Fisiología del niño nadador


	Fisiología del niño nadador
	Md. Especialista en Medicina Deportiva Md. Mg. en Ciencias de la Actividad Física **Magister en Ciencias de la Actividad Física y el Deporte Docentes Facultad de Educación Física, Recreación Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, Medellín	Juan Carlos Giraldo García* Juan Cancio Arcila Arango Lina María Cardona Álvarez* donaldpf@gmail.com (Colombia)
	Resumen Este artículo pretende mirar los aspectos fisiológicos actuales de importancia para el entrenamiento en el niño que practica natación. La frecuencia cardíaca del niño es mayor que la del adulto y eso responde básicamente a que su corazón es de menor tamaño. También existen diferencias significativas de los valores de reposo de capacidad vital, volumen espirado en el primer segundo y ventilación voluntaria máxima en niños tras un entrenamiento prolongado de natación. Al evaluar la composición miofibrilar en diferentes deportes se observa como el músculo deltoides de los nadadores tiene una proporción de fibras ST muy similar a los gemelos de los fondistas. Los niños tienden a flotar más horizontalmente que los adultos y deberían ser clasificados por longitud corporal más que por edad o masa corporal. Palabras clave: Fisiología del ejercicio. Natación. Niñez. Entrenamiento. Resistencia aeróbica.
	EFDeportes.com, Revista Digital. Buenos Aires, Año 17, Nº 177, Febrero de 2013. http://www.efdeportes.com/

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Introducción

    Cuando se empieza a realizar un rastreo bibliográfico sobre la fisiología del ejercicio en niños no se encuentra información cuantiosa como en otras áreas y cuando la búsqueda se especifica en la fisiología del niño nadador se disminuyen considerablemente los resultados. Por esta razón se hace importante encontrar la información y condensarla para tener una guía fisiológica que permita aplicarse en el entrenamiento de la natación en estas edades. Este artículo pretende mirar los aspectos fisiológicos actuales de importancia para el entrenamiento en el niño que practica natación. Iniciaremos con la fisiología cardiovascular, luego la pulmonar, muscular y por último a modo de integración mirar el consumo máximo de oxígeno. En cada subtema se trata primero las generalidades de la fisiología del niño y posteriormente lo específico de la fisiología de la natación en el niño. Si consideramos el niño como una persona menor de 18 años, entonces incluiremos algunos estudios hechos en adolescentes.

Fisiología cardiovascular

Generalidades

    La frecuencia cardíaca del niño es mayor que la del adulto y eso responde básicamente a que su corazón es de menor tamaño. Se puede decir que el niño maneja 20 pulsaciones por encima de los valores que maneja el adulto. Esta diferencia de frecuencia cardíaca permanece al mantener la comparación en diferentes intensidades de ejercicio. En estudios comparando el volumen sistólico se evidencia que es mucho mayor en el adulto con respecto al niño y éste igualmente se mantiene a diferentes intensidades de ejercicio durante una prueba de esfuerzo incremental. Esto demuestra que la mayor frecuencia cardíaca es solo una compensación por el menor volumen sistólico del corazón del niño. Al comparar el gasto cardíaco (producto de la frecuencia cardíaca y el volumen sistólico) del niño con respecto al adulto se encuentra que la diferencia es muy pequeña, lo que demuestra la compensación que ejerce la mayor frecuencia cardíaca del menor (López Chicharro, 2006). Ahora bien, la diferencia arteriovenosa de oxígeno es mayor que la del adulto, es decir, el niño extrae más oxígeno por sus músculos durante el ejercicio que un adulto (Prado, 2006). La ley de Fick define el consumo de oxígeno (VO2) como la multiplicación del gasto cardíaco por la diferencia arteriovenosa de oxígeno. Al comparar niños y adultos a 40 y 60 vatios de intensidad en una prueba en cicloergómetro se observa que los niños en ambas intensidades tienen una mayor diferencia arteriovenosa de oxígeno, es decir, los niños tienen una mayor extracción de oxígeno de la sangre con respecto al adulto (López Chicharro, 2006; Prado, 2006). Además en el proceso del crecimiento hay cambios hematológicos como un incremento en el volumen sanguíneo, principalmente a expensas del plasma, del hematocrito y de hemoglobina lo cual crea una mejora de la resistencia aeróbica en la medida que se crece.

