La Hipohidratación Afecta de Manera Adversa al Umbral Láctico en Atletas de Resistencia

El propósito de esta investigación fue observar el efecto de la hipohidratación (-4% de la masa corporal) sobre el umbral láctico (LAT) en 14 atletas universitarios (8 hombres y 6 mujeres; edad 20.9±0.5 años; talla, 171.1±2.4cm; masa corporal, 64.8±2.3kg; VO₂ máx., 62.8±1.9 ml.kg­¹.min­¹; porcentaje de grasa, 11.4±1.5%). Los sujetos realizaron 2 series discontinuas y aleatorias en cinta ergométrica a una temperatura de bulbo seco  (Tdb) de 22°C hasta el agotamiento volitivo en 2 estados de hidratación, euhidratados e hipohidratados. La condición de hipohidratación fue alcanzada en un ambiente térmicamente neutral (Tdb, 22°C, humedad, 45%) con el ejercicio conducido a una intensidad moderada como fue definido por la fatiga percibida (RPE, aproximadamente 12) 12-16 horas antes de la evaluación. En promedio, los sujetos disminuyeron su masa corporal en un 3.9% antes del test en condiciones de hipohidratación. Fueron medidos el lactato sanguíneo, hematocrito, VO₂, ventilación por minuto (V_E), valor R, frecuencia cardiaca (HR), y RPE durante cada etapa de cuatro minutos de la evaluación. En la condición de hipohidratación, el LAT ocurrió significativamente antes durante el ejercicio y a un menor VO₂ absoluto, V_E, índice de intercambio respiratorio, RPE, y concentración de lactato sanguíneo. También, la concentración de lactato sanguíneo fue significativamente menor en la condición de hipohidratación (6.7±0.8 mmol) en comparación con la condición de euhidratación (10.2±0.9 mmol) en el ejercicio de intensidad pico. No hubo diferencias en la HR o el porcentaje de la HR máxima en el LAT ni los gráficos de VCO₂/VO₂ revelaron diferencias en el amortiguamiento por el bicarbonato durante el ejercicio entre las 2 condiciones. A partir de estos resultados nosotros especulamos que la hipohidratación no alteró significativamente la función cardiovascular o la capacidad amortiguadora, pero causó que el LAT ocurriera a una menor intensidad absoluta de ejercicio.

INTRODUCCION

La pérdida de agua corporal puede influenciar de manera adversa el rendimiento en el ejercicio. Ha sido reportado que la hipohidratación en un factor tan pequeño como 2% de la masa corporal resulta en disminuciones en la potencia aeróbica máxima y en la capacidad de trabajo (25). Aunque numerosos estudios han examinado el efecto de la hipohidratación sobre las funciones circulatorias y termorregulatorias (1, 2, 6, 7, 10-12, 14, 15, 22-26, 29), menos se sabe con respecto a sus efectos sobre el metabolismo. Ha sido propuesto que la hipohidratación acumula metabolitos, tales como lactato sanguíneo y aumenta la concentración de iones hidrógeno, incrementa la producción de catecolaminas (22), acelera la depleción de las reservas energéticas, y posiblemente altera la capacidad amortiguadora (10, 19). Además, ha sido demostrado que la hipohidratación, ya sea, incrementa la concentración de ácido láctico (16) o no tiene ningún efecto (10).

Los estudios que observan específicamente el efecto de la hipohidratación sobre el umbral láctico (LAT) no están bien establecidos. Algunas investigaciones han encontrado alteraciones del lactato sanguíneo o el LAT con los distintos grados de hipohidratación (2, 27, 32). Por ejemplo, Armstrong et al. (2) han demostrado una disminución en las concentraciones de lactato sanguíneo en sujetos que realizaron pruebas por tiempo de 5 y 10 km en un estado de hipohidratación (-2% de la masa corporal) en comparación con la condición de euhidratación. De manera opuesta, Webster et al. (32) reportaron disminución de los valores de lactato sanguíneo pico y LAT en un grupo de luchadores con una hipodratación de aproximadamente 6% de su masa corporal. Otros investigadores no han observado ningún cambio en los valores de lactato sanguíneo y LAT luego de la hipohidratación en comparación con las sesiones de control en estado de euhidratación (11, 12).

