Explicación de la Varianza en el VO₂máx. en Estudiantes Universitarias Entrenadas y Desentrenadas

Para continuar con nuestro estudio previo en el que investigamos a sujetos varones, en el presente estudio intentamos descubrir las variables que mejor explican la varianza en el VO₂máx. en estudiantes universitarias, entrenadas y desentrenadas. Diez estudiantes universitarias (desentrenadas=UT) y diez corredoras de fondo de nivel universitario (entrenadas=TR) fueron reclutadas para participar como voluntarias en este estudio. Durante un test de ejercicio con pendiente (GXT) se midieron el VO₂máx., el Q máx. y la FC máx. No se hallaron diferencias en la FC máx., en la diferencia a-vO₂ máxima y en el peso corporal (Wt), entre los grupos (p>0.05). El grupo TR tuvo los mayores valores para el VO₂máx. (59.4±4.18 vs. 43.5±3.33ml.kg^-1.min^-1, p<0.01), el Q máx. (21.1±2.52 vs. 17.7±2.13L/min, p<0.01), y el SV máx. (118.0±13.05 vs. 97.0±11.99ml/latido, p<0.01). Los valores del VO₂máx. relativo no correlacionaron con el Q máx., el SV máx., la diferencia a-v O₂ máxima, la FC máx. o la masa corporal para el grupo UT (p>0.05), pero si lo hicieron para el grupo TR, la ecuación de regresión múltiple desarrollada fue la siguiente: VO₂máx.=2.49 + 2.735*Q máx. - 0.987*Wt + 0.344*diferencia a-vO₂ máxima (R=0.998, R2=0.996, EEE=0.31, p<0.01). Al comparar las mujeres entrenadas con las desentrenadas se observó que los mayores valores de VO₂máx. en el grupo TR se debieron a mayores valores en el Q máx. y en el SV máx. Los modelos de regresión indicaron que el Q máx., la diferencia a-O₂ máxima y el peso corporal fueron las variables críticas que mejor explicaban la varianza en el VO₂máx. en el grupo TR. De estas tres variables el Q máx. fue la variable más crítica determinante del VO₂máx. Además, el modelo de regresión que combinó a mujeres entrenadas y desentrenadas mostró que la ecuación de regresión era la siguiente: VO₂máx.=2.605*Q máx. – 0.777*Wt + 0.324*diferencia a-O₂ máxima – 3.678 (R=0.998, R²=0.995, EEE=0.68, p<0.01). Esto confirmó que el factor central, el Q máx., fue la variable más crítica para determinar el VO₂máx., el gasto cardiaco máximo (Q máx.) podría jugar un rol dominante en la varianza del VO₂máx. en mujeres estudiantes universitarias.

INTRODUCCION

El consumo máximo de oxígeno (VO₂máx.) varía entre individuos de una misma población, tal como corredores entrenados o individuos desentrenados (1, 8, 9, 11, 12, 23). Las variables que pueden ser utilizadas para explicar la varianza en el VO₂máx. incluyen, pero no se limitan, al nivel de entrenamiento, la predisposición genética, la masa corporal, la composición corporal, la diferencia arterio-venosa de oxígeno máxima (a- O₂ difmáx.), la frecuencia cardiaca máxima (FCmáx), el gasto cardiaco máximo (Q máx.) y el volumen sistólico máximo (SV máx.) (2, 3, 4, 7, 14, 24, 26). Para continuar con nuestro estudio previo (31) en el cual investigamos a sujeto varones, en el presente estudio intentamos descubrir las variables que mejor explican la varianza en el VO₂máx. en estudiantes universitarias entrenadas y desentrenadas, y las diferencias sexuales en las variables asociadas a la varianza en el VO₂máx. Las variables independientes fueron la FC máx., el SV máx., la a-O₂ difmáx., el Q máx. y la masa corporal.

