Una simple prueba de campo para la validación del umbral anaeróbico

Una Investigación para la validación de una simple metodología indirecta capaz de proveer una estimación confiable de la velocidad de carrera correspondiente al umbral anaeróbico del atleta.

Enrico Arcelli, Sport Service Mapei, Laboratorio De valoraciones Metabólicas, Castellanza.

Gianni Bisciotti, Escuela universitaria,  interfacultad  de ciencias motorices, Turín.  

Jean Marie Sagnol, Departamento "Entrenamiento y rendimiento”: Facultad de ciencias del deporte, Universidad Claude Bernard, Lione.

 

El  umbral anaeróbico constituye un argumento que, en los últimos años, ha suscitado muchas polémicas en el control y en la planificación del entrenamiento de los deportes de resistencia y también de los juegos (sea de equipo, sea individuales), en todo caso, la determinación de la velocidad correspondiente al umbral anaeróbico representa un importante índice.  

Su determinación, sin embargo, solicita el empleo de aparatos específicos, relativamente caros, o la aplicación de protocolos invasivos, no agradables  para el atleta. El objetivo de esta investigación ha sido encontrar una simple metodología indirecta que pueda proveer una consideración confiable de la velocidad de carrera correspondiente al umbral anaeróbico del atleta. En tal metodología la velocidad de carrera correspondiente a una producción estable de láctato igual a 4 mml. Por L-1 es calculado por la elaboración de los tiempos conseguidos corriendo con el máximo empeño las distancias de los 2000 y los 3000 metros sobre pista. Un indudable interés de orden práctico de tal prueba, deriva de su facilidad ejecutiva y de la sencillez del equipo requerido: un cronómetro y una calculadora.

 

Introducción

 

El nivel de concentración de láctato hemático  es  uno de los índices principales en el ámbito del control y la planificación del entrenamiento, a pesar del hecho que algunos aspectos atados a este parámetro fisiológico, como por ejemplo el concepto de umbral anaeróbico, en los últimos años hayan sido objeto de numerosas discusiones (Yeh y colaboradores. 1983; Brooks 1985; Hughson y colaboradores. 1987; DiPrampero y colaboradores. 1998).  

Desde un punto de vista fisiológico, el concepto de umbral de un determinado parámetro, en el sentido más amplio del término, sobreentiende una determinada intensidad funcional, atada a una determinada carga de trabajo, durante el que el parámetro considerado, se encuentra en un estado relativamente estable, tal de ser considera  como estacionaria (Heck y colaboradores., 1993; Beneke y colaboradores., 1996).  

Con base en este concepto, podemos considerar pues diferentes valores fisiológicos como la frecuencia cardiaca, el V02, el VC02 y la ventilación. Al menos de un punto de vista estrechamente estimativo, sin embargo, el umbral anaeróbico (UA), sobre todo en consideración de su amplio empleo práctico, asume una importancia particular que se lo ve cómo uno de los índices más realistas de las capacidades de trabajo del atleta, en particular en el campo de las disciplinas de resistencia.  

La buena reproducibilidad de la curva láctato-prestación (Hartmann 1998) y la indiscutida importancia de la determinación de la producción de láctato hemático en muchas disciplinas deportivas, ha determinado la puesta a punto de numerosas metodologías de determinación del  UA; y  que han contribuido ciertamente de modo sistemático a un amplio empleo de las mismas. Todos estos  métodos de investigación, sin embargo, son atados a condiciones espacio-temporales muy específicas y no siempre el concepto de umbral anaeróbico individual, como aquél propuesto por algunos Autores (Stegmann, Kindermann 1981, 1982; Stegmann y colaboradores. 1981), se ha revelado principalmente preciso de aquel ligado al concepto de producción de una cantidad fija de lactato, igual a 4 mml por Litro.  

