Relación entre el consumo de oxígeno  y el rendimiento de los escolares
	Licenciado en Educación Física Casilda, Provincia de Santa Fe (Argentina)	Martín Selis martinselis@yahoo.com.ar
	Resumen           Este trabajo de investigación se realizó con el propósito de determinar la relación entre el Consumo Máximo de Oxígeno y el Rendimiento Escolar. La hipótesis de estudio fue que “a mayor Consumo Máximo de Oxígeno, mayor Rendimiento Escolar”. Se llevo a cabo con una muestra de 60 alumnos varones de edades comprendidas entre los 13 y 17 años, los mismos concurrían a la Escuela de Enseñanza Secundaria Orientada Particular Incorporada. La recolección de los datos se realizó de la siguiente manera, búsqueda de todas las notas de los alumnos, luego de recolectadas se las promedio obteniendo una nota de 7,067 ± 1,155, también se estimó el Consumo Máximo de Oxígeno de los estudiantes mediante la aplicación del Test de Course Navette de Luc Léger obteniéndose 44,055 ± 5,235 mlO2.kg-1.min-1. Después de analizar estos resultados y aplicando el coeficiente de correlación (r de Pearson) se obtuvo un r2 = 0,0296, lo que indica que solo el 2,96% de las calificaciones se ajustan por medio del Consumo Máximo de Oxígeno, quedando un 97,04% de varianza inexplicada, y mediante la aplicación de la fórmula “t” de Student se concluyendo que los datos son estadísticamente no significativos, por lo tanto, se dio por rechazada la hipótesis de la investigación, encontrándose una p = 0,187.           Palabras clave: Consumo máximo de oxígeno. Funciones cognitivas. Rendimiento académico.
	EFDeportes.com, Revista Digital. Buenos Aires - Año 19 - Nº 194 - Julio de 2014. http://www.efdeportes.com/

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Introducción

    La preocupación por parte de padres y docentes al observar una diminución en el rendimiento escolar de los alumnos del nivel medio en los últimos años, nos motivó a investigar sobre tal fenómeno, y nos preguntamos si este descenso del rendimiento es debido a algún factor en especial.

    Tras revisar la literatura científica, se encontraron diferentes artículos que relacionan el descenso del rendimiento escolar a varios factores, uno de estos factores es el crecientes aumento del sedentarismo en los jóvenes, y que estos no necesariamente son de algún sector especial, sino que afecta a todos, independientemente de lo económico, social, genérico, entre otros⁷.

    Teniendo en cuenta que el sedentarismo está consecuentemente relacionado con el descenso del Consumo Máximo de Oxígeno, es que surge la idea de buscar si existe una relación entre el descenso de este y el rendimiento escolar o si simplemente si estos son dos fenómenos propios de esta nueva generación.

    Los resultados de este trabajo de investigación nos permitirán un replanteo de las clases de Educación Física, de encontrar o no una relación directa entre estos dos factores, en la literatura científica existe suficiente evidencia como para indicar que la mejora de la condición física de los alumnos contribuiría a un mejor rendimiento escolar, entre otras cosas.

La actividad física y los procesos cognitivos

    Desde hace tiempo se presume que la actividad física podría tener relación con una mejoría de los procesos cognitivos, en la Universidad de Illions²⁸ (EEUU) se comprobó que a mayor actividad aeróbica, menores degeneración neuronal. En posteriores estudios demostraron que los procesos y habilidades cognitivas en personas mayores eran mejores en aquellas que realizaban actividad física. También existe evidencia de que los procesos cognitivos niños que practican actividad sistemática son mejores que aquellos niños sedentarios²⁹.

    Estudios realizados en ratones²⁸ demostraron que el aumento de la actividad física provoco que el IGF-1 estimule la producción de BDNF mejorando la supervivencia de las neuronas, favoreciendo además la transmisión sináptica.

    En un análisis donde se relacionan los procesos cognitivos y la actividad física³², concluyeron que la actividad física provoca beneficios en las funciones cognitivas.

    Un trabajo realizado en la Universidad de Handa^{28, 29} (Japón) indicó que correr 30 minutos, tres veces a la semana, aumento la capacidad intelectual paralelamente al VO2, confirmando que el flujo de sangre, preserva las funciones cognitivas. Observaron también que cuando abandonaban el programa reducían sus mejoras. En las escuelas del condado de Orange³³ (California) encontraron una linealidad entre la actitud física y los logros académicos, sin poder deducir que una cause incremento o mejora sobre la otra, sin embargo reconocen la mejora general de salud y de vida.

