La aptitud cardiorrespiratoria (CRF), medida como el consumo máximo de oxígeno (V̇ O2max), es un indicador clave de la capacidad aeróbica y la salud general, ya que predice de manera efectiva el riesgo de enfermedades crónicas y la mortalidad. Un aumento en el V̇O2max se asocia con una significativa reducción del riesgo de mortalidad. El entrenamiento de resistencia aeróbica (ET) es la intervención más efectiva para incrementar el V̇O2max; sin embargo, los efectos de este entrenamiento varían considerablemente entre los individuos, con algunas personas experimentando grandes aumentos en el V̇O2max, mientras que otras muestran cambios mínimos, nulos o incluso negativos. Esta variabilidad en la respuesta es crucial para el desarrollo de programas de ejercicio personalizados y la mejora del rendimiento deportivo, además de contribuir a estrategias que busquen reducir la carga de enfermedades asociadas con bajos niveles de CRF.
El estudio HERITAGE fue uno de los primeros en destacar esta variabilidad en la respuesta al ET, mostrando que, después de un programa de entrenamiento de 20 semanas, mientras algunos individuos incrementaron su V̇O2max en más de 1000 ml/min, otros no experimentaron ninguna mejora. Aproximadamente el 20% de los individuos que participan en programas de ET no logran aumentos significativos en su V̇O2max, lo que ha generado un creciente interés en la “capacidad de entrenamiento”, es decir, la capacidad de un individuo para adaptarse al entrenamiento de resistencia aeróbica.
Los mecanismos detrás de esta variabilidad en la respuesta son complejos y múltiples factores contribuyen a ello. Entre estos factores se incluyen aspectos biológicos como la genética, la edad, el sexo y el V̇O2max inicial. Además, los factores metodológicos, como el tipo, volumen e intensidad del entrenamiento, así como el método utilizado para prescribir la intensidad del ejercicio, también juegan un papel importante. A diferencia de los factores biológicos, los factores metodológicos son modificables, lo que significa que pueden ajustarse para mejorar las tasas de respuesta al entrenamiento.
Un aspecto clave identificado es la forma en que se prescribe la intensidad del ejercicio. Prescribir la intensidad en función de umbrales fisiológicos individuales, en lugar de valores fisiológicos máximos absolutos, parece generar un estímulo de ejercicio más homogéneo entre los participantes, lo que podría resultar en cambios más consistentes en el V̇O2max. Estudios recientes han demostrado que el entrenamiento basado en umbrales fisiológicos puede tener un impacto positivo en las tasas de respuesta al ET, sugiriendo que esta estrategia podría ser más efectiva para mejorar la aptitud cardiorrespiratoria de manera uniforme entre los individuos.
En resumen, aunque el ET es una herramienta poderosa para mejorar el V̇O2max y reducir el riesgo de enfermedades crónicas, la variabilidad en la respuesta entre individuos es significativa. Comprender y abordar esta variabilidad a través de la personalización del entrenamiento y la manipulación de factores metodológicos podría optimizar los resultados de salud y rendimiento en diversas poblaciones. La investigación futura debería centrarse en identificar las mejores prácticas para maximizar las adaptaciones al ET, considerando tanto los factores biológicos como los metodológicos, para desarrollar programas de ejercicio más efectivos y personalizados.
Factores biológicos asociados con la variabilidad de la respuesta
Genética
El fenómeno del V̇O2max, que mide la capacidad máxima de consumo de oxígeno, es un rasgo poligénico influenciado tanto por factores ambientales como genéticos. Este rasgo varía considerablemente entre individuos, tanto en su valor basal como en su respuesta al entrenamiento físico (ET). Estudios con gemelos y familiares indican que aproximadamente el 50% de la capacidad de entrenabilidad del V̇O2max se debe a la herencia genética. Sin embargo, en jóvenes y adolescentes, la heredabilidad de este rasgo es aún mayor, con estimaciones ponderadas del 59% y 72%, respectivamente.
