11 Ago Pruebas de VO2 max. en Corredores de Trail: ¿Existe algún Protocolo de Valoración Específico?

Volker Scheer^{1, 2}, Katharina Ramme¹, Claus Reinsberger¹, Hans-Christian Heitkamp¹

¹ Institute of Sports Medicine, Department of Exercise & Health, Faculty of Science, University of Paderborn, Alemania.

² Ultra Sports Science Foundation.

Palabras clave: Carreras de trail, prueba de esfuerzo, rendimiento, VO₂ máx.

Resumen

 Las carreras de trail imponen demandas fisiológicas específicas en el cuerpo humano debido a sus secciones cuesta arriba y cuesta abajo. Hemos desarrollado e investigado un protocolo de prueba de esfuerzo más específico al trail running (protocolo con inclinación y velocidad incremental) y lo hemos comparado con dos pruebas protocolo estándar (test escalonado y prueba de rampa) en trece corredores de trail altamente entrenados (edad 31 ± 6 años, altura 179 ± 6.4 cm, peso 69.2 ± 7.9 kg, BMI 21.6 ± 2.1 kg/m²). El consumo máximo de oxígeno (VO₂ máx.) que se logró medir durante la prueba de trail (62.5 ± 5.9 mL/kg/min, [95 % CI: 59.0-66.1]) fue significativamente mayor comparado tanto con el test escalonado (60.1 ± 5.3 mL/kg/min, [95 % CI: 56.8-63.3], p = 0.024) como con la prueba de rampa (59.7 ± 5.5 mL/kg/min, [95 % CI: 56.4-63.0], p = 0.028). El tiempo hasta llegar al fallo fue significativamente menor en el test de trail (557 ± 73 s, [95 % CI: 512-601]) comparado tanto con el test escalonado (1378 ± 152 s, [95 % CI: 1286-1470], p < 0.001) como con la prueba de rampa (605 ± 95, [95 % CI: 547-662], p < 0.001). Otras medidas fisiológicas obtenidas fueron similares. La prueba de trail fue la opción preferida entre nuestro grupo de corredores de trail. Este estudio soporta la implementación del test en la práctica y recomienda que se continúe evaluando su validez.

 

 

Introducción

La carrera a pie es un deporte popular, y con la evolución de nuevos retos dentro del deporte, una nueva disciplina, el trail running, ha emergido. Ha sido recientemente reconocido como un deporte oficial por la Asociación Internacional de Federaciones de Atletismo (IAAF por sus siglas en inglés), la cual patrocina su propio campeonato mundial de trail (www.i-tra.org). De este modo, no solo los atletas élite sino también los aficionados se empeñan por mejorar su rendimiento para ganar competencias.

Muchas de estas carreras se llevan a cabo en ambientes y áreas geográficas retadoras [21, 36, 37]. Con secciones donde hay que correr cuesta arriba y cuesta abajo, las demandas fisiológicas y biomecánicas del trail running difieren con bastante claridad de la mayoría de carreras de ruta, especialmente en pistas irregulares y superficies. Las adaptaciones fisiológicas, neuromusculares y biomecánicas que se desarrollan en los corredores de trail les permite rendir mejor en estos terrenos [3, 15, 16, 28, 42–44].

Los médicos deportólogos y fisiólogos del deporte han usado durante mucho tiempo protocolos de pruebas para establecer niveles de rendimiento y para planear los entrenamientos respectivamente.  El desempeño en carreras de larga distancia depende de varios factores siendo uno de los determinantes clave del rendimiento de resistencia la tasa de consumo máximo de oxígeno y su utilización por el cuerpo durante una actividad física exhaustiva (VO₂ máx.) [6]. Otros factores fisiológicos que afectan el desempeño de carrera incluyen el uso fraccionado del VO₂ máx. y la economía de carrera [5, 27].

Los protocolos de prueba en laboratorio deberían ser específicos para cada deporte y reflejar las demandas fisiológicas y acciones de los músculos involucrados para tener una evaluación más valiosa del VO₂ máx. [11].

