VO 2 máx. (También consumo máximo de oxígeno , consumo máximo de oxígeno o capacidad aeróbica máxima ) es la tasa máxima de consumo de oxígeno medida durante el ejercicio incremental ; es decir, ejercicio de intensidad creciente. [1] [2] El nombre se deriva de tres abreviaturas: "V̇" para volumen (el punto aparece sobre la V para indicar "por unidad de tiempo"), "O 2 " para oxígeno y "max" para máximo.
La medición del VO 2 máx. En el laboratorio proporciona un valor cuantitativo de la aptitud de resistencia para comparar los efectos del entrenamiento individual y entre personas en el entrenamiento de resistencia . El consumo máximo de oxígeno refleja la aptitud cardiorrespiratoria y la capacidad de resistencia en el rendimiento del ejercicio. Los atletas de élite, como los corredores de distancia , los ciclistas de carreras o los esquiadores olímpicos de fondo , pueden alcanzar valores máximos de VO 2 superiores a 80 ml / (kg · min), mientras que algunos animales de resistencia, como los perros esquimales de Alaska , tienen valores máximos de VO 2 superiores 200 ml / (kg · min).
Relación con la enfermedad cardiovascular y la esperanza de vida
El VO 2 máx. Se utiliza ampliamente como indicador de la aptitud cardiorrespiratoria. En 2016, la American Heart Association publicó una declaración científica [3] recomendando que la aptitud cardiorrespiratoria (CRF), cuantificable como VO 2 máx., Se evalúe regularmente y se utilice como un signo vital clínico. Esta afirmación se basó en una creciente evidencia de que los niveles más bajos de aptitud física están asociados con un alto riesgo de enfermedad cardiovascular, mortalidad por todas las causas y tasas de mortalidad derivadas de varios tipos de cánceres. Además de la evaluación de riesgos, la recomendación de la AHA citó el valor de medir la aptitud para validar la prescripción de ejercicio , el asesoramiento sobre actividad física y mejorar tanto el tratamiento como la salud del paciente.
Expresión
El VO 2 máx. Se expresa como una tasa absoluta en (por ejemplo) litros de oxígeno por minuto (L / min) o como una tasa relativa en (por ejemplo) mililitros de oxígeno por kilogramo de masa corporal por minuto (p. Ej., ML / (kg · min)). Esta última expresión se usa a menudo para comparar el rendimiento de los atletas de deportes de resistencia. Sin embargo, el VO 2 máx. Generalmente no varía linealmente con la masa corporal, ya sea entre individuos dentro de una especie o entre especies, por lo que las comparaciones de las capacidades de desempeño de individuos o especies que difieren en el tamaño corporal deben realizarse con procedimientos estadísticos apropiados, como análisis. de covarianza . [2]
Medida y calculo
Medición
Medir con precisión el VO 2 máx. Implica un esfuerzo físico suficiente en duración e intensidad para poner a prueba completamente el sistema de energía aeróbica. En las pruebas clínicas y deportivas generales, esto generalmente implica una prueba de ejercicio graduada (ya sea en una cinta rodante o en un cicloergómetro ) en la que la intensidad del ejercicio aumenta progresivamente mientras se mide:
- ventilación y
- concentración de oxígeno y dióxido de carbono del aire inhalado y exhalado.
El VO 2 máx. Se alcanza cuando el consumo de oxígeno permanece en un estado estable a pesar de un aumento en la carga de trabajo.
Cálculo: la ecuación de Fick
El V̇O 2 máx. Se define correctamente mediante la ecuación de Fick :
- , cuando estos valores se obtienen durante un esfuerzo con un esfuerzo máximo.
- donde Q es el gasto cardíaco del corazón, C a O 2 es el contenido de oxígeno arterial y C v O 2 es el contenido de oxígeno venoso.
- (C a O 2 - C v O 2 ) también se conoce como diferencia arteriovenosa de oxígeno . [4]
Estimación mediante prueba de esfuerzo submáxima
La necesidad de que un sujeto realice el máximo esfuerzo para medir con precisión el VO 2 máx. Puede ser peligrosa en personas con sistemas respiratorios o cardiovasculares comprometidos; por tanto, se han desarrollado pruebas submáximas para estimar el VO 2 máx.
