Introducción

Las pruebas de esfuerzo constituyen una referencia importante para los deportistas en la medida que reportan información de los niveles del consumo máximo de oxígeno (VO₂max), así como de las principales variables que delimitan las distintas zonas metabólicas (eficiencia aeróbica, eficiencia aeróbica-anaeróbica y eficiencia anaeróbica): VAM, VUae y VUan (Legaz-Arrese, 2012), siendo necesario y esencial para llevar a cabo un entrenamiento sistemático y controlado (Navarro & Oca, 2010). Pero la realización de una prueba de esfuerzo progresiva hasta el agotamiento ha sido criticada por Noakes (2008) por el hecho de que en ninguna modalidad deportiva el esfuerzo es progresivo hasta llegar al agotamiento.

El umbral anaeróbico (Uan) es la zona donde se dispara la producción de lactato y comienza la acumulación en la sangre siendo mayor la producción que su eliminación (Heck et al., 1985), coincidiendo con la aparición de una acidosis metabólica (Wasserman, 1984), y siendo considerado como la zona o intensidad de transición aeróbica-anaeróbica (García-Pallarés, Sánchez-Medina, Carrasco, Díaz, & Izquierdo, 2009). El VO₂max es la capacidad máxima integrada del sistema pulmonar, cardiovascular y muscular para captar, transportar y utilizar O. (Poole, Wilkerson, & Jones, 2008), pudiéndose observar una meseta (plateau) en la relación VO./intensidad (Ekblom, 1969) o un pico en el VO. (Lucía, Hoyos, Pérez, Santalla, & Chicharro, 2002).

La evaluación del VO₂max a partir de la masa corporal total del deportista (VO₂max/MC) puede conducir a errores si no se tiene en cuenta su masa muscular, ya que no solo tiene en cuenta la masa grasa sino también la ósea y residual (Garrido & González, 2006). Por ello la valoración del VO₂max en función de la masa muscular (VO₂max/MM) permite valorar el VO₂max en relación con la cantidad de oxígeno que mueve la masa muscular y no la que mueve el cuerpo, y no conducirnos a error, puesto que la masa magra es mucho más activa metabólicamente que el tejido adiposo y contribuye en mayor medida al metabolismo, ocurriendo lo mismo en la masa libre de grasa (Marlis et al., 2000).

Con el problema del tamaño corporal, en el estudio hecho por Gómez et al. (2014) se estudió el problema del ajuste del VO₂ en animales en función del tamaño del animal y se planteó que este ajuste debería valorarse también en deportistas. Contrariamente a este posicionamiento August Krogh (1929) fue el primero en su­gerir que entre especímenes de tamaño muy diferentes, por ejemplo entre especies, esto puede no ser adecuado (Krebs, 1975). Por tanto, propuso que el RMR de los mamíferos debía ser expresado en relación a la masa corporal elevada a un exponente (Mn) y que este exponente alométrico “n” debía ser determinado empíricamente (Hulbert & Else, 2000). Tras estos hallazgos varios investigadores calcularon valores de “n” para mamíferos cercanos a 0.75 y este es el valor que se utiliza, aunque sigue habiendo controversia a este respecto (Hulbert & Else, 2000).

En consecuencia, se plantean las siguientes hipótesis:

1. 1. El VO₂max relativo y el absoluto no se comportarán igual en los diferentes grupos de edad en base a sus masas.
2. 2. Los perfiles fisiológicos de las especialidades deportivas de atletismo y triatlón serán distintos que los de natación.
3. 3. La evaluación de los deportistas a partir de un test ergoespirométrico incremental en rampa en una cinta ergométrica afectará a la especialidad deportiva de natación.

Los objetivos del presente estudio son los siguientes:

1. 1. Describir y comparar los perfiles fisiológicos (VO₂max y Uan) calculado en base a la masa total (MC), masa muscular (MM) y masa libre de grasa (MLG) en jóvenes deportistas en función de la categoría de edad y sexo.
2. 2. Describir y comparar los perfiles fisiológicos (VO₂max y Uan) calculado en base a la masa total (MC), masa muscular (MM) y masa libre de grasa (MLG) en jóvenes deportistas en función de la especialidad deportiva (atletismo, natación y triatlón).

