Saturación del oxígeno muscular y ejercicio de fuerza

Dinámica de la saturación de oxígeno muscular de las extremidades inferiores durante el ejercicio de sentadilla: efectos de la carga de entrenamiento y el nivel de esfuerzo

Las adaptaciones producidas por el entrenamiento de la fuerza dependen de la interacción de diferentes variables como intensidad, nivel de esfuerzo (LE), intervalo de descanso, frecuencia y volumen (de Salles 2009, Schoenfeld 2015). La interacción de las variables involucradas en el entrenamiento de la fuerza dificulta el análisis de su contribución individual en la mejora del rendimiento de la fuerza y la programación de un entrenamiento específico (Pereira 2007). La comprensión y manipulación de estas variables de entrenamiento podría influir en el rendimiento; y existe una relación directa con los mecanismos de fatiga (Sáez-Sáez 2010). Un estudio de la compleja interacción de estas múltiples variables podría conducirse a estrategias de cargas óptimas para mejorar las respuestas al ejercicio de fuerza (Schoenfeld 2016).

En el entrenamiento de fuerza, se han utilizado varios indicadores para controlar la intensidad y la fatiga durante el ejercicio. Se suelen utilizar parámetros de intensidad como la carga relativa (porcentaje de 1 repetición máxima [1MR]) o la carga máxima con la que se puede realizar un determinado número de repeticiones. Entre los indicadores de fatiga comúnmente utilizados durante el entrenamiento, el LE y la pérdida de velocidad de potencia media (MPVL) son los más populares en la actualidad. El nivel de esfuerzo se expresa como el porcentaje de la repetición realizada respecto al máximo posible, y muestra una relación con la pérdida de la velocidad de ejecución que se entiende como la pérdida de velocidad de ejecución respecto al máximo posible (Gonzalez-Badillo 2011, Sanchez-Moreno 2017). Este hallazgo permite estimar a partir del seguimiento de la velocidad de la repetición, cuántas repeticiones se pueden realizar en una determinada serie de ejercicio. Además, estas variables se utilizan para diseñar programas de entrenamiento de la fuerza y se han relacionado con la intensidad del entrenamiento y los marcadores de fatiga como el amonio y el lactato (Gonzalez-Badillo 2011, Hoffman 2003).

Se ha informado que la fatiga periférica tiene múltiples etiologías, y una de estas causas podría ser la disponibilidad de oxígeno (Pereira 2007). En este sentido, relacionado con la intensidad del entrenamiento, se ha demostrado que cuando se incrementa el número de repeticiones respecto al total de posibles repeticiones con cargas submáximas, existe una restricción en el flujo sanguíneo en el músculo efector y, en consecuencia, una relativa falta de suministro de oxígeno (Azuma 2000, Tamaki 1994). Este patrón de restricción del flujo sanguíneo, anoxia y reoxigenación se observa incluso cuando se realizan protocolos de entrenamiento de la fuerza de baja intensidad (Hoffman 2003). Existen diferencias en la saturación de oxígeno de los músculos según el nivel de fitness (Takaishi 2002) y se puede mejorar con el entrenamiento (Jones 2015). Si bien este fenómeno es conocido, faltan estudios dirigidos a comprender la oxigenación muscular durante el entrenamiento de la fuerza, lo que puede deberse a la dificultad de monitorear variables como SmO₂ durante la ejecución de ejercicios de entrenamiento de la fuerza (Gómez-Carmona 2019).

La evidencia previa sugiere que hay cambios en la saturación del oxígeno muscular (SmO₂) y el tiempo de reoxigenación dependiendo de las características del ejercicio. Por ejemplo, los protocolos excéntricos provocaron una mayor disminución de la SmO₂ y un mayor tiempo de reoxigenación que los ejercicios concéntricos (Timón 2018). La velocidad y la intensidad de la ejecución (Tanimoto 2005) y el número de repeticiones hasta el fallo (Hoffman 2003) y las estrategias de recuperación entre series también podrían influir en la SmO₂ (Bastida-Castillo 2016).

