¿Existe la potencia en el máximo consumo de oxigeno (pVO2 máx.) o potencia aeróbica máxima (PAM)?

Introducción

Todos los deportes de resistencia tienen factores determinantes del rendimiento, y existe un consenso en que esencialmente son los tres grandes; el VO2 máx., la utilización fracción del mismo o umbral, y la economía de esfuerzo. En artículos recientes hemos estudiado hitos fisiológicos y variables que pueden ser medidas en el laboratorio y el campo, relacionadas a estos determinantes de rendimiento, y hemos analizado también los predictores del rendimiento, y trabajos científicos que los han estudiado.

Uno de estos predictores, y probablemente una de las métricas mas ampliamente estudiadas, y conocidas en fisiología es el VO2 máx., la máxima tasa o velocidad de utilización de oxigeno que puede lograr el organismo. No obstante, hay consenso, en que el determinante del rendimiento no es el VO2 máx. per se si no la carga externa (potencia, velocidad o ritmo) a la que se alcanza el mismo. Algo que han demostrado hace años científicos del deporte como Hawley y Noakes (1992) quienes encontraron una correlación alta y significativa entre la potencia medida en un test incremental en el laboratorio y una prueba contrarreloj en campo, o mucho más recientemente, nosotros mismos (Mirizio et al, 2021) encontramos una correlación alta y significativa entre la potencia máxima alcanzada en un test incremental y el tiempo en una competencia real de mountain bike.

En artículos previos hemos analizado también en detalle el tema de los dominios de intensidad, fases, y zonas de entrenamiento. Y la evidencia es amplia en relación con las respuestas del organismo en el dominio severo, o Fase 3 (HIT), cuando se trabaja por encima del segundo umbral, o la potencia critica. En ese punto, donde la demanda de ATP es elevada, se reclutan además de las fibras Tipo I, y IIA, también las fibras IIB, y el turnover citosólico de ATP (glucolisis) es muy grande, resultando en un aumento significativo del lactato sanguíneo. El componente lento del VO2 también es importante, y aunque la carga externa a la que se trabaje sea solo ligeramente superior a la potencia critica o CP, se puede alcanzar el VO2 máx., precisamente por el componente lento que se produce en este dominio. Y esto nos lleva a la pregunta principal del presente articulo. Existe una potencia en el VO2 máx. (pVO2 máx.) o potencia “aeróbica” máxima (PAM)?.

El objetivo principal de este artículo es tratar de responder esta pregunta en base a los estudios de la literatura científica, y a los datos que venimos recolectando en laboratorio y campo en los últimos 15 años.

Predictores del Rendimiento

VO2 máx.

El máximo consumo de oxígeno (VO2 máx.) constituye la máxima tasa o velocidad a la que puede transportarse el oxígeno desde la atmósfera hasta la oxidación que se produce en las mitocondrias de las células musculares.  Su unidad de medida son los litros de O2por minuto (L/min) en términos absolutos y los mL de O2 por minuto y kg de masa corporal (mL/min/kg) cuando se lo expresa relativo a la masa corporal. El VO2 máx. a su vez también está determinado por factores centrales (ej. gasto cardíaco) y periféricos (ej. diferencia arterio-venosa de O2) (Figura 1).

Es uno de los determinantes más ampliamente estudiados en fisiología del ejercicio, y esto puede haber llevado a que su importancia como predictor del rendimiento sea sobreestimada. En relación a esto, es digno de mención que estudios de pioneros de la fisiología del ejercicio del siglo pasado como: David L. Costill en el Human Performance Lab de la Universidad de Ball State, ya demostraban como atletas con un VO2 máx. similar podían tener rendimientos muy diferentes en un maratón (Costill y Winrow, 1970).

Figura 1. Adaptaciones fisiológicas que sustentan las mejoras en el consumo máximo de oxígeno (VO2 máx.) que se producen con el entrenamiento físico. Datos de Lundby, Montero y Joyner (2017).

Utilización Fraccional del VO2 máx.

