¿Cuánto Beber durante los Esfuerzos de Endurance? – Parte 1

Desde el equipo del IEWG buscamos progresar continuamente, y eso implica que tratemos de hacer las cosas de otra manera para poder así obtener resultados diferentes, que quizás no sean los que esperamos, pero seguro nos acercarán al éxito, aunque haya que pasar algún fracaso transitorio.

Es así que actualmente buscamos hacer foco en las aplicaciones prácticas de muchas herramientas que encontramos tanto en la literatura científica, así como en las cosas que probamos continuamente en el campo.

En este caso nuestro objetivo es plantear esta pregunta en relación a que es lo que verdaderamente sabemos en la actualidad acerca de la hidratación durante el esfuerzo. En esta primera parte de esta nota en donde claramente buscaremos responder esta pregunta les presentaremos algunos fundamentos y una perspectiva histórica que consideramos importante.

Como introducción los alentamos a leer estas dos notas que preparamos hace algún tiempo relacionadas a este muy interesante tópico:

El Daño Muscular como Factor Clave del Rendimiento Deportivo en Pruebas de Resistencia

Un Nuevo Enfoque de la Deshidratación y el Rendimiento

Termorregulación en el Ser Humano

Notablemente entre los mamíferos el ser humano es por lejos el que mayores tasas de sudoración es capaz de lograr durante el trabajo físico. En la literatura (Figura 1) hay muchos reportes de tasas de sudoración del humano que realiza ejercicio en condiciones de campo y laboratorio, y tal como se aprecia en los datos propios que les presentamos en la Tabla 1, el ser humano puede alcanzar tasas de sudoración tan altas como de 2 a 3 L/hora e incluso más.

Figura 1. Tasas de sudoración en cada grupo desde la condición experimental No Fluid sin aporte de fluidos, a en la que se ingirió la mayor tasa de fluidos (1,2 L/hora). Dados de Mountain y Coyle (1992).

Deporte/Evento	% de Deshidratación	Tasa de Sudoración (L.h-1)	Tasa de Ingesta de Fluidos (L.h-1)
Carrera de aventura (10 y 21 km) – La Cumbrecita 2010	2,0±0,9 (4,0–0,2)	1,1±0,4 (1,7–0,6)	0,4±0,2 (1,0–0,0)
Carrera de aventura (10 y 21 km) – Nono 2010	2,0±0,9 (4,5–0,2)	1,1±0,4 (1,7–0,3)	0,2±0,1 (0,5–0,0)
Entrenamiento de ciclismo†	3,3±1,0 (4,9–1,9)	3,3±1,0 (5,5– 1,6)	-----
Entrenamiento de Natación	0,8±0,2 (1,2–0,5)	0,7±0,4 (1,6–0,4)	0,2±0,3 (0,5–0,0)
Entrenamiento de Carrera/running	1,0±0,4 (1,9–0,4)	0,9±0,5 (2,1– 0,3)	-----
Competición de rally mountain bike	2,2±0,8 (3,3–1,6)	1,2±0,3 (1,6–0,8)	0,4±0,2 (0,7–0,2)

Tabla 1. Niveles de deshidratación alcanzados por deportistas de resistencia de diferentes niveles y deportes. Rally mtb: competición de mountain bike llevada a cabo principalmente por caminos abiertos de pendiente variable. Los datos son expresados como valores medios±desvío estándar, entre paréntesis se indica el intervalo de valores máximo y mínimo mediddos. † Estos resultados han sido publicados en: http://g-se.com/es/hidratacion-deportiva/articulos/percepcion-subjetiva-de-la-deshidratacion-hay-una-relacion-entre-la-deshidratacion-real-y-la-percibida-1225.

Esta elevadísima tasa de sudoración que son capaces de lograr los seres humano cuando realizan trabajo físico les permiten a diferencia de otros mamíferos como el león cazar al mediodía en el calor seco de la sabana africana. Brevemente repasamos a continuación algunas de las ventajas del cuerpo y la fisiología del ser humano moderno.