A pesar de la influencia genética, la investigación para identificar predictores genéticos específicos del V̇O2max mediante estudios de genes candidatos, expresión génica y estudios de asociación a nivel genómico (GWAS) no ha logrado encontrar un perfil genético que explique de manera precisa la gran variabilidad observada en la respuesta del V̇O2max al ET. Por ejemplo, en un GWAS con 473 participantes del estudio HERITAGE, ninguno de los 324,611 polimorfismos de nucleótido único (SNPs) analizados alcanzó significancia a nivel genómico, lo que sugiere que el tamaño de la muestra podría haber sido insuficiente para obtener un poder estadístico adecuado.
Se ha propuesto que la entrenabilidad del V̇O2max está determinada por el efecto aditivo de múltiples genes con pequeños efectos, en lugar de un solo variante genética dominante. Hasta la fecha, se han identificado 97 SNPs que predicen la entrenabilidad del V̇O2max, de los cuales 13 han sido replicados con éxito en otros estudios. Además, recientemente se han identificado seis nuevos SNPs que permiten distinguir entre individuos con valores altos y bajos de V̇O2max.
A pesar de estos hallazgos, los mecanismos que subyacen al papel de la genética en la entrenabilidad del V̇O2max no están completamente claros. El V̇O2max depende principalmente de factores centrales, como el gasto cardíaco y la capacidad de transporte de oxígeno de la sangre, y de factores periféricos, como la capacidad de los músculos esqueléticos para extraer y utilizar oxígeno. Sin embargo, ninguno de las variantes genéticas identificadas hasta ahora se relaciona directamente con cambios en estos factores fisiológicos.
En general, se estima que la genética explica alrededor del 50% de la variabilidad en la respuesta al entrenamiento, pero la base molecular de esta entrenabilidad aún no se ha elucidado por completo. De hecho, algunos estudios, como el de Marsh et al. (2020), han demostrado que los componentes ambientales tienen una mayor influencia en la variabilidad de la respuesta al ET que la genética. Además, se sugiere que la naturaleza poligénica del V̇O2max podría estar modificada por el epigenoma, que responde a estímulos ambientales como el ejercicio regular, alterando la red transcriptómica.
Hasta ahora, no se ha establecido un perfil genético común que explique las variaciones en el V̇O2max, y la desconexión entre las variantes genéticas identificadas y los determinantes fisiológicos clave del V̇O2max destaca que el papel de la genética en la entrenabilidad de este rasgo no está completamente comprendido.
Edad
Es bien sabido que el V̇O2max disminuye con la edad, principalmente debido a la reducción en la frecuencia cardíaca máxima y el gasto cardíaco máximo. Sin embargo, la magnitud del cambio en el V̇O2max después del ET no parece estar influenciada significativamente por la edad. Tanto adultos jóvenes como mayores pueden experimentar aumentos significativos en su V̇O2max tras un programa de entrenamiento, lo que sugiere que el envejecimiento no limita la capacidad de adaptación en este sentido.
Aunque la edad ha sido identificada como un predictor de la variabilidad en la respuesta al ET, los estudios muestran resultados mixtos. Algunos estudios indican que la edad puede explicar una pequeña parte de esta variabilidad, especialmente en mujeres, mientras que otros estudios, como el HERITAGE, que incluyó una amplia gama de edades, sugieren que el efecto de la edad es mínimo hasta los 65 años. Esto sugiere que la influencia de la edad en la variabilidad de la respuesta al entrenamiento podría ser menor de lo que se pensaba, aunque se necesitan estudios con muestras que incluyan personas mayores de 65 años para aclarar esta influencia.
Sexo
Generalmente, los hombres tienden a mostrar mayores aumentos en el V̇O2max después del ET en comparación con las mujeres. Esto se atribuye a diferentes vías adaptativas entre los sexos. En los hombres, las adaptaciones centrales, como el aumento del volumen sistólico y la capacidad de llenado cardíaco, son más pronunciadas, mientras que en las mujeres, las adaptaciones periféricas, como la extracción de oxígeno y la respiración mitocondrial, son más destacadas.
Las mujeres también muestran una mayor capacidad durante ejercicios donde los factores periféricos tienen un mayor impacto, lo que podría compensar las adaptaciones centrales atenuadas. Otra explicación para la menor mejora en el V̇O2max en mujeres es que los estudios de entrenamiento suelen estar dominados por participantes masculinos, lo que podría llevar a una prescripción de intensidades de ejercicio que no generan suficiente estrés metabólico en las mujeres, limitando así sus adaptaciones.