El método de la relación de frecuencia cardíaca
Una estimación del VO 2 máx. Se basa en la frecuencia cardíaca máxima y en reposo. [5] Está dado por:
Esta ecuación utiliza la relación entre la frecuencia cardíaca máxima (FC máx. ) Y la frecuencia cardíaca en reposo (FC en reposo ) para predecir el VO 2 máx. Los investigadores advirtieron que la regla de conversión se basó en mediciones de hombres bien entrenados de 21 a 51 años solamente, y puede no ser confiable cuando se aplica a otros subgrupos. También advirtieron que la fórmula es más confiable cuando se basa en la medición real de la frecuencia cardíaca máxima, en lugar de una estimación relacionada con la edad.
En hombres de aproximadamente 40 años de edad con peso normal que nunca fumaron y que no tenían enfermedades cardiovasculares, asma bronquial o cáncer, la relación entre la FC máx. Y la FC en reposo debe multiplicarse por aproximadamente 14 para estimar el VO 2 máx. [6] Cada 10 años de edad reduce el coeficiente en uno, así como también lo hace el cambio en el peso corporal de peso normal a obeso o el cambio de nunca fumador a fumador actual. En consecuencia, el VO 2 máx. De los hombres fumadores actuales obesos de 60 años de edad debe estimarse multiplicando el índice de FC máx. A FC de reposo por 10.
Prueba de Cooper
Kenneth H. Cooper realizó un estudio para la Fuerza Aérea de los Estados Unidos a fines de la década de 1960. Uno de los resultados de esta fue la prueba de Cooper en la que se mide la distancia recorrida corriendo en 12 minutos. Según la distancia medida, una estimación del VO 2 máx. [En ml / (kg · min)] es:
donde d 12 es la distancia (en metros) recorrida en 12 minutos.
Una ecuación alternativa es:
donde d '12 es la distancia (en millas) recorrida en 12 minutos.
Prueba de aptitud física de varias etapas
Hay varias otras pruebas fiables y VO 2 max calculadoras para estimar VO 2 máx, sobre todo la prueba de aptitud de múltiples etapas (o pitido de prueba). [7]
Prueba de marcha de fitness de Rockport
Estimación del VO 2 máx. A partir de una caminata cronometrada de una milla que incorpora la duración en minutos y segundos (, por ejemplo: 20:35 se especificaría como 20.58), sexo, edad, peso corporal en libras () y frecuencia cardíaca en 10 segundos () al final de la milla. [8] La constante x es 6,3150 para los hombres, 0 para las mujeres. El peso corporal está en libras, el tiempo en minutos.
Efecto del entrenamiento
No deportistas
El varón sano no entrenado promedio tiene un VO 2 máx. De aproximadamente 35 a 40 ml / (kg · min). [9] [10] La mujer sana no entrenada promedio tiene un VO 2 máx. De aproximadamente 27 a 31 ml / (kg · min). [9] Estos puntajes pueden mejorar con el entrenamiento y disminuir con la edad, aunque el grado de capacidad de entrenamiento también varía ampliamente. [11]
Atletas
En los deportes en los que la resistencia es un componente importante del rendimiento, como el ciclismo , el remo , el esquí de fondo , la natación y la carrera , los atletas de clase mundial suelen tener valores altos de VO 2 máx. Los corredores de élite pueden consumir hasta 85 mL / (kg · min) y las corredoras de élite pueden consumir alrededor de 77 mL / (kg · min). [12]
En los remeros se pueden encontrar valores altos en términos absolutos para humanos , ya que su mayor volumen compensa un VO 2 máx. Por peso corporal ligeramente más bajo . Los remeros de élite medidos en 1984 tenían valores de VO 2 máx. De 6,1 ± 0,6 L / min y las mujeres de remos 4,1 ± 0,4 L / min. [13] El remero de Nueva Zelanda Rob Waddell tiene uno de los niveles de VO 2 máx. Absoluto más altos jamás probados. [14]
Animales
