Determinación de la Contribución de los Sistemas de energía durante el ejercicio

Hola, soy el Dr. Emerson Frank. Nuestro grupo representa cómo determinar los sistemas energéticos en deportes que son difíciles de reproducir en entornos controlados, como los laboratorios de fisiología del ejercicio. Cada deporte tiene características específicas que le confieren diferentes demandas metabólicas.

Uno de los aspectos más importantes de la demanda metabólica es la contribución relativa de los sistemas energéticos, es decir, el sistema aeróbico, láctico, anaeróbico, láctico y aeróbico. Algunos deportes pueden simularse de manera relativamente sencilla y por tanto estudiarse en un entorno de laboratorio, ya que son cíclicos y predecibles. Por otro lado, otros deportes son impredecibles y dependen de una interacción compleja entre compañeros de equipo y/o adversarios.

Este es el caso de la mayoría de los deportes de equipo y de varios deportes individuales. Aquí mostraremos cómo se puede evaluar la contribución relativa de los sistemas energéticos durante el ejercicio. Aunque el método es adecuado para cualquier tipo de ejercicio, haremos hincapié en su adaptación a partes impredecibles debido a sus características particulares.

El judo se utilizará como ejemplo de cómo se puede adaptar el procedimiento. Dependiendo de los movimientos del atleta, las investigaciones centradas en otros deportes pueden adaptarse fácilmente al procedimiento. En función de lo que se muestra aquí, se evaluarán las siguientes variables fisiológicas.

Reposo, consumo de oxígeno, ejercicio, consumo de oxígeno, post-ejercicio, consumo de oxígeno, lactato plasmático en reposo, concentración, post-ejercicio, pico plasmático de lactato. Primero, debe recogerse una muestra de sangre en reposo y medirse el consumo de oxígeno durante al menos cinco minutos. La captación de oxígeno durante los últimos 30 segundos de este período se utiliza para calcular el valor basal y la contribución del metabolismo oxidativo. Para la recolección de la muestra de sangre, se toma un volumen pequeño de sangre capilar del lóbulo de la oreja o de la yema del dedo; tras la recolección, se coloca con la ayuda de un micro pipeta, un volumen conocido de sangre en un mismo volumen de una solución al 1% de fluoruro de sodio. Ejercicio.

El consumo de oxígeno debe medirse mediante el uso de un analizador de gases portátil, capaz de medir el consumo de oxígeno en una base de respiración por respiración. Coloque la máscara y asegúrese de que esté correctamente sellada para que no haya fugas de aire espirado.

Siempre calibre el equipo siguiendo las instrucciones del fabricante antes de la recopilación de datos. Normalmente, el equipo se coloca en la espalda del atleta. Sin embargo, en deportes complejos, la posición del equipo debe adaptarse utilizando judo.

Por ejemplo, si la técnica requiere contacto dorsal, el equipo se coloca en el pecho. Si la técnica requiere contacto frontal, el equipo se coloca en la espalda. Lo mismo debe hacerse si la espalda toca el suelo.

Si la técnica requiere contacto lateral, el equipo se coloca en el lado lateral opuesto. Con algunas adaptaciones a las reglas de competición, es posible crear un ejercicio en el que el atleta se someta a una demanda muy similar a la del deporte. Por ejemplo, aquí simulamos un combate de judo para evitar cualquier daño al equipo.

El oponente no aplica ningún lanzamiento efectivo. Además, el atleta que se evalúa no puede aplicar ningún lanzamiento que requiera contacto dorsal. Una vez finalizada la recopilación de datos, estaremos listos para comenzar los procedimientos para calcular la contribución energética.

Veamos cómo hacerlo. Primero, se debe medir el lactato plasmático; centrifugue la sangre para separar el plasma de los eritrocitos. Luego se puede medir el lactato plasmático, mediante espectrofotometría, fluorometría o electroquímicamente.

En nuestro laboratorio, normalmente utilizamos el método electroquímico mediante un analizador automatizado de lactato. El resultado se muestra inmediatamente en una pequeña pantalla y luego debe corregirse por el factor de dilución. Esta es una curva típica del consumo de oxígeno en reposo o en condiciones basales, durante el ejercicio y después del ejercicio.