El hecho de que los investigadores hayan reportado resultados variables con respecto al efecto de la hipohidratación sobre el LAT puede deberse a los diferentes protocolos de hipohidratación usados para inducir pérdidas en el agua corporal. Estos métodos incluyen el uso de diuréticos (2), sauna (18), restricción calórica, ejercitación con o sin ropa para transpirar, o combinación de los mismos (32). Un trabajo anterior de Caldwell et al. (7) ha demostrado que estos métodos de inducción de un estado de hipohidratación tienen efectos variables sobre la producción de trabajo y el VO₂ máx. Específicamente, Kozlowki y Saltin (18) han demostrado que la hipohidratación inducida por el ejercicio resulta en una mayor pérdida de agua intracelular en comparación con un protocolo de inducción de transpiración (sauna). Adicionalmente, Armstrong et al. (2) usó un diurético para inducir un estado de hipohidratación. Este tipo de hipohidratación usualmente resulta en un índice de pérdida plasmática/pérdida de agua corporal mucho más grande, con menos pérdida de fluido intracelular en comparación con la hipohidratación inducida por transpiración o por ejercicio (19). Por consiguiente, para estudiar el efecto de la hipohidratación en atletas de resistencia entrenados y para determinar si ocurre un cambio en el LAT, es importante seleccionar un método de hipohidratación que sea consistente y específico de la actividad elegida por el atleta.

De este modo, el propósito de esta investigación fue observar el efecto de la hipohidratación (-4% de la masa corporal) sobre el LAT en atletas universitarios bien entrenados. Para aproximar mejor las condiciones similares a las que los atletas pueden encontrar en una base día a día, nosotros elegimos un protocolo de ejercicio que no usó la actividad en un ambiente cálido, diuréticos, sauna o ropa para transpirar para alcanzar el estado de hipohidratación.

METODOS

Sujetos

14 miembros del equipo de esquí Nórdico de la universidad físicamente entrenados (8 hombres y 6 mujeres) se ofrecieron voluntariamente para participar en la investigación. Las características físicas (media±DS) incluyen las siguientes variables: edad, 20.9±0.5 años; talla, 171.1±2.4cm; peso, 64.8±2.3kg; porcentaje de grasa, 11.4±1.5%; VO₂ máx., 62.8±1.9 ml.kg­¹.min­¹. Las características físicas por sexo son presentadas en la Tabla 1. Cada sujeto completó un documento de consentimiento informado por escrito y un cuestionario de historia médica después de que fue informado el propósito del experimento y los posibles riesgos. El comité de revisión institucional de la universidad aprobó el uso de humanos como sujetos.

Todos los sujetos habían entrenado el año antes de la investigación, con una frecuencia mínima de 5 días por semana. Los regimenes de entrenamiento incluyeron largo esfuerzos de resistencia (carrera y esquí), carreras fartlek, esfuerzos en el umbral (carrera y esquí), entrenamiento intervalado, y esfuerzos supramáximos. En el momento de las evaluaciones los atletas estaban en la fase de entrenamiento de resistencia.

Mediciones Preliminares

Antes de las evaluaciones experimentales, los sujetos realizaron un test de VO₂ máx. (9) y fue estimado su porcentaje de grasa corporal. La densidad corporal fue determinada con la técnica de pesaje hidrostático descrita por Katch y Katch (17). La grasa corporal fue determinada a partir de la fórmula de Brozek et al. (5). La capacidad vital fue medida por medio de espirometría, y el volumen pulmonar residual fue estimado a partir de estos valores (33).

Las mujeres completaron un cuestionario de historia menstrual y registraron sus temperaturas basales durante 1-2 meses antes de las evaluaciones. Todas las evaluaciones experimentales fueron realizadas en la fase folicular temprana de su ciclo, en un esfuerzo de controlar cualquier fluctuación posible en el nivel de agua corporal total (20).

A los sujetos que participaron en el estudio se les pidió que mantuviesen dietas similares durante los 3 días anteriores a cada prueba experimental y que mantuvieran un registro dietario de 3 días antes de cada sesión de evaluaciones. Estos diarios alimentarios fueron analizados para contenido de kilocalorías, carbohidratos, grasas, proteínas, sodio, y potasio (Nutritionist 4, N-Squared Computin, San Bruno, CA).

