Efectos del Agua Oxigenada sobre la Fisiología del Ejercicio durante el Esfuerzo Incremental y la Recuperación

INTRODUCCIÓN

La respiración de oxígeno suplementario durante el ejercicio resulta en un
incremento del contenido de oxígeno arterial, una caída en la ventilación
pulmonar, una menor frecuencia cardiaca submáxima y valores de lactato
sanguíneo, y un incremento en el máximo consumo de oxígeno (1-4,6,10-12). Sin
embargo, en función de ser un beneficio, el oxígeno debe ser respirado durante
el ejercicio. Los estudios que investigaron la respiración con oxígeno
suplementario antes o después del ejercicio han mostrado generalmente que esto
tiene poco o ningún beneficio (5, 9,13). La respiración de oxígeno suplementario
durante el ejercicio es obviamente inviable fuera de un laboratorio y puede
evidentemente plantear un problema ético durante la competencia.

En los años transcurridos, han aparecido en el mercado un número de bebidas
que contienen aguas oxigenadas. Se ha anunciado que estas llamadas aguas
“super-oxigenadas” contienen 7-10 veces más O₂ que el agua normal de
grifo. La mayor concentración de oxígeno en estas bebidas implica que se conduce
a un incremento en la absorción de oxígeno a través del cuerpo, resultando en
beneficios similares a aquellos vistos cuando se respira mezclas de gases
hiperóxicos.

En este momento, solo dos estudios han sido conducidos investigando los
efectos del consumo de agua oxigenada sobre el rendimiento. Un estudio no
publicado conducido en 1997 en la Universidad de Mujeres de Texas (3) encontró
que después de ingerir agua oxigenada, los sujetos corrieron a través de un
circuito de 5 km a un promedio de 15 s más rápido comparado a cuando lo hicieron
luego de la ingesta de agua embotellada normal. Los sujetos moderadamente
entrenados en ese estudio (VO₂ máx. > 54 ml/kg/min) tuvieron una
disminución de 31 s en el tiempo de 5 km. Un estudio más reciente conducido por
Jenkins y cols. (7) investigó los efectos del agua oxigenada sobre el porcentaje
de hemoglobina-saturada de oxígeno (Sa O₂) y el rendimiento en el ejercicio
durante una ergometría en bicicleta. Ellos encontraron diferencias
significativas en el valor de la Sa O₂ entre las condiciones de agua oxigenada y
agua embotellada (91.3% vs. 87.3%), pero no encontraron mejoras correspondientes
en el rendimiento de resistencia. Similar al estudio de Duncan (3), sin embargo,
cuando la muestra de sujetos fue dividida por nivel de acondicionamiento físico,
los sujetos con mayor VO₂ máx. (> 47 ml/kg/min) se ejercitaron por 28 s mas de
tiempo y tuvieron valores superiores de Sa O₂ al final de la evaluación de
ejercicio máximo después de consumir el agua oxigenada.

Ya que los estudios precedentes sugieren la posibilidad de mejorar el
rendimiento o de incrementar la capacidad de transportar oxígeno de la sangre
siguiendo al consumo de agua oxigenada, están justificadas investigaciones
adicionales. Ningún estudio evaluó la concentración de lactato sanguíneo o
estudió la recuperación del ejercicio, los cuales son marcadores adicionales del
incremento de la oxigenación sanguínea. El propósito de este estudio fue
comparar los efectos del agua súper oxigenada vs. el agua regular de grifo sobre
la frecuencia cardiaca ( HR), presión sanguínea (BP), y lactato sanguíneo (bLa-)
en respuesta a un ejercicio de máxima capacidad aeróbica (VO₂ máx.), como también
la evaluación de estos parámetros durante la recuperación del ejercicio intenso.

MÉTODOS

Sujetos

Doce individuos de edad universitaria (6 hombres y 6 mujeres) sirvieron
voluntariamente como sujetos en el presente estudio. Todos los sujetos fueron
físicamente activos y libres de cualquier lesión o enfermedad que los podría
imposibilitar de participar en el estudio. Previo al comienzo de cualquier
procedimiento, cada sujeto dio informe de consentimiento. El protocolo de
investigación fue previamente aprobado por el Comité de Revisión para la
Protección de Sujetos Humanos.

