Estimación del VO2máx Para Mujeres Adultas Mayores

Nunes RAM, Castro JBP, Machado AF, Silva JB, Godoy ES, Menezes LS, Bocalini DS, Vale RGS. Estimación del VO2máx Para Mujeres Adultas Mayores. JEPonline 2016;19(6):180-190. El objetivo de este estudio fue desarrollar y validar un modelo de estimación de VO2máx basado en el umbral ventilatorio submáximo en un protocolo de prueba ergométrico en mujeres adultas mayores. Los sujetos consistieron en 130 mujeres que tenían 60 años de edad o más. Cada sujeto fue probado en un cicloergómetro usando un protocolo incremental máximo. Los sujetos fueron asignados aleatoriamente a uno de dos grupos: grupo A (estimación) y grupo B (validación). Las variables independientes fueron la masa corporal en kilogramos (masa corporal), el segundo umbral de carga de trabajo (UC2) y la frecuencia cardíaca en el segundo umbral (FCU2). El método de validación cruzada se utilizó en el grupo B, con el grupo A sirviendo de base para el modelo y el conjunto de datos de validación. Se aplicó un modelo de regresión lineal múltiple a los resultados para predecir el VO2máx (VO2máx = 32.158 + 0.22 (UC2) - 0.333 (masa corporal) - 0.016 (edad) en mLO2•kg-1•min-1; r = 0.998 y SEE = 0,311 mLO2•kg- 1 •min- 1). La validación de este modelo se confirmó mediante el análisis de concordancia de Bland y Altman. Este modelo demuestra la capacidad de estimar el VO2máx con un error mínimo (SEE <1,00) basado en los indicadores del umbral ventilatorio obtenidos a partir de pruebas incrementales de mujeres adultas mayores sanas no deportistas.

INTRODUCCIÓN

Antes de iniciar un programa de actividad física, es importante que los adultos mayores obtengan recomendaciones de un profesional médico que se basan en un test de esfuerzo máximo realizado como parte de un análisis de diagnóstico anual. Para mantener el acondicionamiento físico y el estado físico general, es importante que los tests no sean un esfuerzo máximo para minimizar los riesgos inherentes asociados con el ejercicio de carga máxima (16). Se debe tener cuidado al prescribir un programa de acondicionamiento físico a este grupo de edad (24,32) porque las enfermedades cardiovasculares representan la principal causa de mortalidad de los adultos mayores (34).

La evaluación de la capacidad cardiorrespiratoria en los adultos mayores tiene los mismos objetivos principales que para los adultos no mayores, es decir, definir el grado de riesgo asociado a cada carga de trabajo y establecer los niveles de intensidad apropiados para la actividad física. En consecuencia, un programa de acondicionamiento físico debe proporcionar a un profesional de la salud suficiente información para planificar actividades físicas apropiadas basadas en las necesidades de una persona mayor (17).

El tipo y protocolo del test pueden ser modificados según sea necesario. Al evaluar personas mayores, por ejemplo, la evaluación debe comenzar a un nivel de intensidad más bajo debido a la baja capacidad aeróbica máxima total (VO₂máx) del grupo de edad. Además, el examinador puede desear acortar la duración del test para evitar aumentar la fatiga y puede utilizar un cicloergómetro de extremidades inferiores para monitorizar el electrocardiograma, la presión arterial y la frecuencia cardiaca (30). El VO₂máx representa la mayor cantidad de oxígeno que el cuerpo de una persona puede capturar, transportar y usar para los músculos requeridos, en asociación con otros parámetros fisiológicos, neurológicos y musculares (15,19). Así, el VO₂máx es un parámetro importante a tener en cuenta al prescribir ejercicio físico (26).

A lo largo del progreso de envejecimiento, es probable que el VO₂máx de un individuo disminuya en promedio aproximadamente 0,4 mL·kg-1·min-1 al año. Debido a que la disminución del VO₂ es equivalente a aproximadamente 3,5 mL·kg-1·min-1 en menos de una década, se pierde 1 equivalente metabólico de la tarea (EMT) relativo al valor del VO₂máx (3).