Pruebas Experimentales

Los sujetos realizaron aleatoriamente 2 series en cinta ergomética en un ambiente neutral (temperatura de bulbo seco [Tdb], 22°C, 50% de humedad relativa [rh]), una en una condición de euhidratación, y la otra en un estado de hipohidratación. El protocolo en la cinta consistió de etapas de ejercicio con inclinación discontinuo, de 4 minutos. Fue usado un protocolo de Astrand modificado en el cual los sujetos seleccionaban ellos mismos la velocidad de carrera, y este ritmo no era alterado durante la duración del test. La graduación de la cinta ergométrica era incrementada en un 2% cada etapa hasta la fatiga volitiva. Al final de cada etapa de 4 minutos, el sujeto cruzaba sus piernas a los lados de la cinta mientras eran tomadas muestras sanguíneas de lactato en duplicado para la determinación del hematocrito y lactato. El segundo test fue conducido a la misma velocidad del primero. Para asegurar la seguridad del sujeto mientras se ejercitaba durante la prueba de hipohidratación, fue monitoreada la temperatura rectal por medio de un transmisor flexible (Yellow Springs Instruments, series 401, Yellow Springs, OH). El consumo de oxígeno, la ventilación minuto (V_E), y el índice de intercambio respiratorio (RER) fueron medidos continuamente durante cada evaluación usando una carta metabólica (SensorMedics 2900, SensorMedics, Yorba Linda, CA). La frecuencia cardiaca (HR) fue registrada en cada minuto de ejercicio (Polar Accurex II, Polar CIC, Inc., Port Washington, NY). Los sujetos reportaron un índice de fatiga percibida (RPE, escala de 0-10) luego de cada etapa de ejercicio de 4 minutos (24).

La hipohidratación fue definida como una reducción de 4% en la masa corporal total y fue establecida a través del ejercicio en un ambiente térmico neutral (Tdb, 22 ºC, 45% rh). De 12 a 16 horas antes de las evaluaciones experimentales, los sujetos corrieron, anduvieron en bicicleta, o alternaron los modos de ejercicio cada 30 minutos hasta que fue alcanzada una reducción del 4% en la masa corporal total. Los sujetos fueron pesados cada 25-30 minutos hasta que la reducción de 4% fue evidente. Los sujetos realizaron ejercicios que serían considerados de moderada intensidad (RPE, aproximadamente 12 usando la escala de Borg de categoría 15 [4]). La intensidad fue elegida debido a que no depletaría las reservas de glucógeno y sería similar a una serie de entrenamiento si hubiera sido prescrito un esfuerzo de larga distancia. La cantidad de tiempo para alcanzar este nivel de hipohidratación estuvo entre 90-180 minutos. Los sujetos también restringieron la ingesta de fluidos y comieron comidas relativamente secas antes del test de hipohidratación.

Variables

El lactato fue analizado en duplicado por medio de un pinchazo en el dedo luego de cada etapa de ejercicio de 4 minutos con un analizador de lactato portátil (YSI 1500 Sport Lactate Analyzer, Yellow Springs, Inc.). Antes de cada sesión de evaluación, el analizador fue calibrado de acuerdo a las especificaciones del fabricante. El LAT fue determinado usando un gráfico del logaritmo de la concentración de lactato vs. el logaritmo del VO₂ como fue descrito por Beaver et al. (3). El hematocrito fue medido en duplicado mediante el método de microhematocrito. Los cambios en el volumen plasmático fueron calculados a partir de los cambios en el hematocrito usando la fórmula de Van Beaumont (31). Los cambios porcentuales en el volumen plasmático (% ∆PV) fueron calculados a partir de los puntos de tiempo pre-ejercicio hasta los puntos de tiempo en los cuales ocurrió el LAT en cada condición.

Análisis Estadísticos

Fueron hechas comparaciones estadísticas del porcentaje del VO₂ máx., VO₂ absoluto y relativo, V_E, RER, HR, lactato sanguíneo, RPE,% ∆PV, y tiempo de rendimiento con respecto al LAT y a la intensidad pico en las condiciones de euhidratación e hipohidratación usando ANOVA multivariado. Fue usado un test post hoc de Newman-Keuls cuando fueron encontrados efectos principales significativos para determinar diferencias específicas. La significancia fue establecida a un nivel p≤0.05.

