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Biochemistry

Un Protocolo Máximo de Natación Atracada rápidamente incrementado para la Evaluación Cardiorrespiratoria de los Nadadores

Published: January 28, 2020 doi: 10.3791/60630
Automatic Translation
*1,2, *2, *2, *2, *2, *1,3, *4,5, *3,6, *3, *7,8
1Department of Physical Education, São Paulo State University (UNESP) at Bauru, 2Institute of Bioscience, Graduate Program in Human Development and Technology, São Paulo State University (UNESP) at Rio Claro, 3Ciper, Faculdade de Motricidade Humana, Universidade de Lisboa, 4Department of Science and Technology, School of Education, Polytechnic Institute of Setúbal, 5Quality of Life Research Center, Polytechnic Institute of Santarem, 6Universidade Europeia at Lisbon, 7Division of Endocrinology, Diabetes and Bone Disease, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, 8Department of Biobehavioral Sciences, Teachers College, Columbia University
* These authors contributed equally

Summary

A diferencia de la medición durante la natación libre, que presenta desafíos y limitaciones inherentes, la determinación de parámetros importantes de la función cardiorrespiratoria para los nadadores se puede hacer utilizando una adición más factible y fácil de administrar la natación atada protocolo de incremento rápido con intercambio de gas y recopilación de datos ventilatorios.

Abstract

Las pruebas de ejercicio incremental es el medio estándar para evaluar la capacidad cardiorrespiratoria de los atletas de resistencia. Mientras que la tasa máxima de consumo de oxígeno se utiliza típicamente como la medida del criterio en este sentido, dos puntos de interrupción metabólicos que reflejan los cambios en la dinámica de la producción/consumo de lactato a medida que aumenta la tasa de trabajo son quizás más relevantes para los atletas de resistencia desde un punto de vista funcional. La economía del ejercicio, que representa la tasa de consumo de oxígeno en relación con el rendimiento del trabajo submáximo, también es un parámetro importante a medir para la evaluación de los atletas de resistencia. Las pruebas incrementales de rampa que comprenden un aumento gradual pero rápido en la tasa de trabajo hasta que se alcanza el límite de tolerancia al ejercicio son útiles para determinar estos parámetros. Este tipo de prueba se realiza típicamente en un ergometro de ciclo o cinta de correr porque hay una necesidad de precisión con respecto a la incrementación de la tasa de trabajo. Sin embargo, los atletas deben ser probados mientras realizan el modo de ejercicio requerido para su deporte. En consecuencia, los nadadores se evalúan típicamente durante las pruebas incrementales de natación libre donde tal precisión es difícil de lograr. Recientemente hemos sugerido que la natación estacionaria contra una carga que se incrementa progresivamente (natación atada incremental) puede servir como un "ergometro de natación" al permitir una precisión suficiente para acomodar un patrón de carga gradual pero rápido que revela los puntos de interrupción metabólicos y la economía del ejercicio antes mencionados. Sin embargo, queda por determinar el grado en que la tasa máxima de consumo de oxígeno alcanzada durante dicho protocolo se aproxima a la velocidad máxima que se mide durante la natación libre. En el presente artículo, explicamos cómo este protocolo de natación atada rápidamente incrementado se puede emplear para evaluar la capacidad cardiorrespiratoria de un nadador. Específicamente, explicamos cómo la evaluación de un nadador competitivo de corta distancia utilizando este protocolo reveló que su tasa de acumulación de oxígeno era de 30,3 y 34,8 ml min-1kg-1BM en su umbral de intercambio de gas y punto de compensación respiratoria, respectivamente.

Introduction

Una prueba de ejercicio que implica un aumento incremental de la tasa de trabajo (WR) de baja a máxima (es decir, prueba de ejercicio incremental; INC) proporciona el método estándar de oro de evaluación cardiorrespiratoria para los atletas de resistencia. Además de la WR más alta que el atleta puede alcanzar(picoWR), INC también permite la determinación de la tasa más alta a la que el individuo puede consumir oxígeno (O2) para esa forma de ejercicio (V-O2peak) si el intercambio de gas y los datos ventilatorios se recopilan durante la prueba1. El2pico de la v-O representa la medida del criterio de la aptitud cardiorrespiratoria. Además, el análisis del intercambio de gases y los datos ventilatorios recopilados a medida que se incrementa la WR proporciona una forma no invasiva de identificar el punto en el que la concentración de lactato sanguíneo (sangre [lactato]) aumenta por encima del valor basal (umbral de lactato) y el punto en el que comienza a acumularse a un ritmo acelerado (punto de giro de lactato)2. Estos puntos de interrupción metabólicos se estiman determinando el umbral de intercambio de gas (GET) y el punto de compensación respiratoria (RCP), respectivamente3. Es importante destacar que el GET proporciona una estimación robusta del punto en el que la sangre [lactato] aumenta inicialmente, mientras que la "hiperventilación" que caracteriza a la PCR es un fenómeno más complejo que puede iniciarse mediante una aportación aferente distinta de la quimiorecepción per se. Por consiguiente, las conclusiones basadas en la identificación del PCR deben formularse con cautela.