Metodología

Diseño del estudio

El estudio es de carácter descriptivo y transversal, realizado en el año 2015. A partir de los datos disponibles en el Centro de Tecnificación sobre evaluaciones realizadas durante 2007 hasta el momento, se ha construido una nueva base de datos ordenada por categoría de edad y sexo.

Aspectos éticos

En la medida que los datos sobre los que se basa el estudio corresponden a las bases de datos del Centro de Tecnificación, se mantienen los principios éticos para este tipo de trabajos y que ya fueron en su día tenidos en cuenta por el Centro en cuanto a acceso al campo, el consentimiento de los participantes, la protección del anonimato y/o confidencialidad de los datos.

Muestra

La muestra se compuso de un total de 400 jóvenes deportistas del Centro de Tecnificación de Cheste, dependiente de la Consejería de Cultura, Educación y Deporte de la Generalidad Valenciana, de los cuales, 134 eran de la especialidad de atletismo, 135 eran de natación y 131 eran de triatlón; tanto de sexo masculino como femenino. La muestra está clasificada por categorías de edad: <12-13, 14-16, y 17-20 años. Estos deportistas son considerados como deportistas de alto nivel, con un nivel competitivo nacional y altamente entrenados. Los criterios de inclusión eran: ser deportista del Centro de Tecnificación y formar parte de los planes de especialización deportiva de la Comunidad Valenciana; no haber padecido lesión 2 meses antes de la prueba, y no padecer ninguna enfermedad al menos 2 semanas antes de la prueba.

La distribución de la muestra en función de las pruebas queda como se refleja en latabla 1.

Tabla 1

Tamaño de la muestra

Variables y protocolos

Variables fisiológicas

Para la realización de los perfiles fisiológicos se analizan los siguientes parámetros:

• VO₂ en VT₂ y VAM (directo).

• VO₂max absoluto (indirecto): (MC*VO₂/MC/1000.

• VO₂Uan absoluto (indirecto): (MC*VO₂ en VT₂)/ 1000.

• VO₂max/MC (directo), VO₂max/MM (indirecto) y VO₂max/MLG; el segundo se ha calculado así: (VO₂ absoluto/MM)*1000; y el tercero: (VO₂ absoluto/MLG)*1000.

• VO₂Uan/MC (indirecto), VO₂Uan/MM (indirecto) y VO₂Uan/MLG. El primero se ha calculado así: (VO₂Uan/MC)*1000. El segundo así: (VO₂Uan/ MM)*1000, y el tercero así: (VO₂Uan/MLG)* 1000.

Para eliminar el efecto del tamaño corporal se utiliza el modelo llamado VO₂ alométrico (Welsman & Armstrong, 2000). Este modelo es calculado haciendo una función matemática, en este caso dividiendo el VO₂ absoluto por la masa determinada, siendo esta elevada a 0.75. Como modelo tomamos por ejemplo Y/Xb, habiendo una relación específica entre la Y y la X (Rogers, 1995).

• logVO₂max/MC (indirecto), logVO₂max/MM (indirecto), logVO₂max/MLG (indirecto).

• logVO₂Uan/MC (indirecto), logVO₂Uan/MM (indirecto) y logVO₂Uan/MLG (indirecto). El primero se ha calculado así: (VO₂ absoluto/MC0.75)* 1000, el segundo: (VO₂ absoluto/MM0.75)*1000, el tercero: (VO₂ absoluto/MLG0.75)*1000, el cuarto: (VO₂Uan/MC0.75)*1000, el quinto: (VO₂Uan/ MM0.75)*1000, y el sexto: (VO₂Uan/MLG0.75)* 1000.