Procedimientos

El estudio fue conducido utilizando un diseño doble ciego cruzado. La muestra
de sujetos fue separada en dos grupos con 6 sujetos en cada grupo. Los grupos
posteriormente fueron asignados a beber ya sea 500 ml de agua súper oxigenada (AquashRush,
Couer d’ Alene, ID) o agua regular de grifo. Los sujetos posteriormente se
sentaron en una silla durante 5 minutos mientras fueron registrados los
siguientes parámetros: HR, BP, bLa-, y VO₂. Posteriormente fue realizada una
evaluación incremental sobre una cinta ergométrica, utilizando el protocolo de
Bruce modificado. Las modificaciones del protocolo de Bruce incluyeron una etapa
inicial de 2.7 km/h con 0% grados. Al final de cada etapa y en el ejercicio
máximo se colectaron HR, BP, VO₂, y la escala de esfuerzo percibido. El lactato
sanguíneo fue medido durante el segundo minuto de la primera etapa. Luego de que
los sujetos alcanzaran la fatiga volitiva, la cintaergómetro fue inmediatamente
retornada a la etapa inicial (2.7 km/h, 0% grados) y los sujetos completaron una
segunda evaluación máxima utilizando procedimientos idénticos. Después de
completar la segunda evaluación máxima, el bLa^– fue medido dentro de los 2
minutos de la recuperación. Después de una semana, los sujetos regresaron al
laboratorio y completaron el mismo protocolo usando la condición opuesta.

Instrumentación

El VO₂ fue medido usando un circuito espirométrico abierto, la BP fue medida
en el brazo izquierdo a través de auscultación, y la HR fue registrada
utilizando radiotelemetría. La escala de Borg (rango 6:20) fue usada para
determinar las mediciones RPE. El lactato sanguíneo se medió utilizando un
analizador de lactato Yelow Springs Instruments sobre muestras de sangre capilar
obtenidas desde el extremo de un dedo.

Análisis Estadístico

Los datos demográficos fueron resumidos usando estadística descriptiva
estándar. Las diferencias entre condiciones y las etapas de las evaluaciones
fueron evaluadas utilizando mediciones repetidas de ANOVA. La significación
estadística fue aceptada a un alfa de p<0.05. Los datos son presentados como medias ± DS.

RESULTADOS

Las características descriptivas de los doce sujetos que participaron del
estudio son presentadas en la Tabla 1.

Tabla 1. Características descriptivas de los sujetos

Las variables HR, SBP, DBP, RPE, y bLa^– fueron evaluadas en varios puntos de
principio a fin de cada sesión. Debido a que todos los sujetos completaron un
mínimo de tres etapas submáximas, los datos son presentados para los valores de
reposo, etapas 1-3, y ejercicio máximo. Los datos para HP, SBP, y DBP son
presentados en la tabla 2. Los datos para RPE, VO₂, y bLa^–
son presentados en la tabla 3. Los tiempos para alcanzar el agotamiento para las condiciones de agua de
grifo y agua súper oxigenada fueron de 15.80 ± 1.53 min y 16.00 ± 1.54 min para la
primera evaluación de la secuencia y 14.70 ± 1.97 min y 14.90 ± 2.02 min para la
segunda evaluación de la secuencia, respectivamente. No hubo diferencias
significativas (p>0.05) entre condiciones para ninguna de las variables en
ninguno de los puntos evaluados.

Tabla 2. Media de los datos para (HR), presión sanguínea sistólica (SBP), y
presión sanguínea diastólica (DBP) entre condiciones de agua envasada (placebo)
y agua súper oxigenada (tratamiento) .
*SBP y DBP no fueron medidos en el esfuerzo máximo debido a la dificultad en
conseguir mediciones exactas

Se notificó que el agua usada en el presente estudio (Aquarush) contiene diez
veces más oxígeno que el agua envasada. El laboratorio de Toxicología Acuática
de la Universidad de Wisconsin – La Crosse evaluó el contenido de oxígeno de
tres botellas separadas de Aquarush y tres muestras de agua de grifo. El
Aquarush contenía un promedio de 13.5 ml O₂/L y el agua de grifo 4.8
ml O₂/L.
Por ello el Aquarush utilizado en el presente estudio tenía solo aproximadamente
tres veces más oxígeno que el agua envasada.