    Las cualidades del cerebro que se mejoran se deben al constante flujo sanguíneo, cambios hormonales, asimilación de nutrientes, y a una mayor activación del cerebro. Los incrementos de los niveles de energía fuera del salón, disminuye el aburrimiento pudiendo provocar mayores niveles de atención. Comparando a una escuela que dictaba de 1 a 2 horas de EF al día con otra que solo dictaba temas académicos. Al cabo de 9 años los integrantes de la escuela que dictaba EF tenían mejor salud, actitud, disciplina, entusiasmo y funcionamiento académico, mientras que la otra escuela presentó un 25% por debajo del rendimiento académico. La escuela decidió introducir estudios de arte y las estadísticas pasaron en 6 años a un 5% por encima de las demás escuelas²⁸.

    Los jóvenes que practican actividad extra escolar tienden a presentar mejores cualidades como: mejor funcionamiento del cerebro, mayor niveles de concentración de energía, cambios en el cuerpo que mejoran su autoestima, mejor comportamiento que incide sobre el aprendizaje²⁹. Un estudio realizado por la Robert Wood Johnson Foundation en las escuelas de EE.UU. mostró que la actividad física diaria no afecta negativamente el rendimiento escolar, y que los chicos que realizan actividad tienen mejores rendimientos, comportamiento y mayor concentración, además estos incrementan, mantienen los resultados académicos a pesar de participar menos dentro del salón de clases. Algunos autores³⁶ indican que la actividad física puede agregarse a la currícula escolar tomando tiempo de otros espacios sin obstaculizar los logros académicos, e indican que reemplazar tiempo de actividad física por espacios académicos no solo que no mejora las calificaciones sino que además puede ser perjudicial para la salud de los estudiantes.

    Existe suficiente evidencia que indica que la actividad física tiene influencia sobre muchos factores, entre los cuales se encuentra la capacidad intelectual y cognitiva. Bajo la perspectiva bio-psico-socio-ambiental del ser humana, podemos entender que todas las funciones fisiológicas y cognitivas están interrelacionadas y que cambios positivos en alguna de ellas van a repercutir en las otras²⁸.

    En una revisión llevada a cabo en adultos mayores, combinando un programa de psicomotricidad y de memoria, consiguieron beneficios a corto y largo plazo, favoreciendo la memoria de trabajo, planeación y coordinación motora³⁷.

    Después de evaluar la relación entre la actitud física y el rendimiento escolar, indicaron una relación positiva entre ambas, cuando alguna de estas mejoraba lo hacia la otra¹⁵.

    Contrariamente a las demás una investigación²⁵ se concluyo que el deporte influye significativamente en el rendimiento escolar, mostrando que niños que no participan en ningún deporte tienen mayores calificaciones. Adjudican que los niños que practican deporte pasan menos tiempo estudiando. Sin embargo indican que las actividades deportivas son esenciales para la vida saludable convirtiéndolos en mejores ciudadanos para el futuro.

Consumo de Oxígeno (VO2)

    El O2 es utilizado en la vida diaria, y es requerido cuando se realiza alguna acción que conlleve cualquier contracción muscular. Parte del O2 entra al cuerpo no sale, a esa diferencia se la llama VO2, el VO2 es un parámetro fisiológico que expresa la cantidad de O2 que consume o utiliza el organismo¹¹. El volumen del O2 está determinado por: 1) la edad¹⁰; 2) la altura; 3) el género; 4) el peso; 5) el metabolismo; y 6) la temperatura^{2, 9, 41}.

Consumo Máximo de Oxígeno (VO2máx)

    Considerada la variable más precisa para evaluar la intensidad de una actividad aeróbica. El término creado por Hill & Lupton (1923) y Herbst (1928)² postula que: 1) hay un límite superior; 2) hay diferencias interindividuales; 3) un alto VO2máx es un prerrequisito para el éxito en carreras de media y larga distancia; y 4) está limitado por la capacidad del sistema cardiorrespiratorio.

    Algunas definiciones:

• Ritmo más alto al que el cuerpo humano (principalmente los músculos) pueden producir ATP de forma aeróbica. También es el límite superior al que el sistema cardiovascular puede transportar sangre rica en O2 a los músculos¹⁸.

• Cantidad de O2 que el organismo es capaz de tomar, distribuir y utilizar en la unidad de tiempo²³.

• Tasa más alta a la cual el O2 puede ser captado y utilizado por el cuerpo durante el ejercicio intenso².

• Máxima cantidad de O2 que pueden absorber las células²⁰.

• Máximo valor de potencia aeróbica de un individuo, a pesar de realizar mayores incrementos en la intensidad⁵.

Factores limitantes del VO2máx

    Los factores que podrían limitar el VO2máx son tres periféricos y uno central.

