PRÁCTICA 3:
Mediciones/Monitoreo de Variables Fisiológicas y Ergométricas: Antes (Basal o en Reposo), Durante y Después (Recuperación)
de una Prueba Ergometrica/de Esfuerzo Progresiva

Profesor Edgar Lopategui Corsino
M.A., Fisiología del Ejercicio

DESCRIPCIÓN

        Actividad para comprender y practicar la medición de aquellas variables que comunmente se monitorean antes, durante y después de las las Pruebas Ergométricas de Esfuerzo/Ejercicio Progresivo (Graded Exercise Testing o GXT).  Por lo regular, tales variables son: (a) frecuencia cardiaca (FC), (b) presión arterial (PA), (c) electrocardiografía/electrocardiograma (EKG), (d) oximetría (SaO₂), (e) la escala para la percepción del esfuerzo (Ratings of Perceived Exertion o RPE) y (f) carga de potencia ergométrica (carga de trabajo o cadencia de trabajo [workload o workrate]).  De haber el equipo correspondiente (i.e., calorimetría indirecta, basado en la metodología de espirometría en circuito abierto), otra variable (de tipo metabólica) podría ser el volumen del consumo de oxígeno absoluto (VO₂, L • min^-1 [o L/min]) o el volumen del consumo de oxígeno consumido relativo (mL • kg MC^-1 • min^-1 [o mL/kg MC/min).  También, conviene monitorear signos y síntomas de intolerancia al ejercicio (e.g., signos de ataxia y otros).

INSTRUCCIONES (http://www.saludmed.com/Med-Var-Pruebas-Esfuerzo/Med-Var-Pruebas-Esfuerzo.html)

Lecturas Recomendadas:

        En este laboratorio práctico se requiere que los alumnos lean los capítulos 2 y 3 del libro de texto.  Además, se presentan otros recursos disponible en Saludmed.com (vea abajo la Referencias y Recursos).  Luego, leer el procedimiento de esta actividad.

PROCEDIMIENTO

       En primera instancia, se llevará una práctica para la medición de los signos vitales (en reposo).  Esto incluye el pulso, la frecuencia cardiaca, la presión arterial y la saturación de oxígeno en los glóbulos rojos.

Pulso y Frecuencia Cardiaca en Reposo:

1. El pulso se tomará durante un minuto mediante la palpación en las arterias radial, carótida y temporal.

► Pulso arteria radial: ______ pulsaciones por minuto
► Pulso arteria carótida: ______ pulsaciones por minuto
► Pulso rrteria temporal: _______ pulsaciones por minuto

2. Pulso derivado de las mediciones de dispositivos electrónico/digitales:

► Pulso tomado con el aparato para tomar la presión arterial (esfignomatómetro) de forma digital/automático: _________ pulsaciones por minuto
► Pulso tomado con el dispositivo para medir el nivel de saturación arterial (oxímetro): _________ pulsaciones por minuto

3. La frecuencia cardiaca se tomará mediante auscultación (utilizando un estetoscopio), ya sea a nivel de la válvula aórtica, pulmonar o mitral:

Frecuencia cardiaca mediante auscultación _________ latidos por minuto

Presión Arterial:

3. Presión arterial mediante un esfignomanómetro y estetoscopio:

Presión arterial _______/________ mm. Hg.

Saturación del Oxígeno Arterial:

4. Nivel de la saturación del oxígeno arterial. Para esto, se habrá de emplear un oxímetro:

Saturación del O₂ arterial (SaO₂): _____________ % (normal es de 95-100%)

En segundo orden, se practicará con la escala para la percepción del esfuerzo.  Se empleará la escala de 20 puntos y la de 11 puntos

Escala para la Percepción del Esfuerzo (o Escala de Borg):

1. Cada estudiante trotará en sito durante 30 segundos. Luego se establecerá la precepción del esfuerzo usando las dos escales de Borg principales:

a. Percepción del esfuerzo usado la escala de 20 puntos (consultar Tabla 2-32: Escala de la Percepción del Esfuerzo o de Borg, p. 110, o ir a: http://www.saludmed.com/labs/borgscale.pdf):

Luego de Trotar durante 30 segundos: __________________ escriba el número y la percepción

b. Percepción del Esfuerzo usando la escala de Borg de11 puntos (consultar libros de tentonde ACSM o ir a: https://www.sralab.org/sites/default/files/2018-04/Rating_of_perceived_exertion_-_Borg_scale.pdf o a: https://borgperception.se/wp-content/uploads/2019/10/The-Borg-CR-Scales-Folder.pdf):

Luego de Tratar durante 30 segundos: ___________________ escriba el número y la percepción

En la tercera actividad se habrán de practicar como establecer la carga de la potencia ergométrica para un cicloergómetro mecánico, banda sinfín y un escalón:

Carga de la Potencia Ergométrica:

1. Cicloergómetro mecánico de tipo Monarch:

CONOCIDO:

Carga de la Potencia Ergométrica:

= (F)(D)/min
= [kp (lectura del péndulo)] X (6m X rpm)
= kp [(6 m) (rpm)]

Donde:

kp = kilopondio = Fuerza (F)
6 m = Distancia (D) que recorre el aro de la rueda delantera del cicloergómetro durante 1 rev
rpm = rev/min

DADO:

kp = 1
D = 6 m
cadencia del metrónomo = 100 latidos/minuto
rpm = 1 rev completa del pedal por cada 2 latidos del metrónomo
= 100 latidos por min del metrónomo/2 latidos del metrónomo
= 2/100 = 50 rev/min = 50 rpm

SOLUCIÓN:

Carga de la Potencia Ergométrica = kp [(6 m) (rpm)]
= 1 kp [(6 m) (50 rpm)]
= (1 kp) (300 rpm-m)
= 300 kp-m
= 300 kpm
Esto significa que si la cadencia del pedaleo del cicloergómetro es 50 rpm, entonces esto implica que el aro de la rueda delantera del cicloergómetro recorrerá 300 metros por cada minuto.

