Consumo máximo de oxígeno

Qué es el consumo máximo de oxígeno

Durante un ejercicio de intensidad creciente, el consumo de oxígeno aumenta de forma prácticamente lineal con la carga de trabajo. Llega un punto, sin embargo, en que nuevos incrementos de esfuerzo ya no elevan la cantidad de oxígeno utilizada: el valor se estabiliza en una meseta. Ese techo fisiológico es, en sentido estricto, el consumo máximo de oxígeno.

La notación internacional del parámetro, V̇O2max, sigue una convención fijada a mediados del siglo XX por un comité de fisiólogos respiratorios reunido en torno a John R. Pappenheimer, cuyas recomendaciones se publicaron en 1950 en la revista Federation Proceedings. En ese sistema, la V representa un volumen de gas, el punto sobre la letra indica que se trata de una cantidad por unidad de tiempo y el subíndice O2 identifica el gas medido. De ahí que, con rigor, deba leerse como un flujo y no como un volumen fijo.

En 1923 lo describieron el fisiólogo británico Archibald Vivian Hill, que un año antes había recibido el Premio Nobel de Fisiología o Medicina por sus estudios sobre la producción de calor en el músculo, y su colaborador Hartley Lupton. En su artículo conjunto observaron que, por encima de cierta velocidad de carrera, el oxígeno consumido dejaba de crecer aunque el esfuerzo siguiera aumentando. A ese fenómeno lo llamaron «maximum oxygen intake». El propio Hill, en las mediciones que hizo sobre sí mismo, alcanzó un valor de 4.055 mililitros por minuto.

La transición de aquella observación a un parámetro estandarizado y comparable entre personas tardaría tres décadas más. Henry Taylor, Elsworth Buskirk y Austin Henschel, del Laboratorio de Higiene Fisiológica de la Universidad de Minnesota, publicaron en 1955 el protocolo que convirtió esta medición en una prueba objetiva de rendimiento cardiorrespiratorio, con criterios explícitos para reconocer la meseta.

Mecanismo fisiológico

El valor del consumo máximo de oxígeno se explica mediante el principio de Fick, que lo describe como el producto de dos factores: el gasto cardíaco, es decir, la cantidad de sangre que el corazón bombea por minuto, y la diferencia arteriovenosa de oxígeno, que mide cuánto oxígeno extraen los tejidos de esa sangre. El gasto cardíaco depende a su vez de la frecuencia cardíaca y del volumen sistólico, de modo que un corazón capaz de llenarse y vaciarse con eficacia eleva el techo aeróbico incluso sin cambios en la frecuencia.

Interviene, además, la concentración de hemoglobina, la proteína de los glóbulos rojos que se une al oxígeno en los pulmones y lo libera en el músculo. Un tercer eslabón, el metabólico, corresponde a la capacidad mitocondrial del tejido muscular para utilizar ese oxígeno en la producción de ATP. No es infrecuente que un deportista alcance en la espirometría cifras superiores a las que después registra en la prueba de esfuerzo: el límite rara vez está en la ventilación pulmonar, sino en la conjunción de transporte cardiovascular y extracción tisular.

Clasificación: VO2 max frente a VO2 pico

En sentido estricto, solo cabe hablar de consumo máximo de oxígeno cuando la prueba de esfuerzo muestra la meseta característica descrita por Hill y Lupton. Cuando ese criterio no se cumple, y el valor registrado es simplemente el más alto alcanzado antes del agotamiento, la fisiología del ejercicio reserva un término distinto: consumo pico de oxígeno o VO2 pico. Fisiólogos como David Poole y Andrew Jones han señalado que, en la práctica clínica, ambos términos se usan a menudo como sinónimos. Conceptualmente no lo son. Y sus valores tampoco coinciden siempre.

El parámetro puede expresarse, además, en dos escalas. El valor absoluto, en litros por minuto, resulta más informativo del gasto energético total. El valor relativo, en mililitros por kilogramo de peso y minuto, permite comparar a personas de tamaño corporal distinto y es el que se usa habitualmente en la práctica deportiva.

Diferenciación con otros conceptos

No debe confundirse con el consumo de oxígeno sin más, que designa la cantidad de oxígeno que el organismo requiere en condiciones basales de reposo para su metabolismo aeróbico. El consumo máximo es, precisamente, el techo que ese valor basal puede alcanzar bajo el esfuerzo más intenso que una persona es capaz de sostener.

