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Arch Bronconeumol 2017;53:237-44 - Vol. 53 Núm.5 DOI: 10.1016/j.arbres.2016.11.023
Original
Cambios en la respuesta ventilatoria al esfuerzo en deportistas entrenados: efectos beneficiosos sobre la fisiología respiratoria más allá del rendimiento cardiovascular
Changes in Ventilatory Response to Exercise in Trained Athletes: Respiratory Physiological Benefits Beyond Cardiovascular Performance
Adriano di Pacoa,b, Bruno-Pierre Dubéc, Pierantonio Lavenezianad,e,,
a Pulmonary Rehabilitation and Weaning Center, Auxilium Vitae, Volterra, Pisa, Italia
b Rehabilitation Bioengineering Laboratory, Scuola Superiore Sant’Anna and Auxilium Vitae, Volterra, Pisa, Italia
c Département de Médecine, Service de Pneumologie, Centre Hospitalier de l’Université de Montréal (CHUM), Montreal, Canadá
d Sorbonne Universités, UPMC Université Paris 06, INSERM, UMRS_1158 Neurophysiologie respiratoire expérimentale et clinique, París, Francia
e Assistance Publique-Hôpitaux de Paris (AP-HP), Groupe Hospitalier Pitié-Salpêtrière Charles Foix, Service des Explorations Fonctionnelles de la Respiration, de l’Exercice et de la Dyspnée (Département «R3S», Pôle PRAGUES), París, Francia
Recibido 26 julio 2016, Aceptado 14 noviembre 2016
Resumen
Introducción

El efecto beneficioso de una temporada de competición de 8meses sobre el perfil ventilatorio en respuesta al esfuerzo no se ha evaluado en jugadores de fútbol.

Material y métodos

Se evaluó el perfil ventilatorio (analizando los puntos de inflexión específicos del cociente entre el volumen corriente [VT] y la ventilación [VE] durante el esfuerzo) y la respuesta metabólica al esfuerzo gradual en 2 equipos de fútbol profesional, antes y después de una temporada de competición de 8meses.

Resultados

No se observaron diferencias entre equipos en las características antropométricas ni en las variables cardiopulmonares en reposo, incluidos el consumo de oxígeno (VO2) y la frecuencia cardíaca (FC). Durante la temporada de competición, a velocidad fija, se observaron mejorías globales en la producción de dióxido de carbono (VCO2), los cocientes VE/VO2 y VE/VCO2, la VE y la frecuencia respiratoria (FR). Los puntos de inflexión 1 y 2 del cociente VT/VE se observaron tras un mayor tiempo de ejercicio y mayores FC, VO2, VCO2, VE y VT durante la temporada de competición.

Conclusiones

A pesar del elevado rendimiento inicial y de la escasa mejoría del VO2, la temporada de competición de 8meses mejoró el perfil ventilatorio en respuesta al esfuerzo de estos deportistas de élite.

Abstract
Introduction

The beneficial impact of an 8-month competitive season on the ventilatory profile response to exercise in soccer players has never been evaluated.

Material and methods

Ventilatory profile (evaluated by determining individual tidal volume [VT] relative to minute ventilation [VE] inflection points during exercise) and metabolic responses to incremental exercise were evaluated in 2 professional soccer teams before and after an 8-month competitive season.

Results

No differences between teams in anthropometric characteristics or in resting cardiopulmonary variables, included oxygen uptake (VO2) and heart rate (HR), before and during the competitive season were found. At iso-speed, there were overall improvements in carbon dioxide output (VCO2), VE/VO2, VE/VCO2, VE and respiratory frequency (fR) during the season. The VT/VE inflection points 1 and 2 occurred with greater exercise time, HR, VO2, VCO2, VE and VT during the competitive season.

Conclusions

Despite very high baseline performance and a negligible improvement in VO2, an 8-month competitive season improved ventilatory profile response to exercise in elite athletes.

Palabras clave
Perfil ventilatorio, Esfuerzo, Patrón respiratorio, Jugadores de fútbol
Keywords
Ventilatory profile, Exercise, Breathing pattern, Soccer players
Introducción

En la población sedentaria1 y en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), insuficiencia cardíaca crónica (ICC) o hipertensión arterial pulmonar (HAP), los programas de entrenamiento que incluyen ejercicios de la musculatura de las extremidades inferiores, como andar, la bicicleta estática o la cinta rodante se utilizan a menudo para mejorar el rendimiento físico, reducir la percepción de síntomas (disnea y malestar en las piernas) y mejorar la calidad de vida1-3.

Los efectos del entrenamiento sobre la adaptación o respuesta cardiovascular, metabólica y ventilatoria al esfuerzo en estas poblaciones3-5 y en deportistas de élite1,6,7 son bien conocidos.

La respuesta ventilatoria al esfuerzo se puede evaluar a partir de la demanda ventilatoria, la eficiencia ventilatoria y el perfil ventilatorio. La demanda ventilatoria se evalúa por medio de la contribución relativa a la ventilación (VE) del volumen corriente (VT) y de la frecuencia respiratoria (FR), la eficiencia ventilatoria a partir de la pendiente aumento de la VE respecto a la producción de dióxido de carbono (VCO2) (es decir, la pendiente y el cociente VE/VCO2) y el perfil de la respuesta ventilatoria a partir de los puntos de inflexión el cociente VT/VE durante el esfuerzo, que habitualmente se determina examinando los trazados de Hey individuales8. En sujetos sanos se pueden observar uno o dos puntos de inflexión (puntos de inflexión 1 y 2 de VT/VE)8. La inflexión de VT/VE corresponde a la consecución de una restricción crítica de la expansión del VT, y marca el punto en el que la intensidad de la disnea y la percepción de una inspiración insatisfactoria aumentan de forma brusca en los pacientes asmáticos y con EPOC9-11.