Además hace falta subrayar que si durante un empeño a intensidad constante el valor de lactato hemático, independientemente de su valor absoluto, queda estable en el tiempo, el tipo de trabajo al que el organismo es sometido, desde un punto de vista energético debe que considerarse completamente aeróbico (Di Prampero, 1998). Un valor constante de lactato hemático en efecto, puede ser sólo mantenido en el caso en que la producción de lácteo y su oxidación se equivalgan. La condición que se tiene a nivel del umbral anaeróbico es más definible como aeróbica no homogénea, al fin de distinguirla de aquella homogéneamente  aeróbica , en la  que la producción neta de láctato es nula, en cuánto ni su producción, ni su oxidación son aumentadas significativamente;  de aquella identificable con el término de anaeróbica verdadera, en el que en cambio la cantidad de lactato producida es constantemente superior al que es removido, con un consiguiente progresivo aumento del lactato en sangre (Di Prampero, 1998). Independientemente de estas consideraciones y de la metodología con el que ella sea determinada, el UA es en todo caso un confiable indicador de la intensidad del ejercicio en el que ocurre el momento de transición de un tipo de trabajo al otro, vale a decir de aquella intensidad a la que se pasa de la condición aeróbica no homogénea a aquella anaeróbica verdadera. Su valor, por tanto, puede reflejar, a buena razón, el grado de entrenamiento del atleta; su buena reproducibilidad constituye otro motivo que justifica su amplio empleo en el ámbito del control y de la programación del entrenamiento (Tanaka y colaboradores. 1983; Tanaka y colaboradores. 1984). El objetivo de este trabajo es buscarr un simple método no invasivo, gracias al cual sea posible efectuar, en condiciones "de campo", una confiable determinación del valor del UA, sin recurrir al empleo de ningún tipo de aparato específico, y con respeto a esto último, no debe subvalorarse desde un punto de vista práctico, sobre todo en determinadas condiciones, particularmente desfavorables a atletas y entrenadores.

 

Sujetos   Estudiados

 

Doce sujetos han sido considerados, todos Jugadores de tenis a nivel profesional;  seis  de sexo masculino con valores de edad, peso y altura de 19 ± 2 años (media ± desviación Standard ), 75,8 ± 5.3 kg y 178,7 ± 3.2 cm;  y seis sujetos fueron de sexo femenino con edad, peso y altura igual a 17 ± 1 años, 58,6 ± 3.4 kg y 168,4 ± 4,6 cm. Ninguno de ellos presentó particulares patologías de tipo muscular o neuro-muscular. Todos fueron preventivamente informados del  objetivo del estudio y los eventuales riesgos que podía tener el mismo.    

 

Protocolo y métodos  

 

A cada sujeto se le pidio efectuar, después del calentamiento, una prueba de carrera máxima de las siguientes distancias: 1000, 1.500, 2.000 y 3.000 metros. Las pruebas han sido ejecutadas sobre una   pista de atletismo de 400 m, en cuatro días distanciados entre cada prueba  de 24 horas de descanso, a la misma hora del día.  

Para cada atleta ha sido sucesivamente trazada - en un gráfico con la abscisa,  el tiempo y en la ordenada la distancia - la línea recta (y = a + bx) relativa a las pruebas sobre los 1000 y sobre los 1500 m y aquella relativa a las pruebas sobre los 2000 y sobre los 3000 m; además ha sido calculada la línea recta de regresión lineal interpolando los valores de recorrido de las 4 pruebas (1000, 1500, 2000 y 3000 metros). Los valores del coeficiente b de las tres líneas rectas ha sido considerado como valores de la velocidad crítica, asumidos como valores de velocidad correspondiente al umbral anaeróbico, en acuerdo a lo enunciado por Ettema (1966). Han sido en tal modo calculado tres valores de velocidades correspondientes al umbral anaeróbico (VUA): el primero sacado por la línea recta resultante de los valores de la prueba de los 1000 y de los 1500 m; el segundo relativo a la línea recta de regresión lineal interpolando los valores de las cuatro pruebas y el último sacado por la línea recta que une los valores relativos a las pruebas de los 2000 y 3000 m.  