Tampoco equivale a la deuda de oxígeno. Esta última se genera cuando la demanda energética del ejercicio supera la capacidad aeróbica disponible y el organismo recurre a vías anaeróbicas; el consumo máximo de oxígeno es, en cambio, el límite superior de esa capacidad aeróbica, no un déficit acumulado.

Por último, conviene distinguirlo del equivalente metabólico o MET, una unidad que expresa el coste energético de una actividad como múltiplo del consumo de oxígeno en reposo. El MET compara tareas entre sí; el VO2 max mide la capacidad máxima de una persona concreta. «Capacidad aeróbica máxima» y «potencia aeróbica máxima» se usan, en la literatura en español, como sinónimos estrictos del término.

Factores determinantes y valores de referencia

La genética explica una parte sustancial de las diferencias individuales en el consumo máximo de oxígeno basal. El estudio HERITAGE, dirigido por Claude Bouchard sobre familias sedentarias de ascendencia caucásica, situó la heredabilidad máxima en torno al 50 %, con una transmisión de origen materno cercana al 30 % que los autores relacionaron, de forma tentativa, con la herencia mitocondrial.

Según los datos del registro FRIEND, publicados por Leonard Kaminsky y su equipo en Mayo Clinic Proceedings, el sexo y la edad también condicionan el valor: el percentil 50 del consumo máximo de oxígeno medido en cinta rodante se sitúa, entre los 20 y los 29 años, en torno a 49,5 ml/kg/min en varones y 40,6 ml/kg/min en mujeres. A partir de esa edad el valor decae de forma progresiva; en las pruebas realizadas en cicloergómetro, el mismo registro documentó un descenso aproximado del 10 % por década.

La altitud reduce el consumo máximo de oxígeno al disminuir la presión parcial de oxígeno disponible en el aire inspirado. El grado de entrenamiento aeróbico modula, dentro del margen que marca la genética, hasta dónde puede llegar cada persona.

Preguntas frecuentes

¿Por qué se escribe VO2 max con ese punto sobre la V?

Porque, en la notación técnica original, el punto indica que la magnitud se mide por unidad de tiempo. En los textos divulgativos en español ese punto suele omitirse y el símbolo se simplifica a VO2 max o VO2máx, sin que cambie su significado.

¿Es lo mismo que la capacidad aeróbica máxima?

Sí. Son términos sinónimos que designan el mismo parámetro fisiológico.

¿Qué diferencia hay realmente entre el VO2 max y el VO2 pico?

La diferencia está en el criterio de verificación. El VO2 max exige que la prueba muestre una meseta inequívoca; el VO2 pico es, simplemente, el valor más alto registrado en una prueba concreta, se haya alcanzado o no esa meseta. En la práctica, muchos protocolos de laboratorio informan de un VO2 pico sin comprobar si corresponde a un verdadero máximo.

¿Quién obtuvo la primera medición conocida?

El propio A. V. Hill, en 1923, la obtuvo midiendo su propio consumo de oxígeno mientras corría al aire libre, con un saco de recogida de gases espirados. No existía entonces instrumental de laboratorio como el actual: Hill y Lupton trabajaron con un método rudimentario para la época y, aun así, sus cifras resultaron coherentes con las que producirían décadas después los analizadores de gases automáticos. El valor que obtuvo Hill, algo superior a los 4 litros por minuto, quedó recogido en la literatura como una de las primeras determinaciones directas del parámetro.

Referencias

1. NobelPrize.org. Archibald V. Hill: Facts. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1922.
2. PubMed. Taylor HL, Buskirk E, Henschel A. Maximal oxygen intake as an objective measure of cardio-respiratory performance. Journal of Applied Physiology, 1955.
3. PubMed. Bouchard C, Daw EW, Rice T, et al. Familial resemblance for VO2max in the sedentary state: the HERITAGE Family Study. Medicine & Science in Sports & Exercise, 1998.
4. PubMed. Kaminsky LA, Arena R, Myers J. Reference Standards for Cardiorespiratory Fitness Measured With Cardiopulmonary Exercise Testing. Mayo Clinic Proceedings, 2015.
5. PubMed. Poole DC, Jones AM. Measurement of the maximum oxygen uptake V̇O2max: V̇O2peak is no longer acceptable. Journal of Applied Physiology, 2017.