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Fisiología del Ejercicio

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Un período corto de entrenamiento con intervalos de alta intensidad desarrolla la función mitocondrial del músculo esquelético y la cinética del consumo de oxígeno máximo

A short period of high-intensity interval training improves skeletal muscle mitochondrial function and pulmonary oxygen uptake kinetics

Christiensen PM, Jacobs RA, Bonne T, Fluck D, Bangsbo J, Lundby C

J Appl Physiol 120(11): 1319-1327, 2016

Está demostrado que el entrenamiento facilita un ajuste más rápido de la cinética del VO2 (consumo de oxígeno), es decir, la respuesta primaria del VO2 ante el ejercicio es más rápida, principalmente por 2 factores: la activación de la respiración celular en los músculos, debido al aumento en el ADP y el fosfato inorgánico; y el reparto de oxígeno a la mitocondria. Se ha observado que la actividad de la citrato sintasa (CS), y por tanto la densidad mitocondrial, aumenta tras un período de entrenamiento, así como la cinética del VO2. Por tanto se ha determinado que la actividad máxima de enzimas oxidativas puede ser un buen marcador sobre la oxidativa muscular, el grado de inercia metabólica y la cinética del VO2. Se ha observado como en sujetos no entrenados, esta cinética del VO2 aumenta muy rápido tras 2 o 4 sesiones, sin modificar los marcadores enzimáticos, lo que puede sugerir que existan otros mecanismos que provoquen una respuesta más rápida al VO2 a parte de la capacidad oxidativa muscular. Actualmente se cree que el contenido mitocondrial total o la actividad máxima enzimática puede carecer de la sensibilidad necesaria para servir como marcador preciso de las alteraciones en la inercia metabólica y en la cinética del VO2 respecto al entrenamiento. Por otro lado, la respirometría de alta resolución (HRR) permite el estudio de la capacidad respiratoria mitocondrial desde las fibras musculares permeabilizadas con un protocolo específico. Este método puede diferenciar entre los cambios de expresión enzimática y alteraciones en la eficiencia y capacidad funcional de la mitocondria. Acorde a esto, los objetivos del estudio fueron: examinar si las mejoras en la función mitocondrial por medio del HRR junto a la máxima actividad oxidativa enzimática darían con una cinética del VO2 más rápida después de un período corto de entrenamiento de alta intensidad en individuos no entrenados; y, en segundo lugar, si dicha cinética más rápida se asocia con medidas de la función mitocondrial. En él participaron 10 voluntarios que realizaron 2 sesiones HIT (8-12 x 60s al pico de potencia del test incremental; 271w) durante 2 semanas. Se modeló la cinética del VO2 antes y después de las sesiones durante una actividad moderada en bicicleta a 110w. Se obtuvo la función mitocondrial mediante HRR, y la máxima actividad oxidativa enzimática de la CS y la citocromo c oxidasa (COX). En respuesta a las sesiones, la cinética de VO2 fue más rápida y la oxidación de ácidos grasos (ETF) se elevó. La actividad de CS y COX no aumentó. Tanto antes como después de los HIT la respuesta rápida de VO2 se asoció con mayores valores para ETF y capacidad del sistema de transporte de electrones (ETS). Estos resultados confirman que las medidas de la función mitocondrial obtenidas por HRR son importantes para la cinética rápida del VO2 y la necesidad de mejores marcadores que la capacidad enzimática para describir la velocidad de respuesta del VO2 durante el ejercicio.

Diferencias relacionadas con el sexo en el ciclismo intermitente de alta intensidad con ritmo autoajustado al máximo: respuestas mecánicas y fisiológicas

Sex-related differences in self-paced all out high-intensity intermittent cycling: mechanical and physiological responses (pdf original)

Panissa VL, Julio UF, França V y col

J Sports Sci Med 15(2): 372-89, 2016

El ejercicio intermitente de alta intensidad (HIIT) ha ganado popularidad debido a sus beneficios en la mejora de las capacidades aeróbicas. No obstante, un aspecto importante que debe ser considerado en la prescripción del HIIT es que las respuestas fisiológicas y mecánicas pueden verse afectadas por el dimorfismo sexual. El objetivo de este estudio fue comparar las diferencias relacionadas con el sexo en el ciclismo intermitente de alta intensidad con ritmo autoajustado al máximo. 9 mujeres y 10 hombres fueron sometidos a un test incremental máximo (para determinar la potencia aeróbica máxima (MAP) y el VO2pico), y una sesión de HIIT (60 x 8s:12s, esfuerzo:pausa). Durante el protocolo se analizaron la media del VO2 y el ritmo cardíaco durante todo el ejercicio (VO2total y FCtotal), así como los valores sólo en el esfuerzo o pausa (VO2esfuerzo, VO2pausa y FCesfuerzo y FCpausa) en relación con el VO2pico. También se midieron la potencia aeróbica de reserva (APR), el nivel de lactato en sangre ([La]) y el cociente respiratorio (RER). Estas variables se compararon entre hombres y mujeres usando un test-t. Los hombres utilizaron mayor APR (109 ± 12% MAP vs 92 ± 6% MAP) con un VO2total similar (74 ± 7 vs 78 ± 8% VO2pico), sin embargo, cuando el esfuerzo y la pausa fueron analizados por separado, el VO2esfuerzo fue similar entre sexos (80 ± 9 vs 80 ± 5 % VO2pico), mientras que en VO2pausa fue menor en los hombres (69 ± 6 % vs 77 ± 11 % VO2pico, respectivamente). Las mujeres presentaron un menor descenso de la potencia 30 ± 11 vs 11 ± 3%), RER (1.04 ± 0.03 vs 1.00 ± 0.02) y [La] (8.6 ± 0.9 vs 5.9 ± 2.3 mmol/L). Por tanto, con estos datos se concluye que el autorregulan al máximo el HIIT con mayor uso de la potencia aeróbica pero con la misma demanda aeróbica/cardiovascular que las mujeres.