Tabla 3. Promedio de los datos para escala de esfuerzo percibido (RPE),
consumo de oxígeno (VO₂), y lactato sanguíneo (bLa^–) entre condiciones de agua
embotellada (placebo) y el agua súper oxigenada (tratamiento).
*El lactato sanguíneo fue medido solo en reposo, durante la etapa 1 de la
primera evaluación, y al nivel máximo de ejercicio para ambas evaluaciones.

DISCUSIÓN

Este estudio encontró que el consumo de agua súper oxigenada no posee efectos
sobre los valores de reposo de HR, BP, o bLa^–. Similarmente no hubo efecto sobre
las variables HR, BP, o bLa^– durante el ejercicio submáximo o máximo. Tampoco
hubo alguna diferencia en el tiempo hasta el agotamiento. La segunda evaluación
máxima fue conducida inmediatamente después de l primera evaluación para
investigar los efectos del agua súper oxigenada sobre la recuperación. Si el
oxígeno adicional hubiera llegado a la sangre y se hubiera liberado a los
tejidos debería haber reducciones de la HR y bLa^–, e incrementos en el VO₂ máx.
y el tiempo de ejercicio a lo largo de la segunda evaluación. No hubo
diferencias entre condiciones. Aparentemente, los niveles de oxigenación
sanguínea estuvieron ya sea no elevados o no elevados de forma suficiente para
afectar significativamente la liberación de oxígeno a los tejidos o el
metabolismo de los tejidos.

Los resultados de este estudio contrastan con los hallazgos de Duncan (3) y
Jenkins y cols. (7), quienes encontraron que el agua oxigenada posee un efecto
benéfico sobre el rendimiento. Duncan encontró una mejora del promedio del grupo
experimental de 15 s para recorrer un circuito de 5 km, y una mejora de 31 s en
los sujetos más aptos. Similarmente Jenkins y cols. encontraron que sujetos
moderadamente aptos (VO₂ máx.> 47/ml/kg/min) se ejercitaron 28 s más durante una
evaluación de ejercicio máximo, después de consumir agua oxigenada. Los autores
del último estudio sugirieron que el abastecimiento extra de oxígeno a través
del agua pudo haber incrementado la saturación de oxígeno de la hemoglobina (Sa
O₂), ya que la Sa O₂ sanguínea puede estar comprometida en sujetos modera a
altamente entrenados (2). Ocho sujetos en el presente estudio tuvieron un VO₂
máx. superior a 47 ml/kg/min. Los análisis de subgrupos no encontraron
beneficios significativos atribuibles a la ingesta de agua oxigenada en estos
sujetos.

Muchos interrogantes deben ser tratados, concernientes al potencial beneficio
de consumir oxígeno. Un interrogante se centra alrededor de la absorción del
oxígeno en el agua y si esta llega o no a la sangre arterial. Una vez consumida
el agua es absorbida en el fluido sanguíneo a través del epitelio intestinal. Es
altamente probable que las células en el intestino consumen el oxígeno extra.
Aún así, si el oxígeno llega a ser absorbido, sería absorbido en la sangre
venosa, dónde, para la oxigenación tomaría la ruta de regreso a los pulmones, no
hacia los músculos activos. Tan pronto como la sangre pasa a través de los
pulmones, en primer lugar podría liberar el oxígeno extra a la membrana
alveolar, o más posiblemente, en el proceso de conseguir una presión parcial
sanguínea de oxígeno característica, no necesite incrementarse en igual grado
que el oxígeno en los pulmones

El segundo cuestionamiento en importancia concierne a la baja cantidad de
oxígeno que verdaderamente posee el agua. Basados en nuestros cálculos, si el
AquaRush tuviese niveles de oxígeno “diez veces superiores al agua de grifo que
usted está tomando en su casa”, una botella de 500 ml podría contener
aproximadamente 24 ml de oxígeno adicional. En reposo, si esta cantidad de
oxígeno entrase enteramente al sistema de una vez (lo cual no es posible, ya que
el agua es absorbida a lo largo de un periodo de tiempo), podría proveer
aproximadamente el 10% de las necesidades de oxígeno por 1 minuto. A máximos
niveles de esfuerzo, los 24 ml de oxígeno adicionales podrían proveer menos del 1%
de las necesidades de oxígeno para realizar ejercicio durante un minuto. Esto
contrasta con la respiración de oxígeno al 100% durante el ejercicio, en dónde
un adicional de 70 ml de oxígeno es liberado a los tejidos cada minuto (8).

