Termografía y medición del lactato: fisiología del ejercicio

Termografía y medición del lactato: fisiología del ejercicio

06/13/2022 By : Víctor Escamilla Home

La medición del umbral de lactato y, en general, el análisis fisiológico de los atletas para establecer perfiles de trabajo es uno de los principios del entrenamiento. Identificar los niveles de trabajo por medio de tecnologías como el análisis de lactato sanguíneo o su relación con la termografía puede ayudar en la prescripción de entrenamiento.

Desde diferentes perspectivas, se ha intentado dar una explicación al comportamiento individual durante las pruebas de esfuerzo y los entrenamientos. Siguiendo con la línea de publicaciones sobre la fatiga local y global, uno de los análisis más utilizados ha sido la identificación de los umbrales de trabajo cardiovascular mediante la obtención de lactato sanguíneo.

La idea básica del entrenamiento es poder programar tareas que mejoren el rendimiento físico. Por ello, es necesario evaluar y medir la fisiología de los atletas para establecer el punto de partida con datos de interés sobre los que poder programar el ejercicio.

Uno de esos datos ha sido la determinación de los umbrales de lactato relacionados con la potencia ejercida o la velocidad durante los diferentes entrenamientos. La identificación del umbral permite conocer la capacidad funcional y el perfil de condición cardiovascular del deportista. A mayor capacidad funcional, más tarde se produce la elevación de los niveles de lactato (Willmore and Costil 1988). Por tanto, el objetivo del entrenamiento pasa por desplazar la curva a la derecha y hacia abajo (véase la figura 1):

Figura 1. Diferencias en una prueba de esfuerzo: antes del entrenamiento, linea negra; después del entrenamiento, linea rosa. Extraído de (Willmore and Costil 1988).

El objetivo del entrenamiento para los deportistas que necesitan un alto desarrollo de la capacidad cardiovascular, consiste en mejorar el punto en el que la acidosis metabólica interfiere en el intercambio de gases, aumentando de forma exponencial e irreversible el lactato. En ese momento, hablamos de que hemos superado el máximo estado estable de lactato y la fatiga aparecerá de forma acuciante hasta agotar las vías energéticas del deportista y obligar a cesar el ejercicio por la fatiga acumulada. 

El uso del lactato en el ejercicio aeróbico ha demostrado su valor para el control y la prescripción de ejercicio (Faude et al. 2009). No obstante, el mayor hándicap de este tipo de análisis han sido su invasividad y la operatividad, ya que es necesario pinchar al atleta para extraer la muestra.

Por ello, algunos autores han investigado la relación de otras variables con el umbral de lactato. Por ejemplo, en una investigación del grupo de Fissac, Valenzuela y colaboradores (2018) mostraban una correlación muy alta entre el umbral de potencia funcional (FTP, por sus siglas en inglés) producido por los ciclistas y su umbral de lactato. Si bien es cierto que para los más experimentados habría que restarle un 5% de la potencia en el FTP para identificar el umbral de lactato de forma más correcta (Figura 2):

Figura 2. Relación del umbral de lactato con el umbral de potencia funcional en bicicleta. Extraído de Valenzuela et al. (2018)

Termografía y lactato

Otra de las herramientas que tiene una gran relación con el lactato es la termografía. Diferentes investigaciones han querido relacionar el comportamiento de la temperatura corporal con la producción de lactato durante el ejercicio.

En ese sentido, nuestro grupo de investigación publicó en “The Journal of Strength and Conditioning Research” un artículo (Gomes-Moreira, 2021) donde se evaluaba mediante un protocolo incremental,  basado en un test de evaluación física de Judo donde se realizaban 2 minutos de esfuerzo y se recuperaba un minuto (véase figura 3):

Lo que los investigadores encontraron fue un aumento de la temperatura a los 5 minutos de finalizar el test incremental, que paulatinamente iba recuperando los valores basales en los 15 minutos posteriores. La temperatura media de la piel se calculó bajo las consideraciones Houdas y Ring (): (0,06 x frente) + (0,12 x subescapular) + (0,08 x brazo postero-superior) + (0,06 x antebrazo posterior) + (0,125 x muslo anterior medial) + (0,075 x tibial) + (0,075 x gemelos)

