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  • Reimpresiones y Permisos

Resumen

A diferencia de la medición durante la natación libre, que presenta desafíos y limitaciones inherentes, la determinación de parámetros importantes de la función cardiorrespiratoria para los nadadores se puede hacer utilizando una adición más factible y fácil de administrar la natación atada protocolo de incremento rápido con intercambio de gas y recopilación de datos ventilatorios.

Resumen

Las pruebas de ejercicio incremental es el medio estándar para evaluar la capacidad cardiorrespiratoria de los atletas de resistencia. Mientras que la tasa máxima de consumo de oxígeno se utiliza típicamente como la medida del criterio en este sentido, dos puntos de interrupción metabólicos que reflejan los cambios en la dinámica de la producción/consumo de lactato a medida que aumenta la tasa de trabajo son quizás más relevantes para los atletas de resistencia desde un punto de vista funcional. La economía del ejercicio, que representa la tasa de consumo de oxígeno en relación con el rendimiento del trabajo submáximo, también es un parámetro importante a medir para la evaluación de los atletas de resistencia. Las pruebas incrementales de rampa que comprenden un aumento gradual pero rápido en la tasa de trabajo hasta que se alcanza el límite de tolerancia al ejercicio son útiles para determinar estos parámetros. Este tipo de prueba se realiza típicamente en un ergometro de ciclo o cinta de correr porque hay una necesidad de precisión con respecto a la incrementación de la tasa de trabajo. Sin embargo, los atletas deben ser probados mientras realizan el modo de ejercicio requerido para su deporte. En consecuencia, los nadadores se evalúan típicamente durante las pruebas incrementales de natación libre donde tal precisión es difícil de lograr. Recientemente hemos sugerido que la natación estacionaria contra una carga que se incrementa progresivamente (natación atada incremental) puede servir como un "ergometro de natación" al permitir una precisión suficiente para acomodar un patrón de carga gradual pero rápido que revela los puntos de interrupción metabólicos y la economía del ejercicio antes mencionados. Sin embargo, queda por determinar el grado en que la tasa máxima de consumo de oxígeno alcanzada durante dicho protocolo se aproxima a la velocidad máxima que se mide durante la natación libre. En el presente artículo, explicamos cómo este protocolo de natación atada rápidamente incrementado se puede emplear para evaluar la capacidad cardiorrespiratoria de un nadador. Específicamente, explicamos cómo la evaluación de un nadador competitivo de corta distancia utilizando este protocolo reveló que su tasa de acumulación de oxígeno era de 30,3 y 34,8 ml min-1kg-1BM en su umbral de intercambio de gas y punto de compensación respiratoria, respectivamente.

Introducción

Una prueba de ejercicio que implica un aumento incremental de la tasa de trabajo (WR) de baja a máxima (es decir, prueba de ejercicio incremental; INC) proporciona el método estándar de oro de evaluación cardiorrespiratoria para los atletas de resistencia. Además de la WR más alta que el atleta puede alcanzar(picoWR), INC también permite la determinación de la tasa más alta a la que el individuo puede consumir oxígeno (O2) para esa forma de ejercicio (V-O2peak) si el intercambio de gas y los datos ventilatorios se recopilan durante la prueba1. El2pico de la v-O representa la medida del criterio de la aptitud cardiorrespiratoria. Además, el análisis del intercambio de gases y los datos ventilatorios recopilados a medida que se incrementa la WR proporciona una forma no invasiva de identificar el punto en el que la concentración de lactato sanguíneo (sangre [lactato]) aumenta por encima del valor basal (umbral de lactato) y el punto en el que comienza a acumularse a un ritmo acelerado (punto de giro de lactato)2. Estos puntos de interrupción metabólicos se estiman determinando el umbral de intercambio de gas (GET) y el punto de compensación respiratoria (RCP), respectivamente3. Es importante destacar que el GET proporciona una estimación robusta del punto en el que la sangre [lactato] aumenta inicialmente, mientras que la "hiperventilación" que caracteriza a la PCR es un fenómeno más complejo que puede iniciarse mediante una aportación aferente distinta de la quimiorecepción per se. Por consiguiente, las conclusiones basadas en la identificación del PCR deben formularse con cautela.

