Aptitud Física, Tamaño Corporal, Ventilación y Costo de Oxígeno de la Respiración en Adultos

Robert A Robergs², Chantal Vella¹, Paulette M Yamada²

¹ Exercise Physiology Laboratories/ University of Texas, El Paso, TX, Estados Unidos.
² Exercise Physiology Laboratories/ University of New Mexico, Albuquerque, NM, Estados Unidos.

Resumen

El objetivo de este estudio consistió en caracterizar la respuesta del costo de oxígeno de la ventilación (VO_2VENT) en condiciones de esfuerzo máximo y submáximo en varones y mujeres con diferentes niveles de aptitud física, tamaño corporal y edad y determinar cuales son los factores que contribuyen de manera significativa e independiente con el VO_2VENT máximo. En el estudio participaron veinte sujetos, 18 varones y 2 mujeres, saludables y no fumadores. Durante la primera visita al laboratorio, se realizó la determinación de la talla y masa corporal y se calculó el área de superficie corporal y el índice de masa corporal utilizando procedimientos estándar. Luego mediante un test de ciclismo incremental en bicicleta ergométrica, se determinaron la aptitud física (VO₂ máx.) y las tasas de ventilación submáxima y máxima. Durante la segunda visita al laboratorio, los sujetos simularon tasas de ventilación submáximas y máximas en posición de ciclismo. Para caracterizar la respuesta del VO_2VENT al ejercicio incremental, se utilizó una curva de ajuste (regresión). Para determinar si características de los sujetos, tales como área de superficie corporal, masa corporal, índice de masa corporal, VO₂ máx. y ventilación máxima, se relacionaban de manera significativa e independiente con el VO_2VENT máximo se utilizó un test de regresión múltiple (p<0,001). El área de la superficie corporal, masa corporal y la ventilación máxima fueron los factores que mayor contribución presentaron con el VO_2VENT máximo. Si bien pudo ser explicada aproximadamente el 60-70 % de la variación en el VO_2VENT, quedó sin explicar una gran proporción de variabilidad en el VO_2VENT entre los sujetos, lo cual merece ser investigado con detalle.

Palabras Clave: elasticidad pulmonar, trabajo de la respiración, potencia aeróbica

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INTRODUCCION

En 1958, Bartlett y colegas (1) demostraron que el costo de oxígeno de la ventilación (VO_2VENT) se incrementaba exponencialmente a medida que aumentaba la ventilación hasta la intensidad máxima de un esfuerzo. Otros estudios observaron este mismo aumento curvilíneo en el costo de oxígeno (VO₂) en la ventilación, especialmente en la ventilación cuya tasa iba de moderada a máxima (2-4). La mayoría de estos trabajos preliminares se centraron en caracterizar el VO_2VENT entre los sujetos con enfermedades pulmonares obstructivas y controles saludables (3-5).

Recientemente, Aaron y colegas (6) utilizaron sujetos saludables para modelar la misma respuesta exponencial del VO₂ en relación con la ventilación durante el ejercicio máximo. Ellos informaron que el VO_2VENT aumentó exponencialmente con un incremento en la ventilación (V_E) a medida que la intensidad del ejercicio pasaba de media y moderada a máxima. Estos autores también informaron que el VO_2VENT aumentó desproporcionadamente cuando aumentó la hiperpnea (7). Este aumento exponencial en VO_2VENT asociado al ejercicio máximo es ampliamente reconocido (1, 8). Trabajos adicionales han demostrado, usando datos empíricos y lógica, que el costo de oxigeno de la ventilación, en el VO₂ máx., alcanzaría el máximo en el 10-15% de VO₂ de todo el cuerpo, probablemente porque se estima que la perfusión máxima de los miembros sería el 80-85% del gasto cardíaco (6, 7, 9).

