Respuestas perceptuales y fisiológicas al HIIT
Las sesiones de entrenamiento de HIIT son como una lupa para observar las notables interacciones entre el cerebro y el cuerpo durante el ejercicio. Esas interacciones están presentes en todas las intensidades y duraciones del ejercicio, pero la “conversación” entre la mente y el cuerpo (famosamente resumida como “cállate piernas” por el ex ciclista profesional Jens Vogt) se intensifica durante el HIIT.
Cuantificación del esfuerzo, el esfuerzo percibido y la movilización durante las sesiones de HIIT
La percepción del esfuerzo agudo por parte del cerebro, traducida a forma psicométrica (RPE) por el psicólogo sueco Gunnar Borg (1927–2020), parece estar fuertemente vinculada a la intensidad relativa del ejercicio. En contraste, el esfuerzo se comporta como la integral de “magnitud de esfuerzo tolerable × duración de ese nivel de esfuerzo”. Diferentes combinaciones recíprocas de esfuerzo y duración están dictadas por la prescripción (Abiss et al. 2015; Seiler y Sylta 2017).
En la prescripción de HIIT existen dos variables de duración: (1) la duración de cada segmento de trabajo o intervalo (por ejemplo, 8 minutos en una prescripción de HIIT de 4 × 8 min) y (2) la duración acumulada del trabajo (AWD), que sería 32 minutos en la misma prescripción de 4 × 8 min. De estas dos, la AWD tiene un efecto mayor en las respuestas fisiológicas y perceptuales agudas cuando las sesiones de HIIT se prescriben como “sesiones intensas” o de “esfuerzo máximo”. Por ejemplo, en el estudio se observa un impacto mínimo en la duración por encima de diferentes fracciones de VO2 máximo, dependiendo de cómo se logró la AWD (3 × 8 min vs. 6 × 4 min; Fennel y Hopker 2021).
También hemos observado respuestas fisiológicas y perceptuales muy similares para prescripciones equivalentes de AWD de 12 segmentos (intervalos) de 2 minutos, 6 × 4 minutos y 4 × 6 minutos, incluso cuando la proporción de trabajo-recuperación fue de 1:1 para cada prescripción (Seiler y Sjursen 2004). Vale la pena señalar que bloques repetidos de “microintervalos”, como 3 × 10 × 40 s:20 s o 3 × 13 × 30 s:15 s, inducen respuestas de frecuencia cardíaca (HR) y VO2 “centrales” que son esencialmente las mismas que las inducidas por segmentos de trabajo continuos de duración total similar. La Tabla 1 presenta datos inéditos de los autores del artículo que comparan respuestas agudas en ciclistas bien entrenados ante prescripciones de sesiones HIIT de 4 × 8 minutos o de 4 × (12 × 40:20 s) con la misma AWD de 32 minutos. Aunque la potencia generada durante los segmentos de trabajo más cortos es moderadamente más alta, las respuestas fisiológicas y perceptuales son prácticamente idénticas a una prescripción con la misma AWD y la misma duración de trabajo entre períodos de descanso más largos.
Mientras que las respuestas de frecuencia cardíaca tienden a acercarse a un estado casi estable hacia el final de las sesiones de HIIT, recientemente hemos observado que las respuestas de ventilación presentan un perfil más dinámico que refleja mejor el aumento constante en la percepción de esfuerzo durante sesiones de HIIT intensas. Las Figuras 3A y 3B presentan sesiones de HIIT con los mismos períodos de trabajo de 8 minutos (ya sea con potencia constante o como repeticiones de 40:20 s) y AWD similar, realizadas por el autor (panel A, de 58 años, potencia máxima en 6 minutos (MMP) de aproximadamente 375 W) y un ciclista joven del World Tour (panel B, de 22 años, MMP de aproximadamente 545 W). Estas dos figuras son instructivas, ya que, a pesar de las grandes diferencias de edad, talento, volumen de entrenamiento y capacidad fisiológica, ambas revelan lo que creemos son diferencias consistentes y reproducibles en la “tasa de desacoplamiento” de las variables sistémicas centrales frecuencia cardíaca (HR) y frecuencia respiratoria (BR) durante el ejercicio de alta intensidad. La cuantificación válida y práctica de las variables de ventilación fuera del laboratorio es nueva y se logra mejor con tecnologías portátiles que cuantifican y filtran con precisión los movimientos de la pared torácica (Massaroni et al. 2021).
