Medición de la saturación de oxigeno muscular y su implicación en la fatiga, rendimiento y la salud
- Autores: Aldo Alfonso Vasquez Bonilla
- Directores de la Tesis: Guillermo Jorge Olcina Camacho (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Extremadura ( España ) en 2021
- Idioma: español
- Número de páginas: 280
- Tribunal Calificador de la Tesis: Tomás García Calvo (presid.), Armando Manuel de Mendoça Raimundo (secret.), Julio Calleja González (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencias del Deporte por la Universidad de Extremadura
- Materias:
- Enlaces
- Resumen
- español
Introducción: El desarrollo de dispositivos portátiles de espectroscopia de infrarrojo cercano no invasivo (NIRS) ha permitido que las mediciones de oxígeno muscular se realicen fuera de un entorno de laboratorio para investigar cambios musculares locales en pruebas campo para guiar el entrenamiento. En general, durante el ejercicio los NIRS portátiles utiliza la saturación de oxígeno muscular (SmO2) como parámetro principal para el estudio de la hemodinámica porque proporciona información sobre el rendimiento y el metabolismo muscular durante el ejercicio. Un uso novedoso de NIRS portátil, es la medición de la oxigenación muscular en reposo a través del método de oclusión arterial (AOM). AOM consiste en realizar breves oclusiones arteriales para conocer el consumo de oxígeno muscular en reposo (mVO2). En la actualidad, AOM es una técnica para obtener información de la capacidad oxidativa del músculo en reposo, lo cual significa que el atleta no realiza ningún esfuerzo físico. Sin embargo, existe poca literatura científica de cómo está implicado el mVO2 en el proceso de entrenamiento.
Por otro lado, el monitoreo de la acumulación de fatiga pre y post competencia es importante dentro de la planificación del entrenamiento. Uno de los roles de los científicos del deporte es conocer el perfil de fatiga y recuperación con el fin de optimizar los procesos de entrenamiento para buscar un mejor rendimiento deportivo. Pero existen limitaciones, debido a que el estudio de la fatiga es un fenómeno multifactorial que envuelve diferentes mecanismos fisiológicos. En cuanto a la relación que pueda tener NIRS portátil y la medición de SmO2 con la fatiga dentro de un contexto deportivo se desconoce, debido a que es una variable que no se ha puesto en práctica en el deporte, pero con un gran potencial.
En el contexto de la salud, existen numerosas investigaciones que han asociado la SmO2 a enfermedades cardiovasculares, respiratorias y metabólicas como el sobrepeso y obesidad, que son patologías que afectan la entrega de oxígeno durante la actividad física. Uno de los factores claves para prescribir el ejercicio físico es conocer las zonas de metabólica, es decir la intensidad de ejercicio donde existen cambios metabólicos y que se aplica según el objetivo de la sesión de entrenamiento en personas que realizan actividad física para la salud.
Por último, existen algunos vacíos científicos de la aplicación de NIRS portátil en contextos de fatiga, rendimiento y salud. Por lo tanto, con esta tesis podemos brindar nuevos aportes científicos del metabolismo muscular a través de la medición de la SmO2 en reposo y durante el ejercicio, necesario para conocer estados de condición física de un deportista, fatiga, recuperación y la prescripción de ejercicio de ejercicio físico. Objetivos: La tesis presenta como objetivo general: Utilizar la saturación de oxígeno muscular y estudiar su implicación en la fatiga, rendimiento y salud.
Para realizar el objetivo general se llevó a cabo los siguientes objetivos específicos: 1. Examinar la relación de la saturación de oxígeno muscular en reposo con marcadores de fatiga en futbolistas femeninos. 2. Interpretar el rol de la saturación de oxígeno muscular como un marcador de rendimiento deportivo durante una prueba de alta intensidad (sprint-repetidos) en futbolistas femeninos. 3. Evaluar los cambios de oxigenación muscular en reposo después de un periodo de entrenamiento y correlacionarlos con la composición corporal y la potencia de salto en futbolistas. 4. Comparar y correlacionar los parámetros fisiológicos en función de la saturación de oxígeno muscular por zonas metabólicas durante una prueba de esfuerzo en personas con sobrepeso/obesidad y normo-peso.
Métodos: Los cuatro objetivos de esta tesis fueron investigados con cuatro estudios científicos. Los participantes fueron futbolistas femeninos y masculinos que competían en segunda y tercera división respectivamente, y mujeres con sobrepeso/obesidad y normo-peso. En todas las pruebas se utilizó un NIRS portátil marca MOXY colocado en el músculo gastrocnemio y músculo vasto lateral. El primer estudio consistió en medir marcadores de fatiga neuromuscular, escalas psicológicas y marcadores sanguíneos utilizados para medir fatiga a nivel biológico. En conjunto se midió la prueba de oxígeno muscular en reposo (mVO2 y SmO2) mediante la técnica AOM. Todas las mediciones se realizaron pre, post y post 24 h tras un partido de futbol femenino. El segundo estudio consistió en que los futbolistas femeninos realizaran una prueba de sprint repetidos, donde se evaluó la frecuencia cardiaca, velocidad y SmO2 en conjunto. El tercer estudio consistió en observar cambios de SmO2 en reposo después de un periodo de pretemporada en jugadores de futbol y relacionarlo con la composición corporal y la potencia de salto. El cuarto estudio consistió en realizar una prueba de esfuerzo incremental con detección de zonas metabólicas: fatmax, umbrales de entrenamiento VT1 y VT2 y potencia aeróbica máxima para compararlo y relacionarlo con la SmO2.