Es importante señalar que la mayoría de los trabajos que han estudiado el VO_2VENT, han considerado muestras de pequeño tamaño que van de cinco a doce sujetos (2, 7, 10-14). El tamaño de las muestras de las investigaciones realizadas en el pasado, que generalmente ha sido bajo, perjudica científicamente la categorización del VO_2VENT entre los niveles de aptitud cardiorrespiratoria (VO₂ máx.), y la gran variabilidad en el VO_2VENT plantea la pregunta acerca de ¿cuál es la causa o como se explica esta variabilidad?. Estas preguntas requieren que en diseño del estudio se tenga en cuenta una muestra de tamaño relativamente grande y se utilice la regresión múltiple para estimar el VO_2VENT a partir de un conjunto de variables independientes.

Es lógico proponer que hay muchos determinantes del VO_2VENT, que podrían estar constituidos por la magnitud de la ventilación y la eficacia mecánica de la ventilación. Así, la V_E máxima durante el ejercicio incremental debería ser el principal factor de estimación del VO_2VENT al alcanzar el VO₂ máx., como lo sería cualquier variable que aumente el trabajo realizado al respirar para una ventilación dada. Notablemente, McCool et al. (15) y Dempsey et al. (8) han sostenido que tasas elevadas de ventilación obligan a los pulmones a funcionar en un segmento menos favorable de la curva presión-volumen, que a su vez aumentaría el VO_2VENT.

Además, se ha planteado la hipótesis que el aumento en la edad aumenta el VO_2VENT debido a una reducción en el retroceso elástico del pulmón (16, 17).

Por lo tanto, es necesario contar con estudios que describan la respuesta del VO_2VENT en adultos saludables con diferentes niveles de aptitud física, tamaño corporal y edad. También, desde un punto de vista de la fisiología del ejercicio básica, es importante describir la relación entre el VO_2VENT máximo y las características de los sujetos. Por lo tanto, los objetivos de este estudio fueron: a) caracterizar la respuesta del VO_2VENT en adultos saludables con diferentes niveles de aptitud física, tamaño corporal y edad y b) determinar qué características de los sujetos se relacionan de manera independiente con el VO_2VENT durante el ejercicio de intensidad máxima. Nuestras hipótesis fueron: a) el VO_2VENT aumenta exponencialmente con V_E crecientes y b) las variables V_E máxima, tamaño corporal y aptitud física estarán relacionadas de manera independiente con el VO_2VENT máximo.

METODOS

Sujetos

Veinte sujetos saludables (18 varones y 2 mujeres) participaron en este estudio. Ninguno fumaba ni tenía diagnosticada alguna enfermedad respiratoria o cardiovascular. No se permitió la participación de sujetos que hubieran sido previamente diagnosticados con asma inducido por el ejercicio, asma o infección respiratoria aguda de las vías superiores. El Comité de Revisión Institucional de la Universidad aprobó todos los procedimientos experimentales y cada sujeto dio su consentimiento de manera oral y escrita antes de realizar las evaluaciones. Las evaluaciones fueron realizadas a una altitud de 1572 m (P_B=635 mmHg).

Procedimientos

Antes de realizar los tests se realizó la determinación de la talla y masa de los sujetos y luego se calcularon el área de superficie corporal (BSA) (18) y el índice de masa corporal (BMI, kg.m^-2). Luego los sujetos fueron familiarizados con la bicicleta ergométrica de carga constante (Excalibur Sport, Corval Lode B.V., Lode Medical Technology, Groningen, Países Bajos).