Cuando el ejercicio se mantiene a una velocidad constante de trabajo (CWR), hay perfiles de respuesta fisiológica marcadamente diferentes basados en el "dominio de intensidad de ejercicio" dentro del cual la WR cae4,5. Concretamente, el logro de un "estado estable" de la sangre y de la sangre [lactato] es rápido en el dominio moderado, retrasado en el dominio pesado e inalcanzable en el dominio severo4,5. Está bien establecido que la velocidad a la que Se puede consumir O2 en GET durante INC (V-O2GET)sirve como la tasa metabólica que separa el dominio moderado de pesado durante CWR3,6. Aunque controvertidas, varias observaciones recientes indican una equivalencia similar entre la velocidad a la que se puede consumir O2 en RCP (V-O2RCP)y la separación pesada/severa7,8,9,10. Por lo tanto, la identificación de los regímenes de formación específicos del dominio para los atletas de resistencia a través de la tasa metabólica con la salvedad de que alinear una tasa metabólica con una tasa de trabajo específica es más complejo que simplemente hacerlo de acuerdo con la relación de la tasa de trabajo de V-O2derivada de la prueba incremental8,11.

Cuando se exploró inicialmente el concepto de pruebas para determinar el V-O2max, los investigadores tuvieron a los sujetos realizar peleas de pista corriendo hasta el límite de tolerancia al ejercicio (Tlim) a velocidades crecientes en días separados1. A continuación se realizaron investigaciones que confirmaron que también se puede determinar la campaña de V-O2max a partir de peleas similares realizadas a Tlim el mismo día con períodos de descanso intercalados12. Finalmente, se demostró que un protocolo continuo con WR aumentó de manera incremental en intervalos de tiempo específicos (por ejemplo, cada 3 min) reveló el mismo V-O2peak que las pruebas discontinuas13. En consecuencia, estas "pruebas de ejercicio calificadas" se convirtieron en el estándar para determinar esta medida de criterio de aptitud cardiorrespiratoria. Sin embargo, en 1981, Whipp y sus colegas publicaron investigaciones que indicaron que, a los efectos de la medición2max de V-O, INC también podría realizarse íntegramente en estado no estable; es decir, con WR aumentando continuamente como una "función suave del tiempo" (RAMP-INC)14. A diferencia de INC con etapas extendidas y aumentos de WR relativamente grandes por etapa, el aumento gradual durante RAMP-INC garantiza que la "región de amortiguación isopónica" que separa GET y RCP se definirá claramente15. Además, al igual que INC con etapas, RAMP-INC se puede utilizar para evaluar la "economía de ejercicio" (es decir, el V-O2 requerido por una ESCRITURA dada); sin embargo, a diferencia de INC con etapas, en este caso, es la inversa de la "eficiencia delta" (es decir, la pendiente de la relación V-O2-WR)que se utiliza para este propósito11 teniendo en cuenta el hecho de que debido a las complejidades de la respuesta de VO2 a las tasas de trabajo en todo el espectro de intensidad, este parámetro no será una característica inmutable de INC per se (por ejemplo, RAMP-INC iniciado a partir de diferentes tasas de trabajo basales o caracterizado por diferentes pendientes de ejercicio o CWR) 16.

Para las pruebas generales de fitness, INC se realiza generalmente en un ergometro de pierna o cinta de correr porque estas modalidades están más disponibles y ciclismo de piernas y caminar / correr son familiares para la persona promedio. Además, la administración de RAMP-INC requiere la capacidad de aumentar WR continuamente en pequeños incrementos (por ejemplo, 1 W cada 2 s); por lo tanto, un ergometer (normalmente ciclismo de piernas) es el más adecuado para este tipo de pruebas. Sin embargo, la evaluación de los atletas es más compleja porque los atletas deben ser probados mientras realizan el modo específico de ejercicio requerido para su deporte. Para los ciclistas y personas que participan en deportes que implican correr, esto no es problemático debido a la accesibilidad y aplicabilidad de las máquinas de prueba antes mencionadas. Por el contrario, las pruebas ecológicamente válidas con intercambio de gas y recopilación de datos ventilatorios y la incremento gradual de WR requerida para RAMP-INC son más difíciles al evaluar a los atletas acuáticos.