Ejercicios: calcula la carga de la Potencia Ergométrica cuando un metrónomo se fija a 120 latidos por minuto. Utilice como carga inicial (o fuerza) a: 0.5 kp, 1.5 kp, 4 kp y 7 kp.

2. Banda sinfín:

Pendiente

3. Escalón:

Pendiente

REFERENCIAS Y RECURSOS

Libro de Texto del Curso:

Liguori, G., & American College of Sports Medicine (2022). Guidelines for exercise testing and prescription (11ma ed.). Philadelphia, PA: Wolters Kluwer. Disponible en: https://drive.google.com/file/d/1zEhPKmx1h27D3rpk2xS4sBdK-IbiNKKD/view?usp=sharing

Leer los capítulos 3 y 4 de este libro:

CHAPTER 3: Health-Related Physical Fitness Testing and Interpretation (pp. 58-112)
CHAPTER 4: Clinical Exercise Testing and Interpretation (pp. 113-141)

Textos del Profesor Edgar Lopategui Corsino:

► Libro de Salud:

Lopategui Corsino, E. (2006). Bienestar y calidad de vida. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc. http://saludmed.com/publicaelopategui/libros/Bienestar_CalidadV_Lopategui_LIBRO.pdf

Leer las páginas 142-154 de este libro.

► Libro de Laboratorio:

Lopategui Corsino, E. (2006). Experiencias de laboratorio: Bienestar y calidad de vida. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc. http://saludmed.com/publicaelopategui/libros/Bienestar_Labs_Lopategui_LIBRO.pdf

Leer los laboratorios de este libro:

Laboratorio 2-2: Procedimiento a Seguir para Determinar la Frecuencia Cardiaca en Reposo (pp.11-23)
Laboratorio 2-4: Procedimiento a Seguir para Determinar la Presión Arterial en Reposo (pp. 29-48)
Laboratorio 2-14: Prueba Submáxima en el Cicloergóetro (Prueba de Söstrand Mofificada por la YMCA) (pp. 117-146)

Material Educativo en Saludmed:

Lopategui Corsino, E. (2012). Evaluación de la tolerancia cardiorespiratoria: Introducción a las pruebas ergométricas de esfuerzo/ejercicio progresivo. Saludmed.com: Ciencias del Movimiento Humano y de la Salud. http://www.saludmed.com/ejercicio/contenido/Pruebas_Erg_Esfuerzo_Progresivo.pdf

Lopategui Corsino, E. (2012). Predicción de la capacidad aeróbica: Pruebas ergométricas de tolerancia cardiorrespiratoria a intensidades de ejercicio submáximo. Saludmed.com: Ciencias del Movimiento Humano y de la Salud. http://www.saludmed.com/ejercicio/contenido/Pruebas_Erg_Tolerancia_Cardio_Submax.pdf

Lopategui Corsino, E. (2020). Medición de energía, trabajo y estimación del gasto energético. Saludmed.com: Ciencias del Movimiento Humano y de la Salud. http://www.saludmed.com/ejercicio/contenido/Energia-Trabajo-Potencia_GastEnrg.pdf

Lopategui Corsino, E. (2015). El electrocardiograma en reposo de 12 derivaciones. Saludmed.com: Ciencias del Movimiento Humano y de la Salud. http://www.saludmed.com/ejercicio/laboratorios/LABS-5-Electrcardiografia.pdf

Lopategui Corsino, E. (2015). Predición del consumo máximo de oxígeno mediante pruebas submáximas en la banda sinfín: Los protocolos de Bruce y Balke. Saludmed.com: Ciencias del Movimiento Humano y de la Salud. http://www.saludmed.com/ejercicio/laboratorios/LAB-10-Submax_Protocolos_Bruce-Balke.pdf

Lopategui Corsino, E. (2011). Avalúo de la salud y pruebas de aptitud física relacionadas con la salud. Saludmed.com: Ciencias del Movimiento Humano y de la Salud. http://www.saludmed.com/PEjercicio/contenido/Avaluo_Salud_Pruebas_Erg.html

Lopategui Corsino, E. (2023). Ciencias del ejercicio y la medicina del deporte: Bases conceptuales y teóricas. Saludmed.com: Ciencias del Movimiento Humano y de la Salud. http://saludmed.com/es/cienciasejer.html o de http://saludmed.com/es/cienciasejer.pdf

Presentaciones Electrónicas:

Lopategui Corsino, E. (2023). Pruebas de aptitud física: Evaluaciones de campo, laboratorio y campo-laboratorio [Diapositivas de Powerpoint]. Saludmed.com: Ciencias del Movimiento Humano y de la Salud. http://www.saludmed.com/pptx/cep/aptitudfiscampo.pdf

Lopategui Corsino, E. (2023). Ciencias del movimiento humano: Terminología fundamental [Diapositivas de Powerpoint]. Saludmed.com: Ciencias del Movimiento Humano y de la Salud. http://www.saludmed.com/pptx/exercisesci.pdf

GLOSARIO

Mediciones de Signos Vitales/Variables Cardiovasculares: en Reposo, Durante el Ejercicio o Prueba Ergométrica de Esfuerzo:

Pulso: La expansión y la disminución de calibre por rebote elástico de una arteria, que ocurren alternadamente (Lopategui, 2006, p. 557).