El VO 2 máx. Se ha medido en otras especies animales. Durante la natación cargada, los ratones tenían un VO 2 máx. De alrededor de 140 ml / (kg · min). [15] Los caballos de pura sangre tenían un VO 2 máx. De alrededor de 193 ml / (kg · min) después de 18 semanas de entrenamiento de alta intensidad. [16] Los perros esquimales de Alaska que corrían en la carrera de perros de trineo Iditarod Trail tenían valores máximos de VO 2 de hasta 240 ml / (kg · min). [17] El VO 2 máx. Estimado para los antílopes berrendos fue tan alto como 300 mL / (kg · min). [18]
Factores limitantes
Los factores que afectan al VO 2 a menudo se dividen en oferta y demanda. [19] El suministro es el transporte de oxígeno desde los pulmones a las mitocondrias (incluida la difusión pulmonar, el volumen sistólico, el volumen sanguíneo y la densidad capilar del músculo esquelético) mientras que la demanda es la velocidad a la que las mitocondrias pueden reducir el oxígeno en el proceso de fosforilación oxidativa . [19] De estos, a menudo se considera que el factor de oferta es el limitante. [19] [20] Sin embargo, también se ha argumentado que mientras que los sujetos entrenados probablemente tengan una oferta limitada, los sujetos no entrenados pueden tener una limitación de la demanda. [21]
Los factores que afectan al VO 2 máx son la edad, el sexo , la condición física y el entrenamiento, la altitud , entre otros. El VO 2 máx. Puede ser un mal predictor del rendimiento en los corredores debido a las variaciones en la economía de carrera y la resistencia a la fatiga durante el ejercicio prolongado. El gasto cardíaco, la capacidad de difusión pulmonar, la capacidad de transporte de oxígeno y las limitaciones periféricas de la capacidad de difusión muscular, las enzimas mitocondriales y la densidad capilar son todos ejemplos de determinantes del VO 2 máx. El cuerpo funciona como un sistema. Si uno de estos factores está por debajo de la media, todo el sistema pierde su capacidad normal para funcionar correctamente. [21]
El fármaco eritropoyetina (EPO) puede aumentar el VO 2 máx. En una cantidad significativa tanto en humanos como en otros mamíferos. [22] Esto hace que la EPO sea atractiva para los atletas de deportes de resistencia , como el ciclismo profesional. La EPO está prohibida desde la década de 1990 como sustancia ilícita para mejorar el rendimiento . Pero en 1998 se había generalizado en el ciclismo y dio lugar al asunto Festina [23] [24] , además de ser mencionado de manera ubicua en el informe de la USADA 2012 sobre el equipo de ciclismo profesional del Servicio Postal de EE. UU . [25] Greg LeMond ha sugerido establecer una línea de base para el VO 2 máx. De los ciclistas (y otros atributos) para detectar aumentos anormales en el rendimiento. [26]
Historia
El fisiólogo británico Archibald Hill introdujo los conceptos de consumo máximo de oxígeno y deuda de oxígeno en 1922. [27] [20] Hill y el médico alemán Otto Meyerhof compartieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1922 por su trabajo independiente relacionado con el metabolismo energético muscular. [28] Basándose en este trabajo, los científicos comenzaron a medir el consumo de oxígeno durante el ejercicio. Henry Taylor de la Universidad de Minnesota , los científicos escandinavos Per-Olof Åstrand y Bengt Saltin hicieron contribuciones notables en las décadas de 1950 y 1960, el Laboratorio de Fatiga de Harvard, las universidades alemanas y el Centro de Investigación Muscular de Copenhague, entre otros. [29] [30]
Ver también
- Ejercicio anaerobico
- Diferencia de oxígeno arteriovenoso
- Aptitud cardiorrespiratoria
- Fisiología comparada
- VDOT
- Pulso de oxigeno
- Respirometria
- Efecto de entrenamiento
- vVO 2 máx.
- Economía de funcionamiento
Referencias
- ^ Clemente CJ; Withers PC; Thompson GG (2009). "Tasa metabólica y capacidad de resistencia en lagartos varanid australianos (Squamata; Varanidae; Varanus)" . Revista Biológica de la Sociedad Linneana . 97 (3): 664–676. doi : 10.1111 / j.1095-8312.2009.01207.x .