A pesar de estas diferencias en la magnitud de las mejoras, el sexo parece tener un impacto menor en la variabilidad de la respuesta al ET. Estudios como el HERITAGE indican que el sexo explica solo un pequeño porcentaje de la variabilidad en las respuestas, lo que sugiere que otros factores podrían ser más determinantes en la respuesta individual al entrenamiento.
Condición cardiorrespiratoria inicial
El nivel inicial de V̇O2max parece influir en la capacidad de una persona para mejorar este parámetro a través del ET. Aquellos con un V̇O2max bajo al inicio del entrenamiento tienen más margen para mejorar, mientras que las personas con un V̇ V̇O2max ya alto pueden tener menos posibilidades de seguir aumentando este valor, posiblemente debido a un “techo” fisiológico.
Sin embargo, la relación entre el V̇O2max inicial y la variabilidad en la respuesta al entrenamiento es débil. Por ejemplo, en el estudio HERITAGE, el nivel inicial de V̇O2max explicó solo un pequeño porcentaje de la variabilidad en la respuesta al ET. Esto podría deberse a la naturaleza relativamente no entrenada de los participantes en estos estudios, lo que deja margen para mejoras significativas en su V̇O2max independientemente de su nivel inicial.
En resumen, mientras que la edad, el sexo y el nivel de condición física inicial pueden influir en la capacidad de mejora del V̇O2max, su impacto en la variabilidad de la respuesta al entrenamiento parece ser limitado. Estos hallazgos subrayan la complejidad de la adaptación fisiológica al ejercicio y la necesidad de más investigaciones para comprender plenamente los factores que determinan la variabilidad en la respuesta al entrenamiento.
FACTORES METODOLÓGICOS ASOCIADOS CON LA VARIABILIDAD DE LA RESPUESTA
Tipo de entrenamiento
El tipo de entrenamiento parece jugar un papel crucial en la variabilidad de la respuesta del V̇O2max. Algunos estudios han demostrado que cambiar el tipo de entrenamiento puede rescatar a individuos previamente clasificados como “no respondedores”. Por ejemplo, en el estudio STRUETH, los participantes que no respondieron al ET mejoraron cuando cambiaron a entrenamiento de fuerza (RT), y viceversa. Este hallazgo sugiere que las respuestas al entrenamiento son en gran medida específicas del tipo de ejercicio. Sin embargo, algunos participantes mostraron respuestas no específicas al tipo de entrenamiento, logrando aumentos en la fuerza tras ET y en el V̇O2max tras RT.
Volumen de entrenamiento
El volumen de entrenamiento, definido como el producto de la intensidad del entrenamiento y la duración/frecuencia del ejercicio, también afecta la variabilidad en la respuesta. Se ha propuesto que la falta de respuesta al ET es un resultado modificable, principalmente ajustando el volumen de entrenamiento. Estudios han demostrado que un mayor volumen de entrenamiento reduce significativamente la tasa de no respondedores. Por ejemplo, programas de HIIT de alto volumen han mostrado menores tasas de no respondedores en comparación con programas de volumen bajo. Aumentar el volumen de entrenamiento permite que las adaptaciones fisiológicas se manifiesten más claramente, reduciendo la variabilidad en la respuesta.
Sin embargo, aunque aumentar el volumen de entrenamiento es eficaz para mejorar las tasas de respuesta, puede no ser una estrategia factible para toda la población debido a las limitaciones de tiempo y la adherencia al programa. Además, entrenamientos de mayor volumen pueden ser más extenuantes y desalentar a los participantes a continuar.
Intensidad de entrenamiento
La intensidad del entrenamiento es otro factor clave que influye en las adaptaciones del V̇O2max. Aunque se pueden lograr aumentos en el V̇O2max con entrenamiento continuo de intensidad moderada (MICT), las ganancias observadas tras el entrenamiento de alta intensidad (HIIT) tienden a ser superiores, con un menor compromiso de tiempo. Algunos estudios han encontrado que entrenar a intensidades superiores al umbral ventilatorio (VT) resulta en mayores aumentos en el V̇O2max en comparación con intensidades inferiores al VT.