METODOS

Sujetos

Diez mujeres estudiantes de educación física (UT) y diez corredoras de fondo de nivel universitario (TR) participaron en este estudio. El estudio fue aprobado por el Comité de Revisión Institucional de la Brigham Young University y del Hospital LDS (Salt Lake City, Utah). Todos los sujetos firmaron un consentimiento informado por escrito y se les pidió que se familiarizaran con la prueba en cinta y con el procedimiento de respiración de acetileno antes de realizar las evaluaciones.

Medición del Consumo de Oxígeno (VO₂)

Todas las variables fueron valoradas durante un test de ejercicio con pendiente (GXT) como ha sido previamente descrito (30). El VO₂ fue evaluado utilizando un sistema estándar en circuito abierto en el cual los volúmenes espirados fueron medidos por medio de un neumotacómetro Fleish (Hans Rudolph, Model 3813, Kansas City, MO) y las concentraciones de oxígeno y dióxido de carbono fueron cuantificadas por medio de una analizador de gases (Marquette 1100 Mass Spectrometer). Los datos proporcionados por el neumotacómetro y por el espectrómetro de masas fueron transferidos a una computadora. El VO₂ fue calculado por medio de un programa desarrollado por Consensus Technologies (Salt Lake City, UT). Se consideró que se había alcanzado el máximo consumo de oxígeno cuando se cumplían dos de los siguientes criterios: una nivelación del VO₂ con el incremento en la tasa de trabajo, una frecuencia cardíaca mayor al 90% del valor máximo estimado a partir de la edad (220-edad), y un índice de intercambio respiratorio (RER) mayor a 1.10 (4, 13).

Medición del Gasto Cardíaco (Q), Volumen Latido (SV) y Frecuencia Cardíaca (FC)

El Q fue medido utilizando el método de respiración de acetileno iniciado por Triebwasser et al. (28) y desarrollado como un sistema de respiración computarizado por Jensen et al. (15). Se realizó una modificación del equipamiento y de la técnica de manera que tanto el Q como el VO₂ pudieran ser calculados durante el GXT (10). Un interruptor neumático mantuvo el sistema de bolsas cerrado durante los primeros dos minutos de cada etapa del test progresivo de ejercicio para permitir de esta manera que los sujetos respiraran el aire del cuarto. Después de pasados los dos minutos en cada etapa, se les instruyó a los sujetos para que abrieran la válvula neumática, al final de la espiración y entonces comenzaran a respirar a través de una bolsa pre-llenada con una mezcla de gases. La mezcla de gas contenida en la bolsa tenía 1% de acetileno, 9.18% de helio, 40% de oxígeno, y 48.82% de nitrógeno. Esta mezcla fue respirada durante ocho ciclos completos de inspiración-espiración en reposo y seis ciclos respiratorios durante cada etapa del test de ejercicio (30). El Q fue medido en reposo y durante los últimos 30 segundos de cada etapa del GXT.

Los cambios en la concentración de acetileno y de helio durante la respiración fueron medidos por un espectrómetro de masas y digitalizados por medio de una computadora a 100Hz para el almacenamiento y procesamiento de los datos. Característicamente, la concentración de helio no cambia después de la segunda respiración, pero la concentración de acetileno continua descendiendo luego de cada espiración secuencial debido a la absorción de acetileno por la sangre capilar. De esta manera, durante el procedimiento de respiración, el Q fue calculado a partir de la tasa exponencial de desaparición de acetileno en relación al helio. La pendiente de la curva de concentración de acetileno en relación a la curva de concentración de helio es proporcional a la tasa de flujo sanguíneo a través de los pulmones o el Q. El flujo sanguíneo, a su vez depende de la tasa de trabajo, por lo tanto cuanto mayor fuera la pendiente de la curva de [C₂H₂], mayor sería el Q, calculado por medio de las ecuaciones utilizadas por Cander y Foster (5). Esta técnica es altamente reproducible para la determinación del gasto cardiaco (29). El coeficiente de variación estimado para esta técnica fue de 6.8% (15). Los coeficientes de correlación test-retest para los valores de reposo y máximos fueron 0.99 y 0.93, respectivamente (30).