Antes de la llegada de los sistemas automatizados de recolección, la evaluación del intercambio de gas de los nadadores se realizaba a menudo utilizando la colección Douglas-bag después de un baño máximode 17. Una vez desarrollados los sistemas automatizados, se llevó a cabo una colección "en tiempo real", pero no en condiciones de "natación real" (por ejemplo, mientras los nadadores nadaron en un flujo que controlaba la WR)17. Desafortunadamente, el método primero tiene limitaciones inherentes debido a las suposiciones de "extrapolación hacia atrás", mientras que el segundo plantea preocupaciones con respecto al grado en que la natación flume cambia la técnica17. El estado actual de la técnica implica el uso de sistemas portátiles de recolección de aliento a aliento que se mueven con el nadador junto a la piscina durante la natación libre17. Si bien este tipo de medición mejora la validez ecológica, la incremento gradual de la WR es un desafío. De hecho, INC durante la natación libre normalmente implica intervalos de distancia establecida (por ejemplo, 200 m) a velocidades progresivamente crecientes14,15. Esto significa que una prueba consta de etapas largas con grandes incrementos de WR desiguales. Por lo tanto, no es de extrañar que sólo un único punto de interrupción metabólico (típicamente llamado el "umbral anaeróbico") sea reportado por los investigadores que emplean esta prueba18,19. En lugar de ello, hemos demostrado recientemente que tanto el V-O2GET como el V-O2RCP se pueden determinar a partir de los datos recopilados mientras los nadadores realizaban natación estacionaria en una piscina contra una carga que se incrementó gradualmente y rápidamente (es decir, la natación amarcada incremental)20. Mientras que el patrón de respiración único que está presente durante la natación podría hacer que los puntos de interrupción antes mencionados sean más difíciles de identificar en comparación con los modos típicos de evaluación (observación personal), creemos que este método de prueba podría ser adecuado como un "ergometro de natación" que se puede utilizar para la evaluación cardiorrespiratoria de los nadadores de una manera similar a cómo se utiliza un ciclo estacionario para los ciclistas. De hecho, hemos demostrado que la economía de la carga de la v-O2GET,la V-O2RCP y la economía de ejercicio (como se indica en la pendiente de carga de V-O2)se pueden determinar a partir del protocolo de natación amarcada rápidamente incrementado que se describe a continuación20.

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Protocol

Los participantes en el estudio del que se extrajeron los datos del sujeto representativo que se presentaron a continuación se extrajeron20 (n.o 11) estaban obligados a dar su consentimiento fundamentado por escrito antes de iniciar las pruebas después de que se hubieran explicado los procedimientos experimentales, los riesgos asociados y los posibles beneficios de la participación. La primera visita comprendía una sesión de familiarización durante la cual se introdujo a los nadadores en el concepto de natación ateada y las técnicas de medición que estarían en vigor durante la prueba real. Durante la segunda visita se realizó una prueba de natación ateada total y el protocolo de natación ateada rápidamente incrementada se realizó en la tercera visita. Ambas pruebas se realizaron en una piscina semiolímpica (25 m) con una temperatura del agua a 28oC.

1. Preparación del nadador

  1. Indique al nadador que evite el ejercicio extenuante durante 24 horas antes de cada sesión de prueba.
  2. Indique al nadador que llegue a la piscina en un estado descansado y totalmente hidratado, 3 h postprandial.
  3. Indique al nadador que se abstenga de ingiriera bebidas estimulantes y alcohol durante 24 horas antes de cada prueba.

2. Prueba de natación ateada total

  1. Preparar la célula de carga de 500 kg que se utilizará para medir la fuerza más alta que el nadador puede ejercer durante dos pruebas que comprenden 30 s de natación total21.
    1. Abra el programa N2000PRO Software (Power Din Pro - CEFISE) en el ordenador.
    2. Abra el menú Ayuda para comprobar el vínculo de comunicación entre el equipo y el analizador de células de carga.
      1. Observe una señal verde que indique que la conexión a la interfaz RS232 está bien establecida.
      2. Establezca la cuenta atrás para iniciar la prueba en función de las circunstancias.
      3. Establezca la duración del muestreo. Establezca el intervalo de descanso. Ajuste los fotogramas por segundo a 100 Hz.
      4. Ajuste la unidad de medida de fuerza en N o kg dependiendo de sus preferencias personales. Establezca el tiempo de adquisición en milisegundos.
    3. Calibre la celda de carga22 con cargas de 0 y 10 kg con el nadador fuera de la piscina.
    4. Coloque una célula de carga en el bloque de arranque a través de la barra de hierro aplanado en forma de L diseñada por CEFISE específicamente para mediciones de natación ateada.
    5. Fije un extremo de la cuerda inelástica a la célula de carga y el otro extremo al nadador por medio de la correa diseñada a medida (CEFISE), que tiene cuerdas unidas a ambas caderas de modo que el pateo de pierna no interferirá con la medición de la fuerza.
  2. Prepare al nadador para el rendimiento de la prueba de dos ensayos.
    1. Proporcione instrucciones al nadador con respecto al rendimiento correcto de la natación de rastreo frontal (por ejemplo, evitar que la cabeza y el tronco se levanten mientras nada lo más rápido posible, concéntrese en patear a un ritmo máximo además de acariciar al máximo, etc.).
    2. Indique al nadador que realice estiramientos y columpios de brazos/piernas junto a la piscina en preparación.
    3. Instruya al nadador para que entre en la piscina y realice un protocolo de calentamiento estándar compuesto por natación frontal para 800 m a una intensidad de luz con cuidado para evitar engendrar efectos persistentes que puedan influir en los resultados de la prueba.
    4. Deje que el nadador salga de la piscina y descanse junto a la piscina durante 10 minutos.
    5. Asegure el cinturón alrededor de la cintura del nadador. Fije el extremo libre de la cuerda inelástica a la correa.
    6. Determinar la carga necesaria para mantener el cuerpo del nadador horizontalmente con una cantidad mínima de tensión en el sistema de medición(basede carga).
    7. Señale al nadador que comience el #1 de prueba de la prueba.
  3. Supervise al nadador durante la realización de la prueba.
    1. Proporcionar aliento verbal a nadador a lo largo de los años 30 de la prueba.
    2. Señale al nadador que termine la prueba. Separe al nadador de la cuerda inelástica.
    3. Indique al nadador que realice un protocolo de enfriamiento estándar compuesto por la natación de arrastre frontal a una intensidad ligera.
    4. Deje que el nadador descanse durante 30 minutos junto a la piscina.
    5. Vuelva a colocar el nadador a la cuerda inelástica.
    6. Señale al nadador que inicie el #2 de prueba de la prueba que es idéntico a la #1 de prueba (30 s de natación total).
    7. Señale al nadador que termine la prueba.
    8. Indique al nadador que realice un protocolo de enfriamiento estándar compuesto por la natación de arrastre frontal a una intensidad ligera.
    9. Permita que el nadador salga de la piscina.
  4. Analice los datos recopilados durante la prueba de dos ensayos.
    1. Aplique el proceso de suavizado a los datos utilizando el paquete de software N2000PRO23.
    2. Calcular los picos de la señal de frecuencia de onda a partir de la curva sinusoidal de tiempo de fuerza (rango, seno 80o-100o) por encima de labase de carga para las Pruebas #1 y 2.
    3. Defina los picos promediados de la señal de frecuencia de onda de tiempo de fuerza en los primeros 5 s y 30 s completos, respectivamente, como la fuerza máxima(picoF) y la fuerza media (Favg)para cada ensayo.
    4. Utilice los valores más altos para elpico F y elpromedio F para cálculos adicionales.

