Un Protocolo en Bicicleta Ergométrica para Estimar el VO₂ máx.

El máximo consumo de oxígeno (VO₂ máx.) fue estimado a partir de la producción de potencia máxima (MPO) en un test progresivo en bicicleta ergométrica. Los sujetos fueron 232 varones y 303 mujeres de 15-28 años de edad. La relación entre el VO₂ máx. y la MPO fue: VO₂ máx. (L. min^-1)= 0,16 + [0,0117.MPO (W)]. Se encontró un coeficiente de correlación de r=0,88 entre la MPO y el VO₂ máx. La confiabilidad test-retest fue valorada por medio de dos procedimientos. Las desviaciones estándares de las diferencias test-retest en la MPO y el VO₂ máx. usando el mismo procedimiento estandarizado en 35 sujetos, fueron de 10% y 8% respectivamente, y las correlaciones de Pearson entre los valores test-retest fueron de 0,95 y 0,96, respectivamente. Cuando la MPO de los tests llevados a cabo en las escuelas fue comparada con un test estandarizado realizado por un fisiólogo en 267 sujetos, la correlación de Pearson test-retest fue de 0,82. El modelo de estimación que solo incluye la MPO y que explica el 80% de la variabilidad en el VO₂ máx., es sugerido para ser usado en adolescentes y adultos jóvenes sanos.

INTRODUCCION

Teniendo en cuenta que las estimaciones inexactas del VO₂ máx. afectan las relaciones con las variables de salud en estudios epidemiológicos, la exactitud de los métodos constituye un aspecto importante. En las últimas cuatro décadas, muchos estudios epidemiológicos han relacionado actividad física con enfermedad o muerte. En los estudios iniciales se ha investigado la relación entre la actividad física relacionada al trabajo y la salud (1), pero luego la valoración de la actividad física mejoró e incluyó duración, frecuencia e intensidad de la actividad física de tiempo libre, para poder acercarse a conclusiones más exactas (2). Además, la relación entre actividad física y salud ha sido estudiada durante los últimos 25 años (3). Una variedad de métodos han sido usados para estimar el nivel de aptitud física, incluyendo tests máximos y submáximos en bicicletas ergométricas (4, 5), tests submáximos y máximos en cinta rodante (6, 7) y parámetros recolectados en reposo, tales como frecuencia cardiaca de reposo (8), volumen espiratorio forzado y capacidad vital forzada (9, 10).

Todas las mediciones indirectas del VO₂ máx. presentan un dado error, pero los valores estimados a partir de tests máximos son más exactos que a partir de los submáximos o a partir de parámetros recolectados en reposo (11). Han sido desarrollados diversos protocolos de ejercicio máximo de alta confiabilidad para estimar el VO₂ máx. En estudios de gran escala, la caminata o carrera en cinta rodante con velocidades o ángulos de inclinación crecientes ha demostrado éxito (7). La Clínica Cooper ha utilizado tests realizados en cinta rodante regulados por la limitación del síntoma en miles de sujetos de más de 70 años (12-14). Otros estudios epidemiológicos de gran escala en poblaciones mayores y de mediana edad han usado pruebas de ejercicio máximo, tanto en cinta rodante (15) como en bicicleta ergométrica (5, 16, 17). El riesgo relacionado al test máximo es bajo en sujetos saludables, pero podría ser de mayor consideración en otros sujetos. También han sido validados distintos tests de carrera, pero son mayoritariamente usados en niños y en valoraciones de campo (18, 19).

El objetivo del presente estudio fue evaluar un test máximo en bicicleta ergométrica haciendo una comparación con la medición directa del VO₂ máx. en una muestra grande reclutada en forma aleatoria, de adolescentes y adultos jóvenes. También fue valorada la confiabilidad test-retest de la producción de potencia máxima. Se sugiere el uso del test tanto en un marco de estudios epidemiológicos de poblaciones jóvenes como en educación física escolar.

METODOS

Una muestra aleatoria de niños escolares daneses de 15 a 19 años de edad fue evaluada en 1983 y reevaluada 8 años después. Los tests del mismo individuo en 1983 y 1991 fueron analizados como 2 casos. El estudio comprendió la evaluación de 232 varones y 303 mujeres de 15-18 años de edad. La talla y la masa corporal fueron medidas con una apreciación de 1 cm y 0,1 kg, respectivamente.

Test en Cicloergómetro

Los tests fueron realizados luego de 20 min de descanso y 8 h de ayuno, a temperatura ambiente. El máximo consumo de oxígeno fue medido usando un cicloergómetro frenado mecánicamente (Monark) con una rueda de 27 kg. La fuerza de frenado fue ejercida por la gravedad de las cargas suspendidas en la banda de frenos. La frecuencia de pedaleo fue establecida en 70 rpm.

