Oxigenación Muscular, Frecuencia Cardíaca y Concentración de Lactato en Sangre durante la Natación a Intervalos Submáximos y Máximos
Athanasios A. Dalamitros1, Eleni Semaltianou1, Argyris G. Toubekis2 y Athanasios Kabasakalis1
1Laboratory of Evaluation of Human Biological Performance, School of Physical Education and Sport Sciences, Aristotle University of Thessaloniki, Thessaloniki, Greece
2School of Physical Education and Sport Science, National and Kapodistrian University of Athens, Athens, Greece
Artículo publicado en el journal PubliCE del año 2022.
Publicado 9 de febrero de 2022
Resumen
INTRODUCCIÓN
El seguimiento de la intensidad del entrenamiento es esencial para evaluar la respuesta de los atletas a un programa de ejercicio. Una herramienta de prueba utilizada a menudo en entornos deportivos como marcador de intensidad es la concentración de lactato en sangre (BLa) debido a su sensibilidad para detectar cambios inducidos por el entrenamiento (Beneke y cols., 2011). A pesar de varias limitaciones potenciales, incluida su naturaleza invasiva (Swart y Jennings, 2004), la prueba de BLa se ha utilizado ampliamente en la natación para evaluar el estado de rendimiento real y predecir potencialmente los resultados de rendimiento a futuro (Smith y cols., 2002). Complementariamente a las pruebas de BLa, el porcentaje de frecuencia cardíaca máxima (FC) también hace una contribución importante para evaluar la intensidad del entrenamiento (Borresen y Lambert, 2008), aunque se caracteriza por ser poco informativo sobre el estado de entrenamiento de un atleta (Buchheit, 2014). Además, la velocidad crítica puede usarse como un enfoque factible y práctico para monitorear la intensidad del entrenamiento de natación (Tijani y cols., 2021).
La espectroscopía de infrarrojo cercano (NIRS) es una técnica relativamente nueva con una popularidad creciente debido al hecho de que permite medir de forma no invasiva y directa los cambios en la oxigenación tisular y la hemodinámica como respuesta al ejercicio dinámico (Bhambhani, 2004). Recientemente, esta tecnología se ha aplicado en la natación como un método complementario para monitorear las adaptaciones periféricas al entrenamiento, para examinar las respuestas agudas al entrenamiento en atletas de diferentes niveles competitivos y para evaluar diferentes protocolos de recuperación activa (Jones y cols., 2018; Dalamitros y cols., 2019; Pratama y Yimlamai, 2020). Además, la NIRS ha sido examinada como una alternativa potencial a la medición de la BLa en nadadores de diferentes niveles de entrenamiento (Wu y cols., 2015). Sin embargo, en este último caso, el procedimiento de prueba incluyó una prueba incremental en tierra firme.
En el entrenamiento de la natación, se incorporan diariamente series de intervalos de varias intensidades para activar procesos aeróbicos o anaeróbicos. Como tal, explorar la relación potencial de los diferentes procedimientos de prueba utilizados para evaluar la intensidad del entrenamiento, es decir, la oxigenación muscular, la FC y la BLa durante los esfuerzos submáximos y máximos, podría ser importante tanto para los entrenadores de natación como para los científicos del deporte. Además, dado que se ha informado que los protocolos de entrada en calor de diferentes intensidades inducen diferentes respuestas de la BLa pero no de la FC en una prueba subsecuente contrarreloj máxima de 100 m (Neiva y cols., 2017), sería interesante si tales resultados se examinaran utilizando pruebas de oxigenación muscular. Por lo tanto, el propósito de este estudio fue evaluar y comparar la interrelación entre la oxigenación muscular (SmO2), la FC y la BLa después de un protocolo de intervalos de natación submáximos (Submáx) o máximos (Máx), y una serie principal de intervalos máximos subsecuentes.