Frecuencia del Pulso: La frecuencia de las ondas de presión (ondas por minuto) propagadas a lo largo de las arterias periféricas, como la arteria carótida o la radial.  En individuos sanos y normales, la frecuencia del pulso y frecuencia cardiaca son idénticas.  Sin embargo, en personas con arritmias cardiacas, estas dos frecuencias no son las mismas (Lopategui, 2006, p. 557).

Frecuencia Cardiaca (FC o HR [Heart Rate], siglas en inglés): El número de latidos ventriculares por minuto, tal como se determina en los registros del electrocardiograma o curvas de presión arterial; también se puede determinar mediante la auscultación con un estetoscopio o por medio de la palpación sobre el corazón (Lopategui, 2006, p. 541).

Auscultación: Acción de escuchar los sonidos provenientes del interior del cuerpo para estudiar el estado del corazón, los pulmones, la pleura, el intestino u otros órganos, o para detectar el latido cardíaco fetal.  La auscultación puede realizarse directamente, pero la técnica más habitual es con el empleo del estetoscopio (fonendoscopio), para determinar la frecuencia, intensidad, duración y calidad de los sonidos (Lopategui, 2006, p. 523)..

Presión Arterial (PA o BP [Blood Pressure], siglas en inglés): La fuerza motriz que tiende a mover la sangre a través del sistema circulatorio. La fuerza de la sangre que distiende las paredes arteriales (Lopategui, 2006, p. 556).

Presión Arterial Diastólica (PAD o DBP [Diastolic Blood Presure], siglas en inglés): Representa la presión más baja obtenida.  Mientras drena la sangre desde las arterias durante la diástole ventricular, la presión disminuye a un mínimo.  Los límites normales de la presión diastólica se encuentran entre 80 y 90 mm Hg (Lopategui, 2006, p. 556).

Presión Areterial Sistólica (PAS o SBP [Systolic Blood Pressure], siglas en inglés): Representa la presión más alta obtenida.  Mientras la sangre es impulsada hacia las arterias durante la sístole ventricular, la presión aumenta a un máximo.  Los límites normales de la presión sistólica se encuentran entre 120 y 140 mm Hg (Lopategui, 2006, p. 556).

Oxímetro de Pulso: Un dispositivo electrónico que mide el porcentage (%) de hemoglobina en la sangre que se halla saturado con el oxígeno.  Este dispositivo de tipo pulso-oxímetro`(pulse oximeter) utiliza dos (2) frecuencias de luz (i.e., roja e infraroja) para determinar tal tipo de medida porcentual.  Lo previo se conoce con el nombre de saturación del oxígeno arterial (blood oxigen saturation), abreviado SpO₂.  También, un oxímetro de pulso despliega la frecuencia del pulso, donde simultáneamiente se mide el nivel de la saturación arterial.

Manifestaciones Clínicas: Posibles Signos y Síntomas durante el Ejercicio o una Prueba Ergométrica de Esfuerzo:

Ataxia: Trastorno caracterizado por la disminución de la capacidad de coordinar movimientos (Lopategui, 2006, p. 522).

Ergometría, Potencia y Trabajo:

Ergometría: Literalmente significa estudio de la medición del trabajo/esfuerzo; del Griego: "Ergo" = Obra, trabajo, esfuerzo/rendimiento.  Formalmente implica una ciencia que estudia la medición del trabajo/potencia física y de los cambios/efectos fisiológicos/biológicos del esfuerzo/ejercicio que se producen al ejercitarse un individuo en algún tipo de ergómetro (calibrado en unidades de potencia, tales como: kpm/min o vatios) y al utilizar simultáneamente instrumentos que miden variables fisiológicas (metabólicas, circulatorias y cardiopulmonares) y el gasto energético durante un período específico de tiempo (Lopategui, 2006, p. 538).

Ergómetro: Literalmente quiere decir: un instrumento que mide trabajo; del Griego: "Ergo" = Trabajo y "metro" = Instrumento de medición. Particularmente, representa
aquel equipo/artefacto o mecanismo utilizado para medir y registrar la cantidad de un tipode trabajo mecánico y potencia específica, al igual que las respuestas fisiológicas del ejercicio realizado por el ser humano o animal.  Existen una variedad de ergómetros, por ejemplo: cicloergómetros (mecánico o electromecánicos), banda sinfín, escalones/banco, ergómetro de esquí de campo traviesa, remoergómetro, ergómetros de manivela para brazos, bancos de natación (convencional y de natación simulada), ergómetro de brida o natación estática, canal de natación, entre otros (Lopategui, 2006, p. 538).

Cicloergómetros Mecánicos (de manivela para las piernas): Un ergómetro de bicicleta compuesto de una rueda cíclica fija y una rueda ajustable utilizado para medir
trabajo y potencia y para conocer las respuestas fisiológicas del ejercicio y la capacidad funcional de la persona, así como un vehículo de entrenamiento (Lopategui, 2006, p. 532).

Escalón/Banco: Aparato que mide trabajo/potencia y que sirve para determinar la capacidad funcional (mediante pruebas de función cardiorrespiratoria), en la cual se
requiere que el sujeto suba (trabajo positivo o acción en contra de la fuerza gravitatoria) y baje (trabajo negativo/excéntrico o a favor de la fuerza de gravedad) su peso a una altura (del escalón/banco) dada y a una cadencia predeterminada que se establece/fija por un metrónomo (Lopategui, 2006, p. 539).

Prueba Funcional Ergométrica: Determinación de parámetros del rendimiento cardiopulmonar (Lopategui, 2006, p. 556).