La medición del VO₂máx facilita la prescripción eficiente del ejercicio y permite una evaluación precisa del acondicionamiento físico del individuo. Esta evaluación puede estar influenciada por variables que afectan al ejercicio submáximo, tales como las variables hemodinámicas, metabólicas y pulmonares. Estas variables adicionales pueden y deben ser utilizadas como parte de la evaluación del acondicionamiento físico y la prescripción del entrenamiento físico (8,18).

El umbral se basa en la observación de nuevos fenómenos en la respuesta metabólica del cuerpo al ejercicio de una intensidad progresivamente creciente. Este umbral, llamado evento de modificación, es un cambio relativamente abrupto en la relación entre el incremento ventilatorio y el consumo de oxígeno (29). De esta manera, el consumo de oxígeno (VO₂) durante el ejercicio de esfuerzo máximo y el umbral ventilatorio (UV) se convierten en indicadores de referencia para medir la capacidad pulmonar (14). Es importante destacar que se han probado nuevos protocolos submáximos para la estimación del VO₂máx mediante la identificación del umbral ventilatorio utilizando metodologías simples (1,8,12,18,22,28).

Teniendo en cuenta lo anterior, este estudio tuvo como objetivo diseñar un protocolo de prueba ergométrica y desarrollar un modelo de ecuación para la estimación del VO₂máx en mujeres adultas mayores no deportistas basado en el umbral ventilatorio submáximo, minimizando así los riesgos cardiovasculares asociados con el test de esfuerzo máximo en esta población.

MÉTODOS

Sujetos

La muestra estaba compuesta por 130 mujeres de edades comprendidas entre 60 y 77 años. Las participantes fueron evaluadas de marzo de 2014 a febrero de 2016. Los sujetos fueron divididos al azar en dos grupos: Grupo A (estimación), con 98 sujetos (edad: 65,31 ± 4,31 años; altura: 1,59 ± 0,52 m; masa corporal: 63,18 ± 4,32 kg; IMC: 25,06 ± 2,11 kg·m-2) y Grupo B (validación), con 32 sujetos (edad: 65,33 ± 4,88 años; altura: 1,58 ± 0,41 m; masa corporal 62,34 ± 4,14 kg; IMC: 25,02 + 2,14 kg·m-2).

Para ser incluido en el estudio, un sujeto tenía que cumplir los siguientes criterios de inclusión: mujer sana y no deportista que tuviera 60 años de edad o más. Se excluyeron a las mujeres con enfermedades pulmonares o endócrino-metabólicas, aquellas con anomalías músculo-esqueléticas y aquellas que utilizaron medicación alteradora del rendimiento o no pudieron adaptarse al ergómetro.

Procedimientos

Antes de someterse al test de esfuerzo, todos los sujetos recibieron un examen clínico, fueron informados verbalmente y por escrito sobre los procedimientos del test, los riesgos y los beneficios, y fueron invitados a participar. Aquellos que estuvieron de acuerdo en participar firmaron un formulario de consentimiento informado según las directrices relativas a la investigación humana delineadas en la Declaración de Helsinki (33). Se les pidió a los sujetos que durmieran toda la noche el día anterior al test y que no participaran en actividades físicas de alta intensidad. El día de la evaluación, los sujetos no debían consumir alimentos o cafeína durante 2 horas antes del test.

Al llegar al laboratorio, se midieron y registraron la altura y la masa corporal según las directrices de la Sociedad Internacional para el Avance de la Kinanthropometry (ISAK) (11). Cada sujeto completó un test de esfuerzo máximo en un cicloergómetro (Cateye ergociser, modelo EC 1600, Osaka, Japón). Se aplicó un protocolo incremental continuo con una cadencia de 60 rev·min-1 (18). Los sujetos completaron un calentamiento de 2 minutos. Durante el primer minuto, pedalearon sin carga para poder adaptarse al ergómetro; durante el segundo minuto, pedalearon con una carga de 0,5 kg·m-1. Después del segundo minuto, el test comenzó con una carga de 1,0 kg·m-1, que aumentó en incrementos de 0,2 kg·m-1·min-1 hasta que se alcanzó el agotamiento. La carga en el primer minuto fue 60 W (60 rev·min-1 x 1,0 kg·m-1); se añadieron continuamente incrementos de 12 W·min-1 hasta que se alcanzó el esfuerzo máximo.