Materiales y métodos
Sujetos
Un total de doce nadadores de nivel nacional, nueve hombres (n = 9; edad: 21.9±2.0 años; masa corporal: 78.8±9.8 kg; altura corporal: 182.7±8.1 cm; puntuación FINA 2019: 578,4 ± 89,0) y tres mujeres (n = 3; edad: 20,2 ± 1,5 años; peso: 64,5 ± 6,7 kg; altura: 174,3 ± 3,5 cm; puntuación se score FINA 2019: 638.7±23.0), de dos clubes de natación diferentes participaron en este estudio. Los nadadores se especializaban en diferentes distancias de carrera y técnicas de natación. El cálculo de la puntuación de la Fédération Internationale de Natation (FINA) se basó en el evento de especialidad de cada atleta según los récords mundiales de 2019 en cursos cortos. Se obtuvo el consentimiento informado por escrito de cada participante. Todos los procedimientos se realizaron de acuerdo con la declaración de Helsinki y fueron aprobados por la Junta de Revisión Institucional.
Metodología
Los sujetos participaron en dos sesiones de prueba. Durante la primera sesión, se registraron las características antropométricas (altura y masa corporal) y de entrenamiento (especialidad de distancia, técnica de nado preferida y mejores tiempos de natación). Después de completar un calentamiento estandarizado en el agua que consta de 1200 m (nado continuo/ejercicios de brazos y patadas/sprints cortos/vuelta a la calma) seguido de un descanso pasivo de 2 minutos, los participantes realizaron aleatoriamente el protocolo de natación a intervalos Submáx o Máx, en un orden contrabalanceado. Tres días después, se aplicó el segundo protocolo. La serie de intervalos submáx consistió en 8 × 50 m interceptados con un descanso pasivo de 30 seg, a una intensidad correspondiente a la velocidad crítica, que se calculó en un 92% del mejor rendimiento durante una prueba máxima de 400 m (Zacca y cols., 2016) realizada la semana anterior al inicio del estudio. Durante el protocolo de intervalo Máx, los nadadores realizaron una serie de 4 × 15 m comenzando en 1 min. Siguiendo los protocolos de intervalo Submáx y Máx, los participantes ejecutaron la serie principal de intervalos que constaba de 2 × 4 × 25 m a máxima intensidad con un descanso pasivo de 30 seg entre cada 25 m y 4 min entre las series.
La medición de la saturación del oxígeno muscular (SmO2) se realizó con un dispositivo portátil de espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) (MOXY, Fortiori Design LLC, Hutchinson, Minnesota, EE. UU.). La SmO2 del músculo deltoides del brazo dominante de cada participante se midió en posición sentada, con los brazos del nadador colgando libremente a los lados y completamente relajados. El dispositivo se colocó en el medio del vientre del músculo, mientras que la posición exacta se señaló con un marcador permanente para colocar el monitor en el mismo lugar para cada medición. Todos los atletas presentaron un pliegue cutáneo inferior al límite aceptado de 12 mm en el punto de medición (Barstow, 2019). Se registró la SmO2 del músculo relajado durante 1 min en reposo y se analizaron los valores promedio. Los registros posteriores de las mediciones de la SmO2 se realizaron durante el primer minuto posterior al ejercicio, lo que les dio a los atletas el tiempo adecuado para salir del agua en tres puntos de prueba específicos: después de los protocolos Submáx o Máx, (TP1), después de la primera serie de 4 × 25, (TP2), y después del segundo bloque de 4×25 (TP3). Simultáneamente, durante todas las pruebas, se registró la frecuencia cardíaca mediante telemetría de cinturón pectoral (Polar S810 Electro, Kempele, Finlandia). Para medir la BLa se utilizó un analizador portátil (Lactate Scout 4, EKF Diagnostics, Alemania). La BLa se recolectó en el segundo minuto posterior al ejercicio. Las mediciones de la SmO2 y la BLa fueron realizadas por dos examinadores experimentados en las mismas condiciones. El procedimiento de prueba se resume en la Figura 1.