El test comenzó con 7 min de entrada en calor con una carga submáxima de 103 W para los hombres y 69 W para las mujeres. Hacia el final de la entrada en calor se midió la frecuencia cardíaca submáxima (FC_SUB) usando un monitor de frecuencia cardiaca (Cardioline o Polar PE 3000). El consumo de oxígeno fue medido durante los últimos 2 minutos del test submáximo.

Luego la carga se incrementó a razón de 35 W cada 2 min hasta que el sujeto llegó al agotamiento. La carga inicial del test máximo fue establecida de manera que se alcanzara el agotamiento dentro de los 5 a 10 min de empezado el test progresivo. La producción de potencia máxima (MPO) fue calculada como la potencia desarrollada antes del último incremento de intensidad, más 35 W por el porcentaje de los 2 min pedaleados durante la última etapa. El consumo de oxígeno fue medido durante los últimos 3-4 min del test progresivo, y el valor más alto en 30 s fue usado como VO₂ máx.

Test-retest

Se aplicaron dos procedimientos de test-retest. En el transcurso de un mes, 267 sujetos fueron evaluados dos veces con diferentes evaluadores y diferentes bicicletas ergométricas en el primero y segundo test.

Fueron registradas la FC_SUB a una carga de trabajo estándar y la MPO. Los evaluadores del primer test fueron profesores de educación física escolar y en el segundo test, donde se medió además el VO₂ máx., el evaluador fue un fisiólogo experimentado. Estos tests fueron llevados a cabo para evaluar la confiabilidad real de los tests escolares. En el segundo procedimiento, un fisiólogo evaluó 35 sujetos dos veces usando la misma bicicleta ergométrica y procedimiento estandarizado. El VO₂ máx. fue medido directamente y fue registrada la FC_SUB y la MPO. Los tests fueron realizados con un intervalo de tiempo de 1,5 meses.

Análisis de Gases

En 1983 el aire espirado fue recolectado en bolsas de Douglas. Los volúmenes fueron medidos con un medidor de gas seco. El medidor de gas fue calibrado a un espirómetro Tissot y el coeficiente de variación fue de 1,5%. El porcentaje de O₂ y CO₂ del gas fue determinado usando un analizador Servomex y LB-2 (Beckmann), respectivamente. En 1991, se utilizó un sistema de circuito abierto con un neumotacógrafo Rudolph calibrado con una jeringa (Rudolph) de 3,00 L y el análisis de gases fue hecho con analizadores Medical Graphics de O₂ y CO₂. Los analizadores de gases fueron calibrados con 2 mezclas de gases conocidas antes de cada test. Los métodos usados en 1983 y 1991 fueron comparados en 20 sujetos, y no se encontraron diferencias. Para asegurarse de alcanzar el nivel del máximo de consumo de oxígeno, los sujetos fueron alentados a continuar tanto tiempo como fuera posible, para que se produjera la nivelación del VO₂ máx. En los pocos casos donde esto no ocurrió, se requirió una estimación de la energía anaeróbica producida de más del 20% de la producción total de energía en el test máximo para que los resultados sean aceptados como valores máximos.

Análisis Estadísticos

Para el análisis estadístico se utilizó el paquete SPSS versión 4.0 (SPSS Inc.) Se usó la prueba t pareada para la confiabilidad test-retest, y la correlación de Pearson para describir la solidez de las asociaciones lineales. Para explicar la varianza del VO₂ máx. y calcular un modelo de estimación para el VO₂ máx. a partir de la MPO, se utilizó la regresión múltiple por etapas con el VO₂ máx. como variable dependiente.

RESULTADOS

Los valores medios y desvío estándar (DS) se presentan en la Tabla 1.

Estimación del VO₂ máx. en relación a la Edad y el Sexo

La medición directa del VO₂ máx. y el VO₂ máx. estimado a partir de la MPO en relación a la edad están graficados en la Figura 1. Solo los grupos etáreos de 6 o más sujetos están incluidos en la figura.
En el análisis de la regresión múltiple por etapas con el VO₂ máx. (L.min^-1) como variable dependiente e incluyendo la MPO, género, peso corporal y edad, se encontró un valor total de r2 de 0,85. Usando solo la MPO en la regresión se encontró un valor de r2 de 0,79. Incluyendo peso, sexo y edad en el modelo solo explicó un 3%, 2%, y 1% adicional, respectivamente, de la varianza en el VO₂ máx. (todo con una p<0,001). Debido a que las últimas 3 variables solo explicaron una pequeña fracción de la varianza en el VO₂ máx., para estimar el VO₂ máx. se calculó una ecuación que incluye solo la MPO:

VO₂ máx. (L.min^-1) = (0,0117.MPO) + 0,16

Tabla 1. Valores medios y desvío estándar de 232 varones y 303 mujeres.