Los efectos del entrenamiento sobre el perfil ventilatorio durante el esfuerzo y su posible efecto sobre al rendimiento físico de los deportistas de élite no se conocen bien. Así, el objetivo de este estudio fue evaluar los efectos de una temporada de entrenamiento y competición de 8meses sobre el perfil ventilatorio en respuesta a un ejercicio de cinta ergométrica en deportistas de élite de la «Serie A» de la liga italiana de fútbol.

Nos planteamos la hipótesis de que, en estos deportistas, la temporada de entrenamiento y competición de 8meses tendría un efecto beneficioso sobre la respuesta ventilatoria al esfuerzo (reducción), lo que retrasaría los puntos de inflexión 1 y 2 del cociente VT/VE y mejoraría el perfil ventilatorio. Además, esto probablemente contribuiría a mejorar el rendimiento físico en estas circunstancias.

Material y métodosDiseño y sujetos del estudio

La muestra de este estudio de seguimiento exploratorio y observacional comprendió 14 varones jugadores profesionales de fútbol de 21 a 33años de 2 equipos de la «Serie A» de la liga italiana de fútbol. La población del estudio se examinó de acuerdo a un protocolo estandarizado de evaluación clínica y funcional, antes del inicio del campeonato (en julio de 2014) y tras 8meses de competición (marzo de 2015). La evaluación clínica incluyó una anamnesis de antecedentes de conductas de riesgo y una exploración física, y la evaluación funcional incluyó una espirometría y una ergoespirometría. Todos los sujetos fueron informados de los procedimientos y posibles riesgos y otorgaron su consentimiento informado por escrito. Los comités institucionales de revisión internos de ambos equipos aprobaron el protocolo del estudio. Todos los procedimientos del estudio se efectuaron en cumplimiento de las normas éticas de los comités institucionales de revisión internos y de la declaración de Helsinki de 1964 y enmiendas posteriores, o normas éticas comparables.

Espirometría y ergoespirometría

Los volúmenes dinámicos, como la capacidad vital forzada (FVC), y los índices derivados, como el volumen espiratorio forzado en un segundo (FEV1) y su proporción respecto a la FVC (cociente FEV1/FVC), se determinaron por medio de un neumotacógrafo. Los valores obtenidos se expresaron en porcentajes de los valores previstos de acuerdo a los valores de referencia de la American Thoracic Society/European Respiratory Society12. La frecuencia cardíaca (FC) se monitorizó con un monitor de frecuencia cardíaca Polar (Polar, Kempele, Finlandia).

La ergoespirometría (Vmax Encore, Yorba Linda, CA, EE.UU.) se realizó en una cinta ergométrica siguiendo un protocolo de «rampa» con una pendiente constante del 1% (con inicio a una velocidad de 8km/h y aumentos de 1km/h cada 60s). Las siguientes variables: consumo de oxígeno (VO2) y relación con la frecuencia cardíaca (pulso de oxígeno o VO2/FC), variables ventilatorias derivadas (VE y VT) y equivalentes ventilatorios de O2 y CO2 (VE/VO2, VE/VCO2) se determinaron analizando los flujos y concentraciones de los gases respiratorios inhalados y exhalados (VO2 y VCO2) en cada respiración mediante analizadores de gases y de masa de flujo de respuesta rápida (analizadores de célula energética e infrarrojos). Para evaluar el umbral anaeróbico (o umbral ventilatorio) se realizaron mediciones no invasivas de las variables respiratorias derivadas del método de pendiente del cociente VCO2/VO213 y se verificó respecto al incremento del cociente VE/VO2 sin modificación de VE/VCO2 durante el ejercicio14.

La determinación de VO2 se realizó de forma rigurosa con el fin de verificar la consecución del VO2 máximo (V’O2max) y con arreglo a los procedimientos establecidos15.

La reserva ventilatoria se expresó como la diferencia en litros entre la ventilación voluntaria máxima (MVV) de cada deportista y la ventilación alcanzada durante el esfuerzo máximo (VE máxima), donde la MVV se definió como el FEV1×40. La tolerancia al esfuerzo se expresó como la velocidad máxima alcanzada (velocidad máxima durante el esfuerzo [MEV]) ajustada mediante la ecuación de Kuiper modificada (ecuación1):

donde vl indica la velocidad alcanzada en el último paso del ejercicio y n la duración en segundos de la última etapa.

El punto de inflexión de VT de cada sujeto se identificó de forma manual en la representación gráfica de la relación entre VT y VE.

Todas las mediciones funcionales se determinaron antes y después de la temporada de competición del campeonato de 8meses. Médicos especializados en medicina del deporte diseñaron los programas de entrenamiento individualizados de los jugadores. Los investigadores desconocían los programas de entrenamiento físico de los equipos de fútbol, debido a que ambos clubs de fútbol lo solicitaron específicamente con el fin de no revelar los programas de entrenamiento físico que realizaban sus equipos. En todas las mediciones se siguieron los criterios estandarizados de la American Thoracic Society y el American College of Chest Physicians (ATS/ACCP)16.