- ^ a b Dlugosz EM, Chappell MA, Meek TH, Szafrañska P., Zub K., Konarzewski M., Jones JH, Bicudo JEPW, Careau V., Garland T., Jr (2013). "Análisis filogenético del consumo máximo de oxígeno de los mamíferos durante el ejercicio" (PDF) . Revista de Biología Experimental . 216 (24): 4712–4721. doi : 10.1242 / jeb.088914 . PMID 24031059 . S2CID 15686903 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ Ross, Robert; Blair, Steven N .; Arena, Ross; Church, Timothy S .; Després, Jean-Pierre; Franklin, Barry A .; Haskell, William L .; Kaminsky, Leonard A .; Levine, Benjamin D. (1 de enero de 2016). "Importancia de evaluar la aptitud cardiorrespiratoria en la práctica clínica: un caso de aptitud como un signo vital clínico: una declaración científica de la Asociación Americana del Corazón" . Circulación . 134 (24): e653 – e699. doi : 10.1161 / CIR.0000000000000461 . ISSN 0009-7322 . PMID 27881567 . S2CID 3372949 .
- ^ "Diferencia de oxígeno arteriovenoso" . Medicina del Deporte, Ciencias del Deporte y Kinesiología . Net Industries y sus licenciantes. 2011. Archivado desde el original el 12 de junio de 2011 . Consultado el 30 de abril de 2011 .
- ^ Uth, Niels; Henrik Sørensen; Kristian Overgaard; Preben K. Pedersen (enero de 2004). "Estimación del VO2max a partir de la relación entre FCmax y FCrest - el método de relación de frecuencia cardíaca" (PDF) . Eur J Appl Physiol . 91 (1): 111–5. doi : 10.1007 / s00421-003-0988-y . PMID 14624296 . S2CID 23971067 .
- ^ Voutilainen, Ari; Mounir Ould Setti; Tomi-Pekka Tuomainen (julio de 2020). "Estimación del consumo máximo de oxígeno a partir de la relación entre la frecuencia cardíaca en el ejercicio máximo y la frecuencia cardíaca en reposo en hombres de mediana edad" (PDF) . World J Mens Health . 38 : e39. doi : 10.5534 / wjmh.200055 . PMID 32777866 .
- ^ [Leger, Luc A. y J_ Lambert. "Una prueba máxima de carrera de lanzadera de 20 m de varias etapas para predecir \ dot VO2 máx." Revista europea de fisiología aplicada y fisiología ocupacional 49.1 (1982): 1-12.]
- ^ Kilne G y col. (1987). "Estimación del VO2 máx. De una caminata de una milla, sexo, edad y peso corporal". Medicina. Sci. Ejercicio deportivo . 19 (3): 253-259. PMID 3600239 .
- ^ a b Heyward, V (1998). "Evaluación avanzada de aptitud y prescripción de ejercicio, 3ª Ed". pag. 48.
- ^ Guyton, A .; Hall, JE (2011). "Libro de texto de fisiología médica, 12ª edición". págs. 1035–1036.
- ^ Williams, Camilla; Williams, Mark; Coombes, Jeff (14 de noviembre de 2017). "Genes para predecir la capacidad de entrenamiento del VO2max: una revisión sistemática" . BMC Genomics . 18 (Supl. 8): 831. doi : 10.1186 / s12864-017-4192-6 . PMC 5688475 . PMID 29143670 .
- ^ Noakes, Tim (2001). El saber de correr. (3a edición) Oxford University PressISBN 978-0-88011-438-7
- ^ Hagerman, FC (julio-agosto de 1984). "Fisiología aplicada del remo". Sports Med . 1 (4): 303–26. doi : 10.2165 / 00007256-198401040-00005 . PMID 6390606 . S2CID 35619324 .
- ^ Gough, Martin (17 de junio de 2009). "Se buscan monstruos" . BBC. Archivado desde el original el 1 de noviembre de 2010.
- ^ Glaser, RM; Bruto, PM; Weiss, HS (1972). "Metabolismo aeróbico máximo de ratones durante la natación". Biología y Medicina Experimental . 140 (1): 230–233. doi : 10.3181 / 00379727-140-36431 . PMID 5033099 . S2CID 378983 .