En tres días, siguientes distanciados entre ellos de 24 horas de descanso, a la misma hora del día, a cada sujeto ha sido en fin requerido de efectuar una prueba de carrera sobre pista de la duración de 20 min (Billat y colaboradores. 1994) al ritmo correspondiente al VUA, teórica determinada con los tres métodos antes descritos. Para que la velocidad de recorrido fuera la más uniforme posible, sobre el  interior de la pista son puestos marcadores (conos) cada 50 m y cada sujeto ha sido dotado de un  dispositivo portátil  con auriculares y de un audiocassette que reproducía  una señal sonora que coincidía, durante la prueba, con el pasaje justo en el punto en que un cono estaba ubicado, o sea al momento de sonar la señal se debía pasar por el cono y de esta manera se mantenía una velocidad constante.  

Durante la prueba fue monitorizada la frecuencia cardíaca, latido por latido, l, por un cardiofrecuensiómetro Polar (modelo Vantage NV).  

Al fin de cada prueba fueron efectuados por la yema de un dedo tres tomas de sangre  con un capilar    de 32Um (tubos capilares ringcaps, todos heparinizados, Reflotron); tales muestras fueron analizadas por un analizador de Lactato  fotoenzimatico (Accusport, Boeringher Mannheim, Germany). Las tomas fueron efectuadas: enseguida después de la prueba, después de 3 min y después de 5 min; fue tomado en consideración el valor de lactato mas elevado. En el caso en que el valor de lactato registrado después de 5 min todavía hubiera sido superior al valor anterior (3 minl, fueron efectuados ulteriores tomas (uno cada 2 min, hasta a la obtención de una cinética completa.) 

Por fin, para tratar de evitar cada posible interferencia de tipo alimenticio respecto al resultado concerniente al análisis de producción de lactato, a los sujetos fue preventivamente encomendada de mantener el mismo régimen alimenticio en la comida anterior la prueba (Hartmann 1998).  

 

Estadística  

 

Por cada variable considerada han sido calculados como los índices estadísticos ordinarios de  media, variancia y desviación estándar. Los valores medianos teóricos de velocidad a ritmo de umbral anaeróbico y a valores de lactato han estado entre ellos confrontadas por la prueba para valores apareados de Wilcoxon. Los valores de lactato, además, han sido confrontados estadísticamente con el valor esperado de 4 mml. por una prueba de X² (valores observados contra valores esperados). El nivel de significatividad  ha sido puesto a p <0,05.  

 

Resultados 

  

En la tabla 1 son reportados los tiempos de recorrido registrados durante las pruebas de los 1000, 1500, 2000 y 3000m.  

El valor  de la VUA  (velocidad de umbral anaeróbico) sacado para la prueba de los 1000 y 1500 m (VUA₁) m ha resultado

igual a 12,54 ±1,78 km. H^-1. Aquel registrado por las pruebas de los 1000, 1500, 2000 y 3000 m (VUA₂) a 12,22±1,60 km. H-1 Aquel registrado por las pruebas de los 2000 y 3000 m (VUA₃) m, para finalizar, a 11 ,90± 1 ,42 km. H^-1.

Ha resultado estadísticamente significativo estando la diferencia entre las medias de los valores de VUA₁ con VUA₂ y VUA₃ (p <0,001) o la diferencia entre las medias de los valores de VUA₂ y VUA₃ (p <0,002) (figura 1).  

Los máximos valores de lactato registrados después de los 20 min de recorrido a VUA₁, VUA₂ y VUA^₃ han sido respectivamente de 5,21 (0,99, 4,90±0,94 y 4.51±0,79 mml. x l-1,  La diferencia entre las medias de los valores de láctato registradas ha sido estadísticamente significativa en los tres casos (p <0,001) (figura 2).  

El FC a VUA1 ,  VUA2 y VUA3 ha resultado igual respectivamente a 176±11, 174±9 y 172±8 latidos por min-1  

La diferencia entre las medias de los valores de FC registradas ha sido estadísticamente significativa por todos los tres casos considerados (p <0,05).  