Para determinar el nivel de aptitud cardiorrespiratoria, la ventilación (V_E) y la tasa respiratoria (RR) de los sujetos durante el ejercicio máximo, se realizó un test de VO₂ máx. Luego de analizar los gases expirados en reposo durante 2 minutos, se realizó una entrada en calor de 2 minutos a una carga de trabajo equivalente al doble de la función de incremento en rampa por minuto del protocolo de ejercicio con incrementos específicos para cada sujeto (por ejemplo, 40 Watt para una función de incremento en rampa por minuto de 20 Watt.min^-1). Se utilizó un protocolo en rampa en el cual la carga de trabajo se incrementaba en 15-35 Watt·min^-1 (0,25-0,58 Watt.s^-1), dependiendo del nivel de aptitud física del sujeto, con la idea de que el sujeto alcanzara la fatiga volitiva en un lapso de 10 a 14 minutos. La decisión de aplicar un protocolo en rampa se basó en un cuestionario oral que se realizó a los sujeto con respecto al entrenamiento, experiencia en ciclismo y aptitud física. Se solicitó a los sujetos que seleccionaran por si mismos una cadencia por encima de las 60 rev.min^-1 y que mantuvieran esta cadencia en un intervalo de ±5 rev·min^-1 durante el test. El criterio para establecer el fin del ejercicio fue que el participante no pudiera mantener la cadencia de 60 rev.min^-1 en la bicicleta ergométrica, o que expresara voluntariamente la fatiga. El consumo de oxígeno máximo fue definido como el valor más alto de VO₂ de un promedio de siete movimientos respiratorios.

Se realizó la medición del consumo de oxígeno (VO₂) respiración por respiración, producción de anhídrido carbónico (VCO₂), V_E y RR mediante una turbina de transducción de flujo de respuesta rápida (K.L. Engineering Model S-430, Van Nuys, CA) y un software diseñado a pedido (Lab view) con analizadores de gases (O₂ y CO₂) electrónicos (AEI Technologies, Model S-3A and Model CD-3H, Pittsburgh, PA). Específicamente, los sujetos respiraban a través de válvulas de sentido único en una bolsa elástica de mezcla de 3 L conectada a la turbina, que a su vez estaba conectada al puerto de expiración de la boquilla. El aire expirado de la bolsa de mezcla era bombeado continuamente a los analizadores de gases y se tomaron muestras durante 150 ms al final de cada expiración.

Antes de la recolección de los datos, se calibraron los analizadores de gases utilizando tres gases de concentraciones conocidas y la turbina de flujo fue calibrada con una jeringa de 3 litros (Hans Rudolph, Inc., Kansas City, MO). Las señales sin procesar, fueron registradas mediante una caja de unión e ingresadas a una computadora mediante una tarjeta de adquisición de datos (National Instruments, Austin, Texas). Todos los valores de VO₂ fueron informados en STPD y los valores de V_E fueron informados en BTPS. La frecuencia cardíaca fue continuamente supervisada (Quinton 4000, Quinton, Seattle, WA) y se registró en forma de promedio de 5 latidos a través de la integración electrónica con el hardware y software desarrollados a pedido.

Luego de dos días de haber realizado el test de ejercicios, y no antes, los sujetos regresaron al laboratorio para la determinación del VO_2VENT. Para obtener estos datos, se les solicitó que simularan nueve V_E diferentes (la V_E más baja y la más alta y siete V_E uniformemente distribuidas dentro del intervalo) que ellos habían experimentado durante el test de VO₂ máx. Los tests de simulación fueron realizados en la bicicleta ergométrica y manteniendo la misma posición adoptada durante el test de VO₂ máx. para eliminar las potenciales diferencias producidas por la postura, que alterarían tanto la V_E como la mecánica de la V_E (13). Estas pruebas fueron utilizadas para determinar el VO_2VENT a lo largo de diferentes tasas ventilatorias.