Análisis estadístico

Se examinó a 14 jugadores de fútbol con índices de masa corporal (IMC) normales y sin evidencias espirométricas de defectos de la ventilación de tipo obstructivo17. Este tamaño de muestra proporcionó una potencia del 80% para detectar una diferencia significativa (α bilateral=0,05) en la V’E, determinada a una velocidad estandarizada (velocidad fija) durante una prueba de esfuerzo cardiopulmonar gradual, basada en una diferencia relevante de ∼8-10l/min en la VE, con una desviación estándar de ∼9-12l/min en los cambios de V’E, según datos de la literatura3.

Los datos comunicados son medias±desviación estándar. Las diferencias entre grupos al inicio del estudio se evaluaron mediante la prueba de la U de Mann-Whitney para muestras independientes. Para evaluar las diferencias entre antes y después de la temporada de competición de 8meses se utilizó la prueba de Wilcoxon para muestras emparejadas. El umbral de significación estadística se situó en un valor de p<0,05. Para todos los análisis se utilizó el programa informático SPSS, versión 21 (IBM, EE.UU.). En las comparaciones entre «antes y después de la temporada de competición de 8meses» se tomaron en consideración 4 puntos de evaluación principales del ejercicio de cinta ergométrica: la velocidad fija (16km/h), el punto de inflexión 1 de VT/VE, el punto de inflexión 2 de VT/VE y el momento de esfuerzo máximo. La velocidad fija (16km/h) se eligió para poder comparar cada una de las variables de interés de cada prueba de cada deportista con un estímulo estandarizado «antes y después de la temporada de competición de 8meses», con el fin de desenmascarar los efectos reales del entrenamiento y evitar así factores de confusión relacionados con posibles mejorías del VO2 máximo y de la MEV tras la temporada de entrenamiento y competición de 8meses.

ResultadosCaracterísticas basales y cambios en la respuesta cardiopulmonar después del entrenamiento

Ninguno de los 14 jugadores de fútbol era fumador (no habían fumado nunca), sus concentraciones plasmáticas de hemoglobina eran normales, no presentaban patologías respiratorias o cardíacas (asma o de otro tipo) y ninguno recibía medicación/tratamiento inhalado o de otro tipo.

En la tabla 1 se muestran las características antropométricas de los sujetos del estudio.

Tabla 1.

Características antropométricas, demográficas y fisiológicas en reposo del conjunto de la población del estudio

  Edad (años)  Peso (kg)  Talla (cm)  IMC  FEV1 preentrenamiento  FEV1 postentrenamiento 
Equipo 1
Deportista 1  29  88  194  23,4  5,39  5,65 
Deportista 2  24  83  187  23,7  5,04  5,33 
Deportista 3  26  88  191  24,1  5,01  5,61 
Deportista 4  30  78  177  24,9  3,82  4,34 
Deportista 5  30  80  177  25,5  3,36  3,88 
Deportista 6  23  80  182  24,1  4,43  4,94 
Deportista 7  30  88  183  26,3  4,96  5,17 
Media (DE) del equipo 1  27 (3)  84 (4)  184 (7)  24,5 (1,0)  4,57 (0,74)  4,99 (0,66)* 
Equipo 2
Deportista 1  25  79  179  24,6  5,5  5,74 
Deportista 2  33  84  183  25,1  5,33  5,68 
Deportista 3  21  80  182  24,1  5,03  4,99 
Deportista 4  23  74  180  22,8  4,52  4,42 
Deportista 5  23  63  165  23,1  3,84  3,86 
Deportista 6  28  87  186  25,1  5,94  5,99 
Deportista 7  27  86  186  24,8  5,74  5,54 
Media (DE) del equipo 2  26 (4)  79 (8)  180 (7)  24,3 (0,9)  5,13 (0,74)  5,17 (0,8) 
Media global (DE)  27 (7)  81 (7)  182 (7)  24,4 (1,0)  4,85 (0,77)  5,08 (0,70)* 

DE: desviación estándar; FEV1: volumen espiratorio forzado en el primer segundo; IMC: índice de masa corporal.

*

p < 0,05 prueba de Wilcoxon para datos emparejados.

Los valores mostrados son medias±DE.

En las tablas 2 y 3 se presentan las diferencias observadas durante el esfuerzo entre antes y después de la temporada de entrenamiento y competición de 8meses, en cada uno de los equipos y en el conjunto de los sujetos (fig. 1). El hecho de separar las respuestas al esfuerzo de cada uno de los equipos nos permitió apreciar mejor la amplitud de la respuesta al esfuerzo en cada variable y cada equipo en relación con la temporada de entrenamiento y competición.

Tabla 2.

Determinaciones cardiopulmonares durante el ejercicio gradual de ciclismo, antes y después del entrenamiento

