EL COCIENTE RESPIRATORIO


Hoy hablamos del Cociente Respiratorio (RER) . El RER no eso otra cosa que la relación entre el consumo de CO2 y el consumo de oxígeno (VCO2/VO2). Es decir, es un índice del grado de fatiga en relación a los procesos metabólicos así como de las condiciones ventilatorias en cada nivel de ejercicio.

 

El RER permite calcular el rendimiento energético (kcal), pero solo sirve para ejercicios en condiciones submáximas y equilibrio estable, y puede tener implicaciones interesantes para los entrenadores de ciclismo y triatlón.

 

 

Los fisiólogos del ejercicio buscan siempre averiguar a que se debe la variación interindividual en la oxidación de sustratos durante la practica ciclista. En el estudio que nos lleva a este blog, sus autores apuntan a que esta variación puede deberse a diferencias en las características del musculo esquelético.

 

Pasamos pues a analizar el estudio en cuestión, con resultados y conclusiones que deberían guiar las decisiones de los entrenadores de deportes de resistencia como el ciclismo y el triatlón:

 

En efecto, el RER esta inversamente relacionado con la proporción de fibras tipo I. En otros estudios con gente desentrenada no se ha podido demostrar esta asunción, pero si se ha podido demostrar una correlación inversa entre RER 24horas y  la actividad de la hidroxiacil-CoA deshidrogenasa muscular (la deficiencia de esta enzima es un tipo de enfermedad de oxidación de los ácidos grasos ya que no se pueden descomponer para formar ATP).

 

Se sabe que la variación interindividual del RERh es debido a la edad, sexo, balance energético, ingesta dietética y concentraciones de insulina en sangre en ayunas y ácidos grasos libres (FFA), pero no hay estudios sobre la variación en reposo o ejercicio en atletas entrenados.

 

 

Si que existen estudios que han demostrado que no todos los ciclistas entrenados pueden aumentar la contribución de la grasa al metabolismo oxidativo durante los ensayos de ejercicio prolongados asociados con el agotamiento del glucógeno muscular.

El objetivo del estudio que nos ocupa fue examinar la variabilidad en la utilización del sustrato de todo el cuerpo en ayunas (RER) en reposo y durante el ejercicio en estado estacionario a diferentes intensidades en un grupo de ciclistas con una capacidad de rendimiento superior al promedio.

 

Igualmente, también se pretendía identificar las relaciones entre la utilización del sustrato en reposo y durante el ejercicio, así como los posibles determinantes de la RER, incluidas las características del músculo esquelético, el entrenamiento, la ingesta dietética y la composición corporal.

 

Se exploraron las relaciones entre el RER en estado estacionario, en reposo y durante el ejercicio, y las características fisiológicas, características musculares, entrenamiento y dieta. Luego, estas variables se usaron en el análisis multivariado, mediante el uso de regresión escalonada hacia atrás, para determinar el modelo que mejor predijo el RER en reposo y durante el ejercicio a diferentes intensidades.

RESULTADOS

Hubo una gran variación interindividual entre las características de los sujetos

 

A medida que aumentó la intensidad del ejercicio, hubo un aumento correspondiente en el RER medio

 

 

Las variables que se correlacionaron positivamente con el RER en reposo fueron la proporción de fibras musculares tipo I, el contenido de glucógeno muscular en reposo y las concentraciones de lactato en plasma. La proporción de fibras musculares tipo IIa, las concentraciones séricas de ácidos grasos libres (FFA) y la ingesta de grasas en la dieta se asociaron negativamente con el RER en reposo. 

Al 25% de Wpeak, la composición de fibra muscular y el contenido de glucógeno no se correlacionaron con RER. Sin embargo, las concentraciones séricas de ácidos grasos y lactato plasmático, la ingesta de grasas en la dieta y el volumen de entrenamiento se correlacionaron significativamente con el RER.

 

Al 50% de Wpeak, las concentraciones séricas de FFA y lactato plasmático, la ingesta de grasas en la dieta y el volumen de entrenamiento se correlacionaron significativamente con el RER. Además, el contenido de triglicéridos musculares y la actividad CS (citrato sintasa) se correlacionaron negativamente con el ejercicio de RER, mientras que las relaciones PFK-CS y HK-CS (PFK / CS y HK / CS), ambas representando el flujo glucolítico, se correlacionaron positivamente con RER al 50% de pico.