1.     La capacidad de los pulmones para captar y difundir O2 a la sangre. Los pulmones aún en trabajos máximos mantienen la saturación de O2 en sangre cerca del 95%. Los individuos entrenados tienen un gasto cardíaco mayor que los desentrenados (40 vs 25 L.min^-1), esto puede disminuir el tiempo para saturar la sangre antes de que salga de los capilares¹⁴.

2.     Máximo gasto cardíaco. Los cambios del gasto cardíaco pueden producirse por la FC o el VS. Durante el ejercicio casi todo el O2 es extraído de la sangre que perfunde a los músculos activos. Por lo tanto, el mecanismo dominante para el incremento en el VO2máx con el entrenamiento debe ser un incremento del flujo sanguíneo (y transporte de O2)².

3.     Capacidad de transportar O2 de la sangre. Desde los pulmones hasta las células, las alteraciones pueden ser en el aporte o liberación. Pueden ser dos factores determinantes: centrales el gasto cardíaco y el contenido de O2, determinado a su vez por la presión O2, la concentración de hemoglobina y afinidad de la hemoglobina por el O2; periféricos, por la distancia entre el capilar y la célula y por tono arteriolar, que depende del tono vasomotor, de la perfusión y viscosidad¹⁶.

    Otro factor que disminuye el VO2máx es el nivel de hierro, nutriente esencial para el transporte de O2, sistema de transporte de electrones y síntesis de DNA. La falta de hierro podría disminuir el VO2máx, afectar el desarrollo motor y el rendimiento intelectual³⁸.

4.     Características musculares.

a.     Gradiente de difusión periférico. El principal punto de resistencia a la difusión de O2 ocurre entre la superficie de las células rojas y del sarcolema. Caída de la PO2 por alta densidad de flujo y ausencia de proteínas. Esto es fundamental para mantener en la fuerza motriz en la difusión capilar cuando la PO2 cae y aumenta la difusión a la mioglobina y la conductancia de O2 en general¹⁷.

b.     Niveles de enzimas mitocondriales. Doblando el número de mitocondria, se producen modestos incrementos en el VO2máx (20-40%), lo que indica que el VO2máx está limitado por el transporte de O2 y no por las mitocondria celulares.

    Como consecuencia del aumento de mitocondria, el ejercicio a la misma tasa de trabajo, provoca menores disturbios en la homeostasis, los efectos metabólicos son que el músculo se adapta al ejercicio de resistencia y van a oxidar grasa a una mayor tasa y habrá menor producción de lactato durante el ejercicio.

c.     Densidad capilar. Permiten el intercambio de gases, calor, desechos, nutrientes entre la sangre y las fibras musculares activas⁴¹.

Respuesta del VO2máx ante el ejercicio incremental

    La producción de potencia de los músculos genera una elevada demanda de ATP de la transición de reposo al ejercicio, el VO2máx no se eleva instantáneamente. Se identifican tres fases¹³: 1) cardiodinámica; 2) incrementos del mientras VO2máx más rápido sea el incremento hasta el estado estable, menor déficit O2; y 3) componente lento del VO2.

    Ante una carga incremental existe una relación lineal con el VO2, que se pierde una vez al alcanzado VO2máx⁹.

Medición del VO2máx

    Existen métodos directos e indirectos para obtener el VO2, ambos son utilizados por su buena correlación²⁷. El método directo¹⁸ utiliza un globo meteorológico, un medidor de volumen, panel de control de cinta ergométrica, analizador de O2 y un analizador CO2, y luego se realiza la siguiente fórmula: VO2 = vol O2 inspirado – vol O2 espirado

    El método indirecto estima VO2 el pero es más accesible y de menor costo. Se considera que se que un sujeto a alcanzado su VO2máx si: no muestra un incremento mayor a 2 mlO2.kg^-1.min^-1 a pesar de incrementar la intensidad; ratio de intercambio gaseoso mayor de 1:1, un pico de lactato al finalizar >8 Mmol.L^-1; y una FC >90% de la FCmáx estimada⁵.

Formulación de hipótesis

• H1: A mayor consumo máximo de oxígeno, mayor rendimiento escolar.

• H0: A mayor consumo máximo de oxígeno, diferentes rendimientos escolares.

Selección de instrumentos y recolección de datos

    El Test utilizado para la recolección de datos fue el Test de Course Navette de Luc Léger, es un test indirecto, progresivo, continuo, máximo e incremental que estima el VO2máx, además puede ser aplicado a sujetos de diferentes edades y nivel de aptitud física²⁰. El material necesario es a) cronómetro; b) un reproductor; c) CD con el audio; y d) superficie no resbaladiza.

    El Test se realizó en el horario de Educación Física para que los alumnos no asistiesen en otro horario. También se obtuvieron las calificaciones de cada uno de los 60 alumnos y se las promedio, obteniéndose así la media de cada alumno.