3. Prueba de natación ateada incremental

  1. Calcule las cargas que se utilizarán para resistir el desplazamiento hacia adelante del nadador durante la prueba incremental.
    1. Calcule la carga inicial como el 30% de la Favg por encima de labasede carga.
    2. Calcule los incrementos que se aplicarán por etapa de 60 s como 5% de Favg por encima de labasede carga.
  2. Prepare la unidad metabólica portátil automatizada para la recopilación de datos.
    1. Abra el software de la unidad.
    2. Verifique el vínculo de comunicación entre el ordenador y la unidad metabólica portátil automatizada.
    3. Encienda la unidad y deje que se caliente durante 45 minutos.
    4. Realizar calibración de la unidad para el aire ambiental24.
    5. Realizar la calibración de la unidad de referencia O2 (16%), CO2 (5%) y N (equilibrio) concentraciones24.
    6. Realice la calibración de retardo de tiempo de la máscara24.
    7. Realice la calibración de la turbina con jeringa de 3 L24.
    8. Introduzca los datos del sujeto, la temperatura ambiente y la humedad.
  3. Prepare al nadador para el rendimiento de la prueba incremental.
    1. Instale una mascarilla y un snorkel en el nadador.
    2. Indique al nadador que descanse junto a la piscina durante 10 minutos para recopilar datos de ventilación y intercambio de gas "de base".
    3. Indique al nadador que entre en la piscina y realice un protocolo de calentamiento estándar compuesto por natación frontal a una intensidad de luz.
    4. Asegure un cinturón alrededor de la cintura del nadador. Fije una cuerda inelástica a la correa con el otro extremo de la cuerda unido al sistema de carga.
    5. Indique al nadador que una vez que la prueba comience a utilizar los dos marcadores en la parte inferior de la piscina para los puntos de referencia, que les permiten mantener una posición relativamente fija (por ejemplo, a 1 m de la posición deseada).
    6. Señale al nadador para que comience la prueba.
  4. Supervise al nadador durante la realización de la prueba incremental.
    NOTA: Un asistente de investigación con experiencia en el monitoreo de este tipo de pruebas debe mantener la unidad de análisis de gas junto a la piscina siendo consciente de hacerlo sin impedir el desplazamiento del nadador y/o elevar la cabeza del nadador.
    1. Aumente la carga mientras cronometra las etapas de 60 s.
    2. Terminar la prueba y registrar el tiempo para limitar la tolerancia al ejercicio cuando el nadador ya no es capaz de mantener la posición requerida a pesar de fuerte aliento verbal de los probadores.
    3. Utilice el tiempo para limitar la tolerancia al ejercicio para calcular las etapas completadas.
    4. Registre las cargas para cada etapa y carga máxima.
    5. Separe al nadador de la cuerda inelástica.
    6. Indique al nadador que realice un protocolo de enfriamiento estándar compuesto por la natación de arrastre frontal a una intensidad baja a moderada.
    7. Permita que el nadador salga de la piscina.
  5. Analice los datos recopilados durante la prueba incremental.
    1. Datos de intercambio de gas aliento a aliento suave que se recopilaron antes y durante la prueba utilizando el programa de software de la unidad.
    2. Exporte datos de intercambio de gas en promedios consecutivos de 9 s bin.
    3. Realice un promedio móvil de tres puntos en promedios consecutivos de 9 s bin para V-O2.
    4. Registre el valor medio rodante de tres puntos más alto que el2peakde V-O.
    5. Usando el valor medio rodante final de tres puntos para cada etapa completada, calcule la relación de carga de V-O2a través de la regresión lineal. Excluir los datos de las fases finales de la prueba si parece estar presente una meseta de V-O2 (inspección visual).
    6. Utilizando promedios de ubicación de 9 s consecutivos, determine V-O2GET.
      1. Determinar el primer aumento desproporcionado en la tasa de producción deCO2 (V-CO2) en comparación con el V-O2.
      2. Determinar el aumento de la tasa de ventilación caducada (V-E) a la V-O2 sin aumento en la relación entre la relación entre la va la v-CO2.
      3. Determine el aumento de la tensión O2 de marea final sin caída en la tensión de CO2 de marea final.
    7. Utilizando promedios de ubicación consecutivos de 9 s, determine V-O2RCP.
      1. Determinar el primer aumento desproporcionado de laei en lo que se ha situado en el caso de la sentencia V-CO2.
      2. Determine la disminución en el CO2final.
    8. Express V'O2peak, V'O2GET, V'O2RCP y V'O2-load slope in both absolute (L-min-1) y relative (a la masa corporal; mL-min-1kg-1) términos.
    9. Expreso V'O2GET y V'O2RCP en términos relativos como porcentaje de la fechade 2picos.