La mayoría de los tests estándar, sin embargo, son realizados corriendo en una cinta que no tiene inclinación [7]. Dependiendo del protocolo de prueba, los valores de VO₂ máx. pueden diferir y subestimar el verdadero valor del VO₂ máx., así como de la capacidad de resistencia [3, 40]. Un reflejo de su verdadero valor, por otro lado, es importante para diseñar protocolos de entrenamiento apropiados [23, 31, 45]. Los estudios que comparan protocolos de pruebas horizontales o con inclinación encontraron ya sea que no había diferencia en el VO₂ máx. [3, 11, 23, 24], que había valores de VO₂ máx. mayores con protocolos que contenían inclinación [23, 33], o que había valores mayores con protocolos de pruebas horizontales [45]. No obstante, la mayoría de los estudios evaluaron a participantes no entrenados o a corredores aficionados o élite más no a corredores de trail altamente entrenados.

Tenemos la hipótesis de que los corredores de trail altamente entrenados pueden obtener valores mayores de VO₂ máx. en un test incremental con una inclinación en aumento (prueba de trail) en una cinta con motor en el laboratorio, debido a que tienen mejores adaptaciones fisiológicas, neuromusculares y biomecánicas con respecto a las carreras cuesta arriba, comparado con dos pruebas estándar sin inclinación.

Los dos protocolos de pruebas elegidos para ser comparados con la prueba de trail son los ya establecidos test de rampa y escalonado que son usados rutinariamente para probar la fisiología en el ejercicio [20, 24, 40]. No solo por razones prácticas sino también científicas, hemos elegido específicamente estos tests como ejemplos de protocolos de pruebas cortas y largas. Mientras que el test de rampa es más corto, con una duración entre 8 y 12 minutos, y ha sido usado tradicionalmente para medir el VO₂ máx., los test más largos que duran hasta 26 minutos también han producido tanto valores similares de VO₂ máx. como medidas válidas de VO₂ máx. [30].

La finalidad de este estudio es la de comparar los valores de VO₂ máx. obtenidos por la prueba de trail con los de los test escalonado y de rampa.

Métodos 

Trece corredores de trail altamente entrenados, pertenecientes a clubes de running, participaron y llevaron a cabo tres pruebas diferentes (edad 31 ± 6 años, altura 179 ± 6.4 cm, peso 69.2 ± 7.9 kg, BMI 21.6 ± 2.1 kg/m2, grasa corporal (%) (usando una prueba de pliegues cutáneos en 7 lugares de Jackson y Pollock) 8.9 ± 4.6) [34]. Definimos corredores altamente entrenados, como atletas que participaron con un alto nivel en competencias locales y regionales pero que no hacían parte del equipo nacional o del índice de desempeño ITRA, ni que hayan participado en versiones anteriores del Campeonato Mundial de Trail ITRA [47]. Sus distancias de entrenamiento semanal en promedio eran de 80 ± 27km, en 5.5 ± 1.2 días a la semana y llevaban en el deporte 9.4 ± 5.5 años. Para ser clasificado como corredor de trail, la mayoría de sus entrenamientos y competencias deberían haber sido llevados a cabo en superficies de trail.

Las superficies de entrenamiento fueron predominantemente en trail (48%), seguidos por calle (37%) y pista (15%). Sus mejores tiempos en 10K fueron de 35 minutos (rango de 28:40-41 min). Todos los corredores habían participado previamente en una competencia de trail local (La carrera de trail Hermannslauf de 31km) y habían quedado en el primer 1% de los participantes que llegaron a la meta (entre más de 5.000).

Todos los atletas fueron informados acerca del protocolo antes de la primera prueba y se les proporcionó un consentimiento informado por escrito para participar. La junta de revisión interna de la universidad Ärztekammer Westfalen-Lippe y Westfälische Wilhelms de Münster, Alemania aprobaron todos los procedimientos y la investigación se llevó a cabo en concordancia con los estándares internacionales de ética [19].

Se le instruyó a todos los corredores de no consumir alcohol ni cafeína 24 horas antes de cada prueba y de abstenerse de realizar ejercicio extenuante 24 horas antes de cada prueba.

Los corredores se encontraban sanos, sin ninguna lesión actual y no tomaban ningún medicamento.

Diseño

Todos los corredores completaron tres protocolos de prueba diferentes (Fig. 1, adaptada de [40]) en tres ocasiones diferentes con una semana de diferencia, a la misma hora del día y en orden aleatorio. Todos los corredores estaban familiarizados con correr en cinta. Antes del primer test, los participantes recibieron un chequeo médico que consistía en historia clínica, auscultación de corazón y pulmones, presión sanguínea y un electrocardiograma en reposo realizado por el doctor tratante.