- ^ Kitaoka, Y .; Masuda, H .; Mukai, K .; Hiraga, A .; Takemasa, T .; Hatta, H. (2011). "Efecto del entrenamiento y desentrenamiento en el transportador de monocarboxilato (MCT) 1 y MCT4 en caballos pura sangre" . Fisiología experimental . 96 (3): 348–55. doi : 10.1113 / expphysiol.2010.055483 . PMID 21148623 . S2CID 28298003 .
- ^ Roger Segelke (9 de diciembre de 1996). "Winterize Rover para fitness en climas fríos, aconseja el veterinario de Cornell" . Crónica de la Universidad de Cornell . Consultado el 7 de diciembre de 2018 .
- ^ Lindstedt, SL; Hokanson, JF; Wells, DJ; Swain, SD; Hoppeler, H .; Navarro, V. (1991). "Ejecución de la energía en el antílope berrendo". Naturaleza . 353 (6346): 748–50. Código Bibliográfico : 1991Natur.353..748L . doi : 10.1038 / 353748a0 . PMID 1944533 . S2CID 4363282 .
- ^ a b c Bassett DR Jr .; Howley ET (2000). "Factores limitantes para la absorción máxima de oxígeno y determinantes del rendimiento de resistencia". Ejercicio Deportivo Med Sci . 32 (1): 70–84. doi : 10.1097 / 00005768-200001000-00012 . PMID 10647532 .
- ^ a b Bassett, RD; Howley, ET (1997). "Consumo máximo de oxígeno: puntos de vista" clásicos "versus" contemporáneos ". Medicina y ciencia en el deporte y el ejercicio . 29 (5): 591–603. doi : 10.1097 / 00005768-199705000-00002 . ISSN 0195-9131 . PMID 9140894 .
- ^ a b Wagner PD (2000). "Nuevas ideas sobre limitaciones al VO2max". Reseñas de Ciencias del Deporte y el Ejercicio . 28 (1): 10–4. PMID 11131681 .
- ^ Kolb EM (2010). "La eritropoyetina eleva V.O2, rueda máxima pero no voluntaria en ratones" . Revista de Biología Experimental . 213 (3): 510–519. doi : 10.1242 / jeb.029074 . PMID 20086137 .
- ^ Lundby C .; Robach P .; Boushel R .; Thomsen JJ; Rasmussen P .; Koskolou M .; Calbet JAL (2008). "¿La Epo humana recombinante aumenta la capacidad de ejercicio por medios distintos al aumento del transporte de oxígeno?". Revista de fisiología aplicada . 105 (2): 581–7. doi : 10.1152 / japplphysiol.90484.2008 . hdl : 10553/6534 . PMID 18535134 .
- ^ Lodewijkx Hein FM; Brouwer Bram (2011). "Algunas notas empíricas sobre la epidemia de Epo en el ciclismo profesional" . Research Quarterly para ejercicio y deporte . 82 (4): 740–754. doi : 10.5641 / 027013611X13275192112069 . PMID 22276416 .
- ^ Investigación del equipo de ciclismo profesional del servicio postal de los EE. UU. De USADA , octubre de 2012, recuperado 2012 10 20 de usada.org
- ^ Sugerencias de Greg LeMond para un futuro creíble para el ciclismo Conal Andrews, 28 de julio de 2010, Velo Nation, recuperado 2012 10 20
- ^ Hale, Tudor (15 de febrero de 2008). "Historia de los avances en el deporte y la fisiología del ejercicio: AV Hill, consumo máximo de oxígeno y deuda de oxígeno". Revista de Ciencias del Deporte . 26 (4): 365–400. doi : 10.1080 / 02640410701701016 . ISSN 0264-0414 . PMID 18228167 . S2CID 33768722 .
- ^ "El Premio Nobel de Fisiología o Medicina 1922" . NobelPrize.org . Consultado el 11 de octubre de 2018 .
- ^ Seiler, Stephen (2011). "Una breve historia de las pruebas de resistencia en atletas" (PDF) . SportScience . 15 (5).
- ^ "Historia de la fisiología del ejercicio" . Human Kinetics Europe . Consultado el 11 de octubre de 2018 .