Cuando el ejercicio se mantiene a una velocidad constante de trabajo (CWR), hay perfiles de respuesta fisiológica marcadamente diferentes basados en el "dominio de intensidad de ejercicio" dentro del cual la WR cae4,5. Concretamente, el logro de un "estado estable" de la sangre y de la sangre [lactato] es rápido en el dominio moderado, retrasado en el dominio pesado e inalcanzable en el dominio severo4,5. Está bien establecido que la velocidad a la que Se puede consumir O2 en GET durante INC (V-O2GET)sirve como la tasa metabólica que separa el dominio moderado de pesado durante CWR3,6. Aunque controvertidas, varias observaciones recientes indican una equivalencia similar entre la velocidad a la que se puede consumir O2 en RCP (V-O2RCP)y la separación pesada/severa7,8,9,10. Por lo tanto, la identificación de los regímenes de formación específicos del dominio para los atletas de resistencia a través de la tasa metabólica con la salvedad de que alinear una tasa metabólica con una tasa de trabajo específica es más complejo que simplemente hacerlo de acuerdo con la relación de la tasa de trabajo de V-O2derivada de la prueba incremental8,11.

Cuando se exploró inicialmente el concepto de pruebas para determinar el V-O2max, los investigadores tuvieron a los sujetos realizar peleas de pista corriendo hasta el límite de tolerancia al ejercicio (Tlim) a velocidades crecientes en días separados1. A continuación se realizaron investigaciones que confirmaron que también se puede determinar la campaña de V-O2max a partir de peleas similares realizadas a Tlim el mismo día con períodos de descanso intercalados12. Finalmente, se demostró que un protocolo continuo con WR aumentó de manera incremental en intervalos de tiempo específicos (por ejemplo, cada 3 min) reveló el mismo V-O2peak que las pruebas discontinuas13. En consecuencia, estas "pruebas de ejercicio calificadas" se convirtieron en el estándar para determinar esta medida de criterio de aptitud cardiorrespiratoria. Sin embargo, en 1981, Whipp y sus colegas publicaron investigaciones que indicaron que, a los efectos de la medición2max de V-O, INC también podría realizarse íntegramente en estado no estable; es decir, con WR aumentando continuamente como una "función suave del tiempo" (RAMP-INC)14. A diferencia de INC con etapas extendidas y aumentos de WR relativamente grandes por etapa, el aumento gradual durante RAMP-INC garantiza que la "región de amortiguación isopónica" que separa GET y RCP se definirá claramente15. Además, al igual que INC con etapas, RAMP-INC se puede utilizar para evaluar la "economía de ejercicio" (es decir, el V-O2 requerido por una ESCRITURA dada); sin embargo, a diferencia de INC con etapas, en este caso, es la inversa de la "eficiencia delta" (es decir, la pendiente de la relación V-O2-WR)que se utiliza para este propósito11 teniendo en cuenta el hecho de que debido a las complejidades de la respuesta de VO2 a las tasas de trabajo en todo el espectro de intensidad, este parámetro no será una característica inmutable de INC per se (por ejemplo, RAMP-INC iniciado a partir de diferentes tasas de trabajo basales o caracterizado por diferentes pendientes de ejercicio o CWR) 16.

Para las pruebas generales de fitness, INC se realiza generalmente en un ergometro de pierna o cinta de correr porque estas modalidades están más disponibles y ciclismo de piernas y caminar / correr son familiares para la persona promedio. Además, la administración de RAMP-INC requiere la capacidad de aumentar WR continuamente en pequeños incrementos (por ejemplo, 1 W cada 2 s); por lo tanto, un ergometer (normalmente ciclismo de piernas) es el más adecuado para este tipo de pruebas. Sin embargo, la evaluación de los atletas es más compleja porque los atletas deben ser probados mientras realizan el modo específico de ejercicio requerido para su deporte. Para los ciclistas y personas que participan en deportes que implican correr, esto no es problemático debido a la accesibilidad y aplicabilidad de las máquinas de prueba antes mencionadas. Por el contrario, las pruebas ecológicamente válidas con intercambio de gas y recopilación de datos ventilatorios y la incremento gradual de WR requerida para RAMP-INC son más difíciles al evaluar a los atletas acuáticos.