Durante el test de esfuerzo máximo, se midieron los gases exhalados con un analizador Aerosport VO₂000 (Medgraphics, St. Paul, Minnesota, EE.UU.). Antes de cada evaluación, se graduaron los ajustes de calibración del equipo. Además, se determinó la frecuencia cardíaca en el segundo umbral ventilatorio (FCU2), junto con la frecuencia cardiaca máxima durante el test (FCmáx), utilizando un trazado de electrocardiograma (ELITE Software, Micromed biotecnologia, Brasil).

Utilizamos el método V-Slope para determinar el segundo umbral ventilatorio (UV2) mediante la inspección visual de la segunda ruptura en linealidad de la curva VE y/o el punto de subida continua de la curva después de la rotura lineal en VE/VCO₂ (9,10,23,27). Basadas en el análisis visual del UV2, se identificaron las variables de los parámetros del test de esfuerzo máximo y del siguiente grupo de muestras: FC máx - frecuencia cardiaca máxima durante la prueba; FCU2 - frecuencia cardíaca en el segundo umbral ventilatorio; Cmáx - carga máxima durante el test; y UC2 - masa corporal en el segundo umbral de carga de trabajo.

Análisis Estadísticos

Los datos, presentados como media y desviación estándar, se analizaron utilizando el SPSS Statistics 20 para Windows. Se utilizó el test de Kolmogorov-Smirnov para verificar la distribución normal de los datos. Utilizamos la regresión lineal múltiple para desarrollar el modelo de ecuación para la estimación del VO₂máx usando el método escalonado directo para seleccionar variables predictoras para el modelo. Como criterio de corte para las variables independientes en la construcción del modelo se adoptó un coeficiente mínimo de determinación (R2) de 0,80.

Se utilizó el coeficiente de correlación de Pearson (r) para analizar la relación entre el VO₂máx observado y estimado. La fiabilidad del modelo de regresión se midió por el error estándar de estimación (SEE), expresado en mLO₂·kg-1·min-1. Además de utilizar el análisis de concordancia de Bland y Altman, usamos el método de validación cruzada para la validación de modelos, utilizando el grupo A como base para la construcción del modelo y el grupo B como su conjunto de datos de validación. Este estudio consideró P <0,05 como el nivel de significación.

RESULTADOS

Los niveles de significación de las variables identificadas del test se examinaron utilizando regresiones lineales múltiples con el método escalonado directo. La Tabla 1 presenta los modelos de ecuación para los criterios de selección de variables. Para cada uno de los tres modelos, se obtuvo un coeficiente de determinación (R2) mayor a 0,80.

Tabla 1. Modelos de Ecuación para los Criterios de Selección

UC2 = Segundo umbral de carga de trabajo; VO₂máx = máximo consumo de oxígeno, mL·kg-1·min-1; SEE = error estándar de estimación.

Al elegir el modelo de ecuación que mejor se ajuste a los datos de este estudio, se adoptaron dos reglas: (a) R2 ajustado mayor; y (b) menor error estándar de estimación (SEE). Por lo tanto, el modelo que mejor satisfaga estos requisitos puede expresarse en la siguiente ecuación:

VO₂máx = 32.158 + 0.22 (UC2) – 0.333 (masa corporal) – 0.016 (edad)

con un SEE ± 0.311 mL·kg-1·min-1

Después de elegir el modelo, el VO₂máx estimado se evaluó en ambos grupos. Los resultados observados y estimados del VO₂máx tanto en los grupos de estimación (A) como de validación (B) presentaron distribuciones similares con valores medianos similares (Figura 1).

Figura 1. VO₂máx Observado y Estimado de los Grupos de Estimación (A) y Validación (B).

El test de correlación de Pearson entre el VO₂máx observado y el VO₂máx estimado en los grupos de validación (B) y de estimación (A) dio como resultado un coeficiente de correlación significativo alto (P <0,001) (Tabla 2).

Tabla 2. Validación Cruzada del Modelo de Ecuación para la Estimación del VO₂máx.

A = Grupo de estimación; B = Grupo de validación; VO₂máx = mL·kg-1·min-1; P<0.05.

La combinación de los resultados de VO₂máx observado y VO₂máx estimado en el grupo de validación (B) mostró simetría entre los valores medios. Este resultado ilustra la magnitud de la relación colineal entre los dos grupos de muestra (Figura 2), respaldada por el alto coeficiente de determinación (R2).