Los valores del X 2 concerniente a los valores de lactacidemia registrados después del palier de 20 min de recorrido a ritmo de VUA₁, VUA₂ y VUA^₃ , contra el valor esperado de 4 mm. l^-1 ha sido respectivamente de 4,67, 3,15 y 1,61 (figura 3). Tales valores indicaron la ausencia de diferencias estadísticamente significativas entre los datos registrados y el valor esperado.  

 

Discusión  

 

La velocidad crítica se identifica en la pendiente  de la recta que expresa la evolución del tiempo límite en función de la distancia límite o sea la evolución del récord del atleta sobre determinadas distancias de recorrido. Tal velocidad estaría muy próxima al VUA, o bien a la velocidad a la que el atleta presenta una lactacidemia estable de 4 mml..L-1(Lechevalier 1989; Ettema 1966). Esta relación, en el ámbito de un mismo atleta, se presenta de tipo lineal para distancias incluidas entre los 1500 y 5000 m, reflejando en tal modo el progresivo apremio del metabolismo aeróbico en relación al aumento de la distancia de carrera (Sherr 1989).  

 

 La figura 4 representa la relación de tipo lineal que transcurre entre distancia y tiempo límite según la ecuación propuesta por Ettema (1966):  

 

 

En ella el coeficiente “a” representa la distancia, expresada en metros, practicable gracias a las reservas de 02 y al metabolismo anaeróbico, en el caso indicado para  unos 286 m; el coeficiente b, en cambio, constituye la velocidad crítica, en el caso específico 3,96 m por segundo, igual a 14,2 km/h. El concepto de velocidad crítica es por lo tanto aquel de máxima velocidad compatible con la reconstitución de las reservas metabólicas por el mecanismo aeróbico.  

El VUA que, como ya hemos señalado, presenta una buena correlación con la velocidad crítica y, por lo tanto, representa el valor superior en el ámbito de las velocidades sostenibles en un estado de equilibrio en el que la deuda de producción del láctato es igual a su deuda de empleo (Brooks 1985;  Di Prampero 1998).  

El interés de la determinación del VUA reside en su buena correlación con la performance cuando este última es constituida por la carrera prolongada, correlación generalmente mayor con respecto de aquella verificable con el V0₂ max (Sjödin, Svedenhag 1985), aunque, solo, este parámetro no resulta suficiente para explicar la perfomance en un grupo de atletas homogéneos (Billat 1994). 

En  el  ámbito del presente estudio la  VUA registrada a través de los diversos 3 valores por  nosotros calculados (VUA₁, VUA₂ y VUA^₃ ) no presenta en ningún caso una diferencia estadísticamente significativa con el valor esperado de 4 mml. l^-1 Este resultado confirmaría como, en el ámbito de la relación considerada distancia-tiempo, el valor de velocidad crítica calculable es  bien superponible al valor de VUA real. Este hecho también es valorado por el hecho que la FC registrada durante las tres pruebas regresa en el ámbito de valores normalmente compatibles (80-85% de la  FC máxima teórica) con un trabajo desarrollado a intensidad igual al umbral aneróbico del atleta (Billat 1998).

Sin embargo el mejor valor de X2 (1,61) registrado entre la real producción de láctato registrada a VUA3 al valor esperado de 4 mml. 1-1, indica la mayor fiabilidad de este tipo de cálculo en la determinación del VUA mismo.  