El tiempo que puede ser sostenido el VO2 máx, es de unos pocos minutos (3-8 min), y si bien algunas pruebas de resistencia tienen esta duración, por lo general la mayor parte de las competencias de triatlón, ciclismo y carrera tienen una duración significativamente mayor (1-10 horas). Por lo tanto, la capacidad del deportista de aprovechar la mayor fracción o porcentaje posible del VO2 máx., implicará que sea capaz de trabajar a intensidades elevadas también durante tiempos prolongados.

En artículos previos hemos analizado detalladamente variables relacionadas a esta utilización fraccional como son el MLSS, FTP, CP, umbral del lactato, RCP, y el segundo umbral ventilatorio, sus diferencias, como determinarlas, y sus aplicaciones prácticas para el entrenamiento, por lo que remitimos al lector a la revisión de esos artículos. Es digno de mención que en un proceso de entrenamiento a largo plazo en el cual el atleta deje de mejorar su VO2 máx., su rendimiento puede seguir mejorando a medida que aumenta la utilización fraccional del mismo (Figura 2).

Figura 2. Evolución a lo largo del tiempo del VO2 máx. y de la utilización fraccional del mismo. Datos de Astrand, P-O., y Rodahl (1970), en Basset y Howley (2000).

¿Que es el Componente Lento del VO2?

Cuando estamos en un laboratorio realizando una prueba de esfuerzo medimos el consumo de oxígeno mediante un analizador de gases en cada respiración obteniendo el conocido consumo de oxígeno (VO2). La demanda del consumo de oxígeno se incrementa para cualquier potencia dada después de 3 min durante un ejercicio constante por encima del dominio intenso (>CP), a este fenómeno se le conoce como componente lento del VO2 (VO2 sc o VO2 slow component o VO2 sc) Gaesser and Poole (1996).

La respuesta del VO2 sc, tiene un comportamiento diferente en función de diversos parámetros como; la potencia o carga del ejercicio, el VO2 del deportista, su umbral de lactato (UL), y su potencia o intensidad critica (CP), condicionando el rendimiento, respuesta y la eficiencia cardiorrespiratoria (Burnley y Jones, 2007). La potencia a la cuál trabaje un deportista por encima, por debajo o en su potencia (CP), velocidad o intensidad critica o en los diferentes dominios de intensidad (moderado, intenso, severo o extremo) determinará la respuesta del componente lento del VO2.

¿Por qué es útil el componente lento del VO2?

El componente lento es realmente muy interesante para los fisiológos ya que es un indicador de cómo se pierde progresivamente la eficiencia con la cual el organismo utiliza el oxígeno para producir energía a una potencia o velocidad dada. De hecho, cuando un deportista trabaja aunque sea ligeramente por encima de CP en el dominio severo, aunque la intensidad sea submaxima, el componente lento implicara que el deportista alcance su VO2 máx.

De esta manera, el componente lento está intimamente relacionado con la fatiga, por está razón cualquier velocidad o potencia alta sostenida sin que se produzca componente lento del VO2 es un indicador de buen rendimiento deportivo.

Por otro lado, contemplando lo arriba planteado, podemos concluir que hay infinitas intensidades (a condiciones que estén por encima de CP) que pueden producir el VO2 máx., y esto nos lleva nuevamente a la pregunta principal de este artículo, existe entonces una potencia en el VO2 máx. (pVO2 máx..), también conocidas como PAM (potencia “aeróbica” máxima) o VAM (velocidad “aeróbica” máxima)?.

La Potencia Alcanzada en un Test Incremental es Protocolo Dependiente

Quien haya realizado test incrementales en condiciones de laboratorio sabe que la potencia máxima alcanzada al final del test depende tanto de la duración de cada palier o escalón (1, 2, 3 min), así como también de la rampa utilizada, esto es, cuanto cambia la potencia (o velocidad o ritmo) en cada escalón (ej, 25 W cada 1 min o 1 km/h cada 2 min). De este modo, la potencia alcanzada en el último escalón que el deportista es capaz de completar, o la fracción del mismo (ej. 20 seg en el último escalón), es protocolo dependiente. Jamnick et al. (2018) estudiaron esto en un trabajo donde compararon por un lado 14 métodos para la determinación del segundo umbral, tomando como referencia al máximo estado estable de lactato (MLSS), así como también la potencia alcanzada (Wmáx.) en test incrementales, y el VO2 máx. utilizando escalones de 1, 3, 4, 7 y 10 minutos.