Bipedestación

Sin la protección de los árboles de los bosques, ocurrida por cambios climáticos, la forma más efectiva de reducir la carga térmica por radiación solar es pararse y caminar erecto. Así la bipedestación reduce el área superficial expuesta en forma directa a la radiación solar en forma marcada (Wheeler, 1993). Además, sube al cuerpo a un microclima más fresco donde se incrementa el flujo de aire. Así es posible perder más calor a través de la convección, el proceso a través del cual el aire más frío que recorre la piel es calentado, llevándose así calor del cuerpo.

De este modo, en temperaturas típicas del aire de la sabana africana (35 a 40°C), los humanos primitivos podían buscar comida a cualquier hora sin la necesidad de enfriarse descansando en la sombra (Wheeler, 1988). La bipedestación le permitió a los humanos recolectar el alimento al mediodía. Por el contrario, los otros mamíferos como el león o el leopardo, que son cuadrúpedos y tienen una capacidad inferior para controlar su temperatura corporal por que no sudan, deben esconderse en las sombra de los árboles y evitar el ejercicio (cazar) en el calor del mediodía.

De este modo, la bipedestación solucionó el problema más estresante de los ambientes ecuatoriales abiertos: la ganancia de calor a partir de la radiación solar directa (Wheeler, 1984).

Sudoración

Los seres humanos sudan de manera más profusa que cualquier otra criatura viviente, de hecho, son relativamente pocos los mamíferos que sudan (Noakes, 2012). Entre estos mamíferos se encuentran el caballo, el camello, y ciertos antílopes africanos. Las altas tasas de sudoración que pueden lograr los humanos (> 3 L/h, aunque la variabilidad interindividual es muy grande) requieren que la concentración de glándulas sudoríparas en la piel sea sustancialmente mayor a la de otros mamíferos. No obstante, los humanos no están tan bien adaptados para ejercitarse en el tipo de calor presente en los bosques o junglas, en los cuales la humedad es elevada (~100 %). Pero la bipedestación y su capacidad de sudoración única le permiten lograr rendimientos excepcionales en condiciones ambientales cálidas y secas.

El organismo humano regula muy bien su temperatura central, no obstante es una máquina relativamente ineficiente, ya que el 75% de la energía liberada durante el esfuerzo se pierde como calor, que debe ser transportado desde el centro del cuerpo hacia la periferia, para ser finalmente transferido a la atmósfera con el sudor. Tal como se aprecia en la Figura 2, la producción de calor se incrementa linealmente con la intensidad del esfuerzo.

Figura 2. Relación entre el gasto energético, la producción de calor y la intensidad del esfuerzo expresada en consumo de oxígeno (VO₂) en litros sobre minuto. Datos de Robergs (2006).

El costo de la sudoración es que le quita agua al cuerpo, y promueve la pérdida de fluidos, causando así lo que ha sido denominado deshidratación voluntaria. El objetivo de la sudoración cuando se expone el organismo al calor es mantener la temperatura corporal por debajo de 40 °C. La gran capacidad de nuestra especie para sudar profusamente limita severamente nuestra capacidad de sobrevivir sin agua en condiciones cálidas. Esto significa que la sudoración debe proporcionar una ventaja de supervivencia decisiva (Noakes, 2012).

La sudoración le provee al humano del mayor “radiador” de los mamíferos. Como resultado de esto, los humanos tienen la mayor capacidad entre los mamíferos para correr en el calor seco (Dill, 1938; Schmidt-Nielsen, 1964).

Los Humanos Tienen muy poco Pelo

Tal como la sudoración, la función principal del pelo corporal es termorregulatoria, por lo que su reducción ha implicado una ventaja decisiva. La desventaja termorregulatoria de una capacidad reducida de reflejar el calor radiante del sol causada por la falta de pelo debe ser compensada por otra ventaja más valiosa. La ventaja clave es probablemente la capacidad de perder calor más efectivamente a través de la sudoración, ya que la sudoración profusa le proporciona al humano la mayor capacidad de pérdida de calor de todos los mamíferos (Noakes, 2012).