La cantidad de oxígeno que esta en las bebidas oxigenadas, en comparación con
los anuncios realizados por los fabricantes también parece que son exageradas. Nuestro
análisis encontró que el agua oxigenada contenía solo 3 veces mas oxígeno que el
agua envasada (versus la cantidad de 10 veces como se anunció). Esto traslada a
solo 6.7 ml de oxígeno adicional para una botella de medio litro de agua súper
oxigenada. Es posible que parte del oxígeno extra contenido en la bebida oxigenada pudo haberse
difundido fuera mientras el producto estuvo en el mostrador para la venta, o el
oxígeno pudo haberse difundido fuera de la solución cuando la botella fue abierta.
Sin embargo, las tres botellas fueron analizadas inmediatamente después de
ser abiertas, y en un sentido práctico, las botellas deberían ser abiertas antes del
consumo. Otra posibilidad es que pueda existir alguna otra molécula en el agua
que ligue oxígeno adicional, haciéndose incuantificable por los métodos
tradicionales. Ya que los mecanismos a través de los que el agua adicional es
infundida en el agua, son definidos por los fabricantes, como tecnología propia,
esta área permanece en especulación.

CONCLUSIÓN

Basados en los resultados de este estudio, aparentemente no hay evidencia
para sostener los anuncios que ingerir agua súper oxigenada incrementa el
rendimiento o incrementa la recuperación del ejercicio exhaustivo.
Adicionalmente, pueden ser exagerados los anuncios del fabricante acerca de que este producto contiene
7-10 veces más oxígeno que el agua envasada.

Agradecimientos: Este estudio fue financiado por el Consejo Americano
del Ejercicio.

REFERENCIAS

1. Bannister, R.G., Cunningham, D.J.C (1954). The effects on the respiration and performance during exercise of adding oxygen to the inspired air. J Physiol; 125: 118-137

2. Dempsey, J.A (1986). Is the lung built for exercise?. Med Sci Sports Excer; 18: 143-155

3. Duncan, J (1997). Fluid replacement during exercise: psychological, physiologic and biochemical benefits of oxygenated enhanced water. Texas Woman’s University, Center for Research on Women’s Health

4. Ekblom B, Huot R, Stein M, Thorstensson AT (1975). Effect of changes in arterial oxygen content on circulation and physical performance. J Appl Physiol; 39 (1): 71-75

5. Elbel, E., Ormond, D., Close. D (1962). Some effects of breathing oxygen before and after exercise. J Appl Physiol;16 (1): 48-52

6. Hughes, R., Clode, M., Edwards, R., Goodwin, T., Jones, N (1968). Effects of inspired O2 on cardiopulmonary metabolic responses to exercise in man. J Appl Physiol; 24 (3): 336-347

7. Jenkins. A,, Moreland, M., Waddell, T.B., Fernhall, B (2002). Effect of oxygenized water on percent oxygen saturation and performance during exercise. Med Sci Sports Excer; 33(5): S167

8. McArdle, W., Katch, F., Katch, V (1996). Exercise physiology: energy, nutrition, and human performance. 4th edition. Baltimore MD: Williams and Wilkins

9. Robbins, M., Gleeson, K., Zwillich, C (1992). Effect of oxygen breathing following submaximal and maximal exercise on recovery and performance. Med Sci Sports Exerc; 24 (6): 720-725

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11. Welch, H.G (1982). Hyperoxia and human performance: brief review. Med Sci Sports Exerc; 14(4): 253-262

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13. Winter, F.D., Snell, P.G., Stray-Gundersen, J (1989). Effects of 100% oxygen on performance of professional soccer players. JAMA;262 (2): 227-229