Antes de la llegada de los sistemas automatizados de recolección, la evaluación del intercambio de gas de los nadadores se realizaba a menudo utilizando la colección Douglas-bag después de un baño máximode 17. Una vez desarrollados los sistemas automatizados, se llevó a cabo una colección "en tiempo real", pero no en condiciones de "natación real" (por ejemplo, mientras los nadadores nadaron en un flujo que controlaba la WR)17. Desafortunadamente, el método primero tiene limitaciones inherentes debido a las suposiciones de "extrapolación hacia atrás", mientras que el segundo plantea preocupaciones con respecto al grado en que la natación flume cambia la técnica17. El estado actual de la técnica implica el uso de sistemas portátiles de recolección de aliento a aliento que se mueven con el nadador junto a la piscina durante la natación libre17. Si bien este tipo de medición mejora la validez ecológica, la incremento gradual de la WR es un desafío. De hecho, INC durante la natación libre normalmente implica intervalos de distancia establecida (por ejemplo, 200 m) a velocidades progresivamente crecientes14,15. Esto significa que una prueba consta de etapas largas con grandes incrementos de WR desiguales. Por lo tanto, no es de extrañar que sólo un único punto de interrupción metabólico (típicamente llamado el "umbral anaeróbico") sea reportado por los investigadores que emplean esta prueba18,19. En lugar de ello, hemos demostrado recientemente que tanto el V-O2GET como el V-O2RCP se pueden determinar a partir de los datos recopilados mientras los nadadores realizaban natación estacionaria en una piscina contra una carga que se incrementó gradualmente y rápidamente (es decir, la natación amarcada incremental)20. Mientras que el patrón de respiración único que está presente durante la natación podría hacer que los puntos de interrupción antes mencionados sean más difíciles de identificar en comparación con los modos típicos de evaluación (observación personal), creemos que este método de prueba podría ser adecuado como un "ergometro de natación" que se puede utilizar para la evaluación cardiorrespiratoria de los nadadores de una manera similar a cómo se utiliza un ciclo estacionario para los ciclistas. De hecho, hemos demostrado que la economía de la carga de la v-O2GET,la V-O2RCP y la economía de ejercicio (como se indica en la pendiente de carga de V-O2)se pueden determinar a partir del protocolo de natación amarcada rápidamente incrementado que se describe a continuación20.

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Protocolo

Los participantes en el estudio del que se extrajeron los datos del sujeto representativo que se presentaron a continuación se extrajeron20 (n.o 11) estaban obligados a dar su consentimiento fundamentado por escrito antes de iniciar las pruebas después de que se hubieran explicado los procedimientos experimentales, los riesgos asociados y los posibles beneficios de la participación. La primera visita comprendía una sesión de familiarización durante la cual se introdujo a los nadadores en el concepto de natación ateada y las técnicas de medición que estarían en vigor durante la prueba real. Durante la segunda visita se realizó una prueba de natación ateada total y el protocolo de natación ateada rápidamente incrementada se realizó en la tercera visita. Ambas pruebas se realizaron en una piscina semiolímpica (25 m) con una temperatura del agua a 28oC.

1. Preparación del nadador

  1. Indique al nadador que evite el ejercicio extenuante durante 24 horas antes de cada sesión de prueba.
  2. Indique al nadador que llegue a la piscina en un estado descansado y totalmente hidratado, 3 h postprandial.
  3. Indique al nadador que se abstenga de ingiriera bebidas estimulantes y alcohol durante 24 horas antes de cada prueba.

