Evaluación de la Capacidad y Potencia Aeróbica y Anaeróbica

Capacidad Aeróbica y VO2 Max

Definición de Capacidad Aeróbica

La capacidad aeróbica se refiere a la disponibilidad de O₂ en el organismo para la realización de ejercicio físico. El VO₂ max, o consumo máximo de oxígeno, se alcanza en una prueba de esfuerzo progresivo cuando el VO₂ no se incrementa a pesar de aumentar la carga de trabajo.

Factores Condicionantes del VO₂ Max

El VO₂ max depende de dos factores principales:

• Factor central (corazón): Capacidad del sistema cardiovascular para transportar O₂ a los músculos.
• Factor periférico (músculo): Capacidad del músculo para extraer y utilizar el O₂.

Extracción Periférica del O₂

Consiste en la diferencia entre el O₂ presente en las arterias y las venas, la cual es extraída y utilizada por el músculo.

Sistemas Condicionantes

1) Cardiovascular (factor central)

1. Volumen/minuto pulmonar: Volumen de sangre que expulsa el ventrículo derecho hacia los pulmones.
2. Volumen/minuto cardíaco o GC: Volumen de sangre que expulsa el ventrículo izquierdo hacia el resto del cuerpo.
3. Capacidad de transporte de O₂ en sangre: Depende principalmente de la hemoglobina.

2) Muscular (factor periférico)

1. Flujo sanguíneo muscular: Volumen de sangre que llega a los músculos. A mayor densidad capilar, mayor flujo sanguíneo y mayor capacidad de extracción de O₂.
2. Diferencia arterio-venosa de O₂: Capacidad del músculo para extraer O₂, oxidarlo y obtener energía. Depende del número de mitocondrias y enzimas oxidativas.
3. Capacidad de utilización muscular del O₂ (extracción de O₂): Depende de la densidad mitocondrial del músculo y del tipo de fibras musculares. Las fibras lentas (oxidativas) extraen más O₂ que las fibras rápidas (glucolíticas).

Factores Determinantes para Mantener un Esfuerzo Prolongado

La resistencia aeróbica es la capacidad de mantener un esfuerzo lo más alto posible durante el mayor tiempo posible. El umbral anaeróbico es el indicador fisiológico clave para medir la resistencia aeróbica.

Cualidades que Determinan la Resistencia Aeróbica

1. VO₂ max: A mayor VO₂ max, mayor capacidad para mantener un esfuerzo de alta intensidad y mayor velocidad a la que se puede mantener ese esfuerzo.
2. Eficacia de zancada o economía del gesto: Permite ser más eficiente porque en cada zancada se extrae más O₂ con menor gasto energético.
3. Capacidad de mantener un esfuerzo submáximo por un tiempo prolongado (umbral anaeróbico): Capacidad de sostener un esfuerzo de intensidad moderada-alta sin acumulación excesiva de lactato.

El entrenamiento físico incrementa tanto el umbral anaeróbico como el VO₂ max.

Factores que Influyen en el VO₂ Max

1. Herencia o genética: Influye en un 60-70%. Solo es entrenable un 30-40%.
2. Edad: El VO₂ max es similar en niños y niñas hasta los 12 años. A partir de los 14 años, los chicos presentan valores un 25% mayores que las chicas. A partir de los 25 años, el VO₂ max desciende hasta un 1% al año. Los niveles habituales de actividad física tienen mucha más influencia en la capacidad aeróbica que la edad.
3. Sexo: Existe una diferencia del 15-20% en el VO₂ max entre hombres y mujeres debido a: diferencias en la composición corporal, concentración de hemoglobina (Hb) y diferencias hormonales. Los hombres tienen mayor concentración de testosterona y masa muscular, lo que favorece la extracción de O₂. Las mujeres tienen mayor concentración de estrógenos y grasa corporal, lo que se asocia a una menor extracción de O₂.
4. Tamaño y composición corporal: Hasta un 60-70% de las diferencias en VO₂ max pueden explicarse por la composición corporal.
5. Estado de forma y salud: Las enfermedades disminuyen la capacidad funcional y el VO₂ max.
6. Modo de ejercicio: El VO₂ max es mayor en ejercicios de resistencia y la mejora es mayor con el entrenamiento específico para la modalidad deportiva practicada.
7. Tipo de fibras musculares: A mayor porcentaje de fibras lentas, mayor capacidad de extraer O₂ y mayor VO₂ max.
8. Altitud: A mayor altitud, menor presión parcial de O₂ y menor VO₂ max. También disminuye la saturación de la Hb.
9. Temperatura: A mayor temperatura, mayor movilidad y expansión de gases y mayor VO₂ max.
10. Eficacia mecánica y coste energético: Una mayor eficiencia en el movimiento reduce el coste energético y permite un mayor VO₂ max.