Protocolo

Los datos se obtienen de un test ergoespirométrico incremental en rampa en una cinta ergométrica h/p/cosmos pulsar®. El test corresponde al protocolo Wasserman 7 para mujeres y el Wasserman 8 para varones que tras un periodo de calentamiento consiste en una carga inicial de 7 km/h para mujeres y 8 km/h para hombres y una pendiente constante del 1% (para simular las condiciones de la pista y el rozamiento del aire) a lo largo de toda la prueba aumentando 1 km/h cada minuto hasta el agotamiento.

Como analizador de gases se utilizó el modelo CPX Ultima System de Medgraphics y el software Breeze Gas Suite 6.4.1. Se toman las variables de consumo de oxígeno (VO₂), producción de dióxido de carbono (VCO₂), ventilación (VE), equivalente ventilatorio de oxígeno (VE/VO₂) y dióxido de carbono (VE/VCO₂) y las presiones al final de cada espiración del oxígeno (PETO₂) y del dióxido de carbono (PETCO₂). La medición de gases se realiza respiración a respiración con un método llamado V-Slope.

En la determinación y procedimiento para el cálculo del VO₂max se propuso que se alcanzara un cociente respiratorio (VCO₂/VO₂) igual o superior a 1.15 y la aparición de una meseta en el comportamiento lineal del VO₂max, o un VO₂pico si no se cumplieran estos criterios de maximalidad (García-Pallarés et al., 2009). La determinación para el cálculo del umbral anaeróbico se determinó en base a la propuesta de Gaskill et al. (2001), a partir del aumento al mismo tiempo del cociente entre los equivalentes ventilatorios (VE/VO₂ y VE/VCO₂), y del punto en el que la curva de la ventilación (VE) se viera súbitamente aumentada .Wasserman, Whipp, Koyl, & Beaver, 1973).

En el momento de realización de las pruebas, todos los deportistas se encontraban en periodo de competiciones, por lo que el nivel de entrenamiento y rendimiento previamente al estudio era alto. En todo caso para disminuir la carga y fatiga del entrenamiento se puso la condición de que los 3 días anteriores a la prueba debían realizar sesiones de una baja carga de entrenamiento. Además, los deportistas debían de cumplir una dieta alta en carbohidratos propuesta por el nutricionista.

Análisis de datos y tratamiento estadístico

Los cálculos estadísticos se realizaron utilizando el software SPSS versión 21.0 (IBM). Mediante ello calculamos estadísticos de tendencia central y dispersión (medias y desviaciones estándares), así como estadísticos de comparación (análisis correlacional de Pearson, Prueba . y Anova).

Resultados

En las tablas 2, 3y 4 se puede observar que los valores expresados en relación a la MM y MLG son más elevados que los expresados relación a la MC, en todas las categorías y niveles fisiológicos, así como también son más elevados en el sexo masculino que en el femenino. Se puede observar como generalmente al incrementarse la edad los valores tienden a subir, pero no siempre ocurre eso, como se puede apreciar por ejemplo en el VO₂max/MC del sexo masculino del triatlón o del VO₂max/MLG, bajando los valores con la edad.

Tabla 2

Valores de la muestra de los perfiles fisiológicos (VO₂max y Uan) en atletismo

Tabla 3

Valores de la muestra de los perfiles fisiológicos (VO₂max y Uan) en natación

Tabla 4

Valores de la muestra de los perfiles fisiológicos (VO₂max y Uan) en triatlón

Pero como vemos en el VO₂max y VO₂Uan absolutos todos los valores sí que se incrementan con la edad, excepto el VO₂max del grupo de edad de 14-16 años del sexo masculino en triatlón. Se puede observar que algunas especialidades deportivas presentan mayores valores que otras especialidades, como por ejemplo el VO₂max/ MC del sexo masculino es mayor en atletismo y triatlón que en natación. También, en natación, el grupo de edad de 17-20 años presenta un mayor VO₂max/MM que las otras dos especialidades. Esto también ocurre en el VO₂Uan/MM, logVO₂max/MM y logVO₂Uan/MM. En el sexo femenino generalmente se aprecian más variaciones en los valores, como por ejemplo, el VO₂max/MC y el VO₂Uan/MC del grupo de edad de 17-20 años de natación presenta inferiores valores respecto a los otros grupos de edad. En los valores expresados en algoritmo sí que se aprecia que aumentan con la edad en el grupo masculino de las tres especialidades, sufriendo cambios en el sexo femenino excepto en la especialidad de atletismo.