Para registrar la frecuencia cardiaca tanto durante el reposo como durante cada etapa del ejercicio en donde se midió el Q, se utilizó un monitor electrónico de frecuencia cardiaca. El volumen sistólico de cada sujeto tanto en reposo como durante cada etapa del GTX se obtuvo mediante la siguiente ecuación: SV=Q/FC (16, 19, 20).

La diferencia máxima en el contenido arterio-venoso de oxígeno (a-vO₂ difmáx.) se calculó en base a la ecuación de Fick, donde VO₂máx.=(FC máx.*SV máx.)*a-vO₂ difmáx. (16).

Análisis Estadísticos

Para examinar las diferencias en edad, masa corporal, FC máx., VO₂máx., Q máx., SV máx. y a-vO₂ difmáx. entre los dos grupos se utilizó el análisis de varianza ANOVA. Se empleó el método de correlaciones parciales incluyendo la masa corporal, la FC máx., el Q máx., el SV máx. y la a-vO₂ difmáx. Si los coeficientes de correlación lineal alcanzaban un nivel significativo, se utilizaba la regresión lineal por pasos para producir un modelo de la regresión (25). La probabilidad del índice F para ingresar o quitar una variable del modelo de regresión se estableció a p≤0.05 y ≥0.10 respectivamente. La independencia de las variables de predicción se estimó por medio de Estadística de Colinearidad incluyendo la tolerancia estadística y el factor de inflación de la varianza. La significancia estadística se estableció a p<0.05 (27).

RESULTADOS

No se hallaron diferencias en la frecuencia cardiaca máxima (FC máx.), en la diferencia arterio-venosa de oxígeno máxima (a-vO₂ difmáx.), y en la masa corporal (Wt) entre los grupos (p>0.05). El grupo RT tuvo un mayor VO₂máx. (p<0.01), un mayor gasto cardiaco máximo (Q máx.) (p<0.01) y un mayor volumen sistólico máximo (p<0.01), pero una edad más baja (p<0.01) que el grupo UT (Tabla 1).

Tabla 1. Comparación de las distintas características entre las estudiantes universitarias y las corredoras de fondo. Los valores son medias±DE. N=20, **p<0.01.

Los coeficientes de correlación indicaron que el Q máx., el SV máx., la FC máx., y la a-vO₂ difmáx., no correlacionaron con el VO₂máx. relativo en el grupo UT (p>0.05), excepto la masa corporal que estuvo negativamente correlacionada al VO₂máx. (p<0.05). Mientras que el Q máx. y el SV máx. correlacionaron positivamente con el VO₂máx. relativo en el grupo TR (p<0.05) (Tabla 2).

Tabla 2. Correlaciones entre el consumo máximo de oxígeno y las variables relacionadas en las estudiantes universitarias y en las corredoras de fondo. r=coeficiente de correlación; n=20, * p<0.05.

Los análisis adicionales utilizando la regresión lineal por pasos produjeron un modelo para el grupo TR, en el cual el VO₂máx.=2.49 + 2.735*Q máx. – 0.987*Wt + 0.344*a-vO₂ difmáx. (R=0.998, R²=0.996, EEE=0.31, p<0.01). El modelo indicó que las variables que mejor explicaban la varianza en el VO₂máx. para el grupo TR fueron el Q máx., la masa corporal y la a-vO₂ difmáx. La variable que mejor predijo el VO₂máx. fue el Q máx. Con respecto a la fortaleza del modelo, se realizó un análisis adicional tanto con los sujetos del grupo TR como con los sujetos del grupo UT. El análisis con una muestra más grande produjo un modelo similar en el cual el VO₂máx.=2.605*Q máx. – 0.777*Wt. + 0.324*a-vO₂ difmáx. – 3.678 (R=0.998, R²=0.995, EEE=0.68, p<0.01). Esto confirmó que el factor central, el Q máx., era la variable que mejor explicaba la varianza en el VO₂máx. en comparación con los factores periféricos, el peso corporal y la a-vO₂ difmáx., tanto para estudiantes universitarias entrenadas como desentrenadas.