La conclusión principal en relación con los protocolos fue que los VO2 pico medidos durante los protocolos más largos (escalones de 3 a 10 min) subestimaron los valores de VO2 pico medidos con el protocolo con escalón de 1 min.

Tabla 1. Media y desviación estándar del VO2 máx.: VO2 más alto medido durante cualquier test incremental (GXT); VO2 del GXT: VO2más alto medido durante cada GXT; VEB VO2: VO2 más alto medido durante cada test de verificación hasta el agotamiento (VEB); VO2pico: VO2 más alto medido durante el GXT o el VEB. Media y desviación estándar de la duración del GXT; potencia máxima (W) de cada GXT; porcentaje de la potencia máxima del GXT prolongado expresada como porcentaje (%) de la potencia máxima durante el GXT. El subíndice (1, 3, 4, 7 y 10) se refiere a la duración del palier (min) de cada test. Datos de Jamnich et al. (2018).

Datos de Laboratorio, Campo y Modelación Matemática para la Determinación de la pVO2 máx.

En la actualidad contamos con muchos datos de test máximos y submaximos que han sido recolectados en condiciones de campo y laboratorio como los que resumimos en la Tabla 2 (Nimmerichter et al., 2010, MacIlnis et al, 2018, Gavin et al., 2012, Lillo Bevia et al., 2022). Hemos analizado en detalles estos y otros estudios en artículos previos donde estudiamos la relación entre los diferentes hitos fisiológicos.

En uno de estos estudios Nimmerichter et al. (2010) realizaron valoraciones en condiciones de laboratorio midiendo la pVO2 máx. (con escalones de 25 W por minuto), donde encontraron que la potencia media en una crono de 4 min en campo represento el 93,6% de la potencia valorada en laboratorio. Esto coincide con los datos que venimos recolectando, donde la potencia media en una crono de 5 min nos da aprox. un 5% más baja que en un test incremental en laboratorio (escalones de 25 W por minuto). Recientemente Sitko et al. (2022) realizaron un test incremental en laboratorio, y una crono de 5 min también en esas mismas condiciones a un grupo heterogéneo de ciclistas (recreacionales a profesionales). No encontraron diferencias significativas entre los valores de VO2 máx. medidos entre ambos test.

Por otro lado, utilizando un modelo matemático originalmente utilizado en running, Pinot y Grappe (2014) encontraron que la PAM se daba en un tiempo de 4,1 min (a 6,87 W/kg) analizando la curva potencia-tiempo de 28 ciclistas sub23 y profesionales.

Tabla 2. Relación entre hitos fisiológicos medidos en laboratorio y potencias medias máximas en pruebas contrarreloj de diferente duración así como variables derivadas de las mismas tales como FTP o potencia umbral funcional, pVO2 máx.: potencia en el VO2máx. determinada a partir de un test incremental, P4min: potencia media máxima en una prueba contrarreloj de 4 min, P8min: potencia media máxima en una prueba contrarreloj de 8 min, P20min: potencia media máxima en una prueba contrarreloj de 20 min, RCP/VT2: potencia en el segundo umbral ventilatorio, CP: potencia crítica, FTP: potencia umbral funcional, P60min: potencia media máxima en una prueba contrarreloj de 60 min, MLSS: potencia en el máximo nivel de lactato en estado estable, LT2: potencia en el segundo umbral de lactato, LT1: potencia en el primer umbral de lactato, VT1: potencia en el primer umbral ventilatorio.

Aplicaciones Prácticas

Contemplando que no es el VO2 máx, per se sino la carga externa a la que el atleta alcanza el mismo, lo que determina el rendimiento, recomendamos utilizar test cortos, ya sea en laboratorio o en campo para determinar la vVO2 máx o pVO2 máx.

