
oxígeno:
El siguiente gráfico presenta la dinámica
del consumo de oxígeno por kilogramo durante el desarrollo
de la prueba de consumo máximo de
oxígeno:
El siguiente gráfico presenta la dinámica
del factor RQ durante el desarrollo de la prueba de consumo
máximo de oxígeno:
Discusión
En el primer gráfico se presenta una
dinámica progresivo ascendente en los resultados
presentados por el participante. Esto se debe a que "existe una
relación lineal entre la FC y la intensidad del esfuerzo
desarrollado durante el ejercicio aeróbico, de tal forma
que a mayor intensidad, mayor FC. Esta relación lineal se
respeta fundamentalmente entre las 100 y las 170 ppm a partir de
las cuales la recta se acerca de forma asintótica hasta el
máximo" (Moral G.,
Susana).
El siguiente concepto es
presentado en la gráfica número 2 es el consumo
máximo de oxígeno. El VO2 Máx. es un
parámetro que como ya se ha mencionado expresa el volumen
de O2 que consume o utiliza el organismo. La medición de este parámetro nos
permite cuantificar de alguna manera el metabolismo
energético ya que el oxígeno que se utiliza como
comburente en las combustiones que tienen lugar a nivel celular y
que permiten la transformación de la energía
química
(que radica en los principios
inmediatos) en energía mecánica (la contracción muscular)
(Moral G., Susana).
Por lo que podríamos decir que el VO2 es
expresión directa de las necesidades metabólicas
del organismo en un momento dado. Para cada persona, la
frecuencia cardiaca y el VO2 están relacionados
también de forma lineal durante el ejercicio
aeróbico hecho que se ha utilizado para estimar o predecir
el Vo2 máx. de un sujeto a partir de cargas
submáximas (Moral G., Susana).
En el proceso de la
evaluación del VO2 Máx realizado en
el laboratorio se tomaron en cuenta el RQ. Que describe la
relación entre el dióxido de carbono
producido y consumido en el metabolismo del oxígeno, que
varían desde 0,70 hasta 1,00. El RQ tiene una
relación determinista bien establecido con equivalente
calórico (= equivalente térmico), que describe la
cantidad de energía gastada por un litro de oxígeno
consumido, que varían desde 4,69 hasta 5,05 kcal / l O2
(para las relaciones entre el consumo de sustrato, y RQ
equivalente calórico) (Fitness & Health
Perfofmance).
Tanto la intensidad del ejercicio físico y la
duración son los parámetros que afectan a RQ y el
equivalente calórico. Un aumento en los resultados de la
intensidad del ejercicio aumentó en RQ y equivalentes de
calorías, debido a la mayor oxidación de hidratos
de carbono y la disminución de la oxidación de las
grasas
(Fitness & Health Perfofmance). De lo anterior se concluye el
desarrollo lineal de las variables analizadas.
Uno de los factores más importantes que se
determinó es el valor del
umbral anaeróbico (Umbral láctico). Que en este
caso esta en 44.81 ml/Kg/min. El umbral anaeróbico se
define como el nivel de VO2 ejercicio anterior que la
energía aeróbica la producción se
complementa con mecanismo anaeróbico y se refleja en el
aumento del lactato y el lactato / piruvato relación en el
músculo y la sangre arterial.
(Stork, Milan).
Frente a la relación de VO2 por debajo del umbral
había una pendiente consistente en un poco menos de 1,0, y
que la pendiente cambia a un valor mayor que 1,0 por encima de la
anaeróbica umbral (Stork, Milan).
Además, y aunque esos datos no nos fueron
suministrados, se valoró el grado de agotamiento subjetivo
y la apariencia de agotamiento que presente el individuo; para
ello se utiliza una escala (Borg) que
cuantifica numéricamente el grado de fatiga subjetiva del
individuo durante el esfuerzo (Agustín Calvo,
F.).
A continuación se expone un cuadro de curvas
representativas del Consumo de Oxígeno (VO2) y
producción de CO2 durante un test incremental.
Lo que representa las diferentes modificaciones que posiblemente
suceden en el organismo de las personas que ejecutan una prueba
de consumo máximo de oxígeno:
La morfología
en meseta de la curva de VO2 depende de la imposibilidad de
consumir mas O2, bien porque se agote la musculatura
respiratoria, se acumulen o falten determinados sustratos en
la
célula muscular o alcance el límite para la
difusión del O2 desde el capilar a la miofibrilla. Al
llegar a esos niveles de agotamiento depende de la voluntad del
sujeto y también al estado de forma de la musculatura que
realiza directamente el ejercicio. En general, esta última
razón puede ser la limitante del esfuerzo, por lo que
habitualmente el ascenso gradual de la curva del VO2 se
interrumpe bruscamente, en especial en sujetos no entrenados y
desde luego en cardiópatas (Agustín Calvo,
F.).
Este punto de mayor consumo se conoce como VO2 pico y
podemos observar un ejemplo del mismo en la siguiente
figura:
Vemos como las curvas de VO2 y VCO2 respecto al tiempo
de un caso en el que el ascenso del VO2 se interrumpe sin llegar
a mostrar la morfología de la meseta, lo que se conoce
como VO2 Pico.