Figura 1. VO₂ máx. observado (L.min^-1) (cuadrados) y VO₂ máx. estimado a partir de la MPO (círculos) en un test máximo en varones (figuras en negro) y mujeres (figuras en blanco).

Test-retest

Se repitieron los tests de VO₂ máx. y MPO después de 1,5 meses en 35 sujetos. La medición directa del VO₂ máx. disminuyó en 0,10 L.min^-1 (p<0,01), y el DS de la diferencia del test-retest fue de 0,23 L.min^-1 (8%). El valor r del test-retest fue de 0,96. Se encontraron valores similares en la MPO. El DS de la diferencia en la MPO fue de 23 W (delta DS/media=10%), y el valor del r fue de 0,95.

En el otro procedimiento de test-retest de 267 sujetos, donde el primer test fue llevado a cabo por los profesores de escuela secundaria, se encontró un valor r de 0,82 para la MPO. Los fisiólogos midieron una producción de potencia máxima 5% mayor que los profesores. El DS de la diferencia fue de 34 W.

En la parte superior de la figura: 232 hombres y 303 mujeres; (debajo de esto): Edad: 15-28 años; Eje y: VO₂ máx. (L.min^-1); Eje x: Producción de potencia máxima (W).

Figura 2. Relación entre el VO₂ máx. y la PMO en el test máximo. Las 2 líneas punteadas indican ±1 DS de la diferencia en el test-retest.

DISCUSION

El VO₂ máx. fue medido directamente y estimado a partir de la producción de potencia máxima en 232 varones y 303 mujeres de 15-28 años de edad. Se encontró una relación elevada entre la MPO en el test máximo y el VO₂ máx. de medición directa. También se encontraron coeficientes de correlación test-retest muy altos de 0,95 y 0,96, respectivamente.

Estimación del VO₂ máx.

En estudios epidemiológicos se han realizado diferentes intentos para estimar el VO₂ máx. La elección del método frecuentemente depende del costo, tiempo y equipamiento en relación a la validez y reproductibilidad. Los extremos de la escala son la medición directa del VO₂ máx. que ha sido usada por Salonen y col. (20), y la estimación sin prueba de ejercicio a partir del género, edad, composición corporal y registro de actividad realizado por el sujeto, tal como es sugerido por Jackson y col (11).

En los modelos multivariados de estimación, como el modelo de Jackson, es posible explicar gran parte de la variabilidad del VO₂ máx., pero el modo en que los datos utilizados se relacionan con la salud es una cuestión a debatir. En el presente estudio la MPO fue la única variable incluida en la ecuación. La MPO es una medida de la capacidad del sistema cardiorrespiratorio y estimó el 80% de la variación en el VO₂ máx.
Se realizaron esfuerzos para estandarizar las condiciones del test. Todos los tests fueron realizados después de 8 horas de ayuno y 20 min de descanso y antes del mediodía. Además, se utilizó la misma bicicleta ergométrica en todos los tests. También fue valorada la confiabilidad de los resultados obtenidos en los tests ejecutados en las escuelas. Como se esperaba, la reproductibilidad fue menor en comparación con los tests de condiciones estandarizadas, pero aún bajo estas circunstancias los tests máximos demostraron confiabilidad.

Tests Máximos en Comparación con Test Submáximos

La seguridad de los tests máximos estará siempre sujetos a debate. Sin embargo, los tests máximos se han realizado en un número de estudios testeando grandes poblaciones (5, 7, 15, 20, 21). En estudios de mortalidad se analiza la relación entre aptitud física y muerte por enfermedad cardiovascular, y se comparan las tasas de mortalidad en grupos con distintos niveles de aptitud física en la condición inicial. La mala clasificación se da debido a los cambios en el nivel de aptitud física desde las mediciones de línea de base o condición inicial y debido a los métodos de medición de la aptitud física.

Por lo tanto, es importante minimizar los errores relacionados con la medición de la aptitud física. En estudios de corte transversal, donde son valoradas las asociaciones entre VO₂ máx. y los factores de riesgo coronario, el VO₂ máx. solo estima un bajo porcentaje de la variación en los factores de riesgo (12, 22), y las relaciones se muestran solamente si los métodos son confiables y la potencia estadística es suficiente.

Conclusión

Fue evaluado un modelo de estimación a través de un test máximo para el VO₂ máx. en adolescentes y adultos jóvenes. La MPO fue altamente reproductible (r=0,95), y la validez fue también buena (r=0,88). El test máximo en bicicleta ergométrica es considerado una buena alternativa al test máximo en cinta rodante, especialmente fuera del laboratorio y cuando correr puede ser un problema.