Se alcanzaron valores de ventilación y RR tan cercanos como fuera posible a los de la prueba de VO₂ máx., para asegurar que los sujetos imitaran la V_E real de su ejercicio (13). Se utilizó un metrónomo, comunicación verbal y una demostración por computadora de la V_E actualizada en cada respiración para comunicarse con los sujetos y permitir que asemejen la RR y V_E reales con la RR y V_E fijada. Se ha observado en estudios previos que estos procedimientos producen una V_E que tendría un volumen de flujo pulmonar y un circuito de presión, similares y que son característicos de la V_E del ejercicio (13). Antes de la prueba, se recolectaron los datos de la línea de base durante dos minutos. Luego, los sujetos realizaron varios intentos prácticos durante algunos segundos para alcanzar la V_E deseada. Los sujetos ventilaron en la V_E deseada durante 3 a 5 minutos. Para mantener los niveles de CO₂ al final de la espiración y para evitar la hipocapnea, se agregó CO₂ al gas de inspiración (FICO2=3-5%) (12) y luego esto fue considerado al momento de realizar los cálculos de calorimetría indirecta. El porcentaje de CO₂ en el final de la inspiración fue determinado en cada expiración por la boca mediante un sistema de capnografía de respuesta rápida Colin Pilot-9200 (Colin Medical Instruments, San Antonio, TX). Los datos del capnógrafo fueron registrados a 250 Hz con un sistema de adquisición de datos BIOPAC (MP100 hardware & Acknowledge software version 3,5.3. para Windows, BIOPAC Systems, Inc, Santa Barbara, CA). Durante esta prueba, se midió el consumo de oxígeno con el mismo equipo y de la misma manera en que fue previamente descrito.

En cada prueba ventilatoria, se promediaron y graficaron los últimos 30 segundos de VO_2VENT en estado estable (Prism^®, Graphpad^TM Software, Inc. versión 3.0, San Diego, CA). Todos los sujetos alcanzaron el estado estable, definido como una desviación en el VO₂ menor a 25 mL O₂.min^-1, en este lapso de 30 segundos, tal como se determinara por la pendiente de la recta de regresión lineal. Por convención, el VO_2VENT total fue luego corregido por el VO₂ del reposo con una constante de 0,3 L.min^-1 (VO_2VENT) y expresado en función de VO₂ máx.

Análisis Estadísticos

Los datos de VO_2VENT correspondientes a cada sujeto y a todos los sujetos en forma de grupo, fueron graficados en función de la V_E y para determinar el tipo de respuesta de VO_2VENT a lo largo de las tasas de V_E submáximas a máximas, se aplicó una curva de ajuste no lineal (regresión). Las diferencias entre los valores medios del porcentaje de CO₂ al final de la espiración de las pruebas de VO₂ máx. y de simulación de V_E, fueron valoradas mediante un test-t de muestras dependientes. Esto fue realizado para asegurar que los valores de CO₂ eran similares entre las pruebas, debido a que se sabe que el CO₂ influye en la V_E.

Se utilizó un análisis de correlación de Pearson para establecer las relaciones entre el VO_2VENT máximo y la masa corporal, BSA, BMI, VO₂ máx., V_E máxima determinada, V_E máxima simulada, y el equivalente ventilatorio máximo (V_E.VO₂^-1). Se realizaron análisis de regresión lineal multivariada para establecer las contribuciones independientes de la masa corporal, BSA, BMI, VO₂ máx., V_E máxima determinada y V_E máxima simulada después de los ajustes para edad y sexo. Se sabe que la edad y el sexo (16, 17, 19) afectan el VO_2VENT en personas saludables; por lo tanto, fueron utilizados como covariables en los modelos de regresión.

Debido a que el VO_2VENT tiene una respuesta curvilínea a medida que se incrementa la V_E, previamente se analizó la normalidad de los datos de VO_2VENT. El test de Shapiro-Wilk para normalidad de los datos reveló que estos datos no seguían una distribución normal (W=0,901, p <0,05). Luego de realizar la transformación de los datos de VO_2VENT mediante la aplicación de la función “log”, se corroboró la distribución normal de los mismos (W=0,947, p>0,05). Así, el log del VO_2VENT máximo expresado en L.min^-1 fue utilizado como variable dependiente (log de VO_2VENT). Las variables independientes fueron la masa corporal, BSA, BMI, VO₂ máx., V_E máxima determinada, V_E máxima simulada, y V_E.VO₂^-1 máximo. Todos los análisis fueron realizados con el software SPSS versión 15.0 (SPSS Inc., Chicago, IL) con el error de Tipo I fijado en p<0,05.