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Representative Results

Los datos presentados en la Tabla 1 y representados en las Figuras 1-4 representan los perfiles de respuesta observados para un nadador masculino (edad, 24 años). En el momento de la recopilación de datos, el nadador había estado entrenando para la natación competitiva durante 7 años. Su especialidad fue eventos de estilo libre de corta distancia (es decir, 50 m y 100 m).

La carga inicial en INC se fijó en una carga que excedía la que se requería para que este nadador mantuviera la alineación corporal antes del inicio de la natación total(baseF) en un 30% de la diferencia entre la fuerza media medida durante la natación total y labase F ( .F). Para este nadador, esa carga era de 4,17 kg. La carga se incrementó entonces en 0,7 kg por cada etapa de 60 s(Figura 1). El límite de tolerancia al ejercicio para este nadador se produjo a 576 s (etapa 10).

Cuando los datos de aliento a aliento de V-O2 recopilados durante las porciones basales y de ejercicio de INC se promediaron en contenedores consecutivos de 9 s, El promedio de rodadura de tres puntos más alto fue de 3,44 L-min-1 (40,6 ml-min-1kg-1BM)(Figura 2)y la pendiente de carga de 2 mL-min-1-1(3,1 ml-min-1kg-1oBMkg -1) (Figura 3). La identificación de GET y RCP se hizo por consenso de un panel de revisores independientes con experiencia en la realización de estas determinaciones a partir de un grupo de mediciones. Siendo que GET representa el punto durante el INC en el que cambia la ventilación debido a la acidosis metabólica y el aumento de V-CO2 que se produce como consecuencia de su amortiguación (es decir, el paso del "umbral de lactato"), se puede identificar por un aumento en la relación de V-CO2 y V-CoE a V-O2 que hace que elo2 final de marea aumente. Sin embargo, en el caso de los datos recopilados durante inc con suficiente sensibilidad, este cambio en el perfil de intercambio de gases y de respuesta ventilatoria no irá acompañado de una disminución del CO2 de la marea final porque el aumento de v-CO2 yV-E será proporcional. Por lo tanto, la presión parcial de CO2 en la sangre arterial (PaCO2) se mantendrá constante (es decir, amortiguación isopénica; iso - mismo, capnico - CO2) (Figura 4). De hecho, durante el INC rápido-incremental, la disminución de PaCO2 y CO2 de marea final que caracteriza la "compensación respiratoria" en respuesta a la acidosis metabólica no se producirá durante 2 minutos adicionales durante los cuales la tasa de trabajo (y metabólica) continúe aumentando (Figura 4)12. Para este nadador, las tasas metabólicas que caracterizan estos cambios distintos en el intercambio de gas y la respuesta ventilatoria impulsados por la mayor contribución de la "vía anaeróbica" a la demanda de energía se produjeron en el 75% y el 86% delpicode la v-O2,respectivamente(Tabla 1).