Estamos acostumbrados a expresar la frecuencia cardíaca como un porcentaje de la frecuencia cardíaca máxima individual. Al igual que la frecuencia cardíaca, la frecuencia respiratoria también muestra valores máximos repetibles y específicos según el tipo de movimiento. Para facilitar la comparación, es conveniente convertir tanto HR como BR a porcentajes (%) de sus reservas funcionales determinadas individualmente. Podemos emplear el enfoque de Karvonen, donde la reserva de frecuencia cardíaca = utilización fraccional de la frecuencia cardíaca máxima menos la frecuencia cardíaca en reposo (%HRR) y la reserva de frecuencia respiratoria = utilización fraccional de la frecuencia respiratoria máxima menos la frecuencia respiratoria en reposo (%BRR). Tanto el %HRR como el %BRR aumentan progresivamente (se desacoplan) en relación con la tasa de trabajo externo durante las sesiones de HIIT prescritas. Sin embargo, la tasa o pendiente de desacoplamiento puede ser muy diferente para la frecuencia cardíaca y la frecuencia respiratoria, lo que sugiere que están reguladas por diferentes aspectos de la creciente demanda central inducida por los procesos de fatiga periférica. La relación %BRR/%HRR parece tener un gran potencial como un indicador objetivo en tiempo real de la movilización fisiológica que el atleta necesita para mantener el esfuerzo externo deseado en cualquier momento durante una sesión de umbral o HIIT.
Desacoplamiento de la carga interna y externa durante las sesiones de HIIT
Las sesiones de HIIT son estresantes porque el costo interno de alcanzar la carga externa prescrita no es estático, sino que aumenta de manera constante a lo largo de la sesión. Los períodos de recuperación intermitentes retrasan modestamente, pero no pueden evitar este proceso de desacoplamiento. Comprender las razones y los indicadores de este “desajuste” creciente entre la carga externa e interna durante una sesión de HIIT puede ayudar a monitorear el entrenamiento y ayudar a los entrenadores a individualizar la prescripción de HIIT, asegurando que se logren los efectos de entrenamiento deseados sin un estrés excesivo y sin una recuperación prolongada.
Ejecutar la prescripción de HIIT someterá a posibles limitaciones perceptuales, cardiopulmonares y musculares en el rendimiento aeróbico. Como se mencionó anteriormente, las respuestas cardíacas y ventilatorias no son estables durante una sesión de HIIT. ¿Por qué aumentan? Independientemente de una posible disminución del volumen sistólico debido a la deshidratación y la pérdida de volumen plasmático, tanto la frecuencia cardíaca (HR) como la frecuencia respiratoria (BR) aumentan durante las sesiones de HIIT debido a su compleja regulación y a su conexión con la demanda cambiante de suministro de oxígeno (corazón), el control central (HR y BR) y la demanda de eliminación de CO₂ (ventilación). Es importante señalar que, aunque la HR puede separarse del RPE (percepción de esfuerzo), la regulación de la frecuencia respiratoria está estrechamente ligada al control central y a la percepción de esfuerzo, así como a la demanda de eliminación de CO₂ a través de la retroalimentación periférica (Nicolo et al. 2017, Nicolo y Sacchetti 2023). A partir del trabajo de Nicolo y colegas, y nuestras propias observaciones recientes en atletas entrenados hasta de nivel élite usando tecnología portátil, la frecuencia respiratoria puede describirse de forma única tanto como una variable fisiológica como de monitoreo perceptual. La HR y la BR juntas actúan como “signos vitales” de la sesión de entrenamiento, que combinan aspectos centrales y periféricos de la movilización sistémica creciente que se requiere a lo largo de la sesión de HIIT para compensar la fatiga contráctil dentro del mosaico interconectado de unidades motoras en los músculos activos.
Es relevante destacar que el aumento de la función cardíaca y ventilatoria respecto a la potencia o el ritmo externos, ejemplificado en la Figura 3, parece ser parte de una respuesta compensatoria regulada por el cerebro ante el desarrollo dinámico de los procesos de fatiga periférica a nivel de las unidades motoras del músculo esquelético (ver por ejemplo Holstrup y Bangsbo 2017), y no una fatiga del músculo cardíaco o respiratorio. Por ejemplo, Jing et al. (2003) y de Maree et al. (2014) han medido el aumento progresivo en la magnitud del control central durante protocolos de ejercicio que inducen fatiga. De manera importante, revelan que los aumentos en la magnitud del control central (la actividad de las áreas motoras y premotoras del cerebro, evaluada mediante fMRI) coinciden temporalmente con el aumento de la activación electromiográfica (EMG) durante las contracciones que generan fatiga. Sin embargo, la magnitud del aumento en el control central puede superar el aumento relativo en la activación EMG.