    La recuperación de la frecuencia cardíaca es mayor en niños que en adultos explicada por la menor concentración de catecolaminas circulantes a cualquier carga de trabajo (López Chicharro, 2006). La frecuencia cardíaca máxima no se modifica en la niñez con valores medios de 195-205 ppm. Las guías de entrenamiento para adultos no pueden ser aplicados en los niños. No es adecuado, por lo tanto, aplicar en ellos la fórmula teórica de frecuencia cardíaca máxima de 220 menos la edad (López Chicharro, 2006). La frecuencia cardíaca de reserva se aumenta porque la frecuencia cardíaca de reposo va disminuyendo, lo que contribuye a la mejoría de la capacidad aeróbica encontrada en los niños aun sin entrenar.

Sistema cardiovascular y natación

    Con respecto al corazón en la natación podríamos analizar varios elementos. La posición horizontal del cuerpo en el gesto de la natación sumado al menor uso de la musculatura de los miembros inferiores, este último por enviar menos estímulo a la corteza motora(McArdle, 2001),explican por qué los valores de la frecuencia cardíaca máxima son menores a las encontradas en deportes de carrera.

    Algunos autores han lanzado la hipótesis de que la natación, por alterarse el ciclo respiratorio durante su ejecución, puede tener efectos nocivos sobre el corazón. En adultos el entrenamiento aeróbico nadando produce un efecto en la variabilidad de la frecuencia cardíaca que demuestra un aumento de la actividad parasimpática sobre la simpática. Un estudio realizado en niños entre 10 y 12 años evaluando la variabilidad de la frecuencia cardíaca quienes entrenaban entre 10-12 horas por semana natación no encontró estudio alteraciones patológicas de la variabilidad de la frecuencia. Por el contrario, los cambios encontrados fueron benéficos (Vinet, 2005). Además en diferentes estudios midiendo el tamaño del corazón por ecocardiografía comparando niños que entrenan con niños que no entrenan natación, en un período de 12 meses, se encontró una mayor masa muscular y un mayor diámetro al final de la diástole en el ventrículo izquierdo en el grupo de nadadores. En este mismo grupo se encontró una menor frecuencia cardíaca de reposo lo que demuestra una mayor eficiencia cardíaca (López Chicharro, 2006).

Fisiología de la respiración

Generalidades

    Los cambios a nivel respiratorio están relacionados con el aumento de tamaño de los pulmones. Los pulmones se incrementan en tamaño, relacionado estrechamente con al aumento en la talla, con un pico entre los 12 y 13 años que coincide con el pico de velocidad de crecimiento promedio. La capacidad pulmonar total es unos dos litros con una talla de 1,2 metros, 3 litros con 1,4 metros y 6 litros en una estatura de 1,8 metros. Es decir, cambian más en función de la talla que de la edad. Lo único que disminuye con el crecimiento es la frecuencia respiratoria. El aumento de tamaño corporal en estatura, entonces, aumenta el volumen corriente y disminuye la frecuencia respiratoria. Se aumenta la capacidad pulmonar total, capacidad vital, la capacidad funcional residual, el volumen de espiración forzada en el primer segundo y el volumen residual (Wilmore, 2004)

Sistema respiratorio y natación

    Los productos clorinados derivados de los usados para el mantenimiento del agua pueden exacerbar los cuadros atópicos. En esto se basan algunas personas para desaconsejar el uso del agua como medio para hacer ejercicio, particularmente en niños alérgicos. Se realizó un estudio en el 2009 en niños entre 5 y 17 años de edad con asma, rinitis alérgica, dermatitis atópica y sanos con una frecuencia de 3 estímulos semanales de entrenamiento de natación. Se midió la rata de flujo espiratorio pico (RFEP) antes de la sesión y una y dos horas después de ésta. Solo el 15% a la hora y el 9 % a las dos horas no presentaron cambios en el RFEP. El 21,8% y el 27,6% lo incrementaron a la hora y a las dos horas respectivamente más de un 20%(Bemanian, 2009). Los pacientes que su mejoría no fue significativa sufrían de rinitis alérgica o eczema. Estas mejorías se presentaron luego de dos meses de entrenamiento, incluso en obesos. La natación, entonces, no incrementa el riesgo de sufrir de asma o de otras enfermedades atópicas (Font-Ribera, 2011).