En la correlación del VO.max en todos los niveles de MC, de MM y de MLG vemos que en todas hay diferencias significativas (p<0.01) con relación al coeficiente de Pearson, con una “r” muy próxima a 1 (tablas 5, 6 . 7).

Tabla 5

Matriz de correlación entre valores de VO₂ en relación a la masa corporal (MC, kg)

Tabla 6

Matriz de correlación entre valores de VO2 en relación a la masa muscular (MM, kg)

Tabla 7

Matriz de correlación entre valores de VO2 en relación a la masa libre de grasa (MLG, kg)

Tabla 8

Prueba t entre sexos

Realizando una prueba . en la categoría de sexo hemos encontrado que en todas hay diferencias significativas (p<0.05) excepto en el VO₂max/MLG (p>0.05). (Tabla 8)

Realizando una Anova con correlaciones múltiples de HSD de Tukey tanto por grupos de edad y especialidad deportiva hemos encontrado lo siguiente:

Por especialidad deportiva

1. Para los valores expresados en relación a la masa corporal total, tanto en el VO₂max/MC, en el VO₂Uan/ MC, en el logVO₂max/MC como en el logVO₂Uan/MC encontramos diferencias significativas (p<0.05) entre atletismo y natación, y entre natación y triatlón, no encontrando diferencias significativas (p>0.05) entre atletismo y triatlón.

   Para los valores expresados en relación a la masa muscular para el VO₂max/MM y el VO₂Uan/MM encontramos diferencias significativas (p<0.05) entre atletismo y natación, y entre natación y triatlón, no encontrando diferencias significativas (p>0.05) entre atletismo y triatlón. Para el logVO₂max/MC y logVO₂max/MM encontramos diferencias significativas (p<0.05) entre natación y triatlón, no encontrando diferencias significativas (p>0.05) entre atletismo y natación, y entre atletismo y triatlón.

   Para los valores expresados en el peso libre de grasa en el VO₂max/MLG encontramos diferencias significativas (p<0.05) entre las tres especialidades, y para el VO₂Uan/MLG, logVO₂max/MLG y logVO₂Uan/MLG encontramos diferencias significativas (p<0.05) entre atletismo y natación, y entre natación y triatlón, no encontrando diferencias significativas (p>0.05) entre atletismo y triatlón. (Tabla 9)

Tabla 9

Correlaciones múltiples de HSD de Tukey por modalidad deportiva

Por grupos de edad

1. Para los valores expresados en el peso total en el VO₂max/MC y el VO₂Uan/MC no hay diferencias significativas (p<0.05) entre ningún grupo de edad. En el logVO₂max/MC y el logVO₂Uan/MC encontramos diferencias significativas (p<0.05) entre los grupos de edad de <12-13 y 14-16, y entre <12-13 y 17-20, no encontrando diferencias significativas (p>0.05) entre 14-16 y 17-20.

   Para los valores expresados en relación a la masa muscular tanto en el VO₂max/MM, en el VO₂Uan/MM, en el logVO₂max/MM como en el logVO₂Uan/MM encontramos diferencias significativas (p<0.05) entre los grupos de edad de <12-13 y 14-16, y entre <12- 13 y 17-20. No encontrando diferencias significativas (p>0.05) entre 14-16 y 17-20.