VO₂ Max y Entrenamiento: Mejora del VO₂ Max

Mejora del Factor Central (convección)

1. Cambios en el porcentaje de saturación arterial de O₂: Aumentando la presión parcial de O₂ (PiO₂) y la eficacia del intercambio de gases en los pulmones.
2. Aumentos en el flujo de sangre: Mediante el aumento del volumen sistólico y la frecuencia cardíaca.
3. Desplazar la curva de disociación de la Hb hacia la derecha: Facilitando la liberación de O₂ en los tejidos.

Mejora del Factor Periférico (difusión)

1. Disociación de O₂ de la Hb: Facilitando la liberación de O₂ en los músculos.
2. Difusión del O₂ del hematíe al músculo: Mejorando la capacidad de transporte de O₂ en el tejido muscular.
3. Peso mitocondrial y difusión por el transportador: Aumentando el número y la capacidad de las mitocondrias para utilizar el O₂.

Fundamentos de los Métodos Estimativos de Predicción del VO₂ Max

1. Relación entre FC y VO₂: Existe una relación lineal entre la frecuencia cardíaca (FC) y el VO₂ durante el ejercicio de intensidad ligera a moderadamente pesada (50-80% de la FC máxima). La pendiente de esta línea refleja la condición aeróbica del individuo. A mayor pendiente, menor condición aeróbica (mayor aumento de FC para un mismo incremento en VO₂).
2. Cálculo aproximado del O₂ necesario para un rendimiento determinado y un esfuerzo específico: Se basa en la estimación del coste energético de la actividad física.
3. Relación estadística entre la FC y la potencia de trabajo en un esfuerzo progresivo: Se utilizan ecuaciones de regresión para predecir el VO₂ max a partir de la FC submáxima y la potencia de trabajo.

Limitaciones en la Predicción del VO₂ a Partir de la FC Submáxima

1. La relación lineal entre FC y VO₂ no se cumple en todos los sujetos.
2. La FC máxima no se alcanza en todos los sujetos durante las pruebas submáximas. Hay que considerar la disminución de la FC máxima con la edad para no sobreestimar el VO₂ max.
3. Se presupone una eficacia mecánica constante. Si la eficiencia mecánica es deficiente, el VO₂ max se subestima.
4. Existe una alta variabilidad en la FC incluso en condiciones estándar, por eso los tests se realizan siempre en las mismas condiciones.

Cómo Evitar Infra o Sobrevalorar el VO₂ Max

1. Evitar que los incrementos en los estadios progresivos sean muy grandes, ya que esto puede llevar a un protocolo inadecuado.
2. Evaluar la condición física inicial del sujeto. Si no está en buena forma, se puede infraestimar el VO₂ max por el tiempo de duración del test o se puede sobreestimar en tests submáximos porque se supera la FC que le corresponde a su nivel de condición física.
3. Asegurarse de que la forma física del sujeto es apropiada al test elegido. Considerar la especificidad del test (no evaluar a un corredor en bicicleta).
4. Tener en cuenta los esfuerzos subyacentes que pueden provocar que el protocolo sea más agresivo de lo previsto.
5. Si no se encuentran los valores esperados, hay que investigar las posibles causas: fatiga, enfermedad, etc.

