En una nota anterior (Contribución Relativa de los Sistemas Energéticos) analizamos las contribuciones relativas de los sistemas energéticos para esfuerzos máximos contínuos de hasta 5' y sprints sucesivos, vimos que cuando la duración del esfuerzo se prolonga por más de unos pocos minutos o los sprints se repiten 3 o más veces, la contribución neta de la generación anaeróbica de energía cae muy rápidamente y predomina la generación aeróbica de energía.





La siguiente tabla atribuida al Dr. John Hawley permite observar el origen de la producción de energía para duraciones mayores:


Una particularidad interesante para el estudio del metabolismo aeróbico es que es posible estimar la energía generada a través de la medición del intercambio de gases respiratorios, si bien el principio básico de este método llamado Calorimetría Indirecta (ver The theoretical bases of indirect calorimetry: a review) se conoce desde los estudios del químico frances Lavoisier en la época de la revolución francesa, no está demás recordarlo porque es el fundamento sobre el que descansa la utilización de la noción de "consumo de oxígeno" (VO2) como medida por excelencia de la intensidad de entrenamiento.
No vamos a entrar en el detalle de las reacciones químicas involucradas pero sí destacar que el CO2 liberado durante la oxidación permite estimar, con algunas limitaciones, la "mezcla combustible" que se está oxidando.
La llamada tasa de intercambio respiratorio (RER por sus siglas en ingles), definida como el cociente entre el volúmen de CO2 expirado y el volúmen de O2 inspirado (RER=VCO2/VO2) nos sirve como indicador.

Glucólisis aeróbica

Cuando el sustrato que se oxida completamente es glucosa existe una relación fija entre el volúmen de oxígeno consumido y la energía generada por minuto:
1 litro O2/min ~ 5,05 kCal/min ~ 21,2 kJoule/min
pero dado que energía/tiempo=potencia lo que estamos midiendo es la potencia aeróbica generada, si lo llevamos a watts:
1 litro O2/min ~ 21200 joule / 60 seg = 353 watts
La tasa de intercambio respiratorio en este caso es RER = 1.
Esta situación a intensidades cercanas a la máxima potencia aeróbica (la tasa máxima de generación energética mediante el metabolismo aeróbico) lo que permite expresar dicho valor como consumo máximo de oxígeno (VO2max) y utilizar ambos términos en forma intercambiable.
Por ej. un atleta de 70kg con 70ml/min/kg de VO2max relativo al peso tendrá un consumo total de 4,9l/min equivalente a un consumo energético de 24,7kCal/min, 103,9kJ/min y 2082,7watts.

Lipólisis aeróbica

Cuando el combustible metabólico son los lípidos el rendimiento energético por litro de O2 disminuye a:
1 litro O2/min ~ 4,7 kCal/min ~ 19,7 kJoule/min ~ 329 watts
y la tasa de intercambio respiratori es RER=0,7 en este caso.
Esta situación solo tiene interés teórico dado que, aún en reposo, intevienen CHO en la mezcla que se oxida.

Metabolismo aeróbico combinado

Cuando se metaboliza una mezcla de carbohidratos y lípidos, como ocurre en la práctica a intensidades submáximas, el rendimiento energético por litro de oxígeno se encontrará en algún punto intermedio entre esos valores dependiendo de las proporciones de ambos combustibles.

Si consideramos la actividad en estado estacionario, es decir una vez transcurrido el tiempo necesario para la estabilización de los parámetros fisiológico, desarrollada a una intensidad igual o menor a la intensidad máxima de lactato estable (MLSS, aproximadamente correspondiente al Umbral Funcional) el 100% de la energía es generada mediante el metabolismo aeróbico (no hay contribución neta de la glucólisis anaeróbica a nivel sistémico sin incremento del nivel de lactato) y la tasa de intercambio respiratorio permite estimar el rendimiento energético por litro de oxígeno respirado:
1 litro O2/min ~ (1,17*RER+3,88) kCal/min ~ (4,9*RER+16,26) kJoule/min ~ (81.9*RER+271.6) watts
A intensidades superiores al MLSS la contribución de los lípidos al metabolismo aeróbico es prácticamente despreciable y vale el cálculo inicial considerando solamente el VO2.
Si el atleta de nuestro ejemplo anterior ejercitando a un 60% de su VO2max tiene un RER=0.85 (oxidando aprox. 50% CHO y 50% lípidos) su consumo de oxígeno será aproximadamente 3l/min y su gasto energético 14,6kCal/min, 61,3kJ/min y 1023,6watts.

Los equipos de analisis de gases de laboratorio y algunos portátiles que se pueden utilizar en estudios de campo como el que vemos en la siguiente foto de la firma Cosmed, permiten realizar estas mediciones:


Vale la pena aclarar que esta estimación no tiene en cuenta el posible aporte energético del metabolismo protéico que es relativamente pequeño en condiciones normales y puede ser calculado por medio de la determinación del nitrógeno excretado.

Conclusiones

Vimos que para las duraciones típicas de las competencias estándar de triatlón la generación energética por vía del metabolismo aeróbico es el mecanismo absolutamente predominante.

Si bien esto no implica necesariamente que el entrenamiento de la capacidad anaeróbica y la potencia neuromuscular no sean importantes, de hecho en el alto nivel del triatlón con drafting permitido es muy importante para iniciar y/o responder ataques y cambios de ritmo, parece claro que el desarrollo del metabolismo aeróbico es prioritario tanto para el triatlón olímpico como para el de larga distancia.

El consumo máximo de oxígeno (VO2max) es una medida representativa de la máxima tasa de generación energética por esta vía (Potencia Aeróbica Máxima) y a intensidades submáximas el consumo de oxígeno (VO2), combinado con la tasa de intercambio respiratorio (RER), permiten estimar la potencia aeróbica puesta en juego.

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