    Existen múltiples estudios que han demostrado los beneficios del ejercicio en el agua en pacientes asmáticos. Por esto, la natación es considerada menos alergogénica que los otros deportes en tierra con un elemento extra: mejora la función pulmonar(Font-Ribera, 2011; Mickleborough, 2008).La mejoría en la respuesta del niño asmático al ejercicio es parcialmente explicada por el aumento en los niveles plasmáticos de catecolaminas y un aumento en la densidad deadreno-receptores linfocíticos (Mastsumoto, 1999).

    Hay, además, diferencias significativas de los valores de reposo de capacidad vital, volumen espirado en el primer segundo y ventilación voluntaria máxima en niños tras un entrenamiento prolongado de natación. Se han encontrado valores de capacidad vital, capacidad pulmonar total y capacidad residual funcional más altas en niñas que realizaban tres o más años de entrenamiento de natación comparada con las que no entrenaban o lo hacían por un periodo menor a un año. Para cualquier carga de trabajo el volumen corriente aumenta y la frecuencia respiratoria disminuye producto del entrenamiento de la natación(López Chicharro, 2006).

Fisiología muscular

Generalidades

    En el músculo del niño las concentraciones de glucógeno son menores que los de un adulto. La concentración tanto hepática como muscular de glucógeno es menor al igual que la concentración y la actividad de la fosfofructokinasa (PFK) y la lactato deshidrogenenasa (LDH), ambas enzimas de la glicólisis(Prado, 2006). Por esto el glucógeno se puede depletar fácilmente, y una depleción glucogénica puede ser grave en un niño. Puede significar, incluso, el abandono del deporte. Prácticamente logramos concentraciones similares del adulto de estos sustratos luego de los 15,5 años de edad. Por el contrario las enzimas oxidativas tanto en concentración como en actividad están aumentadas con respecto al adulto. Por esto los niños dependen menos del metabolismo glucogénico que el adulto. Además, en un ejercicio máximo los valores sanguíneos y musculares de ácido láctico son menores en los niños. Por todo lo anterior es una etapa ideal para el entrenamiento de la resistencia aeróbica.

    Prácticamente no existe diferencia en la concentración de la fosfocreatina (CP) entre el niño y el adulto. Desde los cinco hasta los veinte años de edad hay un aumento en la proporción de las fibras tipo II, pasando de 35% al 50%. Se sugiere que son transformaciones de fibras tipo I a tipo II. El entrenamiento mejora la actividad enzimática muscular pero esta desaparece al desentrenar. En niños y niñas la concentración de lactato para definir el umbral anaeróbico está ubicada en 2,5 mmol/litro a diferencia de 4mmol/litro en el adulto. Este último valor sobreestimaría el umbral en los niños. En niños el umbral anaeróbico mejora como respuesta al entrenamiento de resistencia. Por cierto, parece ser el umbral anaeróbico un mejor método para valorar el entrenamiento que el VO2 máximo(López Chicharro, 2006).

Sistema muscular y natación

    Al evaluar la composición miofibrilar en diferentes deportes se observa como el músculo deltoides de los nadadores tiene una proporción de fibras ST muy similar a los gemelos de los fondistas (Mazza, 2006). Esto tendría una correspondencia con la composición fibrilar de los niños lo que sería ventajoso para entrenar natación en estas edades.