RESULTADOS

En la Tabla 1 se presentan las características descriptivas de los sujetos. Los valores de porcentaje promedio de CO₂ al final de la espiración fueron similares en el test de VO₂ máx. y en el de simulación de V_E (36,9±5,4% versus 32,7%±2,5%, p>0,05). El VO_2VENT aumentó exponencialmente desde la V_E submáxima a la máxima en los datos de los sujetos individuales y en los datos de los 20 sujetos agrupados (Figura 1). El VO_2VENT máximo promedio en esta muestra fue 7,2% del VO₂ máx. y tomó valores comprendidos entre 3,6 y 13,4%.

Tabla 1. Características de los sujetos (n=20). SE, error estándar; BSA, área de superficie corporal; BMI, Indice de masa corporal; VO₂ máx., consumo de oxígeno máximo; V_E.VO₂^-1, equivalente ventilatorio; V_E, ventilación; BTPS, temperatura y presión corporales saturadas; VO_2VENT, costo de oxígeno de la ventilación máximo determinado mediante la prueba de simulación; VO_2VENT,VO_2VENT total menos el VO₂ en reposo.

Figura 1. Datos correspondientes al costo de oxígeno de la ventilación (VO_2VENT) determinados en todos los sujetos a partir de las tasas de ventilación submáximas y máximas simuladas. La curva de ajuste fue trazada siguiendo el modelo exponencial.

Correlaciones Simples entre el VO_2VENT Máximo y las Características de los Sujetos

El VO_2VENT máximo presentó una correlación positiva con la masa corporal (p<0,001), BSA (p<0,001), BMI (p=0,01), VO₂ máx. (p<0,001), V_E máxima determinada (p<0,001) y V_E máxima simulada (p<0,001). No se observó una correlación entre el V_E.VO₂^-1 máximo y el VO_2VENT máximo (p=0,70) (Tabla 2).

Tabla 2. Coeficientes de correlación (r) entre los valores de “log de VO_2VENT máximo” (datos de VO_2VENT máximo transformados con la función log) y las variables independientes. VO_2VENT, costo de oxígeno de la ventilación; BSA, área de superficie corporal; BMI, índice de masa corporal; VO₂ máx., consumo de oxigeno máximo; V_E ventilación; V_E.VO₂^-1, equivalente ventilatorio; *p<0,01.

Contribuciones Independientes de las Características de los Sujetos en el VO_2VENT máximo

En la Tabla 3 se presentan las contribuciones independientes de masa corporal, BSA, BMI, VO₂ máx., V_E máxima determinada, y V_E máxima simulada en el VO_2VENT máximo. La masa corporal (p<0,001), BSA (p<0,001), BMI (p=0,026), VO₂ máx. (p=0,004), V_E máxima determinada (p<0,001) y V_E máxima simulada (p<0,001) tuvieron una relación positiva e independiente con el log de VO_2VENT máximo (p<0,01), cuando la edad y sexo fueron utilizadas como covariables en los modelos. El V_E.VO₂^-1 máximo no estuvo relacionado de manera independiente con el log de VO_2VENT máximo (p>0,05, datos no presentados). El área de superficie corporal, la masa corporal y la V_E máxima simulada y determinada, fueron los factores independientes de estimación del VO_2VENT más fuertes, ya que explicaron el 73%, 68%, 66% y 64% de la variación en el VO_2VENT máximo, respectivamente (Tabla 3).

Tabla 3. Relaciones independientes entre el VO_2VENT máximo y las características de los sujetos considerando la edad y sexo como covariables. VO_2VENT, consumo de oxígeno de la ventilación; NS, no significativo, BSA área de superficie corporal; BMI, índice de masa corporal; VO₂ máx., máximo consumo de oxígeno; V_E, ventilación.