Conceptualmente la obtención de un VO2 Pico
presenta el problema de no conocer la diferencia real existente
entre el VO2 obtenido y el máximo que hubiera podido
obtenerse de haber continuado la prueba hasta el límite
del sistema de transporte de O2. Dicho en otros términos
resulta impredecible la relación entre VO2 pico y VO2
máximo. Desde el punto de vista práctico, cuanto
más se separe el VO2 pico del Umbral Ventilatorio, mayor
anaerobiosis se produce y mejor relación habrá con
el VO2 real (Agustín Calvo, F.).
Conclusiones
Luego de realizar un análisis más profundo
de lo que visualizaba al inicio de la
investigación, correspondiente a los factores
fisiológicos involucrados en el proceso del consumo
máximo de oxígeno, y con base en los resultados de
la prueba de laboratorio que se experimentó el 23 de
setiembre, lo que más me llena es imaginar los procesos
fisiológicos que ocurren en nuestro organismo al realizar
actividad física, no solamente aeróbica, sino
también la anaeróbica. Valoro muy fuerte la
posibilidad de adentrarme en el estudio de las posibles
respuestas de los diferentes sistemas
orgánicos del ser humano.
El VO2 Máx. ayuda a entender algunos de los
cambios fisiológicos y capacidades cardiorrespiratorias, y
al profundizar en los diferentes procesos que se ven involucrados
con respecto a su estudio y se crea una visión de la
actividad física (ejercicio) que define parámetros
diferentes dentro de el esquema y estructura
mental que dominamos en nuestro estadio cognitivo, que bien
llevado a la práctica, debe afectar de forma positiva
tanto a nosotros como a nuestro entorno.
Aunque se determinaron los factores que se involucraban
con el desarrollo de una prueba de VO2 Max. como el factor que
determine la capacidad máxima de ejecución del
trabajo aeróbico, esto lo podemos sostener con atletas de
alto rendimiento, porque la pregunta que aparece en este momento
es ¿qué sucede con las personas que no pueden
ejecutar este tipo de pruebas?
Comentario que está latente en el grupo de maestría
en donde se realizó la prueba de VO2 Máx.
¿Cuáles son las opciones que existen o
cuáles son las pruebas submáximas que se pueden
modificar para aplicar a otras poblaciones? Allí quedan
las preguntas para próximos estudios.
Y por supuesto recalcar el hecho de identificar la
importancia de realizar este tipo de pruebas para mejorar y
proyectar los entrenamientos y los perfiles de competencia de
los atletas que desde el punto de vista competitivo, necesitan de
la ciencia
para definir por completo sus capacidades.
Bibliografía
Agustín Calvo, F. "Evaluación de VO2
máx. utilizando diferente metodología".
Licenciatura en Educación Física del Instituto
de la Rehabilitación y el Movimiento de la Universidad
Nacional General San Martín.
()
Amil, Raúl Javier. El VO2
Máx. y su importancia en los deportes de resistencia
(http://www.patriciaminuchin.com.ar/Publicado/18vo2_m%C3%A1x.htm)
biolaster.com:
(http://www.biolaster.com/rendimiento_deportivo/metabolismo_energetico/umbral_anaerobico)Bioscripts.net:
(http://www.bioscripts.net/col/Apuntes/Fisio_Animal/FA_Practicas/P3-FisiolAnimal.pdf)Contreras, F. (2004). Entrenadores de Futbol,
Documentos
Preparación Física: Indicadores de la Carga
de Entrenamiento. Colombia: Bogotá. ()
(http://www.escoladefutbol.com/beto/docs/ind_carg.htm)Elergonomista.com: (http://www.elergonomista.com/biologia/respiratorio.htm)
Fitness & Health Perfofmance:
(http://www.qwave.com/e_training_weight.html)Frecuencia-cardiaca.com:
(http://www.frecuencia-cardiaca.com/)Gaytán, S. (2004). SESIÓN
DE PRÁCTICAS: Respiratorio.
Jiménez, A. (2005). Entrenamiento
personal:
bases, fundamentos y aplicaciones. Barcelona: INDE. Segunda
Edición.
Todonatacion.com:
(http://www.todonatacion.com/frecuenciaRespiratoria/)Moral G., Susana. Frecuencia cardiaca, consumo de
oxigeno (vo2) y gasto energético en las clases
colectivas y/o salas de fitness. (http://www.feda.net/articulos/consumosusana.pdf).Stork, Milan. Cardiopulmonary exercise testing
system for medicine, fitnes and rehabilitation. University of
West Bohemia, Faculty of Electrical Engineering, Department
of Applied Electronics, 30614 Plzen, Czech Republic. (e-mail:
stork[arroba]kae.zcu.cz)Wikipedia: Definición de VO2 máx.
(http://es.wikipedia.org/wiki/VO2_m%C3%A1x)
Autor:
Glenn Moya
Núñez
Universidad Nacional
Facultad Ciencias de la Salud
Escuela Ciencias del Deporte
Programa:
Maestría en Salud Integral y
Movimiento
Humano
Septiembre 29, 2009
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