    La intensidad en la natación es proporcional a la velocidad, porque ésta crea una mayor resistencia al agua. El lactato tiene una relación directa con la producción de testosterona. La producción de la testosterona empieza a ser significativa desde el comienzo de la pubertad. La producción de lactato está directamente relacionada con la producción de testosterona. A mayor lactato mayor producción de testosterona(Cadore, 2009).

    La flexibilidad es una capacidad física que se pierde con el tiempo. En un estudio realizado en niños entre 12 y 17 años, aplicándoles la prueba Sit and Reach pre y pos plan de entrenamiento, se compararon dos grupos de natación, uno con fines recreativos y otro con fines competitivos. Al comparar el grupo de entrenamiento de escuela con el grupo con fines competitivos los segundos perdieron de una manera estadísticamente significativa la flexibilidad en la prueba de sit and reach. Se requiere entonces un programa paralelo de entrenamiento de la flexibilidad(Sanz Arribas, 2002).Sin embargo, un estudio realizado en Costa Rica demostró que el rendimiento en nadadores de 11-12 años de edad no estaba relacionado con la flexibilidad(Quirós V, 2011)

Consumo de oxígeno

Generalidades

    Desde el momento en que inspiramos hasta que exhalamos el aire, ocurren muchos fenómenos para consumir el oxígeno. El aire inspirado debe ser preparado en las fosas nasales, se calienta, filtra y humedece. Al llegar al alveolo la difusión del O2 permite a los glóbulos rojos transportarlo unido a sus moléculas de hierro de la hemoglobina. Esta sangre oxigenada es transportada hasta la aurícula izquierda del corazón y posteriormente distribuida a todo el organismo, en el caso del ejercicio con especial proporción hacia los músculos implicados en él. Al llegar al músculo, éste utiliza el O2 para generar energía y elimina el CO2 producto de dicha generación, el cual vía venosa regresa a los pulmones por el corazón derecho para ser eliminado e inicia nuevamente el ciclo. Del funcionamiento de cada uno de estos órganos y tejidos participantes del ciclo depende el consumo de oxígeno (VO2). Cualquier alteración en este proceso genera una disminución en él.

    Recordemos la ecuación de Fick: consumo de oxígeno (VO2) =Gasto cardíaco (Q)*Diferencia arteriovenosa de oxígeno (Dif.A-V O2). Basado en ésta se explica lo mencionado en la fisiología cardiovascular. Al comparar el consumo máximo de oxígeno del niño con el adulto la diferencia es poca porque la extracción de oxígeno por parte del músculo del niño, es decir la diferencia arteriovenosa de oxígeno, es mayor en los niños, lo que compensa en la ecuación el menor gasto cardíaco.

    El consumo de oxígeno se puede dar en valores absolutos (mililitros/minuto) o en valores relativos (mililitros/Kilogramo/minuto) al peso corporal. En el proceso de crecimiento del menor se observa un aumento en el consumo máximo de oxígeno absoluto tanto en niños como en niñas, pero en valores relativos no hay alteraciones significativas en los niños, mientras en las niñas hay una disminución. Generalmente el pico de crecimiento en talla precede en 6 meses al pico de crecimiento en peso tanto en masa magra como en masa grasa. En las mujeres es mayor el aumento de masa grasa mientras en hombres es mayor el aumento en la masa magra(López Chicharro, 2006). Es esto lo que explica la disminución del consumo de oxígeno relativo en las niñas(Wilmore). Se presenta, entonces, una reducción en el rendimiento, particularmente en niñas. Vale anotar que estos estudios se realizan en niños sedentarios lo que podría explicar en las niñas su mayor disminución porque generalmente son ellas menos activas que los niños(Geithner, 2004). No es, entonces, el consumo máximo de oxígeno relativo al peso la mejor forma de expresarlo en el niño.