Un programa estandarizado de calentamiento de 3 minutos a 8.0 km/h precedió cada protocolo de prueba, seguido por una fase de enfriamiento después de completado el test a 6.0 km/h durante 3 minutos. Las tres pruebas consistían en lo siguiente:

• Prueba de ejercicio graduado (test escalonado): comenzando a 8 km/h, con una duración de 3 minutos en cada escalón, aumentando en 2 km/h con una pausa estandarizada de 30 segundos después de cada escalón para medir el lactato capilar (BLa), con inclinación de 1.0%;
• Prueba de ejercicio incremental (test de rampa): comenzando a 10 km/h, con un incremento continuo de 1 km/h cada minuto, con inclinación de 1.0%;
• Prueba de trail: comenzando a 10 km/h, con incremento continuo de 0,5 km/h por minuto y con un incremento continuo en la inclinación de 1.0% por minuto comenzando en 0,5%.

En todos los tests se midió el consumo de oxígeno y los parámetros de ventilación de manera continua con analizadores de volumen y de gases respiratorios (Metalyzer 3B, Cortex Biophysik, Leipzig, Germany) los cuales fueron calibrados antes de cada prueba utilizando una jeringa de precisión 3L (Cortex Biophysik, Leipzig, Germany) y una mezcla de gases (15.8 % 02, y 5.0 % CO2 en N2, Praxair, Dusseldorf, Germany).

Fig. 1. Los tres diferentes protocolos de valoración del rendimiento.

Tabla 1. Valores medios de los tres protocolos de valoración del rendimiento.

Un ECG de 12 derivaciones para ejercicio fue utilizado para los chequeos médicos con el fin de obtener valores de frecuencia cardiaca vía Bluetooth (Cardio 100 BT, Custo, Ottobrunn, Germany) y fue revisado por el medico tratante. La cinta para correr utilizada fue una h/p/cosmos Pulsar 3p (Traunstein, Germany).

Para poder determinar las concentraciones de lactato, se recolectaron muestras de sangre del lóbulo de la oreja derecha y se pusieron en un tubo plástico capilar de 20 μl en reposo, al terminar la prueba, 3 minutos después de terminar la prueba y en todas las pruebas y, adicionalmente, en cada pausa durante el test escalonado para después ser analizados con un Biosen S-line (EKF diagnostics, Barleben, Germany).

Se le pidió a los participantes que proporcionaran la percepción de esfuerzo en la escala de 6 a 20 puntos de Borg inmediatamente al finalizar cada prueba [8].

Después de los tres tests, se utilizó un cuestionario comparativo subjetivo para evaluar la preferencia de cada prueba y calificar la especificidad de cada protocolo.

La estrategia empleada para remover la variabilidad en las medidas secuenciales de VO2 fue de tiempos promedio de 15 s para evaluar el consumo de oxigeno, donde el más alto fue definido como el valor máximo [35].  Los valores de VO2max fueron aceptados en la presencia de una meseta (VO2 de < 150 ml/min) en el consumo de oxigeno [35]. Observamos una meseta en el consumo de oxígeno en todos los atletas durante las pruebas de trail y de rampa y en 11 de los 11 corredores durante el test escalonado. Los dos corredores que no alcanzaron una meseta en el consumo de oxígeno en el test escalonado obtuvieron criterios secundarios para la medida del VO2 max tal como se describe en la literatura: frecuencia cardiaca dentro de los 10 beats/min del máximo predicho por edad, un radio de intercambio respiratorio ≥ 1.1 o RPE ≥ 17 [12, 22].

Análisis Estadísticos

 Los datos se presentan como desviaciones estándar medias ± (SD). Se probaron variables para determinar normalidad con el test Shapiro-Wilk y todas las variables fueron distribuidas con normalidad. Los datos fueron analizados utilizando medidas repetidas de una vía ANOVA. El test post hoc Bonferoni fue utilizado para identificar diferencias significativas entre grupos. Se aceptó la significación estadística cuando p<0.05. Todas las pruebas estadísticas fueron completadas usando un SPSS versión 22.0 (Chicago, IL, EEUU).