 

 

Al 70% de Wpeak, solo las concentraciones de lactato en plasma, HK / CS y PFK / CS, y el volumen de entrenamiento se asociaron significativamente con RER.

Modelo de predicción del RER en reposo:

 

·       Variables mas determinantes (asociadas positivamente al RER): proporción de fibras musculares tipo I y el contenido de glucógeno muscular.

·       Otras variables determinantes: volumen de entrenamiento, concentración de FFA en reposo, ingesta de grasas en la dieta.

·       Variables no predictores del RER en reposo: actividades de las enzimas musculares, contenido de triglicéridos musculares, porcentaje de grasa corporal y pico de VO2.

 

Correlaciones: La edad esta asociada positivamente con el porcentaje de grasa corporal y el contenido de triglicéridos y negativamente con el VO2 max. El porcentaje de grasa corporal se correlacionó negativamente con el VO2max y positivamente con el contenido de triglicéridos. El volumen de entrenamiento correlacionó positivamente con la actividad de la citrato sintasa (CS), el contenido de glucógeno y la proporción de fibras tipo I.

 

Existe una gran variabilidad en el RER en reposo y durante el ejercicio a diferentes intensidades en atletas entrenados en resistencia. La tasa relativa de oxidación de grasas en reposo osciló entre 23 y 93%, que es casi una diferencia cuatro veces mayor en la oxidación de grasas en estos atletas con una capacidad de rendimiento superior a la media.

 


La distribución normal de RER en reposo se mantuvo durante el ejercicio de intensidad creciente. La distribución normal se encontró incluso con una intensidad de ejercicio relativamente alta del 70% Wpeak.

Determinantes del RER en ayunas en reposo:

Los determinantes del RER en reposo incluyeron la proporción de fibras musculares tipo I, contenido de glucógeno muscular, ingesta de grasas en la dieta, entrenamiento y metabolitos sanguíneos.

 

La asociación positiva con las fibras musculares tipo I (contracción lenta) y la asociación negativa con las fibras musculares tipo IIa (oxidación rápida) y RER fue inesperada. Las fibras musculares tipo I utilizan con mayor frecuencia ácidos grasos como fuente de combustible, ya que tienen una alta capacidad oxidativa debido a una alta densidad mitocondrial y capilar. Pero hay estudios en sujetos sedentarios que muestran lo contrario.

 

No se pueden explicar completamente las razones de la asociación positiva entre la proporción de fibras musculares tipo I y el RER en reposo en este estudio. Una posible explicación puede ser la coexistencia de isoformas de cadena pesada de miosina para fibras de tipo I y IIa que se encuentran en sujetos entrenados en resistencia pero no en individuos sedentarios. Si existe una gran coexistencia de isoformas de tipo I y tipo IIa en las muestras musculares, como se esperaba en estos ciclistas entrenados, las técnicas convencionales de mATPasa para la tipificación de fibras pueden reaccionar histoquimicamente como fibras de tipo I, sobrestimando la proporción de fibras de tipo I.

 

 

No hay asociación entre el RER en ayunas en reposo y la composición corporal

Si que se vio relación entre las concentraciones circulantes de FFA (ácidos grasos libres) y el RER, debido a que la mayor parte de la energía suministrada al musculo en reposo se deriva de los FFA plasmáticos, y el recambio plasmático de FFA esta controlado por la disponibilidad de sustrato en reposo y depende de la ingesta dietética reciente, lo que demuestra que exista relación entre la ingesta de acidos grasos y el RER.

 

Los principales determinantes del RER en ayunas en reposo fueron diferentes de aquellos durante el ejercicio. Además, a medida que aumentaba la intensidad del ejercicio, las variables utilizadas en los modelos para predecir el RER a las diferentes intensidades de ejercicio cambiaban, o su contribución relativa al modelo cambiaba.

 

 

El contenido de glucógeno muscular fue un determinante importante de la utilización del sustrato en reposo y ejercicio en ayunas pero sorprendentemente esta asociación estuvo presente en reposo y durante el ejercicio de baja intensidad (25% Wpeak) .

Independientemente de la intensidad del ejercicio, la oxidación del sustrato puede estar regulada por la disponibilidad del sustrato ya que la utilización de glucógeno muscular está determinada por el contenido de glucógeno muscular al comienzo del ejercicio.