Criterios para la Valoración Indirecta del VO₂ Max

1. Modalidad de esfuerzo:
   1. Submáximo: Se basa en la extrapolación de la relación entre FC y VO₂. Permite el registro simultáneo de diferentes variables fisiológicas.
   2. Máximo: Debe cumplir criterios de maximalidad.
      1. Criterio máximo: Se considera que se ha alcanzado el VO₂ max cuando se llega a la FC máxima o se observa un plateau en el consumo de O₂ a pesar de aumentar la carga de trabajo.
      2. Implica información, precisión y riesgos: Las pruebas máximas proporcionan información más precisa sobre el VO₂ max, pero también conllevan mayores riesgos para la salud del sujeto.
      3. Existen dos tipos: Por un lado, medir respuestas a trabajos progresivos y, por otro, evaluar el rendimiento hasta el grado máximo de resistencia.
2. Medios y recursos ergométricos para protocolizar el esfuerzo:
   1. Escalones:
      • Diferentes alturas.
      • Estadios de más de 2 minutos.
      • Pueden ser submáximos o máximos.
      • Tomar FC cada 30″.
   2. Cicloergómetro: Permite controlar la resistencia, la cadencia de pedaleo (rpm), la eficiencia y el peso del sujeto.
   3. Tapiz rodante: Permite controlar la velocidad, el porcentaje de pendiente, el VO₂ max, y se puede realizar con o sin agarre.
   4. Ergómetros específicos: Remoergómetros, etc.
   5. Sin material: Flexiones, test de Ruffier, etc.
3. Variable cuantificada que indica o valora el metabolismo aeróbico:
   1. Rendimiento físico: Tiempo e intensidad de esfuerzo, índices de esfuerzo.
   2. FC: En estado de esfuerzo, FC máxima, FC post-recuperación.
   3. Bioquímica: Concentración de lactato en sangre (lactacidemia), enzimas, parámetros hematológicos.
   4. Percepción subjetiva del esfuerzo: Escalas de Borg.
4. Tipo de protocolo de esfuerzo empleado (continuo/discontinuo; triangular/rectangular):
   1. Maximal: Ningún protocolo es apropiado para todos los sujetos. El tiempo de duración, el nivel inicial y los incrementos en la carga de trabajo deben variarse en función de las características del individuo.
      • Gente joven activa: 6 METS (equivalentes metabólicos).
      • Sedentarios: 4 METS.
      • Pobres de salud: 2 METS.
   2. Submaximal: Implica un cierto error en la estimación del VO₂ max. Se trabaja entre el 50-85% de la FC máxima. Es importante seleccionar el ritmo de trabajo adecuado para cada sujeto.
5. Cualidades del metabolismo aeróbico:
   1. Capacidad aeróbica: Tests que estiman la cantidad máxima de O₂ como aportación al metabolismo (VO₂ max).
   2. Potencia aeróbica máxima: Tests que estiman el tiempo que tardan en alcanzar el VO₂ max, la potencia máxima de carga en la que el sujeto alcanza el VO₂ max (potencia crítica, velocidad crítica, velocidad aeróbica máxima).
   3. Resistencia aeróbica: Valoración mediante la identificación del umbral anaeróbico.

Umbral

Se define como las alteraciones en el intercambio gaseoso que se producen como resultado del ejercicio realizado por encima de una determinada intensidad. Se asocia a un aumento en la producción de lactato y una disminución en la capacidad de tamponarlo.

Eficiencia vs. Economía

Eficiencia

Es la relación entre la energía mecánica producida y la energía metabólica consumida durante el ejercicio. Se expresa como un porcentaje.

Eficiencia vs. Altura

Se observan mejoras en la eficiencia tras la aclimatación a la altitud (eficiencia neta).

Eficiencia de Pedaleo

A mayor cadencia de pedaleo, mayor eficiencia. Los sujetos que tienen un VO₂ max más alto suelen tener una menor economía de movimiento.

Factores que Influyen en la Eficiencia

1. Carga de trabajo-duración: Escalones más cortos perjudican la eficiencia.
2. Cadencia de pedaleo: A mayor cadencia, mayor eficiencia, pero existe una cadencia óptima para cada individuo.
3. Trabajo excéntrico: El trabajo excéntrico perjudica la eficiencia debido al daño muscular que produce.
4. Entrenamiento: El entrenamiento de volumen e intensidad mejora la eficiencia. El entrenamiento de fuerza máxima, fuerza explosiva y pliometría también aumenta la eficiencia.
5. Fibras musculares: Mayor eficiencia cuando se reclutan fibras lentas (oxidativas).
6. Biomecánicos (fuerzas propulsivas y fuerzas resistivas):
   • Biomecánica del ciclismo: Cinética del movimiento.
   • Fuerzas propulsivas: Ejercer fuerza solo cuando el pedal está arriba, cuando esté abajo dejarlo ir para consumir menos O₂ y ser más eficiente.
   • Fuerzas resistivas: Rozamientos.
   • Fuerzas de arrastre aerodinámico: Posturas del ciclista en la bicicleta (si voy más agrupado soy más eficiente).