   Para los valores expresados en relación a la masa libre de grasa en el VO₂max/MLG y el VO₂Uan/MLG no hay diferencias significativas (p<0.05) entre ningún grupo de edad. En el logVO₂max/MLG y el logVO₂Uan/MLG encontramos diferencias significativas (p<0.05) entre los grupos de edad de <12-13 y 14- 16, y entre <12-13 y 17-20, no encontrando diferencias significativas (p>0.05) entre 14-16 y 17-20. (Tabla 10)

Tabla 10

Correlaciones múltiples de HSD de Tukey por grupos de edad

Discusión

El Uan y el VO₂max son dos de los mejores indicadores de la resistencia (García-Pallarés et al., 2009), por ello en deportistas de resistencia de muy alto nivel los valores del VO₂max suelen oscilar entre 84- 92 ml/kg·min (Saltin et al., 1995; Weston, Mbambo, & Myburgh, 2000; Larsen, 2003), y en deportistas de alto nivel entre 75-85 ml/kg·min (Casajús, Piedrafita, & Aragonés, 2009). Pero en jóvenes deportistas el VO₂max es poco susceptible de mejora, entre un 10-20% y situándose el Uan más próximo al VO₂max debido a la tardía utilización de estos (García-Verdugo & Miguel- Landa, 2005), siendo la pubertad la fase crítica debido a los cambios hormonales (García, Campos, Lizaur, & Pablos, 2003). En diferentes estudios en jóvenes deportistas con un entrenamiento moderado y alto, los valores de VO₂max se sitúan alrededor de 45-65 ml/kg·min (Reybrouk, 1985), presentando mejores marcas deportivas en su especialidad aquellos deportistas con mejores perfiles fisiológicos, como ha ocurrido en los deportistas en cuestión del estudio realizado. Pero, en jóvenes deportistas existe la problemática de no haber muchos estudios por la baja fiabilidad de los valores debido a que están en un período de desarrollo (Biddle, 1993).

En nuestro estudio, los valores del VO₂max expresados en peso total (ml/kg·min) son similares en atletismo y natación a los obtenidos en el estudio de Garrido y González (2006) (media de edad: 20 años), pero expresados en masa muscular (ml/kgMM·min) nuestro estudio presenta valores inferiores, lo que puede deberse a que los deportistas tengan menor masa muscular (Torres, 2016). Con esto podemos observar la importancia de la composición corporal para la obtención de un rendimiento óptimo (Carter & Heath, 1990), que puede afectar de manera diferente y específica al rendimiento de los deportistas de cada especialidad deportiva. En atletismo, según un estudio realizado por Canda, Sainz, De Diego y Pacheco (2001), tanto para sexo masculino como femenino, obtuvieron el somatotipo de tipo mesomorfo-balanceado, a diferencia del estudio realizado por Pons et al. (2015) que lo obtuvieron de tipo ectomorfo-balanceado. En natación, el estudio realizado por Pons et al. (2015) puso de manifiesto que el tipo de somatotipo predominante fue mesomorfo balanceado tanto para sexo masculino como femenino, coincidiendo con el estudio realizado por Rodríguez, Oscar, Tejo y Rozowski (2014). En el caso del triatlón, el estudio realizado por Lentini, Gris, Cardey, Aquilino y Dolce (2004) demostró que en sexo masculino el tipo de somatotipo fue ecto-mesomorfo y en sexo femenino fue endo-mesomorfo.