 

Resultados

Los valores de VO₂ máx. obtenidos durante la prueba de trail (62.5 ± 5.9 mL/kg/min, [95 % CI: 59.0-66.1]) fueron significativamente más altos comparados con los del test escalonado (60.1 ± 5.3 mL/kg/min, [95 % CI: 56.8-63.3], p = 0.024) y con los de la prueba de rampa (59.7 ± 5.5 mL/kg/min, [95 % CI: 56.4-63.0], p = 0.028). Otros valores medios máximos de las tres pruebas se pueden ver en la Tabla 1. El 95% de los intervalos de confianza de los valores VO2 max de las tres pruebas se pueden ver en la Figura 2. Los valores de VO₂ máx. intraindividuales entre las pruebas mostraron que once corredores obtuvieron valores más altos con la prueba de trail comparado con el test escalonado y que 10 tuvieron valores mayores con la prueba de trail comparado con la prueba de rampa (Fig. 3). No se encontraron diferencias estadísticas entre la frecuencia cardíaca máxima, entre valores RER y en las calificaciones de percepción de esfuerzo. Los niveles BLa 3 minutos después de la actividad fueron más bajos en la prueba de rampa comparado con la prueba de trail (p = 0.037). La duración del test tomando el tiempo hasta el agotamiento fue significativamente más larga con el test escalonado (1378 ± 152 s, [95 % CI: 1286-1470], p < 0.001) comparada con la prueba de rampa (605 ± 95, [95 % CI: 547-662], p < 0.001) y la prueba trail (557 ± 73 s, [95 % CI: 517-597], p < 0.001).

Cuando se preguntó acerca de la preferencia subjetiva de prueba entre los diferentes protocolos, la prueba trail fue la más popular entre los corredores de trail (n=7), seguido por el test escalonado (n=4) y la prueba de rampa (n=3). Un corredor seleccionó dos protocolos (trail y escalonado) razón por la cual se obtuvo un número de respuestas de 14 entre 13 participantes. Algunos de los comentarios de los corredores incluyeron: “Prefiero la prueba de trail porque se parece mucho más a mi entrenamiento,” “me gustó correr con inclinación,” y “yo creo que los resultados serán mejores ya que esto es lo que yo normalmente hago en las competencias y en los entrenamientos.”

Discusión

 El propósito de este estudio fue el de examinar la prueba de trail en corredores de trail altamente entrenados y compararlo con dos pruebas estandarizadas, con la hipótesis de que una prueba de trail con inclinación y velocidad en aumento debería provocar unos valores de VO₂ máx. más altos debido a su mayor especificidad con respecto al deporte en mención. Demostramos que la prueba de trail produjo valores más altos de VO₂ máx. comparado con los protocolos de tests estandarizados horizontales, muy probablemente atribuido a las adaptaciones específicas fisiológicas, biomecánicas y neuromusculares de los atletas, provocadas al correr cuesta arriba [3, 15, 16, 28, 42–44].

Fig. 2. Intervalos de confianza de los valores de VO₂ máx. al 95% de cada uno de los tres protocolos de pruebas.

Fig. 3. Valores de VO₂ máx. intraindividuales de cada uno de los tres protocolos de pruebas.

Cuando se corre a un mismo nivel o a una misma inclinación el ciclo de contracción muscular está caracterizado por un ciclo repetido y continuo de elongación y acortamiento, mientras que en el trail running con las secciones de carrera cuesta arriba y cuesta abajo, ocurren también acciones musculares concéntricas y excéntricas intensas y prolongadas [32]. Además, se pueden observar cambios repetidos en las fuerzas de reacción con el suelo al tener picos de propulsión cuando se corre cuesta arriba y un aumento en las fuerzas de frenado cuando se corre cuesta abajo [18]. Esto también puede conducir a cambios en la demanda metabólica y la utilización de sustratos tal como se evidencia en el mayor agotamiento de glucógeno cuando se corre cuesta arriba, comparado con correr sobre una misma inclinación [10]. Asimismo, correr intensamente cuesta arriba activa un total de músculos mayor en el tronco inferior, especialmente los grupos musculares del glúteo y del vasto así como de las pantorrillas [38, 39]. Se ha mostrado que la fuerza muscular en las extremidades inferiores se correlaciona positivamente con el desempeño en las carreras de trail por lo cual se ha recomendado incorporar preparación muscular de tren inferior en los programas de entrenamiento [4, 16].