Figura 1. Representaciones esquemáticas del procedimiento de prueba. TP1 = punto de prueba 1; TP2 = punto de prueba 2; TP3 = punto de prueba 3.
Todas las pruebas de nado se realizaron con una salida de impulso desde dentro del agua con la técnica de crol frontal. Se instruyó a los nadadores para que evitaran deslizarse bajo el agua. Todos los procedimientos se realizaron durante el mismo período de entrenamiento (diciembre) y durante el día (8:00:00–9:30:00 hs), bajo la misma temperatura del agua (26–27°C) en una piscina cubierta de 25 m. Se aconsejó a los nadadores que siguieran la misma rutina de entrenamiento, así como la misma dieta, hidratación y hábitos de sueño el día anterior a la prueba.
Análisis estadístico
Se realizaron la prueba de normalidad de Kolmogorov-Smirnov, el análisis de correlación de Pearson y el análisis de varianza (ANOVA) con medidas repetidas. Los datos de la SmO2, BLa y FC se analizaron mediante ANOVA de dos vías (protocolo: Submáx y Máx × tiempo: TP1, TP2 y TP3) con medidas repetidas en el factor de tiempo. Los análisis post-hoc se realizaron utilizando la prueba de Scheffé. Los umbrales de correlación se clasificaron como: <0.1 = trivial, <0.3 = pequeño, <0.5 = moderado, <0.7 = grande, <0.9 = muy grande y ≤1.0 = casi perfecto (Hopkins y cols., 2009). Los valores de tamaño del efecto (ES) de ≤0.2, entre 0.21 y 0.8 y >0.8 se consideraron pequeños, moderados y grandes, respectivamente (Cohen, 1988). El nivel de significación estadística se fijó en p ≤0.05. Todos los análisis estadísticos se realizaron con el software SPSS 25.0 (IBM, NY, EE. UU.). Los datos se presentan como media ± desviación estándar (SD).
Resultados
No se encontró efecto del protocolo (p = 0.198) en ninguno de los parámetros medidos. Por el contrario, se reveló un efecto principal significativo del tiempo (p <0.001). La FC y la BLa aumentaron entre los tres puntos de prueba en ambos protocolos (p <0.05; p <0.001, rango de ES: 0.36–1.40). Los valores de SmO2 sólo fueron diferentes entre TP1 y TP3 (p <0.05 y 0.001; ES: 1.09 y 1.20, para los protocolos Submáx y Máx, respectivamente), pero no entre TP1 y TP2 o TP2 y TP3 después de ambos protocolos (p >0.05) (Tabla 1).
Tabla 1. Significancia estadística, tamaño del efecto, saturación de oxígeno muscular, frecuencia cardíaca y valores de lactato en sangre en todos los puntos de prueba durante ambos protocolos.
Los valores de saturación de oxígeno muscular (SmO2) y de la BLa estuvieron altamente correlacionados en TP1 durante el protocolo Máx (r = 0.722; p <0.05), mientras que se encontraron correlaciones moderadas en TP2 y TP3 (r = 0.488 y 0.498; p >0.05). La FC y la SmO2 mostraron un rango de magnitudes de correlación de moderada a alta durante los tres puntos de prueba en ambos protocolos (rango r: 0.645-0.728; p <0.01), mientras que se obtuvo una correlación muy alta en TP1 después del protocolo Máx (r = 0.931; p <0.01). De manera similar, el coeficiente de correlación de la BLa y la FC también fue de moderado a alto en todos los puntos de prueba en ambos protocolos (rango r: 0.595–0.694; p <0.05). Finalmente, se observaron pequeñas correlaciones entre la SmO2 y la BLa durante el protocolo Submáx en todos los puntos de prueba (rango r: 0.147–0.285; p >0.05) (Tabla 2).
Tabla 2. Magnitudes de correlación de Pearson entre los diferentes procedimientos de prueba en todos los puntos de prueba durante ambos protocolos.