Prueba Progresiva de Ejercicio (o de Esfuerzo): Una prueba que evalúa la respuesta fisiológica de un individuo ante un ejercicio, durante el cual se aumenta progresivamente su intensidad en la forma de etapas (Lopategui, 2006, p. 557).

Pruebas/Ejercicios Máximos: Aquellas pruebas de tolerancia al ejercicio que continúan hasta que se alcancen valores fisiológicos máximos (Ej: VO2max) o fatiga
voluntaria (Lopategui, 2006, p. 557).

Carga: La carga colocada sobre el trabajador (o el que se ejercita). El ritmo al cual se realiza el trabajo/ejercicio en cualquier momento. La potencia ergométrica bajo la cual se somete un individuo durante una prueba ergométrica/de esfuerzo (Lopategui, 2006, p. 531).

Carga de Trabajo Ergométrica: El producto de las magnitudes Fuerza y Distancia por unidad de tiempo que indica el ergómetro durante la prueba (Lopategui, 2006, p. 531).

Cadencia de Trabajo ("Work Rate"), Carga Ergométrica o Potencia Rrgométrica (kgm/min ó kpm/min): El producto de fuerza y distancia (F X D) en kilogramos-metros
o en kilopondios-metros dividido por la unidad de tiempo (t) en minutos:  Cadencia de Trabajo = F X D (kgm ó kpm) / t (min) (Lopategui, 2006, p. 528).

Kilopondio (kp): Unidad de fuerza. Representa aquella fuerza que le imparte una aceleración gravitatoria normal/estándar (9.807 m/seg 2 ó 32 pies/seg 2 ) a la masa de un (1) kilogramo (kg). La fuerza que ejerce la gravedad sobre la masa de un (1) kilogramo (kg) a una aceleración normal de gravedad (9.807 m/seg 2 ó 32 pies/seg 2 ) (Lopategui, 2006, p. 547).

Kilopondio-metro (kpm): Trabajo (T), el cual es el producto de una fuerza (F) que actúa contra la masa de 1,000 gramos (1 kg) a través de una distancia (d), medida en
metros (m). El trabajo (T) realizado cuando una fuerza (masa) constante de un (1) kilogramo (1,000 gramos) actúa sobre un cuerpo u objeto que se mueve verticalmente a
una distancia de un (1) metro (m), en la misma dirección que la fuerza. Una masa de un (1) kilogramo (kg) es elevada un (1) metro (m) contra la fuerza de gravedad. Distancia a través de la cual 1 kg. se mueve 1 metro (Lopategui, 2006, p. 547).

Kilopondiometro por minuto (kpm/min): Unidad de potencia que representa la fuerza (F) requerida para mover una resistencia, peso o masa de 1 kg. a través de una distancia (d) de un (1) minuto. Se utiliza para describir la cadencia de trabajo (potencia producida) en un cicloergómetro mecánico (Lopategui, 2006, p. 547).

Vatio o Watt (W): Unidad de medida utilizado para expresar la potencia generada por un grupo muscular durante un movimiento, ejercicio o deporte de carácter
explosivo/anaeróbico.  Es la potencia (P) producida por el paso de un (1) amperio de corriente que circula con una fuerza o presión electromotriz de un (1) voltio.  El trabajo realizado durante un (1) segundo capaz de producir/emitir la energía de un (1) Julio (J). Es la medida que describe la potencia eléctrica producida en un cicloergómetro electromecánico (Lopategui, 2006, p. 562)

Fuerza: Aquello que empuja o hala/tira un cuerpo por medio del contacto mecánico o a través de la fuerza/atracción gravitatoria, lo cual causa un cambio en el estado de reposo o movimiento de dicho cuerpo u objeto o altera su configuración. Cualquier acción que produce movimiento o aceleración o posee la capacidad para hacerlo. Es una masa acelerando (F = m x a, donde F = Fuerza, m = masa, y a = aceleración gravitatoria). Aquello que cambia o tiende a cambiar el estado de reposo o movimiento de la materia. Aquello que genera el músculo cuando se encuentra en un estado de contracción (Lopategui, 2006, p. 541).

Peso: El resultado o medida de la fuerza/atracción gravitatoria que el campo gravitatorio del centro de la superficie del planeta tierra ejerce sobre la masa de un cuerpo u objeto. Una masa experimentando aceleración gravitatoria.  El peso es una fuerza.  El peso de un cuerpo u objeto varía/cambia según su localización; esto implica que cuanto más distanciado se encuentre este cuerpo del centro de la tierra, más pequeño será su peso (ya que posee menos atracción gravitatoria), y viceversa (Lopategui, 2006, p. 555).

Trabajo Físico: Trabajo mecánico externo calculado mediante la medición de fuerza y desplazamiento (o distancia). Trabajo es el producto de la fuerza por la distancia a la cual se aplica. Aplicación de una fuerza a lo largo de una distancia (T = F x D, donde T = Trabajo, F = Fuerza, y D = Distancia) (Lopategui, 2006, p. 561).

Potencia: La cantidad de trabajo realizado por unidad de tiempo.  Determina la cadencia de trabajo o carga/potencia ergométrica realizado en un ergómetro particular
durante pruebas de ejercicio o sesiones de entrenamiento efectuados en el ergómetro, lo cual ayuda a calcular la intensidad bajo la cual un individuo debe ejercitarse, y puede estimar la energía gastada y/o consumo de oxígeno (Lopategui, 2006, p. 555).