Estas adaptaciones fisiológicas específicas en corredores de trail entrenados pueden contribuir a los altos valores de VO₂ máx. obtenidos en la prueba de trail y la pueden volver una prueba mucho más específica a este deporte.

Aparte de la especificidad del deporte, otros aspectos importantes a considerar a la hora de elegir un protocolo de prueba que pueda impactar los valores de VO₂ máx. son la velocidad, la inclinación, la duración de los pasos y el tiempo hasta llegar al agotamiento [26, 11, 40].

Cuando se comparan los ejercicios graduales versus los incrementales, estos resultados pueden ser poco sorprendentes, ya que existe evidencia que dice que pruebas más cortas e incrementales pueden resultar en valores más altos de VO₂ máx. comparados con los de pruebas graduales más largas [1, 40]. Se ha reportado que la duración ideal de un test para determinar los valores pico de oxígeno está entre los 8 y los 12 minutos [9, 46], y un incremento constante en la carga cada 30 a 60 segundos permite que el sistema cardiopulmonar responda gradualmente [13].

No obstante, pruebas más cortas en duración también han producido valores de VO₂ máx. similares en participantes poco entrenados, así como pruebas más largas que duran hasta 26 minutos [23, 30].

Últimamente, diferentes protocolos de prueba diseñados de manera individual e incremental, donde los sujetos pueden ajustar a su gusto la inclinación y la velocidad de la cinta para correr, con la finalidad de alcanzar el agotamiento dentro de los 8 a 12 minutos, han sido investigados y han reportado valores de VO₂ máx. similares comparados con los protocolos de prueba estándar [7, 29, 40].

Las pruebas que duran más de 12 minutos pueden conducir a limitaciones debido a cambios térmicos y a fatiga muscular [17]. Sin embargo, las pruebas más largas en duración son importantes cuando se mide la concentración de lactato en sangre [26], aunque los valores de VO₂ máx. no necesariamente reflejen valores máximos reales [2]. No obstante, en algunos estudios la duración no parece impactar significativamente los valores pico así como ocurre con otras pruebas más largas [26, 30]. Los valores de VO₂ máx. en nuestras pruebas de rampa y escalonado fueron similares.

Se han reportado valores más altos de VO₂ máx. en protocolos con inclinación que aquellos horizontales en cinta en grupos mixtos de participantes; por lo tanto, es posible concluir que el VO₂ máx. puede contribuir en mayor medida al desempeño de carrera cuesta arriba que en al desempeño de carrera horizontal [25, 33]. Otros no reportaron diferencias significativas en valores de VO₂ máx. entre protocolos en cinta horizontales y con inclinación [11, 24, 41]. Davies et al. compararon cinco protocolos de prueba diferentes (con componentes variables de inclinación y horizontales) en diez corredores y no se pudo observar una influencia significativa en el consumo máximo de oxígeno [11]. Se observaron valores más altos de VO₂ máx. en protocolos de prueba horizontales comparados con protocolos con inclinación [45].

No obstante, ninguno de estos estudios investigó a corredores de trail entrenados que están adaptados a correr cuesta arriba, indicando que una especificidad de protocolo puede ser un factor importante a la hora de producir valores de VO₂ máx. Un estudio entrenó a estudiantes universitarios durante 12 semanas en terreno plano, mejorando los valores de VO₂ máx. tanto en protocolos de prueba con inclinación como horizontales; esto llevó a los autores a cuestionar el concepto de especificidad de protocolo cuando se evalúa el VO₂ máx. en sujetos entrenados exclusivamente en terreno plano [14]. Sin embargo, en otro estudio realizado por el mismo grupo, los participantes entrenaron en terreno con inclinación y encontraron que el VO₂ máx. post-entrenamiento en el protocolo incremental era significativamente mayor que el valor que había resultado del protocolo horizontal en cinta, apoyando así el concepto de especificidad en el entrenamiento [14]. Nosotros estamos de acuerdo con esta valoración, ya que nuestros resultados demuestran que una selección cuidadosa del protocolo de prueba es importante.

