Neil Armstrong a & Jo Welsman a

a. Children’s Health and Exercise Research Centre, St Lukes Campus, University of Exeter, Heavitree Road, Exeter, EX1 2LU, England.

Correspondencia a Neil Armstrong (email: ).

(Enviado: 27 de noviembre de 2018 – Versión revisada recibida: 12 de marzo de 2019 – Aceptada: 07 de junio de 2019 – Publicado en línea: 03 de septiembre de 2019.)

Boletín de la Organización Mundial de la Salud 2019;97:777-782. doi: http://dx.doi.org/10.2471/BLT.18.227546

Introducción

La aptitud cardiorrespiratoria define la capacidad del organismo para llevar el oxígeno de la atmósfera a los músculos esqueléticos y utilizarlo para generar energía y apoyar la actividad muscular durante el ejercicio. El consumo máximo de oxígeno está reconocido internacionalmente como la medida de referencia de la aptitud cardiorrespiratoria de los jóvenes. La evaluación e interpretación de la captación máxima de oxígeno y su relación basada en la evidencia con las variables relacionadas con la salud están ampliamente documentadas.1 Sin embargo, los datos de las pruebas de rendimiento sobre el terreno, el escalado inadecuado de la captación máxima de oxígeno y la tendencia actual a identificar a los individuos que supuestamente necesitan una intervención han empañado nuestra comprensión de la aptitud cardiorrespiratoria de los jóvenes y su relación con la salud actual y futura de los niños.2-Creemos que las evaluaciones erróneas y las interpretaciones poco acertadas de la condición física cardiorrespiratoria han dado lugar a la aparición de mitos y conceptos erróneos que pueden repercutir negativamente en la atención sanitaria de los niños.

Base de pruebas

La primera investigación de laboratorio sobre la condición física de los jóvenes se publicó en 1938. La aptitud cardiorrespiratoria, representada por el consumo máximo de oxígeno, se ha convertido posteriormente en una de las variables fisiológicas más estudiadas en la historia de la ciencia del ejercicio pediátrico.5

Evaluación de la aptitud cardiorrespiratoria

En más de 80 años de investigación intensiva, la evaluación del consumo máximo de oxígeno de los jóvenes se ha desarrollado y perfeccionado progresivamente a medida que se han introducido nuevas tecnologías en los laboratorios de ciencia del ejercicio pediátrico. La medición del consumo máximo de oxígeno de los jóvenes se ha revisado exhaustivamente en otros lugares.6-8 Los temas tratados incluyen un examen crítico de los protocolos de las pruebas de ejercicio; las técnicas de medición de la intensidad del ejercicio; los aparatos utilizados para recoger los gases respiratorios; el tamaño de los componentes de los sistemas de recogida de gases respiratorios; los intervalos de muestreo de gases respiratorios; y los criterios para el esfuerzo máximo durante el ejercicio. Los revisores han hecho hincapié en que los métodos y los aparatos utilizados deben informarse cuidadosamente con fines comparativos. En nuestro laboratorio hemos calculado que el error típico de medición del consumo máximo de oxígeno de los jóvenes es de aproximadamente el 4% en tres pruebas con una semana de diferencia.9

Aunque las determinaciones rigurosas del consumo máximo de oxígeno tienen una gran fiabilidad, es necesario tener cuidado cuando los datos deben compararse entre laboratorios. El consumo máximo de oxígeno se determina habitualmente con el sujeto de estudio corriendo en una cinta rodante o pedaleando en un ergómetro para bicicletas. Debido a la mayor masa muscular en ejercicio, al mayor retorno venoso, al mayor volumen de carrera y a la menor resistencia periférica durante la carrera, los valores determinados en la cinta rodante son alrededor de un 11-14% más altos que los determinados en un cicloergómetro.10 Sin embargo, algunos laboratorios agrupan los valores de la cinta rodante y del cicloergómetro11 o aplican factores de corrección fijos para acomodar los valores más bajos del pico de consumo de oxígeno del cicloergómetro.12 Estos valores se utilizan para establecer puntos de corte relacionados con la edad para la salud cardiometabólica y el riesgo futuro de enfermedad cardiovascular en los individuos. Sin embargo, agrupar los datos de esta manera es un factor de confusión en la interpretación de los datos, ya que las diferencias entre los valores de consumo máximo de oxígeno determinados por la cinta rodante y el cicloergómetro varían ampliamente con la edad y el estado de madurez. Sostenemos que esta práctica de poner en común los datos de diferentes modos de ejercicio debería cesar.10