Calorimetría:

Calorimetría: Método utilizado para medir el metabolismo/tasa metabólica o consumo energético (en calorías, kilocalorías o julios) de un individuo en estado de reposo o en actividad física/ejercicio mediante el cálculo directo de la cantidad de calor producido/liberado por los procesos metabólicos/respiración celular (calorimetría directa) o a través de la medición indirecta del intercambio respiratorio de los gases, es decir, la determinación del consumo de oxígeno y el bióxido de carbono producido (utilizando los diversos aparatos respiratorios o espirómetros) que resulta de la oxidación/combustión de las sustancias nutricias o alimentos (calorimetría indirecta) (Lopategui, 2006, p. 529).

Calorimetría Directa: Medición real del consumo energético al medir directamente la producción de calor que libera un individuo.  Método utilizado para medir directamente el calor despedido/liberado por los procesos metabólicos/respiración celular (Lopategui, 2006, p. 529).

Calorimetría Indirecta: Cálculo indirecto de la cantidad de energía liberada por el cuerpo mediante el consumo de oxígeno (VO₂) y el bióxido de carbono producido
(VCO₂).  Se fundamenta en que una cantidad dada de oxígeno siempre representa una cantidad dada de calor (1 L O₂ = 5 kcal) (Lopategui, 2006, p. 529).

Calorímetro: Instrumento/artefacto utilizado para medir la cantidad de calor liberado por un individuo (Lopategui, 2006, p. 529).

Calorímetro: "AtwaterRosa Human Calorimeter": Tipo de calorímetro respiratorio en la cual un individuo puede residir durante un período prolongado de tiempo con el fin de medir la producción total del calor corporal (Lopategui, 2006, p. 529).

Calorímetro: "BenedictRoth Calorimeter": Artefacto/aparato utilizado en la estimación de la tasa metabólica basal mediante la medición de la cantidad de oxígeno utilizado durante la respiración normal/en reposo de un individuo (Lopategui, 2006, p. 529).

Bomba Calorímetro: Aparato que sirve para medir el contenido energético en los alimentos(Lopategui, 2006, p. 529).

Calorímetro respiratorio: Cámara (con sus paredes provistas de aisladores para evitar la pérdida de calor) bastante grande en capacidad para albergar una persona,
permitiéndole llevar a cabo las actividades/ejercicio bajo estudio, con el fin de determinar el calor producido del intercambio respiratorio que demanda dicha actividad o ejercicio que realiza la persona (Lopategui, 2006, p. 529).

Espirometría: Medición de la capacidad de aire de los pulmones (Lopategui, 2006, p. 539).

Espirometría en circuito abierto: El método utilizado para medir el consumo de oxígeno mediante la determinación de los volúmenes de aire inspirado o espirado y su
eventual análisis químico (análisis fraccionario del O₂ y CO₂).  Durante este procedimiento, el sujeto inhala aire ambiental que posee una composición química
constante (20.93% de O₂ y 0.03% de CO₂), determinando el volumen de aire respirado.  Muestras del gas espirado se toman de un recipiente para determinar el por ciento de los gases oxígeno y bióxido de carbono presentes en un volumen conocido de aire.  Eventualmente se mide el oxígeno consumido por el cuerpo (volumen de O₂ inspirado volumen de O2 espirado) e indirectamente se infiere el gasto energético (Lopategui, 2006, p. 539).

Oxígeno (O₂): Un elemento no metálico que ocurre libremente en la atmósfera como un gas incoloro, inodoro y sin sabor, el cual es necesario para la respiración y oxidación/combustión (Lopategui, 2006, p. 553).

Consumo de Oxígeno (VO₂): La proporción a la cual el oxígeno es utilizado por las mitocondrias (metabolismo aeróbico) de todas las células del cuerpo durante el reposo o durante un nivel específico de actividad física/ejercicio, en función respiratoria interna/celular.  La cantidad de oxígeno (en litros o mililitros) extraído del aire/gas ambiental inspirado durante un período de tiempo (usualmente en un minuto), en condiciones estandarizadas (STPD) de los volúmenes del aire/gas inspirado.  Normalmente se expresa en términos absolutos, es decir: litros (L) de oxígeno consumido por minuto: VO₂, L • min^-1 (o L/min); mililitros (mL) de oxígeno consumido por minuto: VO₂, mL • min^-1 (o mL/min).  Otra forma de expresar el consumo de oxígeno, útil para comparaciones entre individuos es relativo a la masa o peso corporal, lo que sería: mililitros (mL) de oxígeno consumido por kilogramo del peso (o masa) corporal por minuto: VO₂, mL • kg^-1 • min^-1 o ml/kg/min]), o a masa corporal activa, expresado como: mililitros (mL) de oxígeno consumido por masa corporal activa (MCA) en kilogramos por minuto: VO₂, mL • MCA en kg MCA^-1 • min^-1 o mL/kg MCA en kg/min) (Adaptado de Lopategui, 2006, p. 553).