2. Prueba de natación ateada total

  1. Preparar la célula de carga de 500 kg que se utilizará para medir la fuerza más alta que el nadador puede ejercer durante dos pruebas que comprenden 30 s de natación total21.
    1. Abra el programa N2000PRO Software (Power Din Pro - CEFISE) en el ordenador.
    2. Abra el menú Ayuda para comprobar el vínculo de comunicación entre el equipo y el analizador de células de carga.
      1. Observe una señal verde que indique que la conexión a la interfaz RS232 está bien establecida.
      2. Establezca la cuenta atrás para iniciar la prueba en función de las circunstancias.
      3. Establezca la duración del muestreo. Establezca el intervalo de descanso. Ajuste los fotogramas por segundo a 100 Hz.
      4. Ajuste la unidad de medida de fuerza en N o kg dependiendo de sus preferencias personales. Establezca el tiempo de adquisición en milisegundos.
    3. Calibre la celda de carga22 con cargas de 0 y 10 kg con el nadador fuera de la piscina.
    4. Coloque una célula de carga en el bloque de arranque a través de la barra de hierro aplanado en forma de L diseñada por CEFISE específicamente para mediciones de natación ateada.
    5. Fije un extremo de la cuerda inelástica a la célula de carga y el otro extremo al nadador por medio de la correa diseñada a medida (CEFISE), que tiene cuerdas unidas a ambas caderas de modo que el pateo de pierna no interferirá con la medición de la fuerza.
  2. Prepare al nadador para el rendimiento de la prueba de dos ensayos.
    1. Proporcione instrucciones al nadador con respecto al rendimiento correcto de la natación de rastreo frontal (por ejemplo, evitar que la cabeza y el tronco se levanten mientras nada lo más rápido posible, concéntrese en patear a un ritmo máximo además de acariciar al máximo, etc.).
    2. Indique al nadador que realice estiramientos y columpios de brazos/piernas junto a la piscina en preparación.
    3. Instruya al nadador para que entre en la piscina y realice un protocolo de calentamiento estándar compuesto por natación frontal para 800 m a una intensidad de luz con cuidado para evitar engendrar efectos persistentes que puedan influir en los resultados de la prueba.
    4. Deje que el nadador salga de la piscina y descanse junto a la piscina durante 10 minutos.
    5. Asegure el cinturón alrededor de la cintura del nadador. Fije el extremo libre de la cuerda inelástica a la correa.
    6. Determinar la carga necesaria para mantener el cuerpo del nadador horizontalmente con una cantidad mínima de tensión en el sistema de medición(basede carga).
    7. Señale al nadador que comience el #1 de prueba de la prueba.
  3. Supervise al nadador durante la realización de la prueba.
    1. Proporcionar aliento verbal a nadador a lo largo de los años 30 de la prueba.
    2. Señale al nadador que termine la prueba. Separe al nadador de la cuerda inelástica.
    3. Indique al nadador que realice un protocolo de enfriamiento estándar compuesto por la natación de arrastre frontal a una intensidad ligera.
    4. Deje que el nadador descanse durante 30 minutos junto a la piscina.
    5. Vuelva a colocar el nadador a la cuerda inelástica.
    6. Señale al nadador que inicie el #2 de prueba de la prueba que es idéntico a la #1 de prueba (30 s de natación total).
    7. Señale al nadador que termine la prueba.
    8. Indique al nadador que realice un protocolo de enfriamiento estándar compuesto por la natación de arrastre frontal a una intensidad ligera.
    9. Permita que el nadador salga de la piscina.
  4. Analice los datos recopilados durante la prueba de dos ensayos.
    1. Aplique el proceso de suavizado a los datos utilizando el paquete de software N2000PRO23.
    2. Calcular los picos de la señal de frecuencia de onda a partir de la curva sinusoidal de tiempo de fuerza (rango, seno 80o-100o) por encima de labase de carga para las Pruebas #1 y 2.
    3. Defina los picos promediados de la señal de frecuencia de onda de tiempo de fuerza en los primeros 5 s y 30 s completos, respectivamente, como la fuerza máxima(picoF) y la fuerza media (Favg)para cada ensayo.
    4. Utilice los valores más altos para elpico F y elpromedio F para cálculos adicionales.