Los Humanos Poseen un Diseño Lineal, son más Altos que 1 m y son más Pesados que otros Mamíferos

El incremento en la linealidad, tal como en la bipedestación, constituye una adaptación que conserva agua para los humanos que habitan en ambientes cálidos y áridos. Por otro lado, una mayor masa corporal está asociada con un incremento del contenido de agua corporal total (TBW, o total body water). Además, una mayor área superficial de piel incrementa la capacidad de eliminar calor a través de la convección y la evaporación (sudoración), lo que resulta en un ahorro de agua (Wheeler, 1993).

Destacar por último que la vegetación de la sabana africana va desde 25 a 150 cm. Así, una ventaja importante de ser alto es que el movimiento de aire es mayor y las temperaturas más bajas por encima de 150 cm del piso.

Perspectiva Histórica

Notablemente prácticamente todo lo que nos han ensañado y que podemos encontrar plasmado tanto en libros, artículos científicos, y notas divulgativas en relación a la hidratación durante el esfuerzo se basa en una serie de trabajos científicos realizados a partir de la década del 70’ en condiciones de laboratorio. En base a esto planteamos a continuación algunos aspectos sobre los que hay consenso en la actualidad:

1) Deshidratarse en más de un 2% durante el esfuerzo conduce a pérdidas del rendimiento muy significativas.

2) Hay una alta correlación entre los niveles de deshidratación alcanzados y la temperatura central durante y al final de las pruebas de endurance. Mayor deshidratación implica mayor temperatura central y mayor riesgo de golpe de calor.

3) Los atletas deberían beber idealmente tanto como sea posible durante el esfuerzo, y hasta equiparar su tasa de sudoración con la ingesta de fluidos.

4) Las bebidas deportivas son la opción ideal para la hidratación durante el esfuerzo ya que su contenido de sodio evita que se produzca la condición peligrosa para la salud conocida como hiponatremia inducida por el ejercicio.

5) La deshidratación mayor a un nivel de 2% implica una pérdida muy grande de agua corporal para el organismo, esto conduce de acuerdo al Modelo Cardiovascular de la Termorregulación, a menores tasas de sudoración, menor pérdida de calor corporal, incremento de la temperatura central, pérdida de rendimiento, y riesgo incrementado de sufrir lo que se ha denominado “enfermedades por calor”.

Es digno de mención que los diseños de muchos de los estudios de la literatura en los que se han basado científicos del deporte y académicos para enseñarnos que el límite de seguridad a alcanzar durante el esfuerzo es el 2% tienen diseños experimentales que no reproducen las condiciones que verdaderamente enfrenta el humano cuando se esfuerza en competiciones reales. Incluso los resultados de varios de estos trabajos nos confirman que efectivamente la maquinaria termorregulatoria humana es tremendamente efectiva para trabajar en condiciones de calor seco. A pesar de que los diseños de algunos de estos estudios parecen haber sido preparados para resaltar cualquier punto débil en la fisiología de la termorregulación humana, notablemente los sujetos de estos estudios los completaron sin ningún síntoma de golpe de calor ni condición médica que les impidiera continuar trabajando.

Analicemos a continuación el que fue el primer estudio de la historia que fue apoyado por una empresa (Gatorade) y fue realizado por un laboratorio independiente.