Figure 1
Figura 1: Representación esquemática de la prueba de natación atada rápidamente incrementada que se puede utilizar para determinar parámetros importantes de la aptitud cardiorrespiratoria para los nadadores. El perfil de carga y el tiempo hasta el límite de la tolerancia al ejercicio que se representan son para un sujeto representativo, un nadador de 24 años que compite en eventos de corta distancia. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 2
Figura 2: Respuesta de admisión de O2 pulmonar durante la prueba de natación ateada rápidamente incrementada realizada por el sujeto representativo. La línea discontinua vertical representa el punto en el que comenzó la incrementación de carga. Los círculos rojos representan la tasa media de rodadura de tres puntos más alta de la ingesta de O2 que se midió durante la prueba. Definimos ese valor como el2pico de este nadador para esta forma de ejercicio incremental. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 3
Figura 3: Las coordenadas de carga de v-O2para el sujeto representativo para cada etapa completada de la prueba de natación amarcada rápidamente incrementada. El análisis de regresión lineal se utilizó para derivar la línea de mejor ajuste que se representa. La pendiente de esta línea se utiliza como medida de la economía del ejercicio. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 4
Figura 4: Intercambio de gas y respuestas ventilatorias para el sujeto representativo durante la prueba de natación ateada rápidamente incrementada. De izquierda a derecha, las líneas discontinuas verticales se alinean con el umbral de intercambio de gas y el punto de compensación respiratoria, respectivamente. Las líneas discontinuas horizontales se colocan en el nadir (tres gráficos superiores) o en el vértice (gráfico inferior) de los puntos de datos. Consulte el texto para obtener más información sobre cómo se determinaron estos puntos de interrupción metabólicos mediante inspección visual. Con ligera modificación, esta figura se ha reimpreso con el permiso de los editores originales20. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Masa corporal (kg) 84.7
Estatura (cm) 184
Tiempo para limitar la tolerancia al ejercicio (s) 576
Etapas completadas 9.6
Carga máxima (kg) 10.5
Pico2pico de v-O (L-min-1) 3.44
V-O2peak (mL-min-1kg-1BM) 40.6
V-O2GET (L-min-1) 2.57
V-O2GET (mL-min-1kg-1BM) 30.3
V'O2GET (% V'O2peak) 75
V-O2RCP (L-min-1) 2.95
V-O2RCP (mL-min-1kg-1BM) 34.8
V-O2RCP (% V-O2peak) 86
Pendiente de carga deV-O 2(mL-min-1-kg-1) 261
Pendiente de carga de V-O2(mL-min-1-kg-1BM-kg-1) 3.1

Tabla 1: Parámetros cardiorrespiratorios para el sujeto representativo medidos durante la prueba de natación ateada rápidamente incrementada.

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Discussion

Un desafío de ejercicio que implica soportar un aumento incremental de WR hasta que se alcanza tlim es un protocolo de prueba estándar para la evaluación de los atletas de resistencia. Cuando una prueba de este tipo se realiza con una incremento gradual, perorápida, es particularmente útil porque, además de los datos de intercambio de gas y ventilación recogidos durante la prueba, se pueden utilizar para distinguir la región delimitada por GET y RCP donde hay acidosis, pero se mantiene la presión parcial arterial de CO2 (PaCO2)14,15. Las tasas metabólicas que sirven como3,6 y superior7,8,9,10 límites de esta región se aproximan a los que particionan el dominio de intensidad pesada durante CWR.

En términos generales, el principal parámetro de interés derivado de la evaluación de los atletas de resistencia con INC es el V-O2max, que se utiliza para controlar el nivel de aptitud cardiorrespiratoria del atleta. Por otra parte, a menudose utiliza como una forma de asignar wr de ejercicio al prescribir programas de entrenamiento (es decir, WR especificado como un porcentaje de V-O2max). Sin embargo, un creciente cuerpo de investigación confirma que la respuesta del intercambio de gas pulmonar (y, por extensión, metabólica muscular) a un aumento lineal de la WR no es lineal y, lo que es más importante, las características de esta no linealidad varían para diferentes individuos (y para el mismo individuo en diferentes niveles de acondicionamiento)11. Normalizar la intensidad del ejercicio de acuerdo con el V'O2max es, por lo tanto, defectuoso porque no garantiza un nivel similar de "tensión metabólica" para diferentes individuos11,26,27. Por el contrario, la normalización de la intensidad en relación con los dominios de intensidad que reflejan la no linealidad en todo el espectro de intensidad garantiza que se encuentre un desafío metabólico similar. A diferencia de V'O2max, son, por lo tanto, las tasas metabólicas que unen los dominios de intensidad de ejercicio que son importantes tener en cuenta cuando el objetivo es prescribir el entrenamiento de resistencia de manera consistente.

Durante la CWR, las tasas metabólicas situadas por debajo de la coma2GET comprenden el dominio de intensidad moderada en el que se puede alcanzar rápidamente un estado estacionario de V-O2, la perturbación metabólica muscular es mínima y el ejercicio es sostenible durante un período prolongado (por ejemplo, 4 h)4,5. Dentro de este dominio, el agotamiento del músculo [glucógeno] y el deterioro de la excitabilidad/transmisión neuromuscular se han implicado recientemente como razones para llegar a Tlim5. En el caso de las tasas metabólicas porencima de la "tasa metabólica crítica", también se puede lograr un estado estacionable de la comisión de vóo2; sin embargo, en este caso, el logro se retrasa por la presencia de un componente lento de V-O2 que aumenta el costo de trabajo de V-O2 por encima del que se prediría mediante la extrapolación lineal del coste de ejercicio de la V-O2 en el dominio de intensidad moderada28. Durante el ejercicio dentro de este dominio, la perturbación metabólica muscular (por ejemplo, disminución de [fosfocreatina], [ATP], [glucógeno] y pH; aumento de [lactato]) es mayor y Tlim se reduce notablemente (por ejemplo, 45 minutos)5. Un componente lento de V-O2 también está presente durante la CWR que requiere tasas metabólicas por encima de la tasa metabólica crítica (es decir, dentro del dominio de intensidad severa); sin embargo, en este caso, no se puede lograr un estado estacionario a medida quese eleva inexorablemente, la é0O2peak interviene (si el ejercicio se mantiene durante un período de tiempo lo suficientemente largo), se alcanza un nivel crítico de agotamiento del sustrato y/o acumulación de metabolitos y lalima T es inminente en un período de tiempo relativamente corto (por ejemplo, 2-14 minutos dependiendo de la tasa de trabajo)5.