Figura 2. Regresión Lineal Entre el VO₂máx Observado y Estimado en el Grupo de Validación (B).

La validación de modelos se confirmó con la prueba de concordancia de Bland y Altman. (Figura 3).

Figura 3. Resultado de la Prueba de Concordancia de Bland y Altman.

El gráfico de Bland y Altman se utilizó para evaluar la repetibilidad de la medida de VO₂máx y verificar la precisión del modelo mediante una comparación de medidas repetidas utilizando el método único para grupos individuales. De este modo, es posible observar que la diferencia de medias entre el VO₂máx observado y el VO₂máx estimado estaba dentro del límite aceptable (inferior a ± 1,96) y no fue clínicamente significativa. Por lo tanto, este modelo puede utilizarse para la estimación del VO₂máx.

DISCUSIÓN

El VO₂máx se puede predecir sin ejercicios de esfuerzo máximo usando ecuaciones de regresión basadas en variables independientes evaluadas con cuestionarios. Wier et al. (31), con r = 0,81 y SEE = 4,80 ml·kg-1·min-1, y Sanada et al. (25), con R2 = 0,83, desarrollaron un modelo de ecuación para predecir el VO₂máx sin observar el ejercicio físico. Usando este método, los individuos evaluados no se ponen en riesgo de tener un evento pulmonar. Sin embargo, no experimentan el beneficio de haber participado en un test de ejercicio individual, que es un paso importante en la prescripción de ejercicio físico. Además, el protocolo de prueba descrito en este estudio carece de la precisión de un test basado en el ejercicio físico real. Sin embargo, el presente estudio, con r = 0,998, R2 = 0,996 y SEE = 0.311 mL·kg-1·min-1, logró construir un modelo más preciso usando un test submáximo. Este test puede aplicarse ampliamente a las mujeres adultas mayores, ya que implica menos riesgo que aquel asociado con ejercicios de esfuerzo máximo y no requiere que lleguen al agotamiento físico, como lo requieren los tests de esfuerzo máximo.

Muchas ecuaciones consideran la masa corporal como una variable independiente para estimar el VO₂máx. Para un cicloergómetro, la carga se refiere al acto de mover los pedales. La sustracción (- 0,333) del valor de la masa corporal en el presente estudio se utiliza para representar la influencia positiva de la resistencia mecánica de los pedales en las variables de predicción del VO₂máx. Por lo tanto, probablemente una mayor masa corporal, especialmente en las piernas, presentará una mayor eficiencia mecánica con respecto a la carga de trabajo. Por lo tanto, si la FC se reduce a la misma carga, el VO₂ absoluto (LO₂·min-1) aumenta. La variable independiente más utilizada con un cicloergómetro es la adición (+ 0,22) del valor de la masa corporal a la carga de trabajo (7,20,31).

En un estudio validado en la Universidad de Bloomberg (13), se calculó una regresión para el VO₂máx en una muestra de 60 mujeres (26,5 ± 14,4 años). El test con el cicloergómetro utilizó aumentos de incrementos de 10 W cada 2 min, igual a 23,461 - (0,272 x masa corporal) + (0,403 x watts), con R2 = 0,82 y SEE = 2,79 mL·kg-1·min-1. Sin embargo, el presente estudio utilizó una carga de 60 W (60 rev·min-1 x 1,0 kg·m-1) en el primer minuto y aumentos incrementales continuos de 12 W·min-1 hasta que se alcanzó el esfuerzo máximo en un cicloergómetro, con un tamaño de muestra y un R2 mayor y un error menor.

Similar al presente estudio, que encontró correlaciones significativas utilizando un protocolo con incrementos de 12 W·min-1, Storer et al. (28) llevó a cabo tests en 116 mujeres sanas utilizando Cmáx, masa corporal y edad como variables modelo y aumentos de 15 W·min-1, obteniendo la siguiente ecuación: [(9,39 W) + (7,7 x masa corporal) - (5,88 x edad) + 136,7] / masa corporal (R = 0,932; SEE = 147 mL·kg-1·min-1). Storer et al. (28) fue un precursor del protocolo de rampa en los tests de cicloergómetro utilizando incrementos de carga graduales, que respaldan los resultados encontrados en ambos tests.