  Basal (8 km/h)Velocidad fija (16 km/h)Ejercicio máximo
  Preentrenamiento  Postentrenamiento  Preentrenamiento  Postentrenamiento  Preentrenamiento  Postentrenamiento 
Equipo 1
MEV km/h          19,1 (0,8)  19,3 (0,9) 
VO2, ml/kg/min  17,3 (4,9)  18,5 (8,3)  55,5 (4,1)  54,2 (3,9)  62,5 (4,2)  64,1 (3,5) 
VO2, % previsto          154 (12)  159 (11) 
VCO2, ml/min  1.114 (46)  1.080 (188)  4.507 (611)  4.372 (402)  5.505 (246)  5.749 (280)p=0,06 
VE, l/min  35,2 (7,1)  35,3 (14,3)  119,2 (14,3)  110,9 (11)*  150 (17,2)  156,1 (10,0) 
VE/VCO2  31,5 (5,7)  32,4 (10,9)  26,5 (1,7)  25,4 (1,1)*  27,2 (2,8)  27,2 (0,9) 
VT, l  1,4 (0,4)  1,5 (0,4)  2,9 (0,4)  3,0 (0,5)*  3,2 (0,6)  3,1 (0,2) 
FR, respiraciones/min  30 (11)  23 (6)  43 (8)  38 (6)*  48 (7)  51 (6) 
FC, latidos/min  97 (8)  90 (15)  166 (8)  165 (5)  179 (4)  181 (4) 
FC, % prevista          94 (2)  95 (2) 
VO2/FC, ml/latido  15,3 (2,4)  19,2 (8,7)  27,9 (1,8)  27,5 (2,7)  30,1 (1,9)  30,2 (2,7) 
VO2/FC, % previsto          169 (13)  169 (14) 
Equipo 2
MEV km/h          17,7 (1,1)  19,5 (0,8)* 
VO2, ml/kg/min  12,8 (8,6)  16,4 (5,8)  58,5 (4,3)  61,6 (4,4)  65,0 (3,8)  75,7 (3,6)* 
VO2, % previsto          158 (14)  182 (11)* 
VCO2, ml/min  860 (313)  1.043 (216)  4.658 (769)  4.466 (447)  5.603 (875)  6.357 (777)* 
VE, l/min  25,1 (12,7)  28,0 (4,6)  125,6 (24,1)  117,1 (18,8)*  165 (32,5)  179,8 (27,6) 
VE/VCO2  29,2 (9,7)  31,3 (3,4)  27,0 (3,0)  26,1 (2,6)  29,3 (2,5)  28,2 (2,2) 
VT, l  0,9 (0,5)  1,2 (0,3)  2,8 (0,7)  2,7 (0,7)  3,2 (1,0)  3,2 (0,7) 
FR, respiraciones/min  25 (7)  25 (7)  47 (11)  45 (9)p=0,05  53 (9)  57 (7)* 
FC, latidos/min  80 (16)  82 (16)  171 (4)  169 (8)  185 (6)  183 (7) 
FC, % prevista          97 (4)  96 (4) 
VO2/FC, ml/latido  11,6 (6,6)  15,5 (4,0)  27,0 (3,7)  28,7 (3,3)*  28,7 (3,8)  32,8 (4,2)* 
VO2/FC, % previsto          168 (11)  192 (9)* 
Todos los sujetos
MEV km/h          18,4 (1,2)  19,4 (0,9)* 
VO2, ml/kg/min  15,1 (7,1)  17,5 (7,0)  57,0 (4,3)  57,9 (5,6)  63,8 (4,1)  69,9 (6,9)* 
VO2, % previsto          156 (13)  170 (16)* 
VCO2, ml/min  987 (252)  1.061 (195)  4.582 (672)  4.419 (411)p=0,08  5.554 (620)  6.053 (644)* 
VE, l/min  30,2 (11,2)  32,1 (11,1)  122,4 (19,4)  114,0 (15,1)*  157,5 (26,2)  168,0 (23,4)p=0,07 
VE/VCO2  30,3 (7,7)  30,2 (8,3)  26,8 (2,4)  25,8 (2,0)*  28,3 (2,8)  27,7 (1,7) 
VT, l  1,2 (0,5)  1,3 (0,4)  2,8 (0,6)  2,9 (0,6)  3,2 (0,8)  3,1 (0,5) 
FR, respiraciones/min  27 (9)  24 (6)  45 (10)  41 (8)*  50 (8)  54 (7)* 
FC, latidos/min  89 (15)  86 (15)  169 (6)  167 (7)  182 (6)  182 (5) 
FC, % prevista          95 (3)  96 (3) 
VO2/FC, ml/latido  13,5 (5,1)  17,4 (6,8)  27,4 (2,8)  28,1 (2,9)  29,4 (3,0)  31,5 (3,6)* 
VO2/FC, % previsto          169 (12)  181 (16)* 

DE: desviación estándar; FC: frecuencia cardíaca; FR: frecuencia respiratoria; MEV: velocidad máxima durante el ejercicio; VCO2: producción de dióxido de carbono; VE/VCO2: equivalente ventilatorio de dióxido de carbono; VE/VO2: equivalente ventilatorio de oxígeno; VE: ventilación por minuto; VO2/FC: pulso de oxígeno; VO2: consumo de oxígeno; VT: volumen corriente.

*

p < 0,05 al comparar los valores anteriores y posteriores al entrenamiento con la prueba de Wilcoxon para datos emparejados.

Los valores mostrados son medias±DE.

FC prevista a partir de: Tanaka H, Monahan KD, Seals DR. Age-predicted maximal heart rate revisited. J Am Coll Cardiol. 2001;37(1):153-6.

VO2 previsto según: Wasserman K, Hansen JE, Sue DY, Stringer WW, Whipp BJ: Principles of Exercise Testing and Interpretation. 4th edition. Philadelphia: Lippincott Williams and Wilkins; 2005.

VO2/FC previsto derivado de VO2 previsto/HR previsto.

Tabla 3.