Si durante los recorridos a VUA₁ y a VUA₂ ha sido encontrada una cantidad de láctato hemático superior a los 4 mml. l-1 esperados (respectivamente del 30,25 y del 22, 5%), es presumiblemente por el hecho que la prueba sobre la distancia de los 1000 m, que devolvería el protocolo más veloz de determinación, es temporalmente demasiado corto (3 min 29s±22 s en el grupo masculino, 4 min 00s± 13s en el grupo femenino) en relación al tiempo ideal necesario durante un protocolo triangular, dirigido a la determinación de la velocidad de recorrido a lactacidemia estable. Tal tiempo ideal de recorrido a cada palier resultaría en efecto ser de 10 s (Stegmann, Kindermann 1981; Denis 1988; Billat 1998), mucho más cercano por lo tanto a aquellos relativos a las pruebas sobre los 2000 m (7 min 56s±56 s en el grupo masculino, 9min 22s±30s en el grupo femenino) y sobre los 3000 m (12min 37s±lmin 30s en el grupo masculino y 14min 56s±49s en el grupo femenino). En el caso de la inserción del valor relativo a la prueba de los 1000 m, el valor de velocidad crítica, y consecuentemente de VUA, resultaron sobreestimados en  5,15% (p <0,001) en el caso de VUA1 y el 2,6% (p <0,002) en el caso de VUA2. Hace falta sin embargo subrayar como valores de lactato iguales a aquellos registrados durante las dos pruebas antedichas (respectivamente 5,21 ±0,99 y 4,9±0,94 mml. 1-1) sean en todo caso razonablemente aceptables como valores de VUA. Algunos Autores (Pinto Ribeiro y colaboradores. 1986), en efecto, han evidenciado como, a intensidad de trabajo correspondiente al VUA, el valor de lactato hemático registrado después de 20 min de recorrido, fuera igual a 5,5 mml. 1^-1 y que este valor quedó prácticamente inalterado hasta al 40° minuto, cuando el ejercicio llegó a su conclusión. Es interesante notar, además, como los Autores refieren que, del minuto 20 al 40, el cociente respiratorio fuera igual a aquél observado a intensidades inferiores, cuando el lactato hemático fue comprendido entre las 2 y los 3 mml. l^-1  

Las distancias de los 2000 y de los 3000 m, en todo caso, semejarían las más aptas para la determinación de este tipo de cálculo, aunque, probablemente, la inserción de una prueba sobre los 5000 m podría mejorar ulteriormente la autenticidad del resultado. Hace falta subrayar, sin embargo, lo pesado  que puede resultar  esta última distancia de protocolo de prueba,   sobre todo desde un punto psicológico, para un atleta no especialista, en el afrontar una prueba de este largo.  

 

Conclusiones  

 

Este trabajo ha permitido la validación de una simple prueba por la que es posible conseguir un confiable valor de VUA, sin el empleo de aparatos particulares (con consiguientes costes relativamente elevados) y/o de metodologías de tipo invasoras (que, , pueden resultar particularmente desagradables al atleta). Aunque en todo caso, cuando las condiciones soliciten una esmerada precisión de cálculo del VUA, es preferible recurrir al empleo de metódicos invasivos (toma de sangre)  

Querríamos proveer, para concluir, una ulterior indicación de orden práctico, útil para determinar el VUA sin tener que necesariamente calcular la ecuación de la  recta distancia-tiempo. La velocidad crítica (y consecuentemente el VUA), en efecto, se pueden conseguir dividiendo la diferencia entre las dos distancias expresadas en metros (3000 y 2000, en el caso de VUA) por la diferencia entre los dos tiempos de recorrido expresados en segundo. Se consigue en tal modo el valor del VUA expresado en metros por segundo multiplicando este valor por 3,6, se saca la velocidad de VUA expresada en km/h.  

La parte de trabajo, expresada en metros, sostenida   por las reservas de O₂ y el mecanismo anaeróbico, es calculable sustrayendo al valor de una de las dos distancias, sin importar cual es la mayor o la menor, el producto entre la velocidad crítica calculada (expresa en metros por segundos) y el tiempo relativo a la distancia considerada (expresada en segundos). Procediendo en esta manera, el aparato necesario para efectuar la prueba, está realmente reducida a lo mínimo: un cronómetro y una calculadora.  

 

Dirección del autor: Dr. Enrico Arcelli, Calle Vico 5,21100, Varese 

 

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