En las Figuras 2 y 3 se presentan los datos de VO_2VENT de los sujetos con valores de BSA y tasas de V_E más extremos en función de las tasas ventilatorias submáximas y máximas. Se presentan los sujetos con los resultados más extremos para dar énfasis al efecto del tamaño corporal y la V_E máxima sobre la respuesta del VO_2VENT al ejercicio incremental.

Figura 2. Datos correspondientes al VO_2VENT para todos los sujetos con los valores más bajos y más altos de BSA en función de las tasas de ventilación submáximas y máximas, La curva de ajuste fue trazada siguiendo el modelo exponencial.

Figura 3. Datos correspondientes al VO_2VENT de los sujetos con valores más bajos y más altos de V_E en función de la V_E submáxima y máxima. La curva de ajuste fue trazada siguiendo el modelo exponencial.

DISCUSION

El propósito de este estudio fue doble. El primer objetivo consistió en caracterizar la respuesta del VO_2VENT en una muestra de adultos saludables con diferentes niveles de aptitud física, tamaños corporales y edades. El segundo objetivo fue determinar si las asociaciones entre el VO_2VENT máximo y la masa corporal, BSA, BMI, VO₂ máx., V_E máxima medida y simulada eran independientes de la edad y sexo, dos de los factores que se sabe que afectan el VO_2VENT (16, 17, 19). Nuestros resultados demuestran que el VO_2VENT aumentó exponencialmente desde la V_E submáxima a la máxima en todos los sujetos y que BSA, masa corporal, BMI, VO₂ máx., V_E máxima determinada y simulada, estaban todos relacionados de manera positiva e independiente con el VO_2VENT máximo.

En el estudio actual, el intervalo de VO_2VENT en el ejercicio máximo correspondió al 3,6 a 13,4% del VO₂ máx. Estos resultados son consistentes con lo observado por Aaron et al. (6), quienes informaron que el VO_2VENT en el ejercicio máximo requiere 10-15% del VO₂. Mientras que el límite superior observado en este estudio es comparable con el obtenido en investigaciones previas, el límite inferior de 3,6% informado en el presente estudio es mucho menor que el que ha sido previamente informado. El intervalo de VO_2VENT máximo obtenido en el presente estudio es 8 % mayor que el intervalo informado por Aaron et al. (6). Esto puede atribuirse a que en el presente estudio se consideró una muestra de mayor tamaño y por lo tanto la variabilidad en el VO_2VENT máximo fue mayor.

Dado que nuestros datos fueron recolectados en condiciones de altitud moderada (1572 m sobre el nivel del mar), existe la posibilidad de que la hipoxia leve y la menor densidad del aire hayan alterado nuestros resultados en comparación con lo que ocurre al nivel del mar. La densidad del aire disminuye a medida que aumenta la altitud. Nosotros hemos podido establecer que esta variación de densidad, entre el nivel del mar y una altura de 1572 m, para el aire seco a 37°C sería de 1,139 a 0,937 kg.m-3 un 17,7% de disminución. Lamentablemente no hay investigaciones acerca del VO_2VENT realizadas en altitud baja a moderada. Mazess (20) observó una disminución en el VO_2VENT durante la exposición aguda a 4000 m, pero esta aclimatación a elevada altitud provocó un aumento en el VO_2VENT en comparación con los valores observados en la línea de base (nivel del mar), probablemente debido al aumento en la perfusión pulmonar y a la disminución resultante en la elasticidad pulmonar. En relación con el consumo de oxígeno de la ventilación durante el ejercicio en condiciones de hipoxia severa, la hiperventilación de la hipoxia provoca un mayor costo energético para la ventilación para cualquier carga de ejercicio (21). Por consiguiente, debido a que la disminución en la densidad del aire era pequeña y a que utilizamos residentes aclimatados a altitud baja a moderada, es improbable que nuestros resultados hayan sido influenciados por la altitud.