Economía

Es la relación que existe entre el VO₂ y la potencia o velocidad, y/o la distancia recorrida por los deportistas. Se expresa en ml/kg/min o ml/kg/m.

Factores que Influyen en la Economía

1. Entrenamiento: El entrenamiento pliométrico mejora la economía porque aumenta el componente elástico del músculo y se requiere menos fuerza para generar un mismo movimiento. Cuanto menor rigidez muscular, mayor economía. A menor flexibilidad, mayor rigidez y menor economía.
2. Altitud: En altitud, la economía mejora a pesar de que el VO₂ max disminuye.
3. El aire o viento: Cuando tenemos el aire en contra, se requiere una mayor demanda energética y, por tanto, un mayor VO₂ max y una menor economía.
4. Fatiga: A mayor fatiga, mayor VO₂ max y menor economía.
5. Temperatura: Va a depender de 3 dimensiones: Altura, anchura y grosor del cuerpo. Los sujetos más grandes tienen una peor refrigeración debido a que disipan peor el calor y, por tanto, una menor economía (a partir de 39,5ºC se colapsa el sistema).
6. Ventilación: A mayor ventilación, mayor aprovechamiento del O₂ y mayor VO₂ max, lo que se traduce en una mayor economía.
7. Amplitud de zancada: Existe una amplitud de zancada óptima para cada individuo que maximiza la economía.
8. Componentes elásticos: A mayor rigidez muscular, menor elasticidad y, por tanto, menor economía.
9. Otros factores biomecánicos: Frecuencia de zancada, técnica de carrera, etc.
10. Género: Las mujeres en general tienen una menor masa corporal, por tanto, refrigeran mejor y tienen una mayor economía.
11. Edad: La economía suele disminuir con la edad.
12. Factores antropométricos: Atletas que tengan la masa muscular más centralizada suelen tener una mayor economía. Ejemplo: Los keniatas son más económicos por tener los gemelos más finos.
13. Pendiente del terreno: Mayor economía cuesta abajo, debido a la facilitación de la fuerza de la gravedad, y menor VO₂ max.

Metabolismo Anaeróbico

Capacidad Anaeróbica

Es la cantidad máxima de ATP formado por procesos anaeróbicos durante el ejercicio y/o la cantidad máxima de ATP resintetizada por el metabolismo anaeróbico durante un tipo de esfuerzo máximo de corta duración.

Potencia Anaeróbica

Es la velocidad máxima a la cual el metabolismo anaeróbico puede resintetizar el ATP durante un esfuerzo máximo de corta duración.

Tests de Potencia Anaeróbica

1) Directos

• Biopsia muscular: Permite medir la concentración de metabolitos anaeróbicos en el músculo.
• Espectroscopia de resonancia magnética nuclear: Permite medir la concentración de fosfocreatina (PCr) y ATP en el músculo.

2) Indirectos

2.1) Test de Salto Vertical

• Test de Sargent.
• Test de Abalakov.
• Test de Dalmonte.
• Test de Bosco.

2.2) Test de Ascenso de Escaleras

• Test de Margaria.
• Test de Kalamen.

2.3) Test de Pedaleo a Máxima Velocidad (Cicloergómetro)

• Test de Wingate.
• Test de Fuerza-Velocidad (Priarnay y Crielaard + Wandervale).

2.4) Otros

• Test monoarticulares.
• Test de carreras de velocidad.
• Test multisaltos.