Si bien existen muchos protocolos, en el laboratorio recomendamos utilizar test incrementales con escalones de cortos (1 min), ya que sabemos que la potencia o velocidad máxima alcanzadas son protocolo dependientes. Dependiendo del nivel de los ciclistas, triatletas o corredores, se puede realizar una entrada en calor o calentamiento de 5-10 min, y modificar la potencia o velocidad inicial buscando que el test dure de 8 a 12 minutos. Recomendamos escalones de 25 W/min en el ciclismo y de 1 km/min para la carrera. La individualización de los protocolos es un enfoque útil para asegurar una duración similar en las pruebas de diferentes atletas.

En los protocolos más largos de laboratorio, a partir de los 3 min, podemos determinar el componente lento del VO2 y valorar la eficiencia mecánica a una determinada potencia o velocidad dada en un estado estable por encima del dominio moderado. Los protocolos con escalones largos (3-5 min) son apropiados para la determinación de los umbrales 1 y 2 de lactato, estos test, deberían ser realizados en días diferentes a cuando se valora la pVO2 máx..

Recientemente hemos estado trabajando precisamente en un modelo de zonas de entrenamiento (8 zonas) para la natación, el ciclismo y la carrera basadas en test cortos (400 m en natación, 5 min en ciclismo y milla en la carrera). El objetivo principal es poder establecer zonas de entrenamiento en base a test simples que pueden ser realizados en el campo y por deportistas de todos los niveles.

Conclusiones

Hay consenso en que los 3 predictores del rendimiento más importantes en los deportes de resistencia son los que se conocen como los 3 grandes, a saber, VO2 máx., utilización fraccional y economía.

Naturalmente el VO2 máx, es un indicador clave, no obstante su relevancia ha sido sobreestimado, ya que la carga externa a la que se alcanza el mismo constituye un predictor del rendimiento mucho más importante.

El componente lento del VO2 es un parámetro fundamental para los fisiológos del ejercicio ya que determina la eficiencia con la cuál creamos energía a una velocidad o determinada potencia siendo un reflejo de la respuesta metabólica a diversos aspectos claves del rendimiento deportivo, como; eficiencia, fatiga, respuesta termoreguladora, etc.

Hay diversos estudios realizados tanto en ruta como en mountain bike que indican que la potencia máxima alcanzada en un test incremental es uno de los mejores predictores del rendimiento.

En el caso de la carrera, el resultado es similar, no son ni el VO2 máx, ni la economía de manera aislada los mejores predictores del rendimiento, sino la velocidad máxima alcanzada en un test incremental.

Así, y respondiendo a la pregunta principal planteada en el artículo, consideramos que efectivamente si existe una potencia (pVO2máx.. o PAM), o velocidad (vVO2 máx.. o VAM), en el VO2 máx., esto coincide con muchos de los datos documentados a lo largo de años en la literatura científica. Si bien es cierto que hay infinitivas intensidades, una vez sobrepasada la CP, que permiten alcanzar el VO2 máx.. por el fenómeno del componente lento, hay una o un pequeño intervalo de cargas externas que implican una demanda de ATP que puede ser “pagada” a través de la máxima potencia del sistema oxidativo, algo que también coincide con una gran implicancia de la vía glucolítica, que es precisamente en el VO2 máx. De acuerdo a la evidencia de la literatura científica y a nuestra experiencia el condiciones de laboratorio y campo, recomendamos valorar esta carga externa en lab con protocolos de escalones cortos (1 min) y en el campo con pruebas contrarreloj o time trial de aprox. 5 min (ej., 400 m en natación, crono de 5 min en ciclismo y milla en carrera).

Autores

Lic. Facundo Ahumada

Master en Alto Rendimiento en Deportes Cíclicos

Founder Endurance Tool

Lic. Carles Tur

Master en Alto Rendimiento Deportivo y Fisiología integrativa

Dietista- Nutricionista

Referencias

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