Variables respiratorias y metabólicas en los puntos de inflexión 1 y 2 de VT/VE, antes y después del entrenamiento

  Punto de inflexión 1 de VT/VEPunto de inflexión 2 de VT/VE
  Preentrenamiento  Postentrenamiento  Preentrenamiento  Postentrenamiento 
Equipo 1
VO2/kg, ml/kg/min  33,9 (11,1)  38,5 (9,3)*  54,9 (9,7)  59,8 (8,0) 
VCO2, ml/min  2.289 (861)  2.788 (807)*  4.332 (979)  4.944 (778) 
VE, l/min  63,4 (24,8)  74,1 (21,9)*  114,2 (24,9)  125,4 (21,4) 
VE/VCO2  28,0 (3,1)  26,6 (1,6)  26,4 (0,5)  25,3 (0,7) 
VT, l  2,1 (0,5)  2,5 (0,6)*  3,1 (0,6)  3,4 (0,6) 
FR, respiraciones/min  30 (9)  30 (7)  39 (14)  39 (11) 
FC, latidos/min  133 (16)  131 (15)  161 (10)  170 (10) 
Equipo 2
VO2/kg, ml/kg/min  36,1 (6,1)  43,8 (10,8)  61,6 (4,3)  72,6 (7,6)* 
VCO2, ml/min  2.157 (414)  2.665 (860)  4.971 (704)  5.819 (756)* 
VE, l/min  56,2 (10,9)  70,5 (23,5)*  134,4 (26,1)  160,8 (28,4)* 
VE/VCO2  26,1 (1,2)  26,5 (2,8)  26,9 (2,6)  27,5 (2,5) 
VT, l  1,8 (0,4)  2,0 (0,4)*  2,8 (0,7)  3,1 (0,7)* 
FR, respiraciones/min  33 (6)  37 (10)  49 (11)  54 (9) 
FC, latidos/min  127 (12)  136 (10)*  176 (7)  179 (7) 
Todos los sujetos
VO2/kg, ml/kg/min  35,0 (8,7)  41,1 (10,1)*  59,2 (7,1)  67,2 (9,9)* 
VCO2, ml/min  2.223 (653)  2.726 (804)*  4.739 (830)  5.455 (857)* 
VE, l/min  59,8 (18,8)  72,3 (21,9)*  127,0 (26,4)  146,0 (30,7)* 
VE/VCO2  27,0 (2,5)  26,5 (2,2)  26,7 (2,1)  26,6 (2,2) 
VT, l  1,9 (0,5)  2,2 (0,6)*  2,9 (0,7)  3,2 (0,7)* 
FR, respiraciones/min  31 (8)  33 (9)  45 (12)  48 (12) 
FC, latidos/min  130 (14)  134 (13)  171 (11)  175 (9)* 

DE: desviación estándar; FR: frecuencia respiratoria; VCO2: producción de dióxido de carbono; VE/VCO2: equivalente ventilatorio de dióxido de carbono; VE: ventilación por minuto; VO2: consumo de oxígeno; VT: volumen corriente.

*

p < 0,05 al comparar los valores anteriores y posteriores al entrenamiento con la prueba de Wilcoxon para datos emparejados.

Los valores mostrados son medias±DE.

Figura 1.
(0.15MB).

Trazados de consumo de oxígeno (VO2, panel superior izquierdo), frecuencia cardiaca (FC, panel superior derecho), ventilación (VE, panel inferior izquierdo) y equivalentes ventilatorios de CO2 (VE/VCO2, panel inferior derecho) en respuesta a un ejercicio de cinta ergométrica limitado por los síntomas en el conjunto de los jugadores de fútbol, antes (círculos llenos) y después (círculos vacíos) de la temporada de entrenamiento y competición de 8meses. El gráfico indica los valores medios al inicio (a 8km/h), a velocidad fija (16km/h), en los puntos de inflexión1 y2 de VT/ VE y en el momento de esfuerzo máximo. En las tablas 2 y 3 se muestran los valores de p en los mismos puntos de medición, antes y después de la temporada de entrenamiento y competición (l: litros; min: zinutos; kg: kilogramos).

No hubo diferencias iniciales entre grupos en cuanto a edad, peso, talla e IMC. Al finalizar la temporada de entrenamiento y competición de 8meses se observó un aumento significativo del FEV1 en el equipo1, pero no en el equipo2.

En la tabla 2 se muestran las variables cardiopulmonares durante el ejercicio de cinta ergométrica gradual inicial (8km/h), a velocidad fija y durante el esfuerzo máximo, antes y después de la temporada de entrenamiento y competición de 8meses.

En general no se observaron diferencias en las variables cardiopulmonares en reposo entre antes y después de la temporada de entrenamiento y competición de 8meses, excepto una disminución del cociente VE/VCO2. A velocidad fija, se observó una mejoría general de VCO2, VE/VO2, VE/VCO2, VE y FR al finalizar la temporada de entrenamiento y competición de 8meses. El VO2 en el umbral ventilatorio fue comparable entre los equipos antes de la temporada de entrenamiento y competición de 8meses (59,7±4,9 vs. 58,6±5,7ml/kg/min, respectivamente, p=0,7). Después de la temporada de entrenamiento y competición de 8meses el VO2 en el umbral ventilatorio solo aumentó de manera significativa en el equipo2 (58,6±5,7 vs. 72,3±5,4ml/kg/min, respectivamente, p=0,004), en comparación con el equipo1 (59,7±4,9 vs. 60,8±6,8ml/kg/min, respectivamente, p=0,7). Tras 8meses de entrenamiento y competición se observaron mejorías generales en las variables MEV, VO2 en el umbral ventilatorio, VO2 máximo, VCO2 máximo, FR máxima y pulso de O2 máximo. Estos cambios derivaron de los sujetos del equipo2, que mostraron mejorías superiores a las de los sujetos del equipo1 tras la temporada de entrenamiento y competición de 8meses.

