El VO 2 máx (también consumo máximo de oxígeno , consumo máximo de oxígeno o capacidad aeróbica máxima ) es la tasa máxima de consumo de oxígeno alcanzable durante el esfuerzo físico. [1] [2] El nombre se deriva de tres abreviaturas: "V̇" para volumen (el punto sobre la V indica "por unidad de tiempo" en la notación de Newton ), "O 2 " para oxígeno y "max" para máximo y generalmente normalizado por kilogramo de masa corporal. Una medida similar es el VO 2 pico ( consumo máximo de oxígeno ), que es el valor medible de una sesión de ejercicio físico, ya sea incremental o no. Podría igualar o subestimar el VO 2 máximo real. Es común la confusión entre los valores de la literatura antigua y popular sobre fitness. [3] La capacidad del pulmón para intercambiar oxígeno y dióxido de carbono está limitada por la tasa de transporte de oxígeno de la sangre al tejido activo.
La medición del VO 2 máx en el laboratorio proporciona un valor cuantitativo de la condición física de resistencia para comparar los efectos del entrenamiento individual y entre personas en entrenamiento de resistencia . El consumo máximo de oxígeno refleja la aptitud cardiorrespiratoria y la capacidad de resistencia en el rendimiento del ejercicio. Los atletas de élite, como los corredores de distancia competitivos , los ciclistas de carrera o los esquiadores de fondo olímpicos , pueden alcanzar valores de VO 2 máx. superiores a 90 ml/(kg·min), mientras que algunos animales de resistencia, como los perros esquimales de Alaska , tienen valores de VO 2 máx. 200 ml/(kg·min).
En el entrenamiento físico , especialmente en su literatura académica, el VO 2 máx se utiliza a menudo como nivel de referencia para cuantificar los niveles de esfuerzo, como el 65% del VO 2 máx como umbral para el ejercicio sostenible, que generalmente se considera más riguroso que la frecuencia cardíaca . pero es más elaborado a medida.
El VO 2 máx se expresa como una tasa absoluta en (por ejemplo) litros de oxígeno por minuto (L/min) o como una tasa relativa en (por ejemplo) mililitros de oxígeno por kilogramo de masa corporal por minuto (por ejemplo, mL /(kg·min)). Esta última expresión se utiliza a menudo para comparar el rendimiento de los deportistas de deportes de resistencia. Sin embargo, el VO 2 máx generalmente no varía linealmente con la masa corporal, ya sea entre individuos dentro de una especie o entre especies, por lo que las comparaciones de las capacidades de rendimiento de individuos o especies que difieren en tamaño corporal deben realizarse con procedimientos estadísticos apropiados, como el análisis. de covarianza . [2]
Medir con precisión el VO 2 máx implica un esfuerzo físico suficiente en duración e intensidad para exigir completamente el sistema energético aeróbico. En las pruebas clínicas y deportivas generales, esto suele implicar una prueba de ejercicio gradual en la que la intensidad del ejercicio aumenta progresivamente mientras se mide:
El VO 2 máx se mide durante una prueba de ejercicio cardiopulmonar (prueba CPX). La prueba se realiza en una cinta rodante o en un cicloergómetro . En sujetos no entrenados, el VO 2 máx es entre un 10% y un 20% menor cuando se utiliza un cicloergómetro en comparación con una cinta rodante. [4] Sin embargo, los resultados de los ciclistas entrenados en el cicloergómetro son iguales o incluso superiores a los obtenidos en la cinta rodante. [5] [6] [7]
El clásico VO 2 máximo, en el sentido de Hill y Lupton (1923), se alcanza cuando el consumo de oxígeno se mantiene en un estado estable ("meseta") a pesar de un aumento en la carga de trabajo. La aparición de una meseta no está garantizada y puede variar según la persona y el intervalo de muestreo, lo que lleva a protocolos modificados con resultados variados. [3]
El VO 2 también puede calcularse mediante la ecuación de Fick : , cuando estos valores se obtienen durante el esfuerzo máximo. Aquí Q es el gasto cardíaco del corazón, Ca O 2 es el contenido de oxígeno arterial y C v O 2 es el contenido de oxígeno venoso. ( C a O 2 – C v O 2 ) también se conoce como diferencia arteriovenosa de oxígeno .
La ecuación de Fick puede usarse para medir el VO 2 en pacientes críticos, pero su utilidad es baja incluso en casos sin esfuerzo. [8] Por otro lado, el uso de un VO 2 basado en la respiración para estimar el gasto cardíaco parece ser bastante confiable. [9]
La necesidad de que un sujeto ejerza el máximo esfuerzo para medir con precisión el VO 2 máx. puede ser peligrosa en personas con sistemas respiratorio o cardiovascular comprometidos; por ello, se han desarrollado pruebas submáximas para estimar el VO 2 máx.