Consumo de Oxígeno Máximo (VO₂máx): El volumen de oxígeno que puede ser transportado y utilizado durante un ejercicio máximo al nivel del mar.  El consumo de
oxígeno más alto que un individuo puede alcanzar durante un ejercicio/trabajo físico que involucre grandes grupos musculares mientras respira aire al nivel del mar.  En términos evaluativos, describe el punto en el cual el consumo de oxígeno se estabiliza (crea un "plato") y no muestra un aumento más allá (o solamente aumenta levemente) con cargas de potencias ergométricas adicionales; el VO₂máx se alcanza cuando al finalizar una prueba de ejercicio cardiopulmonar/ergométrica, el VO₂ se mantiene más o menos estable, a pesar de aumentos en la potencia ergométrica (Ej: aumento en la velocidad y por ciento de elevación de la banda sinfín).  El "plato" alcanzado en el VO₂ se conoce como VO2máx.  La estabilización del VO₂máx comúnmente requiere sujetos altamente motivados, posiblemente en buena condición física, y que trabajen una etapa sobre el punto real donde se alcanzó el VO₂máx.  En términos operativos, el VO₂máx representa la máxima diferencia entre la media (promedio) a la cual entra en los pulmones el oxígeno inspirado y la media (promedio) a la que sale de los pulmones el oxígeno espirado.  Por último podemos definir VO₂máx a base de las variables regulan su valor, es decir, la capacidad de aumentar la frecuencia cardiaca, incrementar el volumen de eyección sistólica, de distribuir el flujo sanguíneo hacia los músculos esqueletales activos y la capacidad oxidativa de éstos tejidos (Lopategui, 2006, pp. 553-554).

Consumo de Oxígeno Pico (VO₂ pico): Representa el valor más alto del consumo de oxígeno que se obtiene durante una prueba ergométrica progresiva de esfuerzo. Se
utiliza cuando: (1) no se observa el criterio generalmente aceptado para alcanzar un VO2máx (estabilización del VO₂ a pesar de aumentos en la potencia ergométrica) y (2) la prueba ergométrica de ejercicio se encuentra limitada por factores locales (Ej: dolor muscular) en vez de por la dinámicas de la circulación central.  Esto implica que el VO₂ pico alcanzado durante una prueba particular de ejercicio no necesariamente representa el verdadero VO₂máx del sujeto.  Por otro lado, en la mayoría de los sujetos normales, las pruebas ergométricas que involucren las piernas producen un VO₂ pico que se aproxima muy de cerca al valor real del VO₂máx, aún cuando no sea evidente un "plato" (estabilización) en el VO₂ (Lopategui, 2006, p. 554).

Consumo de Oxígeno (VO₂), valor absoluto (su unidad de medida científica es: L • min^-1, que es igual a: mL/min): El volumen del gas oxígeno consumido bajo condiciones ambientales estandarizadas en cuanto a temperatura (273 °K ó 0 °C), presión atmosférica (760 mm Hg o 760 torr o 101,325 Pa ó 1 atm) y humedad relativa (seco, 0% humedad relativa o en ausencia de vapor de agua), expresado en litros (L) por minuto (min) o en mililitros (mL) por minuto (min) (Adaptado de Lopategui, 2006, p. 554).

Consumo de Oxígeno (VO₂), valor relativo (su unidad de medida científica es: mL • kg^-1 • min^-1, que es igual a: ml/kg/min): El volumen o cantidad (en mililitros) de oxígeno (O₂) utilizado/consumido por las mitocondrias de todas las células del cuerpo relativo al peso corporal (kg) en intervalos de tiempo de un (1) minuto bajo condiciones estandarizadas (STPD) de los volúmenes del aire/gas ambiental espirado (Adaptado de Lopategui, 2006, p. 554).

Tasa Metabólica Basal (BMR [Basal Metabolic Rate], siglas en inglés): Representa el metabolismo en descanso o la cantidad de energía gastada por el cuerpo necesaria para mantener las funciones normales de los órganos del individuo durante el reposo (Lopategui, 2006, p. 560).

METs (Equivalencia Metabólica): Medida energética y de potencia relativa (al peso corporal) que equivale a la cantidad de energía (o consumo de oxígeno) requerida para
mantener los procesos vitales del cuerpo durante un estado de reposo, despierto y relajado, después de 1214 horas de la última comida. Múltiplos del consumo de oxígeno relativo al peso corporal en reposo (3.5 ml de O2/kg/min). Las unidades de METs representan una forma de expresar/describir en valores relativos el gasto/costo energético del ejercicio, actividades físicas o trabajo laboral. Esta equivalencia metabólica simplifica la cuantificación de los requisitos energéticos del ejercicio/actividad física, es decir, cuantifica en unidades simples el costo energético del ejercicio, actividad física o trabajo laboral (Lopategui, 2006, p. 550).

STPD: Un volumen de gas en condiciones estándar de temperatura y presión, libre de vapor de agua (seco).  Las condiciones estandarizadas son: 1) Standard Temperature
(Temperatura Estándar): 273 °K ó 0 °C; 2) Standard Pressure (Presión Estándar): 760 mm Hg., es decir, a una atmósfera "estándar"; 3) Dry (seco): 0% de humedad relativa, es decir, en ausencia de vapor de agua (Lopategui, 2006, p. 559).

Aptitud Aeróbica:

Aptitud Aeróbica  (Aerobic Fitness):  Equivale a una medida del consumo de oxígeno máximo.  También, es sinónimo de tolerancia aeróbica y de capacidad aeróbica.

Aptitud Cardiorespiratoria (Cardiorespiratory Fitness, abreviado CRF):  Componentes de la aptitud fíaca relacionado con la salud.  Equivales a la aptitud f'sca, tolerancia aeróbica, tolerancia cardiorrespiratoria, y a la capacidad aeróbica.

Aeróbico: Que se desarrolla en presencia de oxígeno. Utilización de oxígeno

Capacidad Aeróbica: Medida funcional fundamental que establece el criterio de una buena aptitud física; se basa en el volumen máximo de oxígeno que pueda ser inspirado y transportado hacia los tejidos del cuerpo que así lo requieran para su producción energética durante un ejercicio prolongado.  En general, es sinónimo de consumo de oxígeno máximo (VO₂max) y de tolerancia cardiorrespiratoria (Lopategui, 2006, p. 515).