Desarrollo de la aptitud cardiorrespiratoria

El consumo máximo de oxígeno se expresa a menudo en relación con la edad o la masa corporal,13 pero es simplista describirlo de esta manera. El consumo máximo de oxígeno aumenta de acuerdo con los cambios morfológicos y fisiológicos relacionados con el crecimiento y la maduración. El momento y el ritmo de estos cambios son específicos de cada persona.1,13 Por lo tanto, no es posible definir normas creíbles para la aptitud cardiorrespiratoria relacionada con la edad o la masa corporal, independientemente de que el consumo máximo de oxígeno se exprese en términos absolutos (como L por minuto) o, como suele ser el caso, en relación con la masa corporal (como mL por kg de masa corporal por minuto).8 La influencia morfológica más poderosa en el consumo máximo de oxígeno no es la masa corporal, sino la masa libre de grasa.13 Los aumentos de la masa grasa no influyen en el desarrollo del consumo máximo de oxígeno.14

Los valores de consumo máximo de oxígeno de los niños son más altos que los de las niñas, al menos desde el final de la infancia, y esta diferencia aumenta a medida que los niños avanzan en la adolescencia, llegando a ser aproximadamente un 40% más altos en los niños post-púberes de 18 años.15 La introducción de tecnologías no invasivas en el estudio de la fisiología del ejercicio del desarrollo ha estimulado la investigación de los mecanismos subyacentes al consumo máximo de oxígeno. Los estudios que utilizan la ecocardiografía Doppler han indicado que la pequeña diferencia prepuberal entre sexos en el consumo máximo de oxígeno, en torno al 10%, puede atribuirse en gran medida a un mayor volumen de carrera en los chicos. La cuestión de si esta diferencia se debe a diferencias en el tamaño cardíaco16 o en la función cardíaca17 es controvertida. Por el contrario, un estudio en el que se utilizó la impedancia bioeléctrica torácica y la resonancia magnética informó de que la diferencia de sexo observada en el consumo máximo de oxígeno se debía a las diferencias máximas de oxígeno arteriovenoso, sin que existieran diferencias significativas de sexo en el volumen de carrera máximo o en el tamaño del corazón en reposo.18 Un estudio en el que se utilizó la espectroscopia de infrarrojo cercano informó de una menor correspondencia entre el suministro de oxígeno del músculo y la utilización de oxígeno en las chicas en comparación con los chicos, y sugirió que esta diferencia podría contribuir a las diferencias de sexo en el consumo máximo de oxígeno.19 Es necesario seguir investigando para comprender plenamente los mecanismos subyacentes.

El marcado aumento de la masa libre de grasa de los chicos (que refleja el aumento de la masa muscular) explica la mayor parte de la divergencia sexual progresiva en el consumo máximo de oxígeno después de la pubertad.13 Impulsada por la maduración, la masa libre de grasa aumenta aproximadamente un 40% y un 90% en las chicas y los chicos, respectivamente, entre los 11 y los 16 años de edad.20 La gran mayoría (aproximadamente el 83%) del aumento de la masa libre de grasa en los chicos tiene lugar en un período de 4 años, centrado en el momento de la velocidad máxima de la estatura. El mayor aumento de la masa libre de grasa en las chicas (alrededor del 31%) se produce en un periodo más corto de 2 años, centrado en la velocidad máxima de la estatura, y luego se estabiliza de acuerdo con el desarrollo del pico de consumo de oxígeno.20 El pico de consumo de oxígeno de los chicos puede incrementarse aún más por un aumento específico del sexo en la concentración de hemoglobina al final de la adolescencia, que aumenta la capacidad de transporte de oxígeno de la sangre en los chicos. Esta teoría aún no se ha demostrado empíricamente en estudios longitudinales.21 Hemos publicado un análisis detallado del desarrollo y la evaluación de la captación máxima de oxígeno en otro lugar.6