Para evitar el riesgo de un evento pulmonar y la incomodidad asociada con un test máximo, que puede complicar la secuencia de entrenamiento, se podría utilizar el protocolo de prueba submáximo ideado en el presente estudio, en el que se termina el test después de la identificación del segundo umbral ventilatorio. En Nunes et al. (18), también se utilizaron indicadores ventilatorios submáximos para desarrollar una ecuación de regresión de VO₂máx (r = 0,995 y SEE = 0,68 mL·kg-1·min-1) usando una metodología similar en 4.640 mujeres voluntarias sanas, todas ellas de más de 20 años de edad. Aunque Nunes et al. (18) incorporó un amplio rango de edad, mostró menos especificidad para las mujeres adultas mayores. Sin embargo, el presente estudio se centró en mujeres de 60 años de edad o más y encontró un mayor coeficiente de correlación (r = 0,998) con un error menor (SEE = 0,311 mL·kg-1·min-1). Por lo tanto, la capacidad aeróbica máxima de las mujeres adultas mayores puede estimarse y evaluarse con precisión y con menor riesgo de evento pulmonar utilizando la ecuación específica desarrollada en la presente investigación.

La prueba de concordancia de Bland y Altman (4,5) enfatiza que la repetibilidad de cada medida también debe ser evaluada para que los resultados presenten un nivel aceptable de concordancia. El presente estudio logró lo siguiente: la diferencia entre los valores medios del VO₂máx observado y el VO₂máx estimado se encontraba dentro de los límites aceptables de concordancia.

Peterson et al. (21) evaluaó sujetos adultos mayores sedentarios en una muestra de 59 hombres (72,6 ± 4,8 años) y 114 mujeres (71,0 ± 5,1 años), utilizando una cinta ergométrica. El VO₂máx se analizó utilizando un protocolo normalizado con medidas de intercambio gaseoso. Estos valores de VO₂máx se compararon con los calculados usando ecuaciones de estimación a través del análisis de diferencia de medias. El sesgo se exploró como en la presente investigación utilizando el enfoque de Bland y Altman. Al comparar las ecuaciones para la estimación del VO₂máx utilizado por el ACSM (2) y Foster et al. (6), los autores concluyeron que la ecuación del ACSM no es apropiada para probar a adultos mayores en una caminadora. Sin embargo, la ecuación de predicción de VO₂máx de Foster et al. (6) resultó ser aceptable, con R2 = 0,70.

La ecuación de estimación del VO₂máx basada en una muestra de mujeres adultas mayores presentada en este estudio demostró ser superior a otras ecuaciones referenciadas en Peterson et al. (21). El uso del cicloergómetro permite una fácil monitorización del electrocardiograma, la presión arterial y la frecuencia cardíaca y resulta en un R2 más alto, junto con un menor error de estimación y menores diferencias de medias dentro de los niveles aceptables de concordancia.

CONCLUSIONES

La construcción de este modelo demuestra que en mujeres adultas mayores sanas, no deportistas, es posible estimar el VO₂máx con error mínimo (SEE <1,00) usando indicadores de umbral ventilatorio en un test incremental submáximo en un cicloergómetro. Utilizando este modelo, un test de esfuerzo progresivo puede ser detenido antes de que los sujetos experimenten el estrés extremo que a menudo caracteriza la fase/minuto final de un test de esfuerzo máximo. Así, el test minimiza el riesgo.

El modelo de regresión construido en este estudio ofrece una estimación precisa de los valores que se alcanzarían si se hubiera permitido continuar un test hasta el agotamiento. Por lo tanto, los profesionales del ejercicio físico pueden utilizar este modelo para estimar los resultados del test de esfuerzo máximo sin el riesgo adicional asociado con dichos tests. Este test es más apropiado y viable en varios ambientes del ejercicio y puede mejorar la eficiencia de la prescripción de ejercicios para las mujeres adultas mayores, debido a que permite a los profesionales evitar los riesgos sin sacrificar la precisión y disminuye la probabilidad de complicaciones pulmonares del test.

Dirección de correo: Juliana Brandão Pinto de Castro, Postgraduate Program in Exercise and Sport Sciences, State University of Rio de Janeiro, Rua São Francisco Xavier, 524, Pavilhão João Lira Filho, Bloco F, 9th floor, Maracanã, Rio de Janeiro, RJ, Brazil, zip-code: 20550-900, Email: julianabrandaoflp@hotmail.com