Además, se ha observado que la manipulación de la dosis de entrenamiento, ajustando tanto la intensidad como el volumen, puede influir fuertemente en las tasas de respuesta. Por ejemplo, cuando la intensidad es suficientemente alta, las tasas de no respuesta se reducen significativamente. En este contexto, el estrés oxidativo inducido por el ejercicio juega un papel importante, ya que es un desencadenante esencial para las adaptaciones metabólicas que conducen a mejoras en el V̇O2max. Si la intensidad del entrenamiento es baja, simplemente aumentar el volumen puede no ser suficiente para inducir adaptaciones significativas.
Prescripción de la intensidad del ejercicio
La prescripción de la intensidad del ejercicio es una práctica común en programas de entrenamiento, y se realiza generalmente anclando la intensidad en valores fisiológicos máximos, como el V̇O2max o la reserva de frecuencia cardíaca (HRR). Sin embargo, estudios han demostrado que estas prácticas tradicionales no siempre resultan en respuestas uniformes entre los individuos, lo que puede llevar a una variabilidad significativa en las respuestas crónicas al entrenamiento. Por ejemplo, incluso cuando el ejercicio se prescribe al 60-80% del V̇ O2 max, se observan diferencias sustanciales en la respuesta fisiológica entre los individuos.
En contraste, la prescripción de intensidad basada en umbrales fisiológicos (como el umbral de lactato o el punto de compensación respiratoria) ha mostrado ser más eficaz para generar respuestas fisiológicas más homogéneas entre los individuos. Esto sugiere que, cuando se utiliza este enfoque de umbral, las adaptaciones crónicas al entrenamiento podrían ser más uniformes, reduciendo la variabilidad en la respuesta y aumentando las tasas de respuesta positiva.
Umbral fisiológico y entrenamiento basado en umbrales
El uso de umbrales fisiológicos como anclajes para prescribir la intensidad del entrenamiento parece ser una alternativa prometedora a las prácticas tradicionales. Estudios han demostrado que el entrenamiento basado en umbrales puede reducir la variabilidad en las respuestas al ejercicio y aumentar las tasas de respuesta positiva. Por ejemplo, entrenar a intensidades que correspondan al 90% del HRmax ha mostrado mayores tasas de respuesta en comparación con entrenamientos de intensidad moderada (MICT) anclados en umbrales más bajos.
El concepto del delta (Δ), que prescribe la intensidad como un porcentaje de la diferencia entre un valor submáximo (T1) y un valor fisiológico máximo, ha sido propuesto como un método para reducir la variabilidad en las respuestas fisiológicas agudas al ejercicio. Aunque se ha demostrado que este método puede generar tasas de respuesta más consistentes, aún se necesita más investigación para confirmar si este enfoque reduce efectivamente la variabilidad en la respuesta crónica al entrenamiento.
Potencial del punto crítico (CP) como anclaje
El CP, o punto crítico, se ha propuesto como un estándar de oro para demarcar la frontera superior donde se puede lograr la estabilidad metabólica durante el ejercicio. Aunque el CP es ampliamente utilizado para evaluar el rendimiento en deportes de resistencia, su eficacia como anclaje para la prescripción del entrenamiento no ha sido tan investigada. Trabajar a una intensidad superior al CP evita la estabilidad metabólica, lo que eventualmente resulta en el fracaso de la tarea a un ritmo predecible. Esto sugiere que el CP podría ser un anclaje efectivo para prescribir la intensidad del entrenamiento, asegurando que el estímulo de ejercicio sea suficientemente desafiante para provocar adaptaciones.
Desafíos en la prescripción tradicional
A pesar de los beneficios de enfoques basados en umbrales, la prescripción tradicional sigue siendo dominante tanto en la literatura científica como en la práctica debido a su practicidad y accesibilidad. Sin embargo, estos métodos tradicionales pueden no controlar adecuadamente la intensidad del ejercicio entre los individuos, lo que contribuye a las respuestas crónicas variadas que se observan comúnmente tras el entrenamiento prescrito de manera tradicional.