    Existe un costo de oxígeno de la locomoción. Este costo se disminuye con los años, porque la coordinación es menor a menor edad. Esto implica una menor reserva de oxígeno porque se gasta más en la locomoción. Implica que se van a agotar más rápido los niños de menor edad porque tienen una menor reserva aeróbica. El alto costo de la locomoción está relacionado con la biomecánica de la carrera y el braceo. Además existe una mayor cocontracción de los músculos antagonistas, que genera mayor dificultad de los músculos agonistas del movimiento para generarlo. Esta cocontracción se reduce con la edad pero se aumenta con la velocidad (Frost, 1997). El mayor costo energético y la mayor cocontracción se presentan en otros gestos, lo que aplicaría en la natación.

    En un estudio en gemelos monocigóticos, en el que uno entrenaba y el otro no, se observaron diferencias significativas en la mejoría de la potencia aeróbica máxima, lo que explica que su mejoría está relacionada con el aumento de tamaño del corazón y no con el entrenamiento(López Chicharro, 2006). Existen, sin embargo, múltiples estudios que demuestran mejoría del consumo máximo de oxígeno en niños producto del entrenamiento(Bar-Or, 2006).

Consumo de oxígeno y natación

    El costo energético de recorrer una distancia nadando es cuatro veces el costo energético de hacerlo corriendo (McArdle, 2001). El costo energético del nado definido como el total de energía necesarias para desplazar el cuerpo en una distancia dada es más bajo en niños que en adultos (Latt, 2010; Poujade, 2002; Zamparo, 2011). Los niños tienden a flotar más horizontalmente que los adultos. Generalmente se usa el VO2 relativo al peso en deportes que implica carrera, pero en la natación se usa generalmente el VO2 absoluto. En natación la carga de trabajo no está relacionada con el peso. La mujer nada una distancia dada con un costo energético 30% menor que el hombre por efecto de la flotabilidad que le brinda el mayor porcentaje de grasa (Martínez, 2011; McArdle, 2001; Zamparo, 2011). El mayor consumo de oxígeno ocurre en agua fría, particularmente por debajo de 25° centígrados. La temperatura ideal de competencia se ubica entre los 28 y los 30° centígrados.

    La resistencia en la natación está dada por la fricción cutánea y las ondas y turbulencia que se generan. La fricción de la piel depende de la superficie de la piel en contacto con el agua, siendo entonces la superficie corporal una mejor medida de la resistencia a vencer en el nado. La resistencia que hacen las ondas está relacionada con la longitud del cuerpo, por lo que ésta es una buena forma de relacionar el VO2 para valorar la resistencia de las ondas generadas. Los niños incrementan el consumo de O2 al aumentar la velocidad en la natación. Los niños tienen un VO2 absoluto menor a una carga igual de trabajo que los nadadores de alto rendimiento. Basado en lo anterior, los niños (12 años) tienen menor VO2 absoluto pero mayor relativo al área corporal y al peso e igual relativo a la longitud. Los niños y jóvenes deberían ser clasificados por longitud corporal más que por edad o masa corporal (Kjendlie & Stallman, 2004).

    Algunos estudios como el de Van Handel et al. (1988) and McArdle and Reilly (1992), consideran que el VO2 máximo no es un factor determinante en los resultados logrados por un grupo de nadadores de alto rendimiento (Renoux, 2001). Por esto se está usando la velocidad máxima de nado, siendo ésta la velocidad máxima que puede ser mantenida un tiempo dado sin fatiga. Es el equivalente a la velocidad aeróbica máxima en los deportes que implican correr. A partir de su evaluación se pueden programar entrenamientos intermitentes individuales que son metabólicamente adecuados en los niños, de hecho se fatigan menos que los adultos en esta forma de entrenamiento (Ratel, 2006). También se evalúa la eficiencia de propulsión por el número de ciclos en 25 metros(Greco, 2007; Renoux, 2001).

Conclusiones

Es fascinante la fisiología del niño, por esto el entrenamiento aeróbico en el adulto busca tener el metabolismo muscular de éste.

La frecuencia cardíaca máxima es menor en la natación.

La función pulmonar mejora producto de la práctica de la natación.

Por las características metabólicas del músculo del niño se deben evitar estímulos anaeróbicos lácticos.

Usar la VAM en entrenamiento como medio para definir la intensidad de la carga.

Referencias

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