Una estimación del VO 2 máx se basa en la frecuencia cardíaca máxima y en reposo. En Uth et al. (2004), viene dada por: [10]
Esta ecuación utiliza la relación entre la frecuencia cardíaca máxima (FC máx ) y la frecuencia cardíaca en reposo (FC reposo ) para predecir el VO 2 máx. Los investigadores advirtieron que la regla de conversión se basó únicamente en mediciones de hombres bien entrenados de entre 21 y 51 años, y puede no ser confiable cuando se aplica a otros subgrupos. También advirtieron que la fórmula es más confiable cuando se basa en una medición real de la frecuencia cardíaca máxima, en lugar de una estimación relacionada con la edad.
El factor constante Uth de 15,3 se da para hombres bien entrenados. [10] Estudios posteriores han revisado el factor constante para diferentes poblaciones. Según Voutilainen et al. En 2020, el factor constante debería ser 14 en hombres de alrededor de 40 años de peso normal, nunca fumadores y sin enfermedades cardiovasculares, asma bronquial o cáncer. [11] Cada 10 años de edad reduce el coeficiente en uno, al igual que el cambio de peso corporal de peso normal a obesidad o el cambio de no haber fumado a ser fumador actual. En consecuencia, el VO 2 máx. de hombres obesos y fumadores actuales de 60 años debe estimarse multiplicando la relación FC máx. /FC en reposo por 10.
Kenneth H. Cooper realizó un estudio para la Fuerza Aérea de los Estados Unidos a finales de los años 1960. Uno de los resultados de esto fue la prueba de Cooper en la que se mide la distancia recorrida corriendo en 12 minutos. Según la distancia medida, una estimación del VO 2 máx [en ml/(kg·min)] es: [ cita necesaria ]
donde d 12 es la distancia (en metros) recorrida en 12 minutos.
Una ecuación alternativa es:
donde d ′ 12 es la distancia (en millas) recorrida en 12 minutos.
Existen otras pruebas confiables y calculadoras de VO 2 máx para estimar el VO 2 máx, en particular la prueba de condición física de múltiples etapas (o prueba de pitido ). [12]
Estimación del VO 2 máximo a partir de una caminata cronometrada de una milla en minutos decimales ( t , por ejemplo: 20:35 se especificaría como 20,58), sexo, edad en años, peso corporal en libras ( BW , lbs) y 60- segunda frecuencia cardíaca en latidos por minuto ( FC , lpm) al final de la milla. [13] La constante x es 6,3150 para hombres, 0 para mujeres.
Los hombres tienen un VO 2 máximo que es un 26% más alto (6,6 ml/(kg·min)) que las mujeres en cinta rodante y un 37,9% más alto (7,6 ml/(kg·min)) que las mujeres en cicloergómetro en promedio. [14] El VO 2 máx es en promedio un 22% mayor (4,5 ml/(kg·min)) cuando se mide con un cicloergómetro en comparación con una cinta rodante. [14]
El hombre sano promedio no entrenado tiene un VO 2 máximo de aproximadamente 35 a 40 ml/(kg·min). [15] [16] La mujer sana promedio no entrenada tiene un VO 2 máximo de aproximadamente 27 a 31 ml/(kg·min). [15] Estos puntajes pueden mejorar con el entrenamiento y disminuir con la edad, aunque el grado de capacidad de entrenamiento también varía ampliamente. [17]
En deportes donde la resistencia es un componente importante del rendimiento, como el ciclismo de ruta , el remo , el esquí de fondo , la natación y las carreras de larga distancia , los atletas de clase mundial suelen tener valores altos de VO 2 máximo. Los corredores de élite masculinos pueden consumir hasta 85 ml/(kg·min) y las corredoras de élite pueden consumir alrededor de 77 ml/(kg·min). [18]
En los remeros se pueden encontrar valores altos en términos absolutos para los humanos , ya que su mayor volumen compensa un VO 2 máx por peso corporal ligeramente menor. Los remeros de élite medidos en 1984 tenían valores de VO 2 máximo de 6,1 ± 0,6 L/min y las remeras de 4,1 ± 0,4 L/min. [19] El remero neozelandés Rob Waddell tiene uno de los niveles absolutos de VO 2 máximo más altos jamás probados. [20]
El VO 2 máx se ha medido en otras especies animales. Durante la natación cargada, los ratones tenían un VO 2 máximo de alrededor de 140 ml/(kg·min). [21] Los caballos pura sangre tenían un VO 2 máximo de alrededor de 193 ml/(kg·min) después de 18 semanas de entrenamiento de alta intensidad. [22] Los perros esquimales de Alaska que corrían en la carrera de perros de trineo Iditarod Trail tenían valores máximos de VO 2 de hasta 240 ml/(kg·min). [23] El VO 2 máximo estimado para los antílopes berrendos fue de hasta 300 ml/(kg·min). [24]