Análisis e interpretación de datos

    Los datos recolectados corresponden a 60 alumnos del colegio secundario, los mismos decidieron colaborar para el desarrollo de la investigación, la edad estuvo comprendida entre los 13 y 17 años de edad. Se evaluó el VO2máx por medio del Test de Course Navette de Luc Léger. Además se recolectaron las calificaciones trimestrales y se las promediaron.

    La media encontrada para el VO2máx fue de 44,055 ± 5,235 mlO2.kg^-1.min^-1, y para las calificaciones fue de 7,067 ± 1,155.

Gráfico de regresión

    En el gráfico puede observarse una relación directa y positiva, pero sin embargo el coeficiente de correlación (r de Pearson) es baja debido a que el valor se aproxima a 0 r = 0,172.

    El coeficiente de determinación nos muestra para una r² obtenemos 0,9704, lo que indica, que solo un 2,96% de las variaciones de las calificaciones se ajusta por medio del VO2máx.

    Se utilizo la fórmula de “t” Student para realizar las comparaciones entre el VO2máx y el rendimiento escolar, y se consiguió que los datos son estadísticamente no significativo, el nivel de significancia encontrado fue de p = 0,187.

Conclusión final

    En este trabajo de investigación llevado a cabo en 60 alumnos varones de la Escuela de Enseñanza Secundaria Orientada Particular Incorporada, de edades comprendidas entre 13 y 17 años se obtuvo, una media de 7,067 ± 1,155 de las calificaciones de los alumno, y mediante la aplicación del Test de Course Navette, se estimo el VO2máx encontrando una media de 44,055 ± 5,235 mlO2.kg^-1.min^-1. Una vez obtenidos estos datos se realizó el coeficiente de determinación dando r² = 0,0296 indicando que solo el 2,96% de las variables de las calificaciones se ajustan por medio del VO2máx, quedando 97,04% de varianza de residuos. Luego aplicando la fórmula “t” de Student se determino que los datos son estadísticamente no significativos, obteniéndose una (p = 0,187), y por lo tanto, quedo rechazada nuestra hipótesis quedando validada nuestra hipótesis nula, que dice “a mayor consumo de oxígeno, diferentes rendimientos escolares”. Es por estos datos que podemos afirmar que aquellos alumnos con un alto VO2máx no necesariamente obtendrán mayores calificaciones.

Recomendación

    A pesar de lo concluido en este trabajo de investigación, recomendamos la incorporación de actividades sistemáticas en las clases de Educación Física, con fines preventivos teniendo en cuenta lo que indican algunos autores²⁸ que a mayor actividad aeróbica, menor degeneración neuronal, demostrando que los procesos y habilidades cognitivas eran mayores en aquellas personas que realizaban actividad física, atribuyéndole a la actividad física un papel neuropreventivo, además otros autores afirma que son mayores los procesos cognitivos en los niños que practican actividad física sistemática en comparación con aquellos que no realizan actividad^{15, 29, 32}.

    Correr durante 30 minutos tres veces por semana durante tres meses, es suficiente para aumentar la capacidad intelectual, observando un aumento del VO2 paralelamente con el de las puntuaciones de los test de inteligencia^{28, 29}, por lo que debemos tener en cuenta en la planificación de las clases de Educación Física, la incorporar de métodos que consigan incrementar en los alumno el VO2, y por consiguiente mejorar las cualidades del cerebro, que se asocian a un aumento del flujo sanguíneo, cambios en los niveles hormonales, asimilación de nutrientes y una mayor activación del cerebro, que ayudara a preservar las funciones cognitivas²⁹.

    Asimismo deberíamos desarrollar planes que incentiven a los alumnos a participar de actividades deportivas extra escolares, ya que aquellos alumnos que participan en más programas de actividades físicas que dé instrucciones académicas, consiguen mantener o mejorar sus resultados académico, pudiéndose notar mayor niveles en la concentración y el comportamiento, contrariamente a la creencia de que afectada negativamente el rendimiento escolar de los alumnos²⁹, además los alumnos que participan más en instrucciones académicos que físicas no necesariamente mejoran su rendimiento escolar, a la vez de que perjudicarían su estado de salud³⁶.

    Debemos estimular a los alumnos para una continua participación de los programas de entrenamientos una vez iniciados, porque el abandono de los programas de entrenamiento disminuye todas las mejoras adquiridas^{28, 29}.

    También debemos considerar la idea de incorporar actividades lúdicas en las horas de recreo, fuera del salón de clases, ya que como demuestran algunas investigaciones, gastar energía fuera del salón de clases, ayuda a los alumnos a disminuir el aburrimiento, el estrés, provocando mayores niveles de atención, preparándolos para