Cambio en los puntos de inflexión de VT/VE después del entrenamiento

Al evaluar los trazados de Hey individuales8, en todos los deportistas fue posible discernir el punto de inflexión1 de VT/VE, mientras que el punto de inflexión2 de VT/VE solo se pudo discernir en 11/14 y 12/14 jugadores, antes y después de la temporada de entrenamiento y competición de 8meses, respectivamente.

Al considerar al conjunto de los sujetos, al finalizar los 8meses de entrenamiento y competición el punto de inflexión1 de VT/VE se observó tras un tiempo de ejercicio más prolongado, mayores VO2 y VCO2 y con VE y VT notablemente mayores (tabla 3 y fig. 2).

Figura 2.
(0.07MB).

Trazado del volumen corriente (VT) como función de la ventilación (VE) en respuesta a un ejercicio de cinta ergométrica limitado por los síntomas en el conjunto de los jugadores de fútbol, antes (círculos llenos) y después (círculos vacíos) de la temporada de entrenamiento y competición de 8meses. El gráfico indica los valores medios al inicio (a 8km/h), a velocidad fija (16km/h), en los puntos de inflexión1 y2 de VT/ VE y en el momento de esfuerzo máximo. En las tablas 2 y 3 se muestran los valores de p en los mismos puntos de medición, antes y después de la temporada de entrenamiento y competición (l: litros; min: minutos; km: kilómetros; h: horas).

El punto de inflexión2 de VT/VE también se observó tras un tiempo de ejercicio más prolongado, mayores VO2, VCO2, VE y VT y también mayor FR.

Discusión

Los principales hallazgos de este estudio fueron los siguientes: a)el rendimiento físico (VO2 y MEV máximos limitados por los síntomas) mejoró considerablemente y la demanda ventilatoria en el ejercicio de cinta ergométrica a una velocidad determinada disminuyó en el conjunto de los jugadores de fútbol tras la temporada de entrenamiento y competición de 8meses; 2)al finalizar el periodo de 8meses de entrenamiento y competición, el perfil ventilatorio se caracterizó por un retraso significativo en la aparición de los puntos de inflexión de VT/VE durante el esfuerzo.

Tras 8meses de entrenamiento y competición se observaron mejorías significativas del VO2 máximo limitado por los síntomas, el VO2 en el umbral ventilatorio y la MEV, de aproximadamente el 10, el 14 y el 5%, respectivamente (tabla 2). Nos satisfizo comprobar que las pruebas de esfuerzo fueron de grado máximo en el conjunto de los sujetos: la relación de intercambio respiratorio fue mayor de 1,15 durante el esfuerzo máximo y, en general, los deportistas demostraron una limitación significativa en sus reservas cardíaca y metabólica. Aunque es probable que la mejora del rendimiento físico fuera multifactorial y sus causas variaran (según el efecto y la intensidad del entrenamiento, el rendimiento físico inicial al iniciar el entrenamiento, etc.), en la mayoría de deportistas se evidenció una mejoría significativa de las variables de demanda, eficiencia y perfil de la respuesta ventilatoria al esfuerzo.

La mejoría de la demanda y de la eficiencia ventilatorias de los deportistas tras 8meses de entrenamiento y competición confirman los resultados de estudios de entrenamiento previos, tanto en pacientes con enfermedades cardiopulmonares3 como en deportistas1,6,7. En el ejercicio de cinta ergométrica, a velocidad submáxima (velocidad fija), la disminución de la VE fue significativa, de aproximadamente 8-10l/min, y se acompañó de un aumento del VT. Probablemente los mecanismos de la mejoría de la respuesta ventilatoria al esfuerzo son multifactoriales, aunque, al no formar parte de los objetivos del presente estudio, no se dilucidaron completamente. No obstante, es concebible que estén basados en una combinación de factores, tales como: a)el aumento del FEV1 tras 8meses de entrenamiento y competición, que permitió a los deportistas aumentar su «techo ventilatorio» durante el esfuerzo y adaptar mejor la expansión del VT y la FR; b)los efectos conocidos del entrenamiento del músculo esquelético sobre la reducción de la demanda ventilatoria, a través de una menor estimulación de los receptores metabólicos y mecánicos después del entrenamiento5, y c)la mejoría de la eficiencia ventilatoria, demostrada por la reducción de los cocientes VE/VCO2 y VE/VO2, que pueden ser un reflejo de un mejor acoplamiento ventilación/perfusión durante el esfuerzo en los jugadores de fútbol después de la temporada de entrenamiento y competición de 8meses. No evaluamos otros factores que contribuyen a la demanda ventilatoria durante el esfuerzo, como el punto de ajuste de la presión arterial parcial de dióxido de carbono (PaCO2) o el cociente espacio muerto-volumen corriente (VD/VT), y nuestros datos no muestran la contribución relativa de estos factores a la reducción de la ventilación durante el esfuerzo en nuestros deportistas.

Por contraposición, el hallazgo de modificaciones en el perfil ventilatorio tras 8meses de entrenamiento y competición es novedoso y merece un comentario. Las contribuciones del VT y la FR a la respuesta ventilatoria al esfuerzo gradual se pueden discernir a partir de la relación VE/VT8,18,19, aunque, en la práctica clínica, en los últimos tiempos es más habitual reflejar el VT como función de la VE (relación VT/VE)10.