RESULTADOS

Los sujetos en el estudio alcanzaron una reducción de 3.9±0.4% en la masa corporal (masa corporal pre-ejercicio, 65.4±2.2 kg; masa corporal post-ejercicio, 62.8±2.1 kg) debido al protocolo de hipohidratación usado. La HR pre-ejercicio no fue diferente entre las pruebas en las condiciones de euhidratación e hipohidratación (68±3 lat.min­¹ vs. 67±3 lat.min­¹, respectivamente). El contenido total de kilocalorías, carbohidratos, grasas, proteínas, sodio y potasio y la ingesta de fluidos analizada para el registro dietario de 3 días antes de las pruebas en condiciones de euhidratación e hipohidratación no fueron estadísticamente diferentes.

La Figura 1 muestra las concentraciones de lactato sanguíneo en función del porcentaje del VO₂ máx. en las condiciones de hipohidratación y euhidratación. Aunque los valores de lactato sanguíneo no fueron diferentes a ningún porcentaje del VO₂ máx., el LAT ocurrió significativamente antes (p<0.05) durante el ejercicio en la condición de hipohidratación. Además, el LAT en el estado de hipohidratación ocurrió a un menor VO₂ absoluto, V_E, RER, RPE, y concentración de lactato sanguíneo (Tabla 2). El % ∆PV desde el pre-ejercicio hasta el LAT no fue diferente entre las condiciones de euhidratación (-6.3±1.5%) o hipohidratación (-3.2±1.0%). En la intensidad pico, el lactato sanguíneo o los valores R fueron significativamente más altos en el estado de euhidratación (Tabla 3). Aunque no fue significativamente diferente, el tiempo hasta la fatiga volitiva fue menor en la condición de hipohidratación.

Tabla 1. Características de los sujetos (medias±DS).

Tabla 2. Variables seleccionadas en el umbral del ácido láctico en las condiciones de euhidratación (EU) e hipohidratación (HYPO) (media±SE). V_E=ventilación minuto; RER=índice de intercambio respiratorio; RPE=índice de fatiga percibida; LAT=umbral láctico. *p<0.05, HYPO

Tabla 3. Variables seleccionadas en la intensidad pico en las condiciones de euhidratación (EU) e hipohidratación (HYPO) (media±SE). V_E=ventilación minuto; RER=índice de intercambio respiratorio; RPE=índice de fatiga percibida; LAT=umbral láctico. *p<0.05, HYPO

Figura 1. Curvas de concentración de lactato (media±DS) en función del porcentaje del VO₂ máx. (EU=euhidratado, HYPO=hipohidratado, p<0.05, HYPO

DISCUSION

El propósito de esta investigación fue observar el efecto de la hipohidratación (-4% de la masa corporal total) sobre el LAT en 14 atletas universitarios hombres y mujeres altamente entrenados durante un ejercicio incremental en un ambiente térmicamente neutral. Nosotros hipotetizamos que la hipohidratación causaría un comienzo temprano de la acumulación de lactato sanguíneo durante el ejercicio incremental en un ambiente térmicamente neutral, debido a uno o a la combinación de los siguientes factores: (a) posible cambio metabólico que puede ocurrir durante el ejercicio debido a la hipohidratación (2), (b) cambios en la función cardiovascular previamente observados durante la hipohidratación (2, 6-8, 10-12, 14, 15, 23, 25-28), y/o (c) especulación acerca de que la hipohidratación puede acelerar la acumulación de metabolitos (Ej., lactato sanguíneo) y posiblemente reducir la capacidad amortiguadora o buffer (19).

Los hallazgos de este estudio demuestran que la hipohidratación causó una acumulación temprana del lactato sanguíneo durante el ejercicio incremental hasta la fatiga volitiva. Estos hallazgos fueron evidentes por el tiempo significativamente anterior en el que el LAT ocurrió durante el ejercicio en la condición de hipohidratación. Adicionalmente, nosotros observamos que el LAT ocurrió a una intensidad de ejercicio absoluta significativamente menor. El VO₂ absoluto, V_E, RER, y RPE significativamente menores en la condición de hipohidratación apoyan este hallazgo. Finalmente, la concentración de lactato sanguíneo fue también menor en el LAT en la condición de hipohidratación (Tabla 2).