Con respecto al entrenamiento de resistencia para deportistas, es bien aceptado tanto en la teoría como en la práctica que el tiempo debe dedicarse al ejercicio en cada uno de los dominios de intensidad para que las adaptaciones positivas exclusivas al trabajo realizado en cada uno puedan ser recogidas28. Por ejemplo, una semana típica para un atleta de resistencia podría incluir un entrenamiento fácil en el dominio moderado, entrenamiento constante en el dominio pesado y entrenamiento de tempo e intervalo en el dominio severo29. Con respecto a la prescripción del ejercicio de tal manera específica para el dominio, el reconocimiento de que v-O2GET separa el dominio moderado del dominio pesado es bien aceptado3,6; por lo tanto, el ejercicio de intensidad moderada se puede prescribir de manera normalizada como un porcentaje deV-O 2GET medido en un RAMP-INC rápidamente incrementado. Tradicionalmente, la determinación de la velocidad más alta o la potencia de salida que no causa un aumento de la sangre [lactato] de > 1mmol-L -1 entre 10 y 30 min durante una serie de peleas CWR (es decir, el "estado estacionario de lactato máximo;" MLSS) se ha utilizado para este propósito30,31. Sin embargo, cuando las mediciones reales de Tlim se realizan exponiendo la capacidad finita para trabajar en el dominio severo (W') durante una serie de peleas CWR o un solo golpe total, recientemente se ha sugerido que la "potencia crítica" (CP) así revelada (es decir, la asuntota de la hipérbolade lim-t de potencia para el protocolo de prueba anterior o la potencia de prueba final para este último) puede ser mayor que la potencia indicada por la evaluaciónMLSS 32,33,34 ,35. En la actualidad, es seguro concluir que si bien las pruebas de CP y MLSS proporcionan estimaciones razonables del límite de intensidad pesada/severa, cada una de estas estimaciones puede verse influenciada por una serie de factores de tal manera que la congruencia entre los dos no siempre está presente.

En 2017, Keir y otros tenían sujetos que realizaran un protocolo multi-bout CP-testing y encontraron que la tasa metabólica en CP era estadísticamente similar a la medición derivada de RAMP-INC de V-O2RCP7. Los autores concluyeron que, además de la tasa metabólica en CP, el V-O2RCP podría proporcionar una forma alternativa de determinar la tasa metabólica crítica que separa al pesado del dominio grave. Sin embargo, es importante reconocer que si el acuerdo está presente, es sólo cuando los parámetros se expresan como tasas metabólicas porque RCP no se puede vincular a una tasa de trabajo específica36. Además, dado que la compensación respiratoria puede ser impulsada tanto por el ejercicio WR (es decir, intensidad) como por el tiempo durante el cual se mantiene una WR supra-GET, determinar GET y RCP como puntos de interrupción distintos (a diferencia de un único "umbral anaeróbico" que fusiona eficazmente los dos) requiere INC con una incremento relativamente rápida20. La clara delineación entre los dos puntos de interrupción de los datos de sujeto representativo que hemos presentado (véase la figura 4) verifica que la prueba de adiespación de natación ateada rápidamente incrementada que estamos avanzando satisface este criterio.

Además de los valores discretos para v'O2GET y V'O2RCP, hemos demostrado que se puede utilizar una prueba de natación atada rápidamente incrementada con suficientes advertencias (ver más arriba sobre cómo este valor será específico para un protocolo RAMP-INC determinado y no necesariamente indicativo de la respuesta que estará presente durante el ejercicio CWR) para determinar la economía de ejercicio del atleta como se indica en la pendiente de carga de v-O2durante la prueba20. Este es un atributo importante a evaluar porque los atletas que son más económicos se aprovechan durante el rendimiento de resistencia. Por ejemplo, estudios transversales indican que los atletas entrenados poseen una mejor economía del ejercicio37 mientras que los estudios longitudinales confirman que la economía del ejercicio mejora a partir del entrenamiento38. Por lo tanto, derivar este parámetro para los nadadores de una prueba de natación ateada rápidamente incrementada podría ser útil tanto para predecir el potencial atlético antes del entrenamiento y monitorear los cambios que se producen como resultado de ella. Sin embargo, además del reconocimiento de la especificidad de este parámetro para RAMP-INC (véase más arriba), es importante reconocer que sólo se deben utilizar para este fin los datos de la parte de ascenso lineal de la respuesta de V-O2. Por el contrario, cualquier dato que refleje un retraso inicial en la respuesta de V-O2 (el"tiempo medio medio de respuesta") y/o una meseta de V-O2 que precede a Tlim debe excluirse del ajuste.