La espectroscopía de infrarrojo cercano (NIRS) es un método no invasivo para medir la saturación de oxígeno en sangre local utilizando rayos infrarrojos cercanos (Ferrari 2011), proporcionando información fisiológica en tiempo real (Pereira 2007). Esta tecnología se ha utilizado anteriormente para comprobar los cambios en la oxigenación de un tejido muscular específico durante el entrenamiento de la resistencia y de la fuerza (Gómez-Carmona 2019, Quaresima 2003) porque la dinámica del oxígeno intramuscular y el volumen sanguíneo pueden variar para diferentes músculos (Miyamoto 2013, Scott 2014). Esta evaluación de la disponibilidad del oxígeno muscular en tiempo real podría explicar cómo el cambio en las variables de carga como la intensidad, el volumen, la pausa y la frecuencia podría influir en la fatiga (Pereira 2007).

Así, recientemente Carlos D. Gómez-Carmona de la Universidad de Murcia (España), llevó a cabo un estudio al respecto, donde el objetivo de ese estudio fue evaluar la dinámica de la SmO₂, tanto durante las fases de ejecución como de la recuperación, en función de la carga y el nivel de esfuerzo durante el entrenamiento de la fuerza.

La muestra estuvo conformada por 12 sujetos masculinos (22.4±1.73 años; 1.81±0.08 cm de altura y 77.76±8.77 kg de masa corporal). Se analizaron seis estímulos de entrenamiento de fuerza diferentes, basados en las variables de entrenamiento: carga (60-75% 1MR) y nivel de esfuerzo (LE) (E1: 4x8 [20MR], E2: 4x12 [20MR], E3: 4x16 [20MR] , E4: 4x4 [10MR], E5: 4x6 [10MR] y E6: 4x8 [10MR]) en el ejercicio de sentadillas hasta 90˚ con una parada de 2 segundos entre repeticiones para evitar el reflejo miotático. La saturación de oxígeno al inicio de la serie (SmO₂start), la saturación de oxígeno al final de la serie (SmO₂stop), el porcentaje de pérdida de saturación de oxígeno (↓% SmO₂) y el tiempo de reoxigenación (SmO₂recT) se evaluaron mediante un dispositivo de espectroscopia de infrarrojo cercano. Además, el porcentaje de pérdida de velocidad propulsiva media (% MPVL) se registró utilizando un transductor lineal.

Los resultados sugirieron una influencia del LE y la carga de entrenamiento sobre la oxigenación muscular. Un LE mayor se asoció directamente con un SmO₂recT (r = 0.864), ↓% SmO₂ (r = 0.873) y % MPVL (r = 0.883) e inversamente con una SmO₂stop (r = -0.871). Cuando se utilizó el mismo LE (E1 vs. E4, E2 vs. E5 y E3 vs. E6), se encontró que los estímulos con mayor carga tenían menor SmO₂recT, ↓% SmO2, % MPVL y mayor SmO₂stop. Se encontró que la saturación de oxígeno muscular era mínima (% SmO₂ = 0) en los estímulos con un LE superior al 60% (E3 y E6).

Las variables de la SmO₂ estudiadas en la presente investigación podrían considerarse como un método más fácil y útil para comprender la fatiga del músculo esquelético durante el entrenamiento de la fuerza.

Aplicaciones prácticas

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos en este estudio, el nivel de esfuerzo es más sensible a la fatiga muscular por oxígeno (repeticiones realizadas en relación al máximo de repeticiones realizadas con cada carga) que a la intensidad (% 1MR). Por lo tanto, los aumentos de la carga a lo largo de las sesiones de entrenamiento deben realizarse en un sólo factor de carga (intensidad o volumen) dependiendo de las características de la población individual, el tipo de deporte y las adaptaciones a la fatiga. Si se opta por aumentar el volumen, el tiempo de descanso debe ser más largo para lograr la reposición completa del oxígeno muscular y reducir la MPVL. Para los entrenadores de fuerza y acondicionamiento, las consideraciones específicas analizadas en este estudio proporcionan pautas iniciales para el uso de la SmO₂ como índice de carga interna. Monitorear la saturación de oxígeno muscular en atletas a través de un dispositivo NIRS accesible, portátil y fácil de usar, ayuda a comprender, con información en tiempo real, la pérdida de la saturación del oxígeno muscular, el tiempo de trabajo con y sin oxígeno (anoxia) y el tiempo de recuperación para iniciar una nueva serie (con o sin recuperación completa). La investigación futura podría utilizar los mismos parámetros de oxígeno muscular para analizar el efecto individual de las variaciones de la carga (diferente 1MR) al mismo % de 1MR y del nivel de esfuerzo. Además, una evaluación con multidispositivos sería interesante para analizar la dinámica del oxígeno muscular de todos los músculos de las extremidades inferiores simultáneamente y su relación.