En resumen, es importante adaptar el tipo, volumen e intensidad del entrenamiento para maximizar las tasas de respuesta en el V̇O2max y minimizar la variabilidad en las respuestas individuales. Aunque las prácticas tradicionales de prescripción de intensidad son útiles, los enfoques basados en umbrales fisiológicos pueden ofrecer una alternativa más eficaz para lograr respuestas más uniformes y mejorar las adaptaciones al entrenamiento. Se requiere más investigación para entender completamente cómo estas estrategias pueden ser optimizadas para diferentes poblaciones y objetivos de entrenamiento.
RESUMEN
En resumen, se observa una considerable variabilidad individual en las tasas de respuesta del V̇O2max tras el entrenamiento físico (ET). Esto es preocupante, ya que aproximadamente el 20% de la población podría no aumentar su capacidad cardiorrespiratoria (CRF) en respuesta al ET, incluso cuando se adhieren a las pautas de ejercicio. Dado que los aumentos en la CRF están asociados con una mejor salud y una reducción del riesgo de enfermedades y mortalidad por todas las causas, es importante comprender los factores que pueden influir en la variabilidad de la respuesta y cómo minimizar la incidencia de la falta de respuesta.
Esta revisión ha explorado los factores biológicos que contribuyen a la variabilidad en la respuesta de la CRF tras un período de ET, así como las fuentes metodológicas de variación que, al ser manipuladas, pueden influir en las respuestas de entrenamiento de la CRF.
Los factores biológicos, como la genética, la edad, el sexo y el V̇O2max basal, parecen contribuir a las respuestas individuales variadas, siendo la genética el factor más potente, explicando aproximadamente el 50% de la variabilidad en la respuesta. Sin embargo, la base molecular que sustenta la capacidad de entrenamiento del V̇O2max sigue siendo poco clara. La influencia de la edad, el sexo y el V̇O2max basal parece ser menor, representando menos del 10% de la variabilidad en la respuesta cuando se combinan. Los hombres parecen ser algo más receptivos que las mujeres, y los aumentos en el V̇O2max se atribuyen principalmente a adaptaciones centrales. En contraste, los aumentos en el V̇O2max en mujeres parecen atribuirse en mayor medida a adaptaciones periféricas. Por último, aunque el efecto del V̇O2max basal en la variabilidad de la respuesta sigue siendo inconcluso, los individuos que ya poseen un fenotipo de V̇O2max bien desarrollado tienen un mayor riesgo de no responder debido a un “techo” fisiológico, donde el margen para una mayor adaptación se reduce.
La manipulación de factores metodológicos parece tener una influencia potente en la variabilidad de la respuesta del V̇O2max. Cambiar el tipo de ejercicio puede rescatar la falta de respuesta al entrenamiento en algunos individuos; sin embargo, estas mejoras son principalmente específicas del tipo de entrenamiento. Se ha demostrado consistentemente que aumentar la dosis de entrenamiento, y por lo tanto el estrés fisiológico provocado por el ejercicio dentro de un programa de ET, incrementa las tasas de respuesta del V̇O2max. Sin embargo, aunque esta estrategia es eficaz, puede no ser factible para una gran parte de la población.
El método de prescripción de la intensidad implementado en el ET puede influir en las tasas de respuesta subsecuentes del V̇O2max y, notablemente, podría explicar una proporción significativa de la variabilidad en la respuesta al ET. Aunque se pueden lograr aumentos en el V̇O2max mediante el ET tradicionalmente prescrito, el estrés fisiológico impredecible y heterogéneo experimentado entre los individuos que se supone están ejercitándose a la misma intensidad estandarizada probablemente promueva adaptaciones crónicas variables. Los mecanismos que explican la reducción observada, o incluso la eliminación, de la falta de respuesta al ET tras un ET basado en umbrales probablemente se deriven de la capacidad de tales métodos para controlar mejor el estrés fisiológico agudo provocado por dicho ejercicio. Es plausible que, cuando se repite con el tiempo, la acumulación de microadaptaciones más homogéneas entre los individuos pueda manifestarse como adaptaciones crónicas más homogéneas y, por lo tanto, tasas de respuesta aumentadas como resultado de una reducción en la variabilidad de la respuesta.
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Referencia completa:
Meyler S, Bottoms L, Muniz-Pumares D. Biological and methodological factors affecting V̇O2max response variability to endurance training and the influence of exercise intensity prescription. Exp Physiol. 2021 Jul;106(7):1410-1424. doi: 10.1113/EP089565.