3. Prueba de natación ateada incremental

  1. Calcule las cargas que se utilizarán para resistir el desplazamiento hacia adelante del nadador durante la prueba incremental.
    1. Calcule la carga inicial como el 30% de la Favg por encima de labasede carga.
    2. Calcule los incrementos que se aplicarán por etapa de 60 s como 5% de Favg por encima de labasede carga.
  2. Prepare la unidad metabólica portátil automatizada para la recopilación de datos.
    1. Abra el software de la unidad.
    2. Verifique el vínculo de comunicación entre el ordenador y la unidad metabólica portátil automatizada.
    3. Encienda la unidad y deje que se caliente durante 45 minutos.
    4. Realizar calibración de la unidad para el aire ambiental24.
    5. Realizar la calibración de la unidad de referencia O2 (16%), CO2 (5%) y N (equilibrio) concentraciones24.
    6. Realice la calibración de retardo de tiempo de la máscara24.
    7. Realice la calibración de la turbina con jeringa de 3 L24.
    8. Introduzca los datos del sujeto, la temperatura ambiente y la humedad.
  3. Prepare al nadador para el rendimiento de la prueba incremental.
    1. Instale una mascarilla y un snorkel en el nadador.
    2. Indique al nadador que descanse junto a la piscina durante 10 minutos para recopilar datos de ventilación y intercambio de gas "de base".
    3. Indique al nadador que entre en la piscina y realice un protocolo de calentamiento estándar compuesto por natación frontal a una intensidad de luz.
    4. Asegure un cinturón alrededor de la cintura del nadador. Fije una cuerda inelástica a la correa con el otro extremo de la cuerda unido al sistema de carga.
    5. Indique al nadador que una vez que la prueba comience a utilizar los dos marcadores en la parte inferior de la piscina para los puntos de referencia, que les permiten mantener una posición relativamente fija (por ejemplo, a 1 m de la posición deseada).
    6. Señale al nadador para que comience la prueba.
  4. Supervise al nadador durante la realización de la prueba incremental.
    NOTA: Un asistente de investigación con experiencia en el monitoreo de este tipo de pruebas debe mantener la unidad de análisis de gas junto a la piscina siendo consciente de hacerlo sin impedir el desplazamiento del nadador y/o elevar la cabeza del nadador.
    1. Aumente la carga mientras cronometra las etapas de 60 s.
    2. Terminar la prueba y registrar el tiempo para limitar la tolerancia al ejercicio cuando el nadador ya no es capaz de mantener la posición requerida a pesar de fuerte aliento verbal de los probadores.
    3. Utilice el tiempo para limitar la tolerancia al ejercicio para calcular las etapas completadas.
    4. Registre las cargas para cada etapa y carga máxima.
    5. Separe al nadador de la cuerda inelástica.
    6. Indique al nadador que realice un protocolo de enfriamiento estándar compuesto por la natación de arrastre frontal a una intensidad baja a moderada.
    7. Permita que el nadador salga de la piscina.
  5. Analice los datos recopilados durante la prueba incremental.
    1. Datos de intercambio de gas aliento a aliento suave que se recopilaron antes y durante la prueba utilizando el programa de software de la unidad.
    2. Exporte datos de intercambio de gas en promedios consecutivos de 9 s bin.
    3. Realice un promedio móvil de tres puntos en promedios consecutivos de 9 s bin para V-O2.
    4. Registre el valor medio rodante de tres puntos más alto que el2peakde V-O.
    5. Usando el valor medio rodante final de tres puntos para cada etapa completada, calcule la relación de carga de V-O2a través de la regresión lineal. Excluir los datos de las fases finales de la prueba si parece estar presente una meseta de V-O2 (inspección visual).
    6. Utilizando promedios de ubicación de 9 s consecutivos, determine V-O2GET.
      1. Determinar el primer aumento desproporcionado en la tasa de producción deCO2 (V-CO2) en comparación con el V-O2.
      2. Determinar el aumento de la tasa de ventilación caducada (V-E) a la V-O2 sin aumento en la relación entre la relación entre la va la v-CO2.
      3. Determine el aumento de la tensión O2 de marea final sin caída en la tensión de CO2 de marea final.
    7. Utilizando promedios de ubicación consecutivos de 9 s, determine V-O2RCP.
      1. Determinar el primer aumento desproporcionado de laei en lo que se ha situado en el caso de la sentencia V-CO2.
      2. Determine la disminución en el CO2final.
    8. Express V'O2peak, V'O2GET, V'O2RCP y V'O2-load slope in both absolute (L-min-1) y relative (a la masa corporal; mL-min-1kg-1) términos.
    9. Expreso V'O2GET y V'O2RCP en términos relativos como porcentaje de la fechade 2picos.

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Resultados

Los datos presentados en la Tabla 1 y representados en las Figuras 1-4 representan los perfiles de respuesta observados para un nadador masculino (edad, 24 años). En el momento de la recopilación de datos, el nadador había estado entrenando para la natación competitiva durante 7 años. Su especialidad fue eventos de estilo libre de corta distancia (es decir, 50 m y 100 m).

La carga inicial e...

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Discusión

Un desafío de ejercicio que implica soportar un aumento incremental de WR hasta que se alcanza tlim es un protocolo de prueba estándar para la evaluación de los atletas de resistencia. Cuando una prueba de este tipo se realiza con una incremento gradual, perorápida, es particularmente útil porque, además de los datos de intercambio de gas y ventilación recogidos durante la prueba, se pueden utilizar para distinguir la región delimitada por GET y RCP donde hay acidosis, pero se mantiene la pr...

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Divulgaciones

Los autores no tienen revelaciones que reportar.

Agradecimientos

Este trabajo fue apoyado por ciper-Fundación para la Ciencia y la Tecnología (FCT), Portugal (UID/DTP/00447/2019) y financiado en parte por la Coordena-o de Aperfei-oamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código Financiero 001", y a la Fundación de Investigación de Sao Paulo - FAPESP (PROCESO 2016/04544-3 y 2016/17735-1). Los autores desean dar las gracias a la asistencia prestada en el muestreo de datos a Joao Guilherme S. V. de Oliveira. Mário A. C. Espada reconoce el apoyo financiero del IPDJ – Instituto Portugués de Deportes y Juventud.

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Materiales

NameCompanyCatalog NumberComments
3-L syringeHans RudolphCalibration device
AquatrainerCOSMEDSnorkel system/gas-exchange measurement
K4b2COSMEDPortable CPET unit/gas-exchange measurement
N200PROCefiseSoftware program for analysis of force signal
Pacer 2 SwimKulzer TECSwimming velocity management/underwater LED line
Tether-systemOwn designPulley-Rope system/loading management
Tether attachmentCEFISEBracket for attachment to swimmer

Referencias

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