DISCUSION

Al comparar estudiantes mujeres entrenadas y desentrenadas, en nuestro estudio se obtuvieron resultados similares a los observados previamente (1, 4, 8, 9, 23, 24, 30, 31), lo cual sugiere que los factores centrales fueron críticos en respuesta a las diferencias en el VO₂máx. El mayor valor de VO₂máx. en el grupo TR se debió a mayores valores en el Q máx. y en el SV máx., pero no a la a-vO₂ difmáx. (2, 3).

El modelo realizado con los datos del grupo TR mostró que las variables que mejor explicaban la varianza en el VO₂máx. en mujeres entrenadas universitarias fueron el Q máx., la a-vO₂ difmáx., y la masa corporal. De estas tres variables, el Q max. fue la variable crítica de acuerdo al peso de las variables. Esto podría sugerir que el factor central relacionado a la capacidad de transportar O₂ puede tener un rol predominante en la varianza en el VO₂máx. en mujeres entrenadas (1, 2, 3, 4, 8, 9). Cuando comparamos los resultados de este estudio con los resultados de nuestro estudio previo, fue interesante hallar que había una diferencia sexual en la variable más crítica para explicar la varianza en el VO₂máx. En el estudio previo, hallamos que la a-vO₂ difmáx. fue la variable más crítica para determinar el VO₂máx., lo cual sugirió que la utilización muscular de O₂ podría tener un rol dominante en la determinación del VO₂máx. en hombres entrenados (6, 17, 18, 21, 22, 31).

A partir de los resultados de nuestro estudio, no puede aclararse si estas diferencias sexuales se deben al nivel de entrenamiento, a la composición corporal, a la genética o a una combinación de factores. El presente estudio fue transversal y tuvo una limitación, no pudimos cuantificar las diferencias en el entrenamiento y en la composición corporal. Sin tener en cuenta si las diferencias se debieron a la genética, al entrenamiento o a la composición corporal, en el presente estudio no fueron aparentes los mecanismos responsables para la diferencia sexual en la variable más crítica que explica la varianza en el VO₂máx. para mujeres u hombres entrenados.

De manera similar al estudio previo, en el presente estudio los análisis de regresión lineal fueron llevados a cabo tanto con el grupo de sujetos TR como con el grupo de sujetos UT, en lo que respecta a la predicción de la fortaleza del modelo. Los análisis produjeron otro modelo similar que confirmó que el Q máx., la masa corporal, y la a-vO₂ difmáx. fueron las variables que mejor explicaban la varianza en el VO₂máx., y que el Q máx. fue la variable más crítica. Este análisis sugirió que se necesitan más sujetos por variable independiente cuando se realiza un enfoque de regresión múltiple. Nuestros resultados garantizan que se necesitan más investigaciones para entender los factores en respuesta a la varianza del VO₂máx. en individuos que difieren en sexo, entrenamiento y nivel de aptitud de resistencia.

En conclusión, los hallazgos del presente estudio sugieren que el Q máx., la masa corporal y la a-vO₂ difmáx., fueron las variables que mejor explicaban las varianza en el VO₂máx. en estudiantes universitarias entrenadas y desentrenadas. De las tres variable el Q máx. fue la variable más crítica para determinar el VO₂máx., el cual puede tener un rol determinante en la varianza del VO₂máx. en estudiantes universitarias.

Dirección para el Envío de Correspondencia

Ben Zhou, Department of Physical Education and Recreation, California State University Dominguez Hills, 1000 E Victoria Street, Carson, CA 90747, Tel: (310) 243-2223, Fax: (310) 217-6946, correo electrónico: bzhou@csudh.edu