Tests de Capacidad Anaeróbica (Solo Métodos Indirectos)

1) Test de Concentración de Lactato

Para que el test sea válido, debe cumplirse lo siguiente:

1. Máxima concentración de lactato al final del test o en la recuperación.
2. Que sea posible estimar con precisión el volumen de distribución del lactato que ha pasado al líquido extracelular.
3. Si se determina el pico de lactato en la recuperación desde el final del test hasta que se toma la muestra, no debe eliminarse lactato durante este periodo. El lactato puede ser tamponado por el corazón, el hígado y los músculos inactivos.
4. Que el aumento de la capacidad glucolítica se refleje en un aumento de la concentración de lactato en la recuperación.

Momentos de Extracción de Lactato

1. Al finalizar la prueba.
2. Después de un periodo de recuperación determinado (1-2 minutos).

Inconvenientes

1. Algunas condiciones no se cumplen en todos los casos.
2. La concentración de lactato solo mide un componente del metabolismo anaeróbico (el sistema glucolítico láctico). No se mide el metabolismo anaeróbico aláctico (sistema de los fosfágenos).

Concentración de Lactato en Sangre y Metabolismo Anaeróbico Durante el Esfuerzo

1. Aumento del lactato + déficit de O₂ + aumento a pesar de que el O₂ sea adecuado.
2. Déficit de O₂: Intensidad baja-moderada, 2-3 minutos, metabolismo aeróbico predominante.

Factores que Afectan a la Concentración de Lactato en Esfuerzos Submáximos Prolongados (>2 minutos)

1. Realización del ejercicio en ambientes muy cálidos o muy fríos.
2. Daño muscular excéntrico: Mayor glucólisis y mayor producción de lactato.
3. Ejercicio en condiciones de hipoxia: Disminución de la eficiencia del metabolismo aeróbico, mayor uso de la glucólisis y mayor producción de lactato.
4. Fatiga de las fibras tipo I: Se reclutan más fibras rápidas, mayor uso del metabolismo anaeróbico y mayor producción de lactato.

*Todos estos factores hacen aumentar la concentración de lactato en sangre.

Factores que Afectan a la Concentración de Lactato en Esfuerzos de Alta Intensidad (30-60 segundos)

• Disminución de los depósitos de glucógeno muscular, por tanto, menor producción de lactato.

2) Determinación de Metabolitos Musculares

• Se estima a través de la concentración intramuscular de metabolitos y los cambios que experimentan como consecuencia del ejercicio de alta intensidad.
• Se usa más la biopsia muscular que la resonancia magnética.
• El uso de la biopsia asume y presupone que:
  1. Las piezas de tejido obtenidas son representativas de toda la masa muscular activa.
  2. Los músculos que intervienen en el esfuerzo lo hacen en igual grado.
  3. Se puede estimar la masa muscular activa en el esfuerzo.

Problemática

• Tiempo que transcurre desde la obtención de la muestra hasta la congelación (5-10 segundos).
• No es una herramienta muy precisa para valorar la capacidad anaeróbica.

3) Tests Supramáximos de Intensidad Constante

• Se basan en:
  • Correr o pedalear a una intensidad constante hasta llegar al agotamiento a alta intensidad.
  • No se deben prolongar por encima de 1 minuto. Por encima del minuto, la contribución del metabolismo aeróbico es significativa, lo que introduce un error en la medición del metabolismo anaeróbico.

Protocolos

• La mayoría no están estandarizados o no son válidos: Test de tapiz (Vanderwalle, 1987).
• Test con pendiente baja (<9% y alta velocidad 16-23 km/h).
• Test con pendientes elevadas (20% y velocidades moderadas).
• 25-90 segundos de duración.
• Test con carga fija (400 W para hombres y mujeres, sin relativizar al peso corporal, lo que introduce un error).
• Test con carga proporcional al peso (0,055 kp/kg a más de 90 rpm).
• Importancia de la cadencia de pedaleo (no caer por debajo de 85 rpm).

Inconvenientes

• Coeficientes de variación no inferiores al 5% (poca correlación entre diferentes tests).
• La participación de los procesos aeróbicos puede ser más del 50% en tests superiores al minuto.