Intensidad de ejercicio en consumo de oxígeno máximo (iVO2max): metodología y reproducibilidad

The exercise intensity at maximal oxygen uptake (iVO2max): Methodological issues and repeatability

Merry KL, Glaister M, Howatson G, Van Someren K

Eur J Sport Sci 1: 1-7, 2016

La mínima intensidad de ejercicio en la que se alcanza el VO2max (iVO2max) es una variable importante asociada al rendimiento y al diseño de cargas de trabajo en el entrenamiento. La iVO2max es habitualmente determinada durante un test de esfuerzo de máxima intensidad con análisis de gases respiratorios, sin embargo, la magnitud y la duración de los incrementos por escalón de trabajo utilizados pueden influenciar en el valor de la iVO2max. Los investigadores de este trabajo establecieron un doble objetivo de estudio. El primero fue investigar si el valor de la iVO2max establecido en un test máximo en cicloergómetro fue reproducible. El segundo fue determinar si la iVO2max representa la intensidad mínima en la que se alcanza el VO2max cuando se efectúan test repetidos. Participaron 17 ciclistas entrenados que realizaron 4 test máximos de esfuerzo para determinar la iVO2max (escalones de 3 min, 20W de aumento por escalón). Las sesiones 1 y 2 fueron idénticas y fueron utilizadas para observar la reproducibilidad de la iVO2max., mientras que las sesiones 3 y 4 fueron diferentes y se aplicaron diferentes intensidades de inicio. Los resultados mostraron una buena reproducibilidad test-retest para iVO2max (CV=4,1%; ICC=0,93), VO2max (CV=6,3%; ICC=0,88) y duración del test (CV=6,7%; ICC=0,89). No se observaron diferencias significativas entre la iVO2max valorada por protocolos diferentes. Los resultados sugieren que la iVO2max determinada directamente durante un test de esfuerzo de máxima intensidad incremental es reproducible y provee una buena estimación de la intensidad de ejercicio asociada a VO2max.

Mecanismos de atenuación del componente lento del V’O2 en humanos después de entrenamiento de resistencia prolongado

Mechanisms of attenuation of pulmonary V’O2 slow component in humans after prolonged endurance training (pdf original)

Zoladz JA, Majerczak J, Grassi B y col

PloS One. 11(4): e0154135, 2016

Durante la transición del reposo al ejercicio de intensidad moderada (por debajo del umbral de lactato) el consumo de oxígeno pulmonar alcanza un estado estable en 2-3 minutos. Sin embargo, en el caso del ejercicio de alta intensidad, donde se acumula más lactato, existe un incremento progresivo del V’O2, conocido como componente lento del V’O2. En este estudio se examinó el efecto de un programa de ejercicio prolongado de resistencia sobre la cinética del V’O2 durante ejercicio de pedaleo a alta intensidad y su impacto sobre el rendimiento máximo en pedaleo y carrera. Doce hombres sanos y físicamente activos (media±DS: edad 22.33±1.44 años, V’O2pico 3198±458 mL min-1) realizaron un entrenamiento de resistencia compuesto de pedaleo a intensidad moderada durante 20 semanas. El entrenamiento resulto en un descenso (alrededor del ~5%, p=0.027) en el V’O2 durante el ejercicio previo a baja intensidad (20W) y la reducción del τp de la cinética del V’O2 (30.1±5.9 s vs. 25.4±1.5 s, p=0.007) durante el pedaleo a alta intensidad subsecuente. Esto fue acompañado por un descenso de la cinética del componente lento del V’O2 de un 49% (p=0.001) y un descenso del V’O2 del final del ejercicio alrededor del 5% (p=0.005). Se encontró después del entrenamiento un incremento (p=0.02) del nivel del factor de crecimiento endotelial vascular 2 mARN y una tendencia (p=0.06) a un mayor ratio capilar-fibra en el músculo vasto lateral. No se observó ningún efecto significativo en el V’O2pico. Sin embargo, la potencia alcanzada en el umbral de lactato aumentó un 19% (p=0.01). La potencia obtenida a la intensidad del V’O2pico aumentó un 14% (p=0.003) y el tiempo en los 1.500m se redujo un 5% (p=0.001). El modelo informático del sistema bioenergético del músculo esquelético sugirió que el descenso en la cinética del componente lento del V’O2 inducido por el entrenamiento, encontrado en este estudio, está causado principalmente por dos factores: una intensificación de la activación de cada paso (ESA) de los complejos de la fosforilación oxidativa (OXPHOS) después del entrenamiento y un descenso en el uso de ATP “adicional” subiendo gradualmente durante el ejercicio de alta intensidad.