Actividad física y aptitud cardiorrespiratoria

Para explicar las relaciones entre la actividad física y la aptitud cardiorrespiratoria, primero tenemos que diferenciar entre la actividad física habitual y el entrenamiento con ejercicios. La actividad física habitual se ha definido como «la actividad física habitual realizada en la vida diaria normal en todos los ámbitos y en cualquier dimensión».22 El entrenamiento del ejercicio consiste en un programa de ejercicio planificado y estructurado que se mantiene durante un periodo de tiempo adecuado, con una intensidad y una frecuencia suficientes para inducir cambios en los componentes de la aptitud física. La aptitud cardiorrespiratoria, el comportamiento de la actividad física y la capacidad de entrenamiento del ejercicio son todos rasgos heredables. Sin embargo, la discusión de la genética y la fisiología molecular del ejercicio pediátrico están fuera del ámbito del presente documento y se remite a los lectores interesados a un artículo de revisión publicado en otro lugar.23

Los diferentes métodos de evaluación de la actividad física habitual no siempre son comparables,22 pero los estudios muestran sistemáticamente que los niños son más activos que las niñas y que la actividad física disminuye con la edad en ambos sexos. El número de jóvenes que, según los informes, satisface las directrices actuales de actividad física varía según los estudios. La Declaración de Consenso del Comité Olímpico Internacional sobre la salud y la forma física de los jóvenes a través de la actividad física y el deporte sugiere que cuando se utilizan métodos objetivos de medición (como la acelerometría) menos del 25% de los jóvenes cumplen las directrices actuales de actividad física.24

Una revisión sistemática de la literatura25 encontró y analizó 69 estudios de entrenamiento de jóvenes de 8 a 18 años de edad. La revisión observó que los estudios de entrenamiento rigurosamente diseñados son consistentes en demostrar que el entrenamiento apropiado aumenta el consumo máximo de oxígeno de los jóvenes, independientemente del sexo, la edad o el estado de madurez. En conjunto, los datos muestran que tres sesiones semanales de 20 minutos de entrenamiento de intensidad continua a aproximadamente el 85-90% de la frecuencia cardíaca máxima, o un entrenamiento a intervalos de alta intensidad a alrededor del 95% de la frecuencia cardíaca máxima intercalado con breves periodos de recuperación, inducirán un aumento medio del 8-9% en el consumo máximo de oxígeno de los jóvenes en 10-12 semanas. Las investigaciones basadas en intensidades de ejercicio más bajas (pero aún más altas que las recomendadas en las actuales directrices de actividad física relacionada con la salud) han demostrado ser ineficaces para mejorar la aptitud cardiorrespiratoria.25

Los estudios que se remontan a más de 45 años han demostrado sistemáticamente que no existe una relación significativa entre el consumo máximo de oxígeno, determinado por métodos rigurosos, y la actividad física habitual monitorizada objetivamente en los jóvenes.26 Para obtener más información, los lectores pueden consultar nuestra revisión de los estudios publicados hasta la fecha.26 Estos datos han sido confirmados por investigaciones longitudinales. En un estudio se realizó un seguimiento de 202 niños (98 niñas) y se utilizaron modelos multinivel para examinar la edad, el estado de madurez y las influencias morfológicas en la actividad física moderada y vigorosa habitual entre los 11 y los 13 años de edad.27 Una vez controladas las variables primarias, los investigadores introdujeron el consumo máximo de oxígeno y descubrieron que los modelos no revelaban ninguna relación significativa con la actividad física habitual. A continuación, los investigadores analizaron el consumo máximo de oxígeno en relación con el tiempo acumulado de actividad física de intensidad moderada como mínimo. Este análisis mostró que, incluso al controlar adecuadamente la masa corporal, el consumo máximo de oxígeno aumentaba con la edad, mientras que la actividad física habitual disminuía con la edad en ambos sexos. Este hallazgo es coherente con la bibliografía existente tanto sobre la actividad física26 como sobre la aptitud cardiorrespiratoria.6 Del mismo modo, tras analizar 23 años de datos, los investigadores del Estudio de Crecimiento y Salud de Ámsterdam llegaron a la conclusión de que no existía ninguna asociación entre la actividad física habitual y la captación máxima de oxígeno ni en hombres ni en mujeres.28