Durante este protocolo incremental los autores también analizaron la concentración de lactato en sangre con el instrumento de medida Lactate Pro (Arkray, Japón), antes de la prueba, inmediatamente después de terminar y a los 5, 10 y 15 minutos. Estos autores, encontraron que los datos de temperatura media de todas las regiones a los 5 minutos de terminar la prueba tenían una relación moderada con la concentración de lactato justo después de terminar la prueba (véase figura 3):

Figura 3. Relación del lactato al final de la prueba y el cambio total de la temperatura media de la piel. Extraído de Gomes-Moreira, 2021.

Los autores proponen un modelo de predicción para el cálculo del lactato a través del análisis termográfico, donde para calcular el lactato inmediatamente después del ejercicio habría que multiplicar el incremento de la temperatura media de las regiones por 2,38 y sumarle 6,03. Lo que explicaría el 44% del comportamiento del lactato. (Lactato = 6,03 + 2,38 x Incremento de la temperatura a los 5 minutos).

Una investigación similar fue llevada a cabo por Adamczyk y colaboradores (2014), donde se evaluaron las temperaturas de la cadena anterior y posterior y el lactato antes de completar un tarea de un minuto en la que se realizaban multisaltos desde la flexión completa de la rodilla, para posteriormente evaluar la temperatura y el lactato sanguíneo desde el final del ejercicio cada tres minutos hasta la media hora de recuperación.

Lo que los autores obtuvieron fueron unos resultados contrapuestos a los del grupo de Sillero y colaboradores (Gomes-Moreira, 2021), ya que existía una relación entre el descenso de la temperatura y el incremento del lactato (véase la figura 4):

Lactato y termografía

Figura 4. Comparación de la evolución del nivel de lactato en sangre en reposo, inmediatamente después del ejercicio y durante los 30 minutos de recuperación. Extraído de Gomes-Moreira et al. (2021)

Si bien es cierto que la naturaleza de la tarea y la respuesta fisiológica son muy diferentes debido al estímulo, ya que en el primer caso es un test incremental donde se produce una fatiga cardiovascular, y en el segundo caso la fatiga es producto de la tensión mecánica de una tarea que dura un minuto. Como hemos visto en un post anterior, los reguladores sistémicos de la termorregulación tratan de controlar la temperatura interna de forma aguda, generando una vasoconstricción y disminuyendo la temperatura de la piel.

Por último, una de las investigaciones más importantes en el ámbito de la fisiología humana y la termografía fue la llevada a cabo por Akimov y colaboradores (2011). Analizaba a 20 atletas jóvenes que practicaban diferentes deportes durante un test incremental en cicloergómetro, que comenzaba desde los 60 W rodando 5 minutos y que se incrementan cada 2 minutos otros 60 W hasta la fatiga, el umbral de lactato se estableció a los 4 mmol/l y la temperatura se medía con una cámara termográfica estableciendo como región de interés la frente.

La media de la prueba duró 14 minutos y 35 segundos, lo que correspondía a 285W y un consumo máximo de oxígeno de 62,2 ± 10.4 ml/(min kg). La temperatura de la frente antes del test era de 32,2 ± 0.55°C.

Los autores dividieron en dos grupos a los atletas debido a la diferencia en la respuesta de la temperatura de la piel en relación con el lactato. El grupo 1 estaba compuesto por atletas de modalidades cíclicas como atletismo, ciclismo o esquí de fondo con un rendimiento aeróbico mayor. Estos atletas cuando llegaron al umbral de lactato cambiaron la tendencia de la temperatura recuperando parte de la temperatura perdida en el inicio de la prueba, mostrando un descenso total de tan solo un 2% con respecto al inicio. Mientras que en el grupo 2, que engloba a todos los deportistas de modalidades mixtas que tenían un rendimiento aeróbico menor, mostraron que cuando llegaban al umbral de lactato establecido en 4 mmol/L la temperatura de la frente disminuyó bruscamente, hasta un 7% con respecto a los valores iniciales. 