Según nuestros conocimientos, éste es el primer estudio que investigó los factores que contribuyen de manera independiente con el VO_2VENT máximo. El tamaño corporal, determinado a través del BSA, BMI, y masa corporal se relacionó significativa e independientemente con el VO_2VENT máximo. La función principal de los pulmones es intercambiar el dióxido de carbono por oxígeno; por lo tanto, concentraciones más elevadas del metabolito demandarán mayores ventilaciones. Una persona grande con una gran masa corporal exhibirá típicamente volúmenes pulmonares y ventilaciones más altos. De los tres parámetros de medición del tamaño corporal, el BSA presentó el mayor valor beta estandarizado obtenido a través de la regresión múltiple (0,814, Tabla 3) y explicó aproximadamente el 73% de la variación en el VO_2VENT máximo, lo que sugiere que el BSA puede ser un contribuyente importante del VO_2VENT máximo.

La relación positiva entre la V_E máxima determinada y simulada y el VO_2VENT máximo puede ser explicada por los elevados requerimientos de energía en las ventilaciones grandes. La energía requerida para la inspiración aumenta de manera no lineal a tasas de flujo altas, a medida que el flujo se pone turbulento (8). La energía requerida para la inspiración también se incrementa de manera no lineal a medida que se incrementa la velocidad de contracción del músculo respiratorio con un aumento en la RR (15) y a medida que un mayor volumen tidal obliga al pulmón a trabajar en un segmento menos flexible de la curva de presión-volumen (8, 15). De esta manera, es esperable observar una relación directa entre VO_2VENT máximo y V_E cuando se realizan esfuerzos máximos.

Los individuos con potencia aeróbica superior alcanzan tasas V_E más altas para cumplir con las mayores demandas de oxígeno durante el ejercicio máximo, que los individuos con potencia aeróbica promedio o baja. Por consiguiente, se espera que los individuos con un VO₂ máx. más alto presenten VO_2VENT máximos mayores que los sujetos con VO₂ máx. más bajo. Nuestros resultados demuestran que el VO₂ máx. se relacionó de manera independiente con el VO_2VENT máximo y explicó aproximadamente el 53% de la variación en el VO_2VENT máximo. Por otra parte se ha demostrado que el entrenamiento de resistencia limitado a los músculos ventilatorios, aumenta la V_E máxima y el VO_2VENT máximo en un 19% y 67%, respectivamente (2). Por consiguiente, los sujetos con poca aptitud física, que realizan entrenamiento de los músculos respiratorios pueden tener un VO_2VENT máximo alto sin tener un VO₂ máx. alto. Aunque el VO₂ máx. se relacionó independientemente con el VO_2VENT máximo, nuestros datos sugieren que el tamaño corporal y la V_E máxima pueden ser más importantes que el VO₂ máx. en la determinación del VO_2VENT máximo.

Nuestros datos también demuestran que el V_E.VO₂^-1 máximo no presentó una correlación con el VO_2VENT máximo. El V_E.VO₂^-1 máximo representa la eficiencia del cuerpo para utilizar el oxígeno en relación con la tasa de V_E, mientras que el VO_2VENT representa el uso del oxígeno por parte de los músculos ventilatorios.
Por lo tanto, un individuo con un V_E.VO₂^-1 más bajo (utiliza más oxígeno por litro de ventilación) sería más eficaz que un individuo con un V_E.VO₂^-1 más alto. Es lógico suponer que un individuo con un elevado V_E.VO₂^-1 máximo también tendría un elevado VO_2VENT máximo; sin embargo, nuestros datos no muestran una relación entre estas variables.

La falta de una relación entre estas variables sugiere que el VO_2VENT máximo puede no estar relacionado con la eficiencia de todo el cuerpo para captar oxígeno y/o con la respuesta relativa de hiperventilación frente al ejercicio incremental. Para poder establecer con claridad esta relación en adultos saludables, es necesario realizar investigaciones adicionales con muestras de sujetos de mayor tamaño.