Normalmente, en la relación VT/VE es posible discernir dos, y en ocasiones tres, rangos. En sujetos normales no entrenados la VE comienza a aumentar de forma lineal respecto al VT (rango1) hasta un valor que corresponde a ∼50-60% de la capacidad vital y, en este rango, la contribución de la FR es modesta8,19-22.

Cuando un sujeto realiza un esfuerzo a una FR constante, a pesar de aumentar el ritmo de trabajo, la relación VT/VE típicamente se hace más pronunciada (rango2); este aumento de VE se consigue principalmente con un aumento gradual de la FR8,18. A medida que el esfuerzo máximo se acerca, especialmente en los sujetos muy entrenados, se puede observar que el VT desciende (rango3) y el aumento de la VE se mantiene debido a incrementos desproporcionadamente grandes de la FR23,24. Los puntos en los que el rango1 pasa a rango2 y el rango2 pasa a rango3 se pueden denominar puntos de inflexión1 y 2 de VT/VE, respectivamente. Respecto a los mecanismos que dictan esta conducta solo es posible especular, incluso en sujetos sanos o deportistas de élite, pero podrían incluir la influencia de factores mecánicos de la respiración relacionados con el aumento desproporcionado del trabajo respiratorio elástico, puesto que el VT invade la región más aplanada de la curva de distensibilidad pulmonar, en particular cuando la compensación respiratoria de la acidosis metabólica supera el umbral ventilatorio (o el umbral de láctico), y la activación volumétrica de los mecanorreceptores vagales pulmonares6,7,21. La contribución desproporcionadamente grande de la FR a la respuesta de la VE que a menudo se observa en la EPOC de leve a grave10,11,25,26, las enfermedades pulmonares restrictivas25,27, el asma9, la ICC28 y la HAP29 también se asocia a un aumento desproporcionado de la FR durante el ejercicio, lo que coincide con estas sugerencias.

En nuestro estudio, el punto de inflexión1 de VT/VE se pudo discernir en todos los deportistas de élite, mientras que el punto de inflexión2 de VT/VE solo se pudo discernir en 11/14 deportistas antes del entrenamiento. El punto de inflexión1 VT/VE se observó tras un tiempo de ejercicio más prolongado y mayor velocidad en el ejercicio de cinta ergométrica después de la temporada de entrenamiento y competición de 8meses, en comparación con antes de iniciar el programa de entrenamiento. Cabe señalar que el punto de inflexión2 de VT/VE fue discernible en 12/14 deportistas tras los 8meses de entrenamiento y competición, y también se observó tras un tiempo de ejercicio más prolongado y mayor velocidad en el ejercicio de cinta ergométrica, en comparación con antes del programa de entrenamiento. ¿Cuál sería el posible efecto beneficioso del retraso en la aparición de los puntos de inflexión1 y2 de VT/VE tras la temporada de competición y entrenamiento de 8meses de los deportistas de élite? La respuesta no está clara, pero especulamos que podría guardar relación con: a)un intento de retrasar el aumento desproporcionadamente grande del trabajo elástico y resistivo de la respiración, ya que el VT invade la zona más aplanada de la curva de distensibilidad pulmonar, especialmente cuando la compensación respiratoria de la acidosis metabólica supera el umbral ventilatorio, y b)un intento de retrasar o dificultar la activación volumétrica de los mecanorreceptores vagales pulmonares. Con todo, estas hipótesis son meras especulaciones y nuestros datos no ofrecen una perspectiva de la contribución relativa de estos factores a la mejoría del perfil ventilatorio de los deportistas después del entrenamiento.

Independientemente de los mecanismos subyacentes, la mejoría del perfil ventilatorio después del entrenamiento probablemente contribuyó al mejor rendimiento físico del conjunto de los futbolistas, a pesar de que a una velocidad estandarizada no se observaron cambios significativos en la frecuencia cardíaca y de las escasas mejorías del VO2 y el MEV tras la temporada de entrenamiento y competición de 8meses.

Limitaciones del estudio

El estudio presenta algunas limitaciones que debemos reconocer. En primer lugar, el hecho de no haber determinado la PaCO2 y la razón VD/VT durante el esfuerzo nos impidió llegar a una conclusión definitiva con relación a la contribución relativa de estos factores a la mejoría de la demanda y la eficiencia ventilatorias durante el esfuerzo de los deportistas al finalizar la temporada de entrenamiento y competición de 8meses. En segundo lugar, la falta de determinaciones de las presiones relativas a la mecánica respiratoria y de mediciones de los volúmenes pulmonares dinámicos durante el esfuerzo y de la oxigenación de la musculatura esquelética y de la masa magra nos impidió llegar a una conclusión definitiva con relación a la contribución relativa de estos factores a la mejoría del perfil ventilatorio durante el esfuerzo de los deportistas tras 8meses de entrenamiento y competición. No obstante, queremos señalar que esta elección está justificada por el carácter exploratorio del estudio, nuestra preocupación por realizar un estudio tan parecido a un estudio observacional como fuera posible y el apretado calendario impuesto por los clubs de fútbol a los jugadores, que no disponían de tiempo para acudir a nuestro laboratorio para someterse a un estudio completo con mediciones de las presiones inspiratoria y espiratoria, lactatos, etc., por lo que los autores efectuaron las pruebas de esfuerzo en los clubs de fútbol, de forma rigurosa, pero con limitaciones de tiempo y equipamiento. Por último, pero no menos importante, el desconocimiento de los programas de entrenamiento físico de los equipos de fútbol, debido a que los clubs solicitaron específicamente no revelarlos, representa una importante limitación, puesto que la mejoría ventilatoria observada no se puede atribuir a un protocolo de ejercicio concreto. Esto limita considerablemente la aplicabilidad, la factibilidad y los posibles beneficios de estos protocolos para los pacientes afectados por patologías cardiorrespiratorias.