Al observar detenidamente la curva posterior al ejercicio, es posible identificar dos componentes diferentes. El componente rápido y el componente lento permiten calcular la contribución del metabolismo aeróbico al gasto energético total durante el ejercicio, y determinar el valor basal o de reposo del consumo de oxígeno. Esto puede hacerse calculando el promedio de los últimos 30 segundos de la curva.

Luego, multiplique el valor obtenido por el tiempo total de ejercicio. Por ejemplo, si la duración del ejercicio fue de cinco minutos, multiplique el consumo de oxígeno en reposo por cinco. Determine el consumo total de oxígeno durante el ejercicio calculando el área bajo la curva del consumo de oxígeno durante el ejercicio.

Utilice el método trapezoidal para calcular el área bajo la curva. Finalmente, reste el consumo basal de oxígeno del consumo de oxígeno durante el ejercicio. Para calcular la contribución del metabolismo anaeróbico láctico, la cinética de la curva post-ejercicio debe ajustarse a un modelo monoexponencial o bexponencial.

Utilizando los datos obtenidos en cada respiración ajustados a una curva monoexponencial y a una curva biesponencial. Esto puede realizarse con la ayuda de un software matemático. Si el ejercicio que está estudiando tiene un patrón de curva desconocido, entonces deben probarse ambos modelos, el monoexponencial y el biesponencial, para verificar cuál se ajusta mejor a sus datos.

Para ello, utilice el software para generar los ajustes monoexponenciales y biexponenciales. En el mejor modelo, la curva real se aproxima más a la curva ajustada. Utilizando los datos de la curva real y de la curva ajustada, calcule el residuo del modelo para cada respiración.

Reste el valor ajustado del valor real y eleve al cuadrado el resultado. Después de calcular el residuo de cada punto de la curva para ambos ajustes, monoexponencial y biesponencial, pruebe si los residuos difieren entre los modelos mediante el uso de la prueba F. El mejor modelo es aquel que generó el menor residuo.

Si no existe una diferencia significativa entre los modelos, utilice el más sencillo, que es el monoexponencial. Finalmente, use los términos de la ecuación proporcionada por la curva mejor ajustada para calcular la contribución del metabolismo eléctrico. Como ejemplo, esta es la ecuación para el ajuste monoexponencial.

Utilice estos términos para calcular la contribución elástica anaeróbica con la siguiente ecuación. La amplitud A uno debe dividirse entre 60, de modo que la unidad mililitros por minuto se convierta a mililitros por segundo. Para calcular la contribución del metabolismo láctico y anaeróbico, asumimos que un milimol de lactato por encima de los valores en reposo corresponde a tres mililitros de oxígeno consumidos por kilogramo de masa corporal.

Por lo tanto, el pico delta de lactato plasmático, que es el lactato plasmático máximo menos el lactato plasmático en reposo, se multiplica por tres y por la masa corporal del atleta. El resultado en mililitros luego se convierte a litros y a energía, asumiendo que cada litro de oxígeno equivale a 20,92 kilojulios. Finalmente, se suman los resultados obtenidos por cada sistema, de modo que se obtiene la energía total consumida durante el ejercicio y se puede calcular la contribución relativa de cada sistema al total.

El método que hemos mostrado aquí puede utilizarse tanto para ejercicios continuos como intermitentes. La mayor ventaja del método es que puede adaptarse a ejercicios y deportes que son difíciles de imitar y controlar en entornos de laboratorio. Asimismo, este es el único método disponible capaz de estimar la contribución de los tres sistemas energéticos diferentes.

Por lo tanto, este método permite el estudio de respuestas fisiológicas con gran similitud a situaciones reales, proporcionando una validez ecológica deseable a este estudio. Por ejemplo, a partir del estudio de Benefit L, se confirmó que la fuente principal de energía durante una de las pruebas anaeróbicas más utilizadas, la prueba anaeróbica de Wingate, es el metabolismo anaeróbico. Más precisamente, 50 % glucolítico, 30 % aláctico y 20 % aeróbico.

Estudios recientes de nuestro grupo también han caracterizado las contribuciones energéticas de la escalada en roca interior, el remo y el judo, como se presenta en este ejemplo. De hecho, el conocimiento de la contribución energética es fundamental para el desarrollo de estrategias genéricas, el entrenamiento, el monitoreo o incluso para validar una prueba.