Las Figuras 2 y 3 muestran los efectos de las diferencias en el tamaño corporal y V_E máxima sobre el VO_2VENT en función de la tasas devV_E. En la Figura 2, el sujeto 6 tenía el mayor BSA (2,7 m2) y el sujeto 10 tenía el BSA más pequeño (1,8 m2). Estos sujetos también eran el más pesado (113,6 kg) y más liviano (50,8 kg) del estudio, respectivamente. El sujeto 6 presentó una V_E submáxima y máxima mayores que las del sujeto 10 y por lo tanto el sujeta 6 tenía un mayor VO_2VENT en el ejercicio máximo. De hecho, el VO_2VENT del sujeto 10 en el ejercicio máximo se acercó al VO_2VENT del sujeto 6 en la ventilación submáxima.

La Figura 3 muestra una respuesta de VO_2VENT similar en los sujetos con los niveles de V_E máximos más altos y más bajos. Los sujetos 17 y 10 presentaron ventilaciones máximas de 213,8 L.min^-1 y 78,4 L.min^-1, respectivamente. Nuevamente, el VO_2VENT máximo del sujeto 10 se aproximó al VO_2VENT del sujeto 17 en las ventilaciones submáximas. Estos datos en conjunto, sugieren que diferencias en el tamaño corporal y en la tasa ventilatoria máxima puede explicar la gran variabilidad entre sujetos en el VO_2VENT máximo.

Esta gran variabilidad entre sujetos justifica la necesidad de realizar investigaciones adicionales que incorporen muestras de mayor tamaño de sujetos saludables, no fumadores.

Es necesario destacar que las relaciones demostradas en este estudio son específicas del ciclismo, porque la simulación de la hiperventilación producida en el VO₂ máx. robablemente no refleje la activación fásica y tónica de los músculos abdominales y de la caja torácica que se produce durante la carrera (8).

Conclusiones

En síntesis, nuestros datos demostraron que el VO_2VENT aumentó exponencialmente desde una V_E submáxima a máxima en todos los sujetos y que el BSA, masa corporal, BMI, VO₂ máx. y V_E máxima determinada y simulada, se relacionaban positiva e independientemente con el VO_2VENT máximo. En esta muestra la masa corporal, BSA y V_E máxima fueron los factores independientes más fuertes de contribución para el VO_2VENT máximo. Nuestros datos sugieren que los individuos de gran tamaño con altas tasas de ventilación máximas pueden tener valores de VO_2VENT máximo más altos que los individuos pequeños con tasas de ventilación máximas más bajas. Sin embargo, estas relaciones pueden ser afectadas por las diferencias en la composición corporal entre los individuos, un área que todavía debe ser estudiada. En esta muestra la masa corporal, BSA, y V_E máxima fueron los responsables de más del 60% de la variación observada en el VO_2VENT máximo, la gran variabilidad entre sujetos que no ha podido ser explicada demuestra que se necesitan estudios adicionales en el área.

Dirección para Envío de Correspondencia

Chantal A. Vella, PhD., Kinesiology Department, University of Texas, El Paso, TX 79902. Teléfono: (915) 747-8228; Fax: (915) 747-8211; correo electrónico: cvella@utep.edu.

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Cita Original

Vella, C.A., Robergs R.A., Yamada P.M. Fitness, body size, ventilation and the oxygen cost of breathing in adults. JEPonline; 11 (6): 67-76, 2008.

Cita en PubliCE

Robert A Robergs, Chantal Vella Paulette M Yamada (2008). Aptitud Física, Tamaño Corporal, Ventilación y Costo de Oxígeno de la Respiración en Adultos. .https://g-se.com/aptitud-fisica-tamano-corporal-ventilacion-y-costo-de-oxigeno-de-la-respiracion-en-adultos-1148-sa-L57cfb271ccc17

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