Los factores que afectan el VO 2 se pueden separar en oferta y demanda. [25] El suministro es el transporte de oxígeno desde los pulmones a las mitocondrias (combinando la función pulmonar , el gasto cardíaco , el volumen sanguíneo y la densidad capilar del músculo esquelético), mientras que la demanda es la velocidad a la que las mitocondrias pueden reducir el oxígeno en el proceso de fosforilación oxidativa . [25] De estos, los factores de oferta pueden ser los más limitantes. [25] [26] Sin embargo, también se ha argumentado que, si bien los sujetos capacitados probablemente tengan una oferta limitada, los sujetos no capacitados pueden tener una limitación de la demanda. [27]
Las características generales que afectan el VO 2 máx incluyen la edad, el sexo , la condición física y el entrenamiento, y la altitud. El VO 2 máx puede ser un mal predictor del rendimiento en corredores debido a variaciones en la economía de carrera y la resistencia a la fatiga durante el ejercicio prolongado. El cuerpo funciona como un sistema. Si uno de estos factores es deficiente, entonces se reduce la capacidad normal de todo el sistema. [27]
El fármaco eritropoyetina (EPO) puede aumentar el VO 2 máx en una cantidad significativa tanto en humanos como en otros mamíferos. [28] Esto hace que la EPO sea atractiva para los atletas que practican deportes de resistencia , como el ciclismo profesional. La EPO ha estado prohibida desde la década de 1990 como sustancia ilícita para mejorar el rendimiento . Pero en 1998 se había generalizado en el ciclismo y condujo al asunto Festina [29] [30], además de ser mencionado de manera omnipresente en el informe de 2012 de la USADA sobre el equipo ciclista profesional del Servicio Postal de EE. UU . [31] Greg LeMond ha sugerido establecer una línea de base para el VO 2 máximo de los ciclistas (y otros atributos) para detectar aumentos anormales en el rendimiento. [32]
El VO 2 máximo/pico se utiliza ampliamente como indicador de la aptitud cardiorrespiratoria (CRF) en grupos selectos de atletas o, raramente, en personas bajo evaluación por riesgo de enfermedad. En 2016, la Asociación Estadounidense del Corazón (AHA) publicó una declaración científica recomendando que la IRC (cuantificable como VO 2 máx/pico) se evalúe periódicamente y se utilice como un signo vital clínico; Se puede utilizar la ergometría (medición de la potencia del ejercicio) si el VO 2 no está disponible. [33] Esta afirmación se basó en la evidencia de que los niveles más bajos de condición física se asocian con un mayor riesgo de enfermedad cardiovascular, mortalidad por todas las causas y tasas de mortalidad. [33] Además de la evaluación de riesgos, la recomendación de la AHA citó el valor de medir la aptitud física para validar las prescripciones de ejercicio , el asesoramiento sobre actividad física y mejorar tanto el manejo como la salud de las personas evaluadas. [33]
Un metanálisis de 2023 de estudios de cohortes observacionales mostró una asociación inversa e independiente entre el VO 2 máx y el riesgo de mortalidad por todas las causas. [34] Cada aumento equivalente metabólico en la aptitud cardiorrespiratoria estimada se asoció con una reducción del 11% en la mortalidad. [34] El tercio superior de las puntuaciones de VO 2 máx representó una mortalidad un 45% menor en las personas en comparación con el tercio más bajo. [34]
A partir de 2023, el VO 2 máx rara vez se emplea en la práctica clínica habitual para evaluar la aptitud cardiorrespiratoria o la mortalidad debido a su considerable demanda de recursos y costos. [35] [36]
El fisiólogo británico Archibald Hill introdujo los conceptos de consumo máximo de oxígeno y deuda de oxígeno en 1922. [37] [26] Hill y el médico alemán Otto Meyerhof compartieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1922 por su trabajo independiente relacionado con el metabolismo energético muscular. [38] A partir de este trabajo, los científicos comenzaron a medir el consumo de oxígeno durante el ejercicio. Henry Taylor de la Universidad de Minnesota , los científicos escandinavos Per-Olof Åstrand y Bengt Saltin en las décadas de 1950 y 1960, el Laboratorio de Fatiga de Harvard , las universidades alemanas y el Centro de Investigación Muscular de Copenhague hicieron contribuciones clave . [39] [40]