Perspectivas

Por lo que sabemos, nuestro estudio es el primer estudio publicado relativo a la observación de los efectos de una temporada de entrenamiento y competición de 8meses sobre el perfil ventilatorio en respuesta a un ejercicio de cinta ergométrica en jugadores de fútbol de élite. En estos deportistas, los efectos ventilatorios fueron más pronunciados que los efectos cardiovasculares y metabólicos. Por consiguiente, este estudio allana el camino a programas de entrenamiento basados en el registro y la evaluación de la respuesta del perfil ventilatorio y la actividad respiratoria más que en la frecuencia cardíaca, el umbral de ácido láctico y otras variables metabólicas, que es posible que no varíen de forma significativa. Los sujetos del estudio eran deportistas de élite cuyas capacidades cardiovascular y metabólica ya eran superiores a la normalidad al iniciar la temporada de entrenamientos. Sin embargo, pudimos observar que los beneficios para el aparato respiratorio fueron muy desproporcionados a los que se pueden obtener en los sistemas cardiovascular y metabólico.

El pulmón tiene un papel fundamental en el rendimiento físico de los pacientes con «limitaciones ventilatorias». Esto bastante a menudo se olvida, tanto en los deportistas (al margen de aquellos que presentan broncoespasmo inducido por el esfuerzo) como en los sujetos sanos y los pacientes con patologías cardiorrespiratorias, tales como ICC o HAP, porque se cree, erróneamente, que la «reserva» del aparato respiratorio es suficiente para afrontar el esfuerzo. En efecto, este podría no ser el caso de algunos sujetos sanos asintomáticos y de algunos deportistas de resistencia, en los que la limitación del flujo espiratorio y la fatiga diafragmática podrían reducir la resistencia al esfuerzo tanto como la hiperinflación pulmonar dinámica y las restricciones mecánicas de la expansión del VT la reducen en algunos sujetos que padecen patologías cardiovasculares y respiratorias.

A pesar de ello, la respuesta ventilatoria al esfuerzo nunca se ha considerado una información crucial para evaluar el rendimiento. La observación de que con la búsqueda de las palabras «ejercicio, deportistas, corazón» en PubMed se obtienen 1.536 artículos publicados en los 10 últimos años y solo 157 si la palabra «corazón» se sustituye por «pulmón» refuerza también esta afirmación. Además, en la mayoría de ocasiones la atención está más centrada en el pulmón como «intercambiador de gases» que en la «respuesta ventilatoria al esfuerzo».

Ante esta realidad, la evaluación de la ventilación y de su perfil en respuesta al ejercicio a partir de determinaciones derivadas de la respiración corriente y de la frecuencia respiratoria, tales como las pruebas de esfuerzo cardiopulmonar, quizá podrían complementar los programas de entrenamiento basados en la frecuencia cardíaca, ofrecer una acceso fácil y sensible a información sobre el estado del aparato respiratorio y contribuir a desenmascarar los mecanismos de la mejoría del rendimiento físico en los deportistas de élite. Ello también debería incitar a los neumólogos que analizan la fisiopatología de la respiración a: 1)plantearse si los cambios ventilatorios que ocurren durante el esfuerzo pueden representar un mecanismo fisiológico de la mejoría que se observa en los pacientes después de un programa de rehabilitación pulmonar, y 2)prestar más atención y estar más sensibilizados respecto al papel que puede desempeñar el aparato respiratorio en algunos pacientes en los que parece que este no contribuye necesariamente (sino erróneamente) a la limitación del esfuerzo.

Son necesarios otros estudios que analicen si la evaluación de la respuesta ventilatoria al esfuerzo podría ofrecer información acerca de una posible mejoría de las habilidades técnicas, tácticas, fisiológicas y atléticas de estos deportistas de élite30.

En resumen, este es el primer estudio que ha demostrado que la mejoría del perfil ventilatorio después del entrenamiento probablemente contribuyó a mejorar el rendimiento físico de los futbolistas, a pesar de que al finalizar la temporada de entrenamiento y competición de 8meses no se observaron cambios significativos en la frecuencia cardíaca a una velocidad determinada y solo mejorías escasas del VO2 y la MEV.

Autoría

Todos los autores cumplen los requisitos de autoría de las Recomendaciones del ICMJE. Adriano di Paco y Bruno-Pierre Dubé han contribuido por igual a la redacción del artículo y ambos son primeros autores.

Financiación

El estudio no contó con ninguna subvención.

Conflicto de intereses

Adriano di Paco ha recibido honorarios como asesor del Juventus FC y el Genoa CFC. Bruno-Pierre Dubé y Pierantonio Laveneziana han declarado no tener ningún conflicto de intereses.

Agradecimientos

Agradecemos la contribución a este estudio de Simone Folletti (entrenador principal de rendimiento deportivo del Juventus FC), Alessandro Pilati (entrenador principal de rendimiento deportivo del Genoa CFC) y a todos los miembros del Juventus FC y el Genoa CFC que participaron en el estudio.

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