Factores que Influyen en la Capacidad de Prolongar la Duración del Esfuerzo

1) Anaeróbicos (<1 minuto)

• Velocidad de la glucólisis.
• Depósitos de fosfágenos musculares (ATP y PCr).
• Capacidad tampón del músculo (capacidad de neutralizar la acidez producida por el lactato).
• Actividad ATPasa de la miosina (contribuye a la contracción muscular).
• Capacidad de transporte de lactato fuera de la célula (difusión del lactato al exterior).

2) Aeróbicos (>1 minuto)

• VO₂ max.
• Desplazamiento a la izquierda de la cinética de VO₂ (mayor velocidad de adaptación del metabolismo aeróbico al inicio del ejercicio).
• Mejora de la eficiencia mecánica (si se utiliza más y antes el metabolismo aeróbico, mayor eficacia).

3) Psicológicos

• Mayor motivación produce una mayor tolerancia a los ejercicios de alta intensidad y corta duración (<1 minuto).

4) Test de la Deuda de O₂

• Se mide el VO₂ post-esfuerzo en relación al VO₂ en reposo.
• A mayor capacidad anaeróbica, mayor deuda de O₂.
• Deuda de O₂: Es el VO₂ que tenemos de más, respecto del VO₂ en reposo, tras el cese del ejercicio. Representa el O₂ necesario para restaurar el organismo a su estado pre-ejercicio.

Fases de la Deuda de O₂

1) Fase Aláctica o Rápida

• El exceso de O₂ no solo se debe a la resíntesis de los fosfágenos consumidos (ATP y PCr), también se debe a:
  • Restablecimiento de los depósitos de O₂ en sangre y músculos.
  • Suministrar O₂ al miocardio y la musculatura respiratoria, que han estado trabajando a mayor intensidad durante el ejercicio.
  • Contrarrestar el coste energético del aumento de la temperatura corporal y el efecto calorífero de las catecolaminas (adrenalina y noradrenalina).

2) Fase Láctica o Lenta

• Resíntesis de glucógeno a partir del ácido láctico.
• Actualmente se ha observado una activación de la lipólisis (utilización de grasas como combustible) durante la recuperación.

3) Fase o Componente Ultralento de la Deuda de O₂

• Oxidación de ácidos grasos precisa de más O₂.
• Puede durar varias horas, especialmente con ejercicios moderados de larga duración.

La deuda de O₂ es más elevada en deportes de fuerza-velocidad. Se han registrado valoraciones de deuda de O₂ en torno a 100 ml/kg de O₂.

Inconvenientes

• Alta variación de resultados en el test-retest.
• La deuda de O₂ puede variar por varios motivos de un test a otro, incluso con solo 2 días de diferencia.

Tipos de Tests para Evaluar la Capacidad Anaeróbica

1) Tests de Tapiz Rodante

• Test de Schabel-Keul.
• Test de Cunningham y Faulkner.
• Test de Martin, Sharrat y Taylor.
• Test de Schabel-Kinderman.

2) Tests de Cicloergómetro

• Test de Bruyn-Prépost.
• Test de Crielaard.
• Test de Potencia Crítica.

Consideraciones para los Tests de Capacidad Anaeróbica

• Recuperación entre series: 30 minutos, 12 horas, hasta 24 horas.
• Número de series: 4-5 series es lo óptimo.
• Duración de las series: 2-10 minutos, 1-10 minutos, 2-30 minutos.
• Cicloergómetro de freno electromagnético: Influencia de la cadencia en los factores mecánicos.
• RPM (revoluciones por minuto): Afecta a la potencia crítica.
• Mantener una cadencia constante y finalizar el test si no se mantiene la cadencia dentro de unos rangos (en torno a 85-90 rpm).

Intensidades de Trabajo en los Tests de Capacidad Anaeróbica

• Ciclismo: 60-100% de la potencia máxima.
• Remo: 50-70% de la potencia máxima.
• Atletismo: 90-110% de la velocidad aeróbica máxima (VAM): Distancia fija.
• Natación: 50-400 metros: Distancia fija.

*Es importante registrar los datos de los extremos (inicio y fin del test) para anclar mejor la función que describe la capacidad anaeróbica.

Inconvenientes de los Tests de Capacidad Anaeróbica

• La relación entre la capacidad anaeróbica determinada mediante el test de potencia crítica y otros tests no es muy intensa.
• La correlación test-retest no es muy buena.