Dada la demanda extrema que las sesiones de HIIT imponen en el rendimiento cardíaco y pulmonar, es una pregunta que data de hace 150 años, cuando los remeros competían en el Támesis, si su rendimiento podría verse afectado temporalmente (o incluso de forma permanente) por el esfuerzo extremo (Hammet 1918; Whorton 1982). Si bien la posibilidad de un daño permanente ha sido descartada de manera convincente, la fatiga aguda del músculo cardíaco y respiratorio sigue siendo un tema de investigación.
Si el miocardio se fatiga y el rendimiento contráctil cardíaco disminuye durante el HIIT o la competición, es extremadamente difícil separar la fatiga intrínseca del miocardio de los cambios hemodinámicos (es decir, la redistribución del flujo sanguíneo y/o la disminución del volumen plasmático) que alteran la precarga y la poscarga en el circuito hemodinámico cerrado. Los posibles mecanismos postulados para la disfunción contráctil o de bombeo cardíaca aguda incluyen condiciones de carga alteradas, desensibilización de los receptores beta-adrenérgicos, estrés oxidativo y congestión pulmonar (es decir, Sengupta et al. 2018). Para cuantificar específicamente la fatiga potencial del miocardio debido al ejercicio de resistencia, utilizamos un modelo de corazón aislado en ratas no entrenadas pero habituadas a correr hasta el agotamiento en una cinta durante aproximadamente 75 minutos (sin poder evitar una rejilla de descarga). El rendimiento miocárdico aislado no mostró cambios en comparación con los animales de control (Seward et al. 1995). Una revisión sistemática de 23 estudios mostró que cuando se detectó fatiga cardíaca transitoria, esta se asoció principalmente con sujetos no entrenados o con distancias ultra largas (Middleton et al. 2006). De manera similar, la fatiga ventilatoria en personas no entrenadas o moderadamente entrenadas tampoco parece ser un factor limitante para el rendimiento en HIIT (e.g., Anholm et al. 1989). Incluso en el ejercicio máximo, la ventilación solo requiere entre el 8% y el 10% del suministro máximo de oxígeno en personas no entrenadas. Sin embargo, en personas altamente entrenadas, la ventilación cercana al máximo se vuelve relativamente más costosa (~16% del VO2max), de modo que sus demandas ventilatorias extremas pueden impactar negativamente el rendimiento muscular esquelético debido a la competencia por el gasto cardíaco, independientemente de una disminución en el rendimiento contráctil de los músculos diafragmáticos o intercostales (ver Romer y Polkey 2008 para una revisión).
Comprensión de los períodos de recuperación que convierten los intervalos en entrenamiento interválico
Los períodos de recuperación en el HIIT suelen durar entre 15 segundos y hasta 5 minutos. Estos períodos de recuperación facilitan la acumulación de un mayor tiempo de trabajo en altos porcentajes del consumo máximo de oxígeno, al reducir parcialmente, pero no prevenir, la tasa de aumento del “costo interno/trabajo externo” dentro de los músculos en trabajo. Los períodos de recuperación breves e incompletos ralentizan así la escalada de los procesos fisiológicos en y alrededor de los músculos activos que, de otra manera, obligarían a una reducción más rápida en el ritmo o la potencia si se realizara de forma continua. Esto es cierto tanto al ejecutar prescripciones de HIIT bien definidas y proactivas, como en competiciones altamente estocásticas y “reactivas” en el mundo real. Un ejemplo extremo de desacoplamiento entre la distribución de intensidad central y periférica se presenta en la Figura 5, de un atleta de mountain bike de nivel nacional/internacional, que muestra sus datos de potencia y frecuencia cardíaca durante una carrera de campeonato nacional de 98 minutos disputada en un circuito muy ondulado de 8 vueltas (Fig. 4).