La falta de una relación significativa entre la actividad física habitual y la captación máxima de oxígeno no es sorprendente, ya que los jóvenes rara vez o nunca experimentan la intensidad y la duración de la actividad física necesaria para aumentar su aptitud cardiorrespiratoria. Sin embargo, estos resultados cuestionan seriamente las propuestas recientes de que las intervenciones de actividad física pueden evaluarse mediante cambios en el consumo máximo de oxígeno estimados a partir de pruebas de rendimiento.2

Mitos y conceptos erróneos

Los científicos han sido conscientes de las limitaciones de las pruebas de rendimiento para predecir la aptitud cardiorrespiratoria durante más de 50 años. Los comentarios típicos incluyen: «en el niño medio la puntuación en las pruebas de rendimiento depende en gran medida del tamaño del cuerpo, y esta serie de pruebas no sirve para predecir la capacidad de trabajo o la capacidad aeróbica «29 y «la prueba de rendimiento puede ser simplemente un método complicado para identificar a los alumnos altos o gordos «30. Hemos compartido estas preocupaciones con la comunidad académica durante más de 30 años. En 1988, publicamos una evaluación de la prueba de carrera en lanzadera de 20 m en niños de 11 a 14 años e informamos de una varianza común del 29% entre el rendimiento en la prueba y el consumo máximo de oxígeno rigurosamente determinado. Llegamos a la conclusión de que el uso de la prueba no podía apoyarse como un sustituto válido de la determinación directa del consumo máximo de oxígeno.31

En ese momento, asumimos que las pruebas de rendimiento dejarían de utilizarse en la investigación científica, debido al desarrollo de los sistemas de análisis en línea respiración a respiración, las nuevas tecnologías (como la espectrometría de masas y la telemetría) y las sofisticadas técnicas de modelado estadístico. Por el contrario, se ha reavivado el interés por las pruebas de rendimiento, en particular por la estimación del consumo máximo de oxígeno a partir de las puntuaciones de la prueba de 20 metros en lanzadera. Las puntuaciones obtenidas de más de un millón de niños con datos recogidos en diferentes países con distintas culturas se han utilizado para estimar el consumo máximo de oxígeno y producir normas internacionales de aptitud cardiorrespiratoria32 y comparaciones entre países sobre quiénes son los niños más aptos.33 Las puntuaciones de niños de tan sólo 2 años se han convertido en los denominados estándares de referencia para niños en edad preescolar.34 Además, y esto nos preocupa seriamente, el rendimiento en las pruebas de 20 metros de carrera en lanzadera se ha recomendado para evaluar las intervenciones de actividad física;2 para establecer valores normativos europeos para la elaboración de perfiles de aptitud física y salud;35 para estudiar y supervisar la salud y la aptitud física a nivel internacional;36 para determinar el riesgo metabólico y cardiovascular;37 y para identificar a niños individuales que justifiquen una intervención para mejorar su salud actual y futura.4

Test de carrera en lanzadera

El test de carrera en lanzadera de 20 metros no es una medida de la aptitud cardiorrespiratoria, sino una función de la voluntad y la capacidad de los individuos para correr entre dos líneas separadas por 20 metros mientras mantienen el ritmo de las señales sonoras, que requieren que la velocidad de carrera aumente cada minuto. Los participantes corren en grupos hasta que no quieren o no pueden continuar y el número de lanzamientos completados se convierte en una estimación del consumo máximo de oxígeno mediante una ecuación de predicción. En la actualidad se utilizan al menos 17 ecuaciones de predicción diferentes para estimar el consumo máximo de oxígeno a partir de las puntuaciones de la prueba de 20 metros de carrera en lanzadera, lo que da lugar a estimaciones sustancialmente diferentes del consumo máximo de oxígeno.32 Un metaanálisis reciente de estudios publicados reveló que el 51% (18/35) de los coeficientes de correlación entre las puntuaciones de la prueba y el consumo máximo de oxígeno de los jóvenes explicaban menos del 50% de la varianza total del consumo máximo de oxígeno. Los autores concluyeron que la validez de criterio era sólo moderada y que «los examinadores deben ser conscientes de que la puntuación de rendimiento de la prueba de 20 metros de carrera en lanzadera es simplemente una estimación y no una medida directa de la aptitud cardiorrespiratoria».»38