Las diferencias en la composición corporal pueden explicar, al menos de forma parcial, las diferencias de comportamiento ligadas al sexo en los valores de VO.max (ml/kgMM·min) a lo largo del desarrollo, ya que los niños tienen mayor peso libre de grasa antes de la pubertad. Después de la adolescencia, los valores de VO.max disminuyen también en niños, por ello se ha propuesto que el desarrollo más adecuado con el fin de reducir el efecto del peso corporal sea elevar el peso a 0.75 para expresar en términos relativos el VO₂max (Hulbert & Else, 2000), y la utilización del área de superficie corporal (ml/m2SC·min) (Armstrong, 2007), ya que tenemos que tener en cuenta que la prueba de esfuerzo se realiza sobre treadmill, y por ello en el caso de los nadadores resulta un alejamiento del medio en el que trabajan y entrenan (Torres, Campos, & Aranda, 2016). En este sentido, el porcentaje graso de los nadadores puede no ser tan perjudicial como lo sería para corredores y triatletas, ya que los nadadores desarrollan su actividad en el medio acuático y, en este sentido, un porcentaje graso algo más elevado no está demostrado que sea perjudicial (Fernandes, Sousa, Machado, & Vilas-Boas, 2011). De entrada, el hecho de realizar la extracción de los datos a partir de un test ergoespirométrico incremental en rampa en cinta ergométrica ya condiciona una clara desventaja en los nadadores, debido a que estos realizan su actividad en microgravedad, y se les está evaluando mediante una prueba no tan específica para ellos/ellas en la que se le atribuyen valores inferiores (Peyrebrune, Toubekis, Lakomy, & Nevill, 2012). Por esto, los valores en los nadadores no son totalmente válidos para establecer pautas de entrenamiento posteriores tal como propugna Ogita (2006). De ahí las diferencias en relación a los/las deportistas de atletismo y triatlón con los que la carrera a pie constituye una actividad específica. Por tanto, la especificidad metabólica de la prueba de esfuerzo puede ser influyente en los resultados, pudiendo ser alterados si el test con los gases espirométricos se realiza en el agua dado que la masa activa sería la extremidad superior, y el área por cm2 de tamaño corporal sería mayor (Armstrong, 2007), lo cual modificaría el valor del VO₂max/kgMM· min (Torres et al., 2016). Es necesario realizar valoraciones desde una aprobación específica al tipo de esfuerzo deportivo realizado en cada disciplina (Rama, Santos, Gomes, & Alves, 2006).

Conclusiones

El VO₂max relativo y el absoluto no se comportan de la misma forma al aumentar la edad debido al aumento del peso total, habiendo un descenso progresivo en el VO₂max relativo y un aumento progresivo en el VO₂max absoluto. Por ello la valoración del VO₂max en base a la masa total podría conducir a error por tener en cuenta la masa grasa, ósea y residual.

Ante eso, se deberían primar las valoraciones del VO₂max y Uan en jóvenes en base a:

• la masa muscular: ya que tiene relación con el volumen de oxígeno que se consume a nivel muscular.

• logVO₂: ya que elimina el efecto del tamaño corporal, elevándolo a 0.75.

El VO₂max/MM y VO₂Uan/MM es mayor en natación que en triatlón y atletismo, justificándose posiblemente por una mayor masa muscular de los nadadores.

Los resultados en los nadadores difieren respecto de las otras dos especialidades, pudiendo ser debido a su diferencia motriz y metabólica.

Limitaciones del estudio

En el desarrollo de este estudio el procedimiento del muestreo puede afectar a los resultados obtenidos, ya que los deportistas no eran producto de una selección aleatoria, sino que eran elegidos de los planes de especialización deportiva pertenecientes al Centro de Tecnificación de Cheste.

Seguidamente, el hecho de realizar las pruebas en una cinta ergométrica condiciona una desventaja en los nadadores, ya que no se les está evaluando en el medio donde entrenan y compiten, que es el medio acuático. Por ello, la intención futura es realizar las pruebas de una forma más específica para cada deporte.

Aplicaciones prácticas

Este estudio se traslada a la práctica debido a que los valores estudiados proporcionan información sobre el estado de rendimiento del deportista, conociendo sus perfiles fisiológicos y teniendo un control adecuado de ellos a lo largo de los ciclos de entrenamiento, viendo la evolución del deportista una vez trabajado los parámetros estudiados. También se podrán comparar variables de rendimiento (por ejemplo sus marcas) con sus valores fisiológicos, y comprobar su relación, así como poder comparar con otros deportistas que tengan un perfil fisiológico asignado y unas marcas concretas.

Por otra parte, los resultados obtenidos mediante una prueba no-específica con los nadadores, no son totalmente válidos para establecer pautas de entrenamiento. Además, para asesorar óptimamente en relación con las pautas de entrenamiento para los triatletas, estos deberían realizar pruebas específicas de natación y ciclismo para poder establecer un perfil fisiológico completo.

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Notas de autor

Información adicional

Conflicto de intereses : Los autores no han comunicado ningún conflicto de intereses.