Los autores señalan que estas diferencias se corresponden con las diferentes estrategias que tienen los grupos para lidiar con el estrés físico mediante el sistema de termorregulación. Aunque algunas razones para ellos permanecen poco claras.

umbral de lactato y termografía

Figura 5. La dinámica de la temperatura de la piel y la concentración de lactato en los dos grupos de sujetos durante la carrera de prueba en la bicicleta ergométrica. Curva continua sin marcadores, temperatura promedio en la frente: GRUPO 1. Línea punteada sin marcadores, temperatura promedio en la frente: GRUPO 2. Curva continua con marcadores cuadrados, concentración promedio de lactato en sangre: GRUPO 1. Línea punteada con marcadores triangulares, temperatura promedio en sangre concentración de lactato: GRUPO 2. Extraído de Akimov et al. (2011)

Desde el departamento de ThermoHuman hipotetizamos que los diferentes perfiles de deportistas, su adaptación al tipo de prueba y el estado del sistema nervioso tienen influencia sobre las respuestas de la temperatura al ejercicio. En este caso, el grupo 1 más orientado a ejercicios cardiovasculares tienen mayor tolerancia a la fatiga y permite al sistema de termorregulación lidiar con mayor estrés aumentando la temperatura del cuerpo por los fenómenos descritos en los post de fatiga local y global. Mientras que sujetos menos entrenados no consiguen termorregularse y la vasoconstricción y la fatiga aparecerán antes en mayor medida.

Conclusión

La termografía tiene una relación directa con la fisiología del ejercicio, como así lo demuestra la relación que tiene el comportamiento de la temperatura de la frente y el lactato durante la prueba y el incremento de la temperatura 5 minutos después de terminar el ejercicio y el lactato acumulado durante el mismo.

Como señala el grupo de investigación de Sillero y colaboradores (Gomes-Moreira et al. 2021), el 44% del comportamiento del lactato durante el ejercicio se puede explicar por el aumento de la temperatura corporal post-ejercicio.

Además de ser un predictor del lactato acumulado, permite diferenciar a los atletas entre los que tienen mejor condición física y los que tienen un rendimiento menor.

Por último, los sistemas de termorregulación gobernados por el sistema nervioso tienen mucha influencia sobre el comportamiento fisiológico, por lo que un estudio en profundidad de la relación entre el sistema nervioso y la temperatura es necesario. 


Referencias

Adamczyk, J.G., Boguszewski, D., & Siewierski, M. (2014). THERMOGRAPHIC EVALUATION OF LACTATE LEVEL IN CAPILLARY BLOOD DURING POST-EXERCISE RECOVERY. Kinesiology: international journal of fundamental and applied kinesiology, 46, 186-193.

Akimov, E.B. & Son’kin, V.D. (2011). Skin temperature and lactate threshold during muscle work in athletes. Hum Physiol 37, 621.

Moreira, D. G., Brito, C. J., de Almeida Ferreira, J. J., Marins, J. C. B., de Durana, A. L. D., Canalejo, J. C., … & Sillero-Quintana, M. (2021). Lactate concentration is related to skin temperature variation after a specific incremental judo test. The Journal of Strength & Conditioning Research35(8), 2213-2221.

Faude, O., Kindermann, W., & Meyer, T. (2009). Lactate threshold concepts. Sports medicine, 39(6), 469-490.)

Valenzuela, P. L., Morales, J. S., Foster, C., Lucia, A., & de la Villa, P. (2018). Is the Functional Threshold Power (FTP) a Valid Surrogate of the Lactate Threshold? International Journal of Sports Physiology and Performance, 1–20. doi:10.1123/ijspp.2018-0008

Kenney, W. L., Wilmore, J. H., & Costill, D. L. (2021). Physiology of sport and exercise. Human kinetics.


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