El atleta promedió el 95% de su HRmáx y el 93% de su HRR durante la carrera de 98 minutos, y la frecuencia cardíaca varió relativamente poco (Fig. 5A) en comparación con la distribución de la potencia (Fig. 5B), que mostró una variación bimodal sobre un rango de 10 veces en función de la topografía del circuito. Veinte minutos de la carrera de 98 minutos se pasaron por debajo del 10% y 22 minutos por encima del 90% de la potencia máxima “en fresco” del atleta para 6 minutos (6 MMP). En contraste, la frecuencia cardíaca fue una función “suavizada” de la potencia estocástica y varió solo modestamente durante la carrera, con aproximadamente 50 minutos en la banda estrecha de frecuencia cardíaca del 93%–96% HRR (Fig. 5A). La potencia promedio del atleta se deterioró gradualmente a lo largo de las 8 vueltas de la carrera. Podemos especular que, mientras la HR se mantuvo cuasi estable durante la mayor parte de la carrera, la frecuencia respiratoria aumentó gradualmente y se correlacionó negativamente con la disminución de la potencia.
Por lo tanto, las interacciones dinámicas del sistema energético metabólico generadas en respuesta a una prescripción de HIIT, o que surgen en respuesta a las características del circuito y a las tácticas de los rivales en carrera, permiten la movilización y acumulación de más minutos de trabajo a una alta fracción de la capacidad central antes de alcanzar un nivel limitante de inhibición y disfunción contráctil en la musculatura activa.
El impacto de la duración de la recuperación en el mantenimiento de la potencia/ritmo es altamente dependiente de la duración en el rango de recuperación de 5 a 60 segundos, un intervalo de tiempo consistente con un tiempo de recuperación de ∼30–60 segundos para la cinética de recuperación de ATP/CP (Harris et al. 1976; Balsom et al. 1992; Gaitanos et al. 1993; Bogdanis et al. 1995). Es importante señalar que las respuestas fisiológicas y perceptuales al ejercicio intermitente con duraciones de trabajo y recuperación muy cortas dependen más de las duraciones absolutas de trabajo y recuperación que de las relaciones de trabajo-recuperación relativas (Price y Moss 2007).
En contraste, durante las sesiones tradicionales de HIIT con segmentos de trabajo (intervalos) de aproximadamente 2 a 10 minutos, una duración de recuperación de 2 a 3 minutos parece ser una prescripción de recuperación casi universalmente razonable, ya que prescribir un minuto o dos más o menos en este rango tiene sorprendentemente poco impacto en el rendimiento promedio del segmento de trabajo (Seiler y Hetlelid 2005). En respuesta a la misma prescripción de HIIT de “velocidad promedio máxima en segmento de trabajo” autoseleccionada de 6 × 4 minutos en cinta, encontramos que al aumentar los períodos de recuperación de 1 a 2 minutos se produjo un pequeño pero significativo aumento en la velocidad promedio de carrera autoseleccionada (y a ciegas) de 83% a 85% de la velocidad mínima que elicitó el VO2máx durante una prueba progresiva en cinta (vVO2máx). Sin embargo, un aumento adicional a 4 minutos de recuperación no tuvo efecto adicional en la velocidad promedio de carrera (84% vVO2máx). De hecho, en un rango de tiempo de recuperación de 1 a 4 minutos, la concentración de lactato en sangre, el RPE y las respuestas de HR fueron todas muy similares. Además, cuando se desafió a los sujetos a repetir la sesión de HIIT completada con la mejor velocidad promedio previamente lograda en la cinta, pero fueron cegados a la duración de la recuperación y se les pidió que autoseleccionaran el tiempo mínimo requerido para mantener la velocidad en la cinta, eligieron una duración de recuperación de 118 ± 23 segundos. Este tiempo de recuperación autoseleccionado de aproximadamente 2 minutos no cambió significativamente a lo largo de la sesión de HIIT de 6 × 4 minutos. Presumiblemente, la relación altamente no lineal entre la duración de la recuperación y la potencia/ritmo alcanzado durante una sesión de HIIT tradicional (ejemplificada en la Fig. 6) se explica mejor por el hecho de que de aproximadamente 1 a 5 minutos, estas duraciones de recuperación logran una restitución casi completa de fosfatos de alta energía, pero tienen poco impacto en la concentración de lactato en sangre y el pH (Hargreaves et al. 1998), dado que el tiempo medio para la eliminación de lactato en sangre puede superar los 20 minutos (e.g., Sharp et al. 1986; Rieu et al. 1988; Juel et al. 2004).
Acceso libre al artículo original en: https://www.fisiologiadelejercicio.com/wp-content/uploads/2024/11/Its-about-the-long-game-not-epic-workouts.pdf
Referencia completa:
Seiler S. It’s about the long game, not epic workouts: unpacking HIIT for endurance athletes. Appl Physiol Nutr Metab. 2024 Nov 1;49(11):1585-1599. doi: 10.1139/apnm-2024-0012. Epub 2024 Jul 30. PMID: 39079169.