Potencia Aeróbica: La cantidad máxima del oxígeno que puede ser consumido por minuto durante un ejercicio/trabajo físico máximo.  El volumen de oxígeno consumido
por unidad de tiempo (Lopategui, 2006, p. 515).

Tolerancia (Endurance): La capacidad/habilidad del organismo humano para poder mantener el rendimiento de alguna actividad física, ejercicio o evento deportivo de larga duración (Ej: maratón) el mayor tiempo posible. La facultad para sostener un esfuerzo/trabajo o ejecutoria deportiva eficientemente por períodos prolongados de tiempo (Lopategui, 2006, p. 560).

Tolerancia Aeróbica (TA o: Aerobic Endurance): La habilidad de mantener una actividad física que demanda una considerablemente alta cantidad de oxígeno para producir energía. La capacidad para TOMAR (respiración) TRANSPORTAR (cardiovascular) y UTILIZAR (enzimas aeróbicas) OXIGENO necesario para el aporte suficiente de energía (ATP) que un ejercicio prolongado (aeróbico) requiere (Lopategui, 2006, p. 560).

Tolerancia Cardiorrespiratoria o Cardiovascular (TC): La capacidad del corazón, vasos sanguíneos, sangre y sistema respiratorio para transportar y abastecer de nutrimentos/combustibles metabólicos y oxígeno a los tejidos activos musculoesqueletales y la habilidad de estas células musculoesqueletales en utilizar el oxígeno para satisfacer las demandas energéticas (ATP) específicas que se requieren para poder mantener por un tiempo prolongado una actividad corporal/ejercicio rítmico o de sostener una ejecutoria efectiva de un evento deportivo por períodos extendidos de tiempo (Lopategui, 2006, p. 560).

Potencia Aeróbica: La cantidad máxima del oxígeno que puede ser consumido por minuto durante un ejercicio/trabajo físico máximo. El volumen de oxígeno consumido
por unidad de tiempo (Lopategui, 2006, p. 555).

Arritmias Cardiacas:

Taquiarritmia: Forma rápida e irregular del ritmo cardíaco (Lopategui, 2006, p. 560).

Taquicardia: Frecuencia cardiaca acelerada, igual o mayor de 100 latidos por minuto (Lopategui, 2006, p. 560).

Otros Términos:

Basal: Relativo al ritmo metabólico basal, que se refiere a un nivel de metabolismo más bajo (Lopategui, 2006, p. 525).

Hipertensión: Tensión o tono que es mayor de la normal.  Se refiere a presión sanguínea alta, tanto sistólica como diastólica.  Trastorno en la cual el paciente posee una presión arterial más alta que la juzgada ser normal.  En adultos se define como aquella presión excediendo 140/90 mm Hg (Lopategui, 2006, p. 545).

CONCEPTOS VINCULADOS CON LA BIOENERGÉTICA

En esencia, la bioenergética describe el estudio de la dinámica inherente en la energía que manifiesta el organismo humano (Draper & Marshall, 2012, p. 236). El lector debe comprender los significados de calorimetría, energía, trabajo, expendio energético (EE) y equivalentes metabólicos (METs), asunto que se discute a continuación.

Energía y Trabajo

Por definición clásica, energía implica la capacidad para generar trabajo. La unidad de medida internacional clásica para energía es el julio (J), aunque la caloría (c [en minúscula] o cal) se utiliza con más frecuencia en el campo de la nutrición. Una caloría equivale aproximadamente a 4.184 julios (Dunford, Doyle, & Killian, 2022, pp. 3, 38, 44-45, 575; Kent, 1998, p. 168). Por su parte, el trabajo ocurre cuando algún grado de fuerza se destina sobre un objeto, lo que causa que este se mueva a lo largo de la dirección de la fuerza, es decir provoca el desplazamiento del objeto o su recorrido a través de una longitud (distancia o desplazamiento). A partir de una matemática generalizada, el término trabajo (T) se define como la aplicación de una fuerza (F) a lo largo de una distancia (d), o fuerza por distancia (Fd). Sin embargo, el cálculo matemático real de trabajo requiere que se acompañe la ecuación con el ángulo (posición [theta o θ]) entre la fuerza aplicada y la dirección (o ruta) del movimiento (i.e., el vector del movimiento). Esto significa que trabajo (T) es el producto de la fuerza (F) aplicada, el ángulo (theta o θ) sobre el cual la fuerza es adjudicada en el objeto y la distancia (d) en que se mueve tal objeto. Por lo tanto, T = Fd cos θ (Beam & Adams, 2023, p. 4; Boone, 2013, glossary; Saghiv & Sagiv, 2020, p. 542; Scott, 2009, p. 19). Más exactamente, la energía se refiere a la cantidad de la energía metabólica liberada durante la acción mecánica (e.g., movimiento ocasionado por los músculos esqueléticos) junto al calor que genera el metabolismo del cuerpo (Beam & Adams, 2023, p. 5).