Discusión
La aplicación de la tecnología de espectroscopia de infrarrojo cercano portátil en el área del rendimiento deportivo está aumentando progresivamente. El presente estudio demostró que la variable de oxigenación muscular evaluada (SmO2) se correlacionó principalmente con los valores de BLa y FC después del protocolo Máx. Es decir, inmediatamente después de completar una serie de intervalos de sprint de muy bajo volumen (4 × 15 m, duración de 7–8 seg).
Se ha descrito previamente una correlación significativa entre los valores de SmO2 y de BLa en nadadores durante pruebas incrementales realizadas en tierra firme. En este caso, se sugirió la aplicación de la tecnología NIRS como una alternativa no invasiva a la prueba de BLa (Wu y cols., 2015). La novedad de nuestro estudio es que, por primera vez, se examinó esta interrelación durante esfuerzos interválicos basados en el metabolismo anaeróbico y aeróbico que se aplican habitualmente en el entrenamiento de la natación.
Comprender la fisiología muscular durante el ejercicio dinámico es esencial para evaluar la intensidad del ejercicio. Los valores de la SmO2 del músculo deltoides durante la nado de crol proporcionaron una representación clara del equilibrio entre el suministro y la extracción de O2 de la parte del cuerpo que funciona principalmente durante la propulsión horizontal (Morouço y cols., 2015). La BLa, por su parte, es sensible a los cambios en la intensidad y la duración del ejercicio (Beneke y cols., 2011). Por otro lado, la acumulación de datos en tiempo real a través de la NIRS es una herramienta de evaluación útil durante los esfuerzos de entrenamiento (Jones y cols., 2018). Por lo tanto, la combinación de los dos procedimientos de prueba puede resultar beneficiosa para evaluar de manera precisa y exhaustiva la intensidad durante la natación. En el presente estudio, la oxigenación muscular se redujo progresiva e independientemente de la intensidad del ejercicio de ‘priming’ (protocolos Submáx o Máx). Sin embargo, una limitación del presente estudio puede ser reconocida por la medición NIRS posterior a la natación. Esto se aplicó para evitar cualquier movimiento del aparato sobre el músculo durante los movimientos rápidos del brazo. Se espera que los valores de un minuto después de nadar sean más altos en comparación con los valores durante la natación. En este caso, los valores de la tasa de natación y recuperación pueden ser diferentes entre los protocolos, pero esto no se detectó con un sólo muestreo de recuperación, lo que afectó la correlación entre la SmO2 con la BLa y la FC. Por otro lado, recopilar valores de recuperación hace que la medición sea más práctica y factible de usar durante el entrenamiento.
Los entrenadores de natación y los científicos deportivos suelen aplicar pruebas de campo durante el entrenamiento y la competición. En este sentido, las mediciones de BLa y HR sirven como procedimientos de prueba fisiológica "estándar". Reconociendo que se han mostrado diferentes respuestas, especialmente en esfuerzos de entrenamiento intenso, durante las pruebas de BLa y HR en natación (Skorski y cols., 2012), su uso en combinación con la medición de espectroscopia de infrarrojo cercano se puede realizar como una forma alternativa o complementaria. método, dependiendo de la intensidad del ejercicio realizado. Además, potencialmente puede ofrecer un análisis no invasivo de los cambios dinámicos en la oxigenación y el volumen sanguíneo, detectar la contribución relativa de los músculos y evaluar las adaptaciones inducidas por el entrenamiento después del entrenamiento de resistencia (Jones y Cooper, 2016; Jones y cols., 2018). Futuros estudios deberían considerar esta relación en distancias de nado de mayor duración.