Una revisión reciente39 informó de que el consumo máximo de oxígeno sólo puede estimarse con un margen de ± 10 mL por kg y por minuto a partir de la carrera de lanzadera de 20 m pero, como esto representa alrededor del 20-25% de los valores típicos, las limitaciones de la prueba son claras. Del mismo modo, la escasa fiabilidad de la prueba se refleja en los intervalos de confianza del 95% de ± 2,5 etapas en las pruebas que duran de cuatro a seis etapas.40 Las grandes diferencias de sexo en el rendimiento de la prueba son comunes, pero en algunos países las diferencias de sexo no explicadas en el rendimiento de los adolescentes son tan altas como el 95-100%,41 que es más del doble de la verdadera diferencia de sexo en la aptitud cardiorrespiratoria. Si, en algunas culturas, las chicas adolescentes están menos dispuestas que los chicos a correr públicamente 20 metros hasta quedar realmente agotadas, las normas internacionales publicadas basadas en el rendimiento de las pruebas se ven comprometidas.

Los métodos defectuosos conducen a interpretaciones engañosas. Un ejemplo excelente es la afirmación de que se ha producido un «declive sustancial de la aptitud cardiorrespiratoria desde 1981, lo que sugiere un declive significativo de la salud de la población».42 Esta afirmación se basó en cotejos de estimaciones transversales de la prueba de 20 metros con lanzadera del consumo máximo de oxígeno. En contraste directo, las recopilaciones de datos internacionales de consumo máximo de oxígeno durante un periodo de tiempo similar no presentan pruebas convincentes de que la aptitud cardiorrespiratoria de los jóvenes haya disminuido.24,43-45 Disponemos de una importante base de datos publicada de medidas de aptitud cardiorrespiratoria para jóvenes de 9 a 18 años en el Reino Unido de Gran Bretaña e Irlanda del Norte, que abarca un periodo de más de 30 años, con más de 3.000 determinaciones rigurosas de laboratorio de consumo máximo de oxígeno.3,13 Podemos confirmar que, al menos desde 1985, no ha habido ningún cambio perceptible en la aptitud cardiorrespiratoria de los chicos y chicas de la misma zona de captación y de las mismas escuelas.

Según los defensores de la prueba de carrera de 20 metros en lanzadera, la explicación de este supuesto descenso de la aptitud cardiorrespiratoria es que ha habido un gran aumento temporal de la gordura de los jóvenes. Los investigadores han afirmado que «el análisis directo de la conexión causal entre la aptitud física y la gordura indica que el aumento de la gordura explica entre el 35 y el 70% de los descensos de la aptitud física cardiorrespiratoria».32 Dado que la grasa es en gran medida metabólicamente inerte y no influye en la aptitud física cardiorrespiratoria14 , no existe una conexión causal entre la aptitud física y la gordura. Sin embargo, llevar una masa grasa adicional durante una serie de carreras de 20 metros aumenta el trabajo del individuo en cada carrera y afecta negativamente a su rendimiento en la prueba. Este error en la interpretación de los datos se ve agravado por el hecho de que las estimaciones del consumo máximo de oxígeno en la prueba de 20 m de lanzadera se expresan en relación con la masa corporal (en mL por kg y por minuto) y, por tanto, incluyen la masa grasa en el denominador.

Escala de relación

La falacia de la escala de relación del consumo máximo de oxígeno quedó demostrada hace 70 años.46 Expresar la aptitud cardiorrespiratoria como consumo máximo de oxígeno a escala de relación favorece a los jóvenes más ligeros (por ejemplo, los que tienen un peso clínicamente inferior al normal o un retraso en la maduración) y penaliza a los más pesados (por ejemplo, los que tienen sobrepeso o una maduración avanzada). Los artículos de tutoría y los recientes análisis transversales y longitudinales de más de 2.000 determinaciones en cinta rodante del consumo máximo de oxígeno han demostrado teórica y empíricamente que no existe un fundamento científico sólido ni una justificación estadística para el escalado de la proporción del consumo máximo de oxígeno de los jóvenes.3,10,13,47