Resultados y Discusión: En base a los objetivos de la tesis: Primero, en las jugadoras de futbol se encontró un aumento de mVO2 y SmO2 en reposo a las 24 h post partido oficial [(mVO2: 0.75 ± 1.8 vs 2.1± 2.7 μM-Hbdiff); (SmO2: 50 ± 9 vs 63 ± 12 %)]. Principalmente, este aumento es resultado de la correlación de la vasodilatación mediada por el flujo sanguíneo y el trasporte de oxígeno muscular que es un mecanismo implicado en los procesos de recuperación de la homeostasis del músculo esquelético y la restauración del equilibrio metabólico. El aumento del consumo de oxígeno se relacionó con la disminución de la potencia de salto (r= −0.63 p <0.05) y el aumento del lactato deshidrogenada (LDH) (r = 0.78 p <0.05) como marcadores de fatiga. Seguidamente en el segundo estudio, encontramos que la disminución del rendimiento durante una prueba de sprint repetidos, comienza con el aumento gradual de la SmO2, debido al cambio de la presión intramuscular y la respuesta hiperémica que conlleva, mostrando una disminución en la respuesta inter-individual [desaturación desde el cuarto sprint (Δ= 32%) y re-saturación después del sexto sprint (Δ= 89%)]. Además, la extracción de oxígeno por parte del músculo tiene una asociación no-lineal con la alta velocidad (r = 0.89 p <0.05) y con la fatiga mostrada el % decremento del sprint (r = 0.93 p <0.05). En el estudio 3 se encontró que la dinámica de SmO2 en reposo es sensible a cambios después de un periodo de pretemporada (SmO2-Pendiente de recuperación: 15 ± 10 vs. 5 ± 5). Asimismo, se mostró que la SmO2 en reposo está relacionado paralelamente con el porcentaje de grasa del cuerpo (r= 0,64 p <0.05) y una relación inversa con la potencia de salto a una sola pierna (r = -0,82 p<0.01). Esto significa que a través del entrenamiento se mejoró el metabolismo y hemodinámica muscular con un tránsito más rápido del oxígeno muscular, y se asoció a las mejoras del peso corporal, somatotipo, CMJ y SLCMJ.
En el cuarto estudio, basado en los parámetros fisiológicos de una prueba de esfuerzo para prescribir ejercicio: se encontró una relación entre la SmO2 y el VO2max durante la zona fatmax y VT1 (r=0,72; p=0,04) (r=0,77; p=0,02) en mujeres con normo-peso. Sin embargo, en el grupo sobrepeso obesidad no se encontró ninguna correlación ni cambios de SmO2 entre cada zona metabólica.
Conclusión: La investigación de esta tesis ha demostrado avances en la medición de la SmO2. El uso de mVO2 y SmO2 en reposo es una variable de carga de trabajo que se puede utilizar para el estudio de la fatiga después de un partido de futbol femenino. Asimismo, la SmO2 en reposo puede ser interesante tomarlo en cuenta como un parámetro de rendimiento en futbolistas. Siguiendo el contexto, en el rendimiento durante una prueba de sprint repetidos, la SmO2 debe interpretarse basado en la respuesta individual del porcentaje de extracción de oxígeno muscular (∇%SmO2). El aporte de ∇%SmO2 es un factor de rendimiento limitado por la capacidad de velocidad y soporte de la fatiga de los futbolistas femeninos. Respecto a los aspectos de salud y prescripción del ejercicio, proponemos utilizar la SmO2 como un parámetro fisiológico para controlar y guiar el entrenamiento en zonas fatmax y VT1, pero solo en mujeres normo-peso. En patologías metabólicas como el sobrepeso y obesidad se necesitan más estudios. Como conclusión general, esta tesis muestra nuevas aplicaciones prácticas de cómo utilizar la SmO2 y su implicación en la fatiga, en contraste la adaptación al entrenamiento, pruebas de rendimiento y prescripción de la actividad física para la salud.
- English
Muscle oxygen saturation (SmO2) provides information on muscle metabolism at rest and during exercise. The aim of the doctoral thesis is to use SmO2 for the study of fatigue performance and health. It was hypothesized that SmO2 is related to neuromuscular, biochemical, physiological, metabolic parameters and training load. Female (n= 25) and male (n= 16) footballers and overweight/obese and normal-weight people (n= 17) participated in the study. The portable non-invasive near infrared (NIRS) portable technology was used, placed in the gastrocnemius and vastus lateralis muscle. Resting SmO2 was measured using the arterial occlusion method (AOM) to study fatigue before and after an official match and PRE-POST during a preseason for the study of performance and adaptation to training in soccer players. Also, a high intensity test (repeated sprints) with measurements of muscle oxygen extraction and incremental maximal test was performed to identify metabolic zones (fatmax, VT1, VT2 and maximum aerobic power) through the SmO2. The variables that were measured in connection with SmO2 were: Body composition, jumping power, Borg scale, speed, heart rate, oxygen consumption, energy expenditure and biochemicals: LDH, BUN, CPK and GOT. Measurement of SmO2 at rest and movement can be implemented by exercise science professionals because it was linked to fatigue and performance variables such as LDH, jumping power, body composition and speed. The use of SmO2 is also proposed in the exercise prescription for health.
- español