Nuestros hallazgos coinciden con los de Moquin y Mazzeo (22), los cuales reportaron recientemente que el LAT, en 7 mujeres moderadamente entrenadas, ocurrió a un porcentaje del VO₂ máx. relativo significativamente menor en una condición de deshidratación (-2.6% de la masa corporal). Los autores explicaron esto mostrando valores de epinefrina plasmática significativamente más altos en las cargas de trabajo submáximas en el estado de deshidratación. A diferencia de Moquin y Mazzeo (22), nuestros datos revelaron una reducción significativa en la concentración de lactato sanguíneo a la intensidad pico en el estado de hipohidratación. Esto puede ser parcialmente explicado por el hecho de que las fluctuaciones en el ciclo menstrual en los sujetos femeninos, y así los cambios en el agua corporal total, fueron controlados en este estudio. Es posible que Moquin y Mazzeo (22) evaluaran mujeres en diferentes pases de sus ciclos, produciendo cambios confusos en el agua corporal total.

England et al. (13) también encontraron un comienzo significativamente disminuido en la acumulación de lactato sanguíneo luego de un ejercicio conducido en un estado de deshidratación (-5% de la masa corporal) en comparación con la actividad bajo condiciones de hidratación normal. Nuevamente, los mayores valores de lactato sanguíneo fueron reportados en la condición de deshidratación en el agotamiento máximo. Esto puede ser debido al hecho de que la deshidratación fue inducida a través de sauna, el cual resultó en un mayor cambio en el porcentaje de volumen plasmático en el estado de deshidratación vs. el estado normal de hidratación. Esto causaría una hemoconcentración que estaría reflejada en mayores concentraciones de lactato sanguíneo.

Webster et al. (32) observaron que la hipohidratación de -4.9% en la masa corporal total, alcanzada por medio del ejercicio con un traje de goma, no cambio el VO₂ absoluto en el LAT en luchadores universitarios durante un ejercicio en cinta ergométrica. Este hallazgo difiere de los encontrados en este estudio y esto puede ser debido al método marcadamente diferente usado para alcanzar las pérdidas en el agua corporal. Sin embargo, Webster et al. también reportaron que la velocidad de carrera en el LAT estuvo significativamente reducida en la condición de hipohidratación. Además, la concentración pico de lactato sanguíneo fue menor en la condición de hipohidratación. Estos hallazgos coinciden con los del presente estudio. El comienzo del LAT en el presente estudio ocurrió significativamente antes durante el ejercicio y a una concentración de lactato sanguíneo menor en la condición de hipohidratación (Tabla 2). Esto es apoyado por Saltin (26) y Armstrong et al. (2), los cuales observaron una disminución significativa en las concentraciones de lactato sanguíneo durante el ejercicio submáximo. Ningún grupo reportó respuestas del lactato sanguíneo en el LAT. El LAT anterior observado en nuestro estudio podría reflejar una alteración en el metabolismo anaeróbico o un posible cambio en la utilización de sustratos que ha sido sugerido por Armstrong et al. (2). Los valores de RER significativamente menores observados en el LAT durante la prueba de hipohidratación sugieren que la intensidad absoluta de ejercicio en el LAT fue menor durante la prueba de hipohidratación. Los resultados de los estudios de Armstrong et al. (2) y Saltin (26), los cuales observaron menores valores de RER durante el trabajo en el estado de hipohidratación, apoyaron esta observación. Sin embargo, ninguno de estos estudios midió estos valores en el LAT.

A pesar de la falta de diferencias en las concentraciones de lactato sanguíneo en el LAT, Dengel et al. (11) observaron niveles de glucosa sanguínea significativamente elevados durante el ejercicio luego de una hipohidratación de -5.6% en el peso corporal. Los autores sugirieron que el metabolismo hepático de la glucosa puede haber estado alterado por la hipohidratación. Dengel et al. (11) también sugirieron que este incremento de la producción de glucosa hepática podría ser mediada por un incremento en la concentración de catecolaminas causado por la hipovolemia. Aunque el presente estudio no midió la respuesta de la glucosa o las catecolaminas, es posible que el comienzo anterior del LAT pudo haber ocurrido debido a los cambios en el metabolismo o la utilización de sustratos estimulados por el incremento de la actividad del sistema nervioso simpático asociado con la hipohidratación. Moquin y Mazzeo (22) claramente mostraron esta relación en su estudio.