“Fluid Ingestion during Distance Running”

David L. Costill y sus colaboradores (Costill, Kraemer, et al., 1970) evaluaron a cuatro maratonistas experimentados quienes corrieron al 70% de su VO₂ máx. durante 2 horas en condiciones ambientales moderadas (24,8-25,6 °C, HR: 49-55%). Los corredores trabajaron en tres condiciones diferentes, en una no ingerían fluidos (no fluids), mientras que en las otras dos condiciones ingerían 100 mL de agua o de bebida deportiva (Gatorade, cuya concentración de glucosa era de 4,4% en ese momento) cada 5 minutos durante los primeros 100 minutos de una carrera de 120 min. Este diseño experimental falla en no incluir a una condición más, la de ingesta de fluidos ad libitum o a voluntad, un grupo experimental que de manera característica debería ser incluido en esta clase de estudios. La tasa de ingesta de fluidos en los dos últimos casos era de 1200 mL/hora. Un aspecto clave a tener en cuenta es que la velocidad del aire producida por los ventiladores que se utilizaron en el laboratorio para enfriar a los corredores fue de 5,7 km/h, que es una velocidad claramente inferior a los 18 a 19 km/h a los que estos corredores corrían habitualmente, además del notable efecto que tiene correr a estas velocidades al aire libre respecto a en el laboratorio. Los efectos fisiológicos y sobre el rendimiento del humano en ejercicio de esta diferencia marcada tanto en la velocidad del aire, así como en el movimiento del mismo entre las condiciones de laboratorio y campo ha sido medido y reportado en la literatura (Saunders, Dugas, et al., 2005).

El nivel de los sujetos del trabajo de David L. Costill era muy alto, uno de ellos fue ganador de la maratón de Boston en 1968. Es para destacar que logró esto sin beber ningún tipo de fluidos durante las más de dos horas que le implicó ganar esa competencia (Noakes, 2012), algo habitual en aquella época para los atletas de elite, como se destacó previamente.

Los investigadores encontraron que después de los 70 min del experimento, la temperatura rectal de los corredores aumentó significativamente (Figura 3) más cuando no ingirieron fluidos. Al final de los 120 min, la temperatura rectal fue de 39,4±0,9 °C cuando los sujetos no ingirieron fluidos, 38,7±0,6 °C cuando ingirieron agua, y 38,6±0,8 °C cuando bebieron Gatorade.

De manera notable, las tasas de sudoración fueron las mismas en todas las condiciones. Este, el primer trabajo de la historia de la fisiología del ejercicio apoyado por una empresa y realizado en un laboratorio independiente, presenta evidencia experimental en contra de algo que en la actualidad continúa enseñándose, esto es, que la deshidratación disminuye la tasa de sudoración. En el presente trabajo la tasa de sudoración de estos corredores de alto nivel no fue afectada por la deshidratación cuando no ingirieron ningún fluido durante 120 minutos de ejercicio realizados al 70% del VO₂ máx.

Es digno de mención que contemplando que la sudoración constituye el mecanismo principal para la pérdida de calor en los humanos, la deshidratación inducida por el ejercicio no alteró la capacidad de estos corredores de eliminar el calor corporal durante el experimento. Por lo tanto, la mayor temperatura rectal al final del ejercicio que experimentó el grupo que no ingirió fluidos no fue causada por una desmejora en la capacidad de sudoración (Noakes, 2012). Así, el hecho de no beber durante el ejercicio no causó el incremento en la temperatura corporal reduciendo la tasa de sudoración como consecuencia de la disminución del flujo sanguíneo a la piel, tal como propone lo que se conoce como Modelo Cardiovascular de la Termorregulación durante el Ejercicio (Noakes, 2012).

Figura 3. Respuesta de la temperatura rectal durante 2 horas de ejercicio de laboratorio en sujetos que bebían nada (no fluids, en círculos negros), bebían agua (water, círculos blancos) o Gatorade (5 % glucose solution, círculos grises). Dados de Costill et al. (1970).

Es para destacar que los autores plantearon que luego de 5 o 6 ingestas de fluidos los corredores experimentaron sensaciones de estómago lleno. Y a partir del min 100 de ejercicio se hizo evidente que continuar la ingesta de fluidos se iba a hacer intolerable. Los investigadores midieron con una sonda el contenido de fluido en el estómago de los corredores, y al final del ejercicio todavía tenían 340 mL de fluido a pesar de que no habían bebido durante los últimos 25 min (Noakes, 2012). Lo que explica su disconfort a partir del min 75 del experimento.