Calorimetría y Expendio Energético

La energía metabólica que genera el organismo humano se convierte en calor. Consecuentemente, es posible cuantificar esta energía si se mide el calor metabólico resultante, lo que se conoce como calorimetría. La calorimetría (directa o indirecta), o la medición del calor (o energía), expresa este fenómeno mediante múltiples unidades de energía (calor), como lo son la caloría (c ocal), kilocaloría (kcal), julio (J), kilojulio (KJ), equivalentes metabólicos (METs) y otras. En conexión a lo previo, la cantidad de energía imperante para preservar la vida humana y activar los músculos esqueléticos para el movimiento, se describe con el nombre de expendio energético (EE). Esto denota, desde una perspectiva general y simple, que el EE se manifiesta durante dos fases: 1) el reposo: Expendio Energético en Reposo (EER) o Resting Energy Expenditure (REE) y 2) en la actividad física: Expendio Energético de la Actividad Física (EEAF) o Physical Activity Energy Expenditure (PAEE). Otra manera de identificar, y expresar verbalmente, el valor de PAEE es describirlo como aquel calor producido (termogénesis) que se deriva exclusivamente de movimientos humanos ajenos al ejercicio, conocido con el nombre de Non-Exercise Activity Thermogenesis (NEAT). Lo previo expresa que el EE generado (medido en la forma de calor) diariamente en la actividad (Activity Energy Expenditure, AEE) no solo proviene de las actividades físicas (PAEE o NEAT), sino también del ejercicio (Exercise Energy Expenditure, ExEE), lo que implica que AEE = ExEE + PAEE (o NEAT). Una de las características esenciales del movimiento humano radica en la generación de energía requerida para que el organismo se pueda trasladar como un todo o mover sus segmentos a partir de sus articulaciones. Este costo energético necesitado para movimiento, el denominado PAEE, es de beneficio para la salud. Otra porción del EE (la más grande) encausada a mantener el cuerpo vivo durante el reposo se reconoce como energía basal. Lo anterior se identifica como la Tasa Metabólica Basal (TMB) o Basal Metabolic Rate (BMR), descrita como aquella tasa de metabolismo mínima inherente en el organismo humano durante un estado de reposo completo y en ayuna (i.e., en ausencia de la contribución térmica de los alimentes que poseen energía potencial). Por lo general, aunque no siempre (depende del contexto en cómo se establece), el BMR equivale a la Tasa Metabólica en Reposo (TMR) o Resting Metabolic Rate (RMR). Sin embargo, por lo regular el RMR es levemente más alto que el BMR, el cual se establece bajo condiciones muy estrictas. También, el BMR (y el RMR) puede aludir al REE, es decir: BMR = REE y BMR = REE. En términos simplistas, la suma de esta energía (REE + PAEE) se conoce como el Expendio Energético Total (EET) o Total Energy Expenditure (TEE), es decir: TEE = REE + PAEE. Ahora bien, la realidad es que el TEE es el resultado de la suma del REE, el efecto térmico que se produce al consumir alimentos (Termic Effect of Feeding [TEF] o Diet-Induced Thermogenesis [DIT]) y el AEE, ósea, TEE = REE + TEF + AEE (o TEE = RMR + DIT + AEE). El efecto térmico de los alimentos abarca de un 5% a 10% del costo energético total generado por el organismo humano. Asociado con estos conceptos de costo energético, se halla el nivel de actividad física o Physical Activity Level (PAL). El PAL describe el EE diario promedio de la actividad física a lo largo del tiempo, o el costo energético adjudicado a la suma de todas las actividades físicas realizadas durante un periodo de 24 horas (hrs). La mencionada medida representa el TEE dividido entre la TMB (o el REE). Así, el valor de PAL puede ser estimado del promedio de 24 hrs referente TEE entre el REE. Expresado en forma matemática, PAL = TEE/REE (o PAL = TEE/RMR). Un estilo de vida inactivo se define como un PAL de 1.3 a 1.5 (Capelli & Zamparo, 2012; Carteri & Feldmann, 2019; Buchner, 2010; Chowdhury, Peacock, & Thompson, 2022; Hills, Mokhtar, & Byrne, 2014; Kent, 1998, pp. 62, 169, 386, 434; Peacock, Chowdhury, & Thompson, 2022; Scott, 2009, pp. 123-127, 137, 139-141; Sizer & Whitney, 2023, p. 319).

METs

Asociado con los niveles de las intensidades pautadas para las intervenciones de las actividades físicas y la prescripción de ejercicio, se vislumbra el término METs. Tal concepto se establece como equivalentes metabólicos, o una unidad de medida energética relacionada con el costo metabólico de la actividad física, según lo expresa el consumo de oxígeno (VO2) relativo a la masa corporal (MC), o peso del cuerpo. Desde la perspectiva basal (o en reposo), el MET se haya vinculado a la tasa metabólica basal (TMB). Esta última medida energética en reposo representa el valor metabólico (tasa de energía) más bajo que utiliza el ser humano para sostener la vida (sin consumir alimentos, a una temperatura corporal normal y en completo reposo). La TMB se determina cuando el organismo humano se encuentra en reposo, bajo una postura en decúbito y supinación (boca arriba), estado de inanición (i.e., en ayuna) y en ausencia de haber participado en alguna actividad física o ejercicio las pasadas 24 horas. Con esto, una unidad del mencionado equivalente metabólico alude a un índice que define el expendio energético (EE) durante un estado en reposo y sentado. Asimismo, los METs representan múltiplos de la TMB, definido 1 MET como aquel consumo de oxígeno (VO2) relativo, instaurado al valor de 3.5 mililitros (mL) de oxígeno (O2) por cada kilogramo (kg) de la masa corporal (MC) por minuto (3.5 mL · kg-1 · min-1). También, 1 MET equivale a 1 kilocaloría (kcal) por kilogramo (kg) de la masa corporal (MC) por hora (hr) (1 kcal · kg-1 · hr-1). Los METs se utilizan para comparar el EE que generan los diversos tipos de actividades físicas (Liguori & American College of Sports Medicine [ACSM], 2022, pp. 2, 152; Kenney, Wilmore, & Costill, 2022, pp. 328, 331-332; Kent, 1998, pp. 62, 319; Murray & Kenney, 2020, capítulo 3; Powers, Howley, & Quindry, 2021, p.30).

REFERENCIAS

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