Una advertencia importante a nuestra afirmación de que la prueba de natación atada que hemos descrito puede servir como un "ergometro de natación" para medir los parámetros cardiorrespiratorios que son relevantes para la natación libre es que el grado en que la metodología atada altera la técnica lo suficiente como para disociar los dos requiere un mayor esclarecimiento. Por ejemplo, cuando informamos de la más alta de V'O2 medida durante la prueba16,estamos reticentes a referirnos a él como el V-O2max porque no teníamos nadadores también realizar un INC de natación libre en nuestro estudio20. Por lo tanto, no podemos confirmar que elpico 2 durante la prueba amarrada sea similar al que se mide utilizando un protocolo de natación libre. Aunque se ha establecido una correlación entre los dos valores39,40,41, investigaciones previas que compararon los dos ha devuelto hallazgos equívocos. Por ejemplo, Bonen y otros informaron de los valores de2picos de la natación libre y amarradas que eran similares y dentro del rango de variación esperado para la medición repetida de v'O2max40, mientras que Magel y Faulkner encontraron un valor más bajo para la natación amarcada en comparación con la natación libre41. La razón o razones para estos hallazgos dispares no está clara, pero podría reflejar el hecho de que la fatiga muscular local y/o la angustia ventilatoria intervinieron antes de que se alcanzara la entrada de 2max para los nadadores que no estaban acostumbrados a nadar atado en este último estudio42. Independientemente de esta distinción, la investigación futura debe diseñarse para comparar los valores de2picos de V-O para la natación atada y libre durante los inc y los bouts CWR supramaximalde de intensidad severa a Tlim que se utilizan para confirmar que un2pico de V-O medido durante INC es de hecho el máximo de V-O2 que se puede lograr (es decir, "bouts de verificación")42. Del mismo modo, en el transcurso de toda la prueba, es posible que la aplicación de la carga de manera incremental podría dar lugar a diferentes "estrategias adaptativas" por parte de los nadadores en respuesta al aumento de la intensidad en comparación con el aumento de la velocidad durante la natación libre. Por ejemplo, la carga podría alcanzar un nivel más allá del cual se requieren cambios biomecánicos que son diferentes a los que permitirían un patrón de carrera más rápido a medida que aumenta la velocidad durante la natación libre. Esto podría influir en la pendiente de la V-O2-WRy/o en la estimación de la página 2GET y la estimación de la v-O2GET y la de la V-O2RCP. Se requiere más investigación comparando con la natación libre para proporcionar información al respecto.

A diferencia de los aumentos de velocidad que se utilizan para incrementar WR durante las pruebas de NATAción libre INC, hemos demostrado que los aumentos de carga empleados para la natación ateada permiten un aumento gradual, pero rápido en WR. Por lo tanto, avanzamos este tipo de pruebas como un "ergómetro de natación" que se puede utilizar para determinar el v-O2GET,V-O2RCP y la economía del ejercicio de la misma manera que un ergómetro de ciclo se utiliza para realizar un protocolo de rampa suave14. También hemos utilizado esta prueba para medir la respuesta máxima de V-O2; sin embargo, queda por resolver cómo se compara este valor con el2max de la v-O que normalmente se evalúa durante la natación libre.

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Disclosures

Los autores no tienen revelaciones que reportar.

Acknowledgments

Este trabajo fue apoyado por ciper-Fundación para la Ciencia y la Tecnología (FCT), Portugal (UID/DTP/00447/2019) y financiado en parte por la Coordena-o de Aperfei-oamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código Financiero 001", y a la Fundación de Investigación de Sao Paulo - FAPESP (PROCESO 2016/04544-3 y 2016/17735-1). Los autores desean dar las gracias a la asistencia prestada en el muestreo de datos a Joao Guilherme S. V. de Oliveira. Mário A. C. Espada reconoce el apoyo financiero del IPDJ – Instituto Portugués de Deportes y Juventud.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
3-L syringe Hans Rudolph Calibration device
Aquatrainer COSMED Snorkel system/gas-exchange measurement
K4b2 COSMED Portable CPET unit/gas-exchange measurement
N200PRO Cefise Software program for analysis of force signal
Pacer 2 Swim Kulzer TEC Swimming velocity management/underwater LED line
Tether-system Own design Pulley-Rope system/loading management
Tether attachment CEFISE Bracket for attachment to swimmer

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Pessôa Filho, D. M., Massini, D. A., Siqueira, L. O. C., Santos, L. G. A., Vasconcelos, C. M. T., Almeida, T. A. F., Espada, M. A. C., Reis, J. F., Alves, F. B., DiMenna, F. J. A Rapidly Incremented Tethered-Swimming Maximal Protocol for Cardiorespiratory Assessment of Swimmers. J. Vis. Exp. (155), e60630, doi:10.3791/60630 (2020).

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