La interpretación y traducción práctica de los datos recopilados del dispositivo portátil NIRS es probablemente el mayor desafío cuando se aplica este tipo de tecnología. La información sobre los niveles de oxígeno del músculo esquelético puede aumentar la comprensión de la carga interna de los músculos activos y menos activos, como es evidente en el caso de dos o más monitores involucrados durante los períodos de entrenamiento y de recuperación (Manchado-Gobatto y cols., 2020). Además, los altos valores de desoxigenación muscular, como los obtenidos durante las series de intervalos de sprint, pueden estar relacionados con mayores adaptaciones periféricas (Paquette y cols., 2019) o incluso pueden caracterizar el estado de entrenamiento entre los individuos (Ding y cols., 2001). En general, el método NIRS se presenta como una solución adecuada para la evaluación de campo rápida y continua en una variedad de deportes, evaluando así las adaptaciones agudas y crónicas, mientras se caracteriza por una alta sensibilidad en diferentes demandas de ejercicio y buenos valores de reproductibilidad (Perrey y Ferrari, 2018). Aún así, la estandarización del protocolo es vital considerando las limitaciones existentes, como el impacto del grosor del tejido adiposo y la necesidad de una calibración fisiológica adecuada (McManus y cols., 2018; Barstow, 2019).
La aplicación de la tecnología NIRS para monitorear las respuestas de la oxigenación muscular en este estudio (monitor MOXY) se ha utilizado recientemente en diferentes actividades deportivas, incluido el kayak de velocidad, la escalada deportiva y el esquí de fondo. En general, estos estudios destacaron el potencial de esta herramienta de investigación para proporcionar información sobre las adaptaciones periféricas después del entrenamiento de intervalos de alta intensidad (Paquette y cols., 2019, 2021), la disponibilidad de la SmO2 en diferentes intensidades de ejercicio (Feldmann y cols., 2020), y la activación muscular de los grupos musculares superiores e inferiores durante una carrera de larga distancia (Stöggl y Born, 2021). En este estudio, la implementación de una serie de intensidad máxima de bajo volumen (2 × 4 × 25 m) fue impulsada por hallazgos previos que indicaban aumentos significativos de la BLa con un estímulo de entrenamiento similar (Kabasakalis y cols., 2020), mientras que el resto de los intervalos se guiaron por la necesidad de realizar las mediciones. Los protocolos Submáx y Máx específicos aplicados se eligieron basándose en la estimulación de diferentes sistemas de energía metabólica. De acuerdo con un estudio previo de natación que analizó las respuestas de diferentes intensidades de calentamiento en los niveles de la BLa y de la FC (Neiva y cols., 2017), tanto los protocolos Submáx como Máx concluyeron que no hubo variaciones significativas en los valores respectivos en ninguna de los tres puntos de la prueba. Por lo tanto, se puede sugerir que las pruebas fisiológicas durante el rendimiento máximo en intervalos cortos no se ven afectadas por los protocolos de "preactivación" anteriores.
En conclusión, después de que los protocolos de natación máxima consistieran en esfuerzos muy cortos (es decir, 15 m) e intervalos cortos (es decir, 25 m), se observó una alta interrelación entre los valores de oxigenación muscular expresados por la saturación de oxígeno muscular, la frecuencia cardíaca y las pruebas de lactato en sangre que fueron revelados en comparación con los obtenidos después de un protocolo idéntico donde inicialmente se aplicaron esfuerzos de intervalo de menor intensidad.
Declaración de Ética
Los estudios con participantes humanos fueron revisados y aprobados por Vasilis Mougios, Universidad Aristóteles de Salónica, Departamento de Educación Física y Ciencias del Deporte; Evangelia Kouidi, de la Universidad Aristóteles de Tesalónica, Departamento de Educación Física y Ciencias del Deporte; Giorgos Grouios, de la Universidad Aristóteles de Tesalónica, Departamento de Educación Física y Ciencias del Deporte. Los pacientes/participantes proporcionaron su consentimiento informado por escrito para participar en este estudio.
Conflicto de intereses
Los autores declaran que la investigación se realizó en ausencia de cualquier relación comercial o financiera que pudiera interpretarse como un potencial conflicto de interés.
Agradecimientos
Agradecemos la participación de los nadadores.
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