Notablemente, este hallazgo fue ignorado por aquellos científicos y profesionales que utilizaron los resultados de este estudio para alentar a los atletas a beber a tasas de 1,2 L/h o incluso más altas (1,8 L/h) durante el ejercicio, o incluso a la máxima tasa que pudiera ser tolerada (Convertino, Armstrong, et al., 1996), en la recomendación que conocemos como “drink as much as posible” para lograr equiparar la tasa de sudoración a la ingesta de fluidos.

Uno de los hallazgos clave de este estudio conducido cuidadosamente fue que cuando no ingirieron fluido alguno, los corredores no sufrieron enfermedades por calor, golpe de calor, calambres musculares, ni hiponatremia, ni sus temperaturas fueron anormalmente elevadas. Además pudieron completar las dos horas de un ejercicio bastante demandante, en condiciones subóptimas de convección (la velocidad del aire era mucho menor que en condiciones outdoor, y la masa de aire a la que se exponen los deportistas es también notablemente menor en el laboratorio que al aire libre) con temperaturas rectales justo por encima de 39 °C sin ningún efecto adverso aparente.

Hay dos aspectos adicionales muy importantes a tener en cuenta, uno está relacionado a la regulación del ritmo (pacing) y el otro a la convección. En el presente estudio los sujetos trabajaron a una intensidad constante que no se modificó durante los 120 min y que fue fijada por los investigadores. Pero este no es el modo en el que los atletas se ejercitan en la vida real. Por el contrario, el atleta establece su propio ritmo, el cual varía durante la prueba y es establecido inicialmente en base al conocimiento previo sobre cuánto tiempo el deportista espera ejercitarse. Este ritmo es establecido por el cerebro, por lo que este método de valoración (con ritmo fijo) no le permite al cerebro del atleta alterar su comportamiento si por ejemplo, desea reducir la tasa de acumulación de calor durante el ejercicio en condiciones cálidas (Noakes, 2012).

El otro aspecto clave, sobre el que se hizo mención previamente está relacionado a la convección. En el laboratorio no se logra un apropiado movimiento del aire. El mismo enfría al deportista incrementando la tasa a la cual el aire más frio se mueve sobre la piel llevándose calor del cuerpo por convección. El mismo Costill puedo comprobar comparando datos de laboratorio con mediciones realizadas en maratones al aire libre que a la misma velocidad, los corredores sudaban más en el laboratorio que en el campo (Noakes, 2012).

Algunas Conclusiones

Está fuera del alcance de esta breve nota revisar muchos de los trabajos que al parecer han llevado al consenso actual que notablemente no está basado en la evidencia en relación a la hidratación durante el esfuerzo, no obstante dejamos en las referencias una serie de artículos que le serán útiles al interesado en profundizar en estos temas. Sobre estos aspectos concretos, así como sobre las aplicaciones práctica para el entrenador de campo y el atleta de endurance nos concentraremos en la parte II del blog, y terminamos a continuación destancado los puntos en común de muchos de estos trabajos científicos llevados adelante luego del descubrimiento de la primer bebida deportiva.

Aquí los aspectos en común de muchos de los estudios que han estudiado los efectos fisiológicos y sobre la deshidratación del ejercicio:

1) Utilizan protocolos no ecológicamente válidos (time to exhaustion).

2) Imponen ritmos fijos (no hay pacing).

3) Utilizan convección deficiente.

4) No pueden separar el efecto de los métodos para inducir deshidratación de la deshidratación per se (sauna, privación de ingesta de fluidos, etc.).

5) Utilizan grupo experimental No Fluids.

6) No hay grupo experimental Ad Libitum.

7) Proponen una ingesta de fluidos predeterminada que el atleta no utiliza en el mundo real (drink as much as possible).

Esperamos a toda la comunidad de profesionales y atletas IEWG en la parte II la semana siguiente!.

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