El uso generalizado y erróneo del escalado de la proporción ha enturbiado la comprensión de la aptitud cardiorrespiratoria de los jóvenes. Los datos de consumo máximo de oxígeno a escala de relación indican que la aptitud cardiorrespiratoria de los chicos es estable entre los 10 y los 18 años de edad y que los valores de las chicas disminuyen progresivamente con la edad. Mientras que cuando los investigadores controlan adecuadamente la masa corporal, se produce un aumento progresivo de la captación máxima de oxígeno con la edad en ambos sexos.13 Además, los datos de la escala de relación malinterpretan las verdaderas relaciones entre la aptitud cardiorrespiratoria y los indicadores de salud.3,46,48,49 Un ejemplo actual es la notificación de las correlaciones entre los factores de riesgo cardiovascular y la captación máxima de oxígeno de la escala de relación en los jóvenes con sobrepeso y obesidad, cuando es más probable que cualquier asociación refleje el estado de sobrepeso u obesidad que la aptitud cardiorrespiratoria.48 Una reciente revisión sistemática destacó que muchos artículos que relacionaban la aptitud cardiorrespiratoria de los jóvenes con la salud «no tenían en cuenta importantes factores de confusión, como la adiposidad».49 Por ejemplo, una mayor captación máxima de oxígeno en relación con la masa corporal se asociaba con una menor gordura corporal, pero no había ninguna relación entre las dos variables cuando la captación máxima de oxígeno no se expresaba en relación con la masa corporal. Del mismo modo, una mayor captación máxima de oxígeno parecía estar asociada a una menor relación entre los valores de colesterol total y colesterol de lipoproteínas de alta densidad pero, de nuevo, la asociación sólo estaba presente cuando la captación máxima de oxígeno se expresaba en relación con la masa corporal.49 Un comentario publicado sobre la revisión señalaba que, además, el impacto de la masa corporal en el rendimiento en pruebas de campo con baja validez y escasa fiabilidad difiere entre las pruebas y también puede afectar al tamaño de las supuestas asociaciones con los resultados de salud.50

Banderas rojas clínicas

La relación entre la aptitud cardiorrespiratoria y la salud se complica aún más por la aparición y la creciente popularidad de las denominadas banderas rojas clínicas que «identifican a los niños y adolescentes que pueden beneficiarse de la programación de la prevención cardiovascular primaria y secundaria».4 Los valores estimados de captación máxima de oxígeno para niños, adolescentes y adultos jóvenes (8-18 años) por debajo de 42 y 35 mL por kg por min para los hombres y las mujeres, respectivamente, se identifican como una bandera roja clínica.4 La aptitud cardiorrespiratoria se desarrolla en función del sexo, la edad y la maduración, así como de una serie de covariables morfológicas y fisiológicas cuyo calendario y ritmo de cambios son específicos de cada persona.1,13 Por lo tanto, creemos que no es justificable clasificar a los jóvenes prepúberes, púberes y postpúberes sobre la base de un único valor de consumo máximo de oxígeno en relación con la masa corporal. Además, cuando el consumo máximo de oxígeno se predice a partir de una prueba con problemas de validez, fiabilidad y cultura, la medida se vuelve indefendible.

Conclusiones

La evaluación rigurosa en el laboratorio del consumo máximo de oxígeno es un enfoque bien establecido, pero actualmente no existe un método válido y viable para evaluar la aptitud cardiorrespiratoria de los jóvenes a nivel poblacional. Sostenemos que la estimación de la aptitud cardiorrespiratoria de los jóvenes a partir de pruebas de rendimiento como la prueba de 20 metros de carrera en lanzadera es insostenible. Además, cuestionamos el uso de la escala de la proporción de masa corporal para investigar las relaciones de la aptitud cardiorrespiratoria con las variables relacionadas con la salud; el uso de normas relacionadas con la edad; la designación de banderas rojas clínicas; y el uso de las estimaciones de la prueba de rendimiento de la aptitud cardiorrespiratoria para evaluar las intervenciones de actividad física.

Los científicos tienen la responsabilidad ética de garantizar que los métodos que sustentan su investigación son adecuados para su propósito. También tienen la responsabilidad moral de garantizar que la interpretación de los datos sea correcta. Los artículos publicados siguen haciendo interpretaciones del pico de captación de oxígeno de los jóvenes que no se basan en pruebas científicas rigurosas y que han demostrado ser erróneas en repetidas ocasiones. Es probable que la difusión de estos datos desinforme la práctica clínica, induzca a error las declaraciones políticas y oriente erróneamente las recomendaciones diseñadas para promover la salud de los jóvenes.

Intereses en conflicto:

Ninguno declarado.

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