Demandas fisiológicas en una competición simulada de mountain bike

Physiological demands of simulated off-road cycling competition (pdf original)

Smekal G, von Duvillard SP, Hörmandinger M, Moll R, Heller M, Pokan R, Bacharach DW, LeMura LM, Arciero P

J Sports Sci Med 14(4): 799-810, 2015

El ciclismo de montaña (mountain bike) es un deporte relativamente reciente (años 70) que ha alcanzado una gran popularidad tanto a nivel competitivo como amateur. Las competiciones, habitualmente, se desarrollan en recorridos de montaña sobre roca, polvo, barro o en sendas entre árboles. Además se combinan descensos técnicos con tramos llanos y ascensos pronunciados. Los datos científicos más abundantes, de laboratorio, son altamente extrapolables al ciclismo en carretera pero, según estudios previos, solo son parcialmente extrapolables al mountain bike. Por ello, el objetivo de este estudio fue analizar las demandas fisiológicas del mountain bike analizando espirometría (VO2) y potencia de piernas (PO) de forma portátil, frecuencia cardiaca y concentración de lactato. Veinticuatro ciclistas de competición masculinos (VO2pico de 64.9 ± 7.5 ml·kg-1·min-1) se sometieron a una prueba de competición simulada y a test de laboratorio, donde se calcularon el VO2pico y los umbrales ventilatorios VT1 y VT2. Adicionalmente, participó un ciclista de alto nivel (HPA) para comparar sus datos con el grupo de ciclistas. En la competición simulada, los 24 ciclistas obtuvieron un VO2 promedio de 57.0 ± 6.8 ml·kg-1·min-1 mientras que el HPA obtuvo 71.1 ml·kg-1·min-1 (p<0.05). La PO fue de 2.66±0.43 W·kg-1 y de 3.52 W·kg-1 para el HPA (p<0.05). Las variables de laboratorio (umbrales ventilatorios) se correlacionaron con el VO2, PO y tiempo de carrera de la competición simulada (p< 0.05; r-0.59 a -0.80). El VO2pico (laboratorio) representó el 65% de la varianza de la prueba de competición simulada. El VO2 y PO de competición y las variables de laboratorio resultaron factores importantes para determinar el rendimiento en el mountain bike. El alto promedio de VO2 durante la competición simulada indica que una alta capacidad aeróbica es pre-requisito para realizar una competición con éxito. Los hallazgos derivados de las mediciones de gas respirado durante la competición simulada podrían ser útiles para diseñar entrenamientos específicos de mountain bike.

Rendimiento en remo: HIT vs SIT

remo_indoorNo cabe duda que el entrenamiento interválico de alta intensidad es ahora una de las modalidades de entrenamiento más aplicadas, tanto en el ámbito del deporte-rendimiento (especialmente en aficionados, ya que en los deportistas de elite es rutinario desde hace 50 años), como sobre todo en el ámbito de la salud. Las investigaciones y publicaciones relacionadas con este tema en los últimos años se han multiplicado exponencialmente. Recientemente se han publicado los resultados de un estudio (Akca y Aras, 2015; J Strength Cond Res 3-feb) en el que los autores examinaron los efectos de modalidades SIT y HIT sobre el rendimiento en una prueba de 2 k remando indoor. Participaron 20 estudiantes, a los que se examinó antes de comenzar el estudio, determinando rendimiento en 2 k remando, VO2pico, potencia máxima alcanzada en prueba de esfuerzo (PPO), y potencia asociada a una concentración de lactato de 4 mM. Los participantes fueron distribuidos en dos grupos de intervención, realizando un total de 8 sesiones de entrenamiento en 4 semanas (2 sesiones/semana). El SIT consistió en 10×30 s al 150% PPO con 4 min de recuperación. El HIT consistió en 8×2,5 min al 90% PPO con 3 min de recuperación. Los resultados mostraron mejoras de rendimiento en 2 k similares entre los dos grupos (5,7 vs 5 s). De la misma forma, los dos grupos mejoraron significativamente las demás variables asociadas al rendimiento, pero sin diferencias entre grupos.

Aunque los resultados de este estudio muestran mejoras del rendimiento similares con SIT y HIT, está claro que no podemos extrapolar a que ocurran las mismas adaptaciones. El perfil de a quien aplicas el entrenamiento interválico de alta intensidad y la duración del protocolo determina los resultados obtenidos. En este caso, eran estudiantes, y teniendo en cuenta que ambos protocolos, SIT y HIT, han demostrado eficacia en la mejora del VO2max a corto plazo, y que una prueba como 2 k remando basa gran parte de su rendimiento en la potencia aeróbica máxima, es lógico que ambos protocolos lleven a resultados similares. Extrapolar estos resultados a otros perfiles de deportistas puede no ser adecuado.