Nosotros no observamos cambios en la HR absoluta o el porcentaje de la HR máxima en el LAT (Tabla 3) o en el% ∆PV en el volumen plasmático entre las 2 condiciones. Estos hallazgos no apoyan la idea acerca de que este nivel de hipohidratación modificó significativamente la función cardiovascular o la respuesta hemodinámica, las cuales pueden haber alterado el LAT en el ambiente térmico neutral. Trabajos previos (23, 26, 28) que han observado el efecto de la hipohidratación sobre la HR submáxima han observado un incremento en la HR submáxima con el incremento de la severidad de la hipohidratación. Sin embargo, estos investigadores (23, 28) usaron métodos de hipohidratación que incluyeron evaluaciones de ejercicio en un ambiente caluroso (Tdb, 39-49ºC), el uso de diuréticos para inducir un estado de hipohidratación (23), o el uso de ejercicio en un ambiente caluroso justo antes de la evaluación de ejercicio (26). De manera similar a los presentes hallazgos, Dengel et al. (11) no observaron cambios en la HR absoluta en el LAT a -0.6%, -3.3%, y -5.6% de la masa corporal total durante ciclismo submáximo. Dengel et al. (11) establecieron que el protocolo de hipohidratación usado en su estudio no fue suficiente para reducir el volumen sanguíneo, reducir el volumen sistólico, o incrementar la HR. Similarmente, nosotros creemos que la reducción de la masa corporal en el presente estudio no fue significativamente suficiente para observar cambios en la función cardiovascular de sujetos físicamente aptos durante ejercicio hasta el agotamiento volitivo en un ambiente térmicamente neutral.

El temprano comienzo del LAT en la condición de hipohidratación observado en el presente estudio puede haber sido causado por la disminución de la capacidad amortiguadora. Montain et al. (21) han sugerido que la hipohidratación puede reducir la capacidad amortiguadora. En un esfuerzo para explorar esta posibilidad, nosotros usamos el método descrito por Stringer et al. (30) para evaluar el grado de amortiguamiento por bicarbonato del lactato durante el ejercicio. En este método se grafica el VCO₂ en función del VO₂ para determinar si el lactato sanguíneo se incrementa y si el bicarbonato estándar disminuye. La comparación de la pendiente de VCO₂/VO₂ en las condiciones de euhidratación (1.06±0.03) e hipohidratación (0.99±0.03) no reveló diferencias (p<0.05). Nosotros inferimos que la capacidad amortiguadora no fue significativamente alterada por la hipohidratación y que el temprano comienzo del LAT probablemente no fue el resultado de alguna alteración en la capacidad amortiguadora.

En conclusión, los resultados de este estudio sugieren que la hipohidratación de -4% de la masa corporal total causó una acumulación temprana de lactato sanguíneo durante un ejercicio en cinta ergométrica hasta el agotamiento volitivo en un ambiente térmicamente neutral. En el presente estudio, la hipohidratación no produjo cambios significativos en la función cardiovascular o la capacidad amortiguadora. Es posible que estos resultados puedan ser consecuencia de alteraciones en el metabolismo debido a la hipohidratación; sin embargo, son necesarias futuras investigaciones en el área de la hipohidratación y sus efectos sobre el metabolismo y el LAT.

Aplicaciones Prácticas

Los resultados de este estudio sugieren que los atletas de resistencia pueden no ser capaces de sostener esfuerzos de alta intensidad luego de un día de ejercicio que ha resultado en pérdidas significativas de masa corporal. Es extremadamente importante para los atletas consumir una adecuada ingesta de fluidos y para los entrenadores asegurar esto en un esfuerzo de prevenir la hipohidratación y la posible disminución en el nivel de rendimiento. Nosotros recomendaríamos que los atletas de resistencia y los entrenadores monitoreen los pesos corporales antes y después del entrenamiento y las competiciones.