 

El volumen de entrenamiento también fue un determinante importante del RER, tanto en reposo como durante ejercicio. Está demostrado tasas más altas de oxidación de grasas (y tasas más bajas de oxidación de CHO) en sujetos entrenados, incluso durante el ejercicio a la misma intensidad relativa.

 

Las concentraciones de sustrato transmitidas por la sangre, en particular las concentraciones séricas de ácidos grasos libres (FFA), fueron determinantes importantes de RER durante el ejercicio de baja intensidad (25% Wpeak). Sin embargo, a medida que la intensidad del ejercicio aumentó al 50% de Wpeak, disminuyó el peso relativo de la concentración sérica de FFA y el contenido de triglicéridos musculares se convirtió en un determinante más importante de RER debido a que la lipólisis periférica (y presumiblemente oxidación) fue mayor durante el ejercicio de baja intensidad (25% VO2 máx.) y disminuyó progresivamente a medida que aumentó la intensidad del ejercicio. Además, mostraron que el contenido intramuscular de triglicéridos, no contribuyó significativamente a la producción de energía al 25% de VO2 máximo (10% de grasa total oxidada), mientras que al 65% de VO2 máx, el contenido intramuscular de triglicéridos representó el 50% de la grasa total oxidada.

 

 

Durante el ejercicio de alta intensidad (70% Wpeak), la concentración plasmática de lactato fue el determinante más importante de RER en la ecuación de regresión. Durante el ejercicio de esta intensidad, la oxidación de CHO y la utilización de glucógeno muscular aumentan, y CHO proporciona más de dos tercios de la energía necesaria para el ejercicio. Esto da como resultado tasas aceleradas de producción de lactato en plasma, lo que puede limitar la lipólisis. Además, durante el ejercicio de alta intensidad, la apariencia de FFA en el plasma también puede verse disminuida por el atrapamiento de FFA dentro del tejido adiposo debido a la disminución del flujo sanguíneo.

RER en reposo como determinante del RER durante el ejercicio:

 

El RER en reposo, independiente de todos los demás factores, fue un buen predictor de RER durante el ejercicio de intensidad baja y moderada. Por lo tanto, a medida que la intensidad del ejercicio aumenta, el RER de ejercicio a corto plazo de las personas con RER de reposo bajo aumentará pero seguirá siendo relativamente bajo en comparación con las personas con RER de reposo alto, lo que aumentará aún más.

 

En el estudio, se encuentra una gran variabilidad en la utilización de sustratos en un grupo de ciclistas entrenados que tienen una capacidad de rendimiento superior a la media. Sin embargo, no se sabe si esta variabilidad en el RER, medida durante el ejercicio de estado estable a corto plazo, persistirá durante el ejercicio más prolongado, en el estado alimentado, en condiciones de baja disponibilidad de glucógeno, o cuando se ingiera CHO durante el ejercicio, por ejemplo.

 

Los principales determinantes de esta variabilidad y/o su contribución relativa a la utilización del sustrato diferían en reposo y durante el ejercicio de diferentes intensidades.

 

Sin embargo, el entrenamiento, la ingesta dietética y el consiguiente contenido de glucógeno muscular y sustratos circulantes predijeron consistentemente RER en reposo y durante el ejercicio en este estudio.

 

Estos hallazgos sugieren que, al manipular el entrenamiento y / o la ingesta dietética, la capacidad de un atleta para alterar la utilización de los sustratos durante el ejercicio en estado estable puede modificarse. Ejercicio en estado estable hace referencia a una actividad que logra un equilibrio entre la energía requerida por los músculos activos y la tasa de oxígeno y entrega para la producción de ATP aeróbico (ej: trotar 45´).

 

Además, el RER en reposo fue un determinante independiente significativo del RER a intensidades bajas y moderadas.

 

Este hallazgo puede tener implicaciones importantes para la investigación metabólica, para estimar la utilización relativa de sustratos y para interpretar los resultados de los estudios que examinan la utilización relativa de sustratos en respuesta a varios estímulos.

 

Este estudio fue realizado por JULIA H. GOEDECKE, ALAN ST CLAIR GIBSON, LIESL GROBLER, MALCOLM COLLINS, TIMOTHY D. NOAKES, AND ESTELLE V. LAMBERT de la University of Cape Town Bioenergetics of Exercise Research Unit, University of Cape Town Medical School, Newlands 7725, South Africa.

 

https://journals.physiology.org/doi/pdf/10.1152/ajpendo.2000.279.6.E1325

 

 

 

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