Los valores de BLa fueron medidos después del ejercicio para comprobar la consecución de criterios secundarios del VO₂ máx. y, aunque se han reportado diferencias significativas entre algunos de los tests, estos valores no tuvieron impacto en la determinación del VO₂ máx. [22-12].

Otros factores a considerar son la duración de la prueba y la elección personal. El test escalonado consume significativamente mucho más tiempo que la prueba de rampa o de trail. La duración más larga de nuestro test escalonado se puede explicar a través de la elección del protocolo con un incremento mucho más gradual en la velocidad (2km/h cada 3 min) y con un descanso de 30s entre cada escalón para tomar medidas de lactato capilar en sangre donde algunos de los atletas pudieron haberse recuperado parcialmente antes del siguiente escalón. El tiempo puede ser un factor importante, especialmente en clínicas deportivas.

La elección personal es también importante, y los corredores de trail de nuestra serie seleccionaron en su mayoría la prueba de trail, ya que sentían que representaba de una mejor manera las demandas en entrenamiento y en competencia.

Considerando las demandas del trail running, la prueba de trail es un protocolo nuevo y valioso para medir el VO₂ máx. y otros valores fisiológicos, similar a otros protocolos de prueba ya establecidos. El tiempo para completar la prueba de trail es relativamente corto y fue la elección predilecta de nuestro grupo de corredores. Recomendamos utilizar la prueba trail en la práctica, aunque vemos la necesidad de llevar a cabo evaluaciones adicionales.

 

Limitaciones

A pesar de que a los corredores se les indicó que debían correr hasta el agotamiento, lo cual requiere de un estado motivacional alto, no podemos estar seguros de que los corredores explotaron todo su potencial en los tres protocolos. No obstante, todos los corredores durante la prueba de trail y la prueba de rampa, y 11 de los 13 corredores del test escalonado alcanzaron una meseta en el consumo de oxígeno, y los otros dos corredores del test escalonado alcanzaron criterios secundarios para la medida de VO₂ máx. Las pruebas fueron realizadas en orden aleatorio para limitar los sesgos. Nosotros comparamos dos pruebas estándar; una evaluación adicional de la prueba de trail con diferentes protocolos de inclinación puede ser valiosa.

El trail running es una especialidad compleja que abarca tramos cuesta arriba, cuesta abajo y nivelados, muy frecuentemente sobre terrenos accidentados. Aún así, la prueba de trail evalúa principalmente el componente de cuesta arriba y sobre una cinta para correr motorizada en el laboratorio. Es por esto que realizar evaluaciones en campo que prueben todos los componentes puede ser más valioso. Esto se puede lograr utilizando sistemas de análisis metabólico portátiles. Nuestros sujetos de estudio fueron todos corredores de trail hombres altamente entrenados. Así que realizar este test en corredoras mujeres y en corredores de calle será de gran importancia.

Conclusión

El principal descubrimiento del estudio actual fue que la prueba de trail produjo un VO₂ máx. más alto comparado con pruebas estándar horizontales hechas en corredores de trail altamente entrenados, reflejando así una mayor especificidad en el protocolo de prueba de trail. Adicionalmente, la prueba de trail fue la elección predilecta de los corredores y recomendamos realizar evaluaciones adicionales en la práctica.

Reconocimientos

Quisiéramos agradecer a todos los corredores por su esfuerzo y participación. También nos gustaría agradecerle a Melanie Overcash por su aporte en estilo y lenguaje junto a Vicent Kabst y a Encarna Valero Burgos por su asesoría en diseño gráfico.

Conflicto de intereses 

Los autores declaran que no existe ningún conflicto de interés.

Correspondencia

Dr. Volker Scheer,

Institute of Sports Medicine, Department of Exercise & Health, Faculty of Science, University of Paderborn, Warburger Straße 100, 33098 Paderborn, Alemania.

Tel.: + 49/5251/603 183, Fax: + 49/5251/603 188

scheer@sportmed.uni-paderborn.de

Referencia Original

Scheer Volker, Katharina Ramme, Claus Reinsberger, Hans-Christian Heitkamp. VO2max Testing in Trail Runners: Is There a Specific Exercise Test Protocol?. Int J Sports Med, 39 (6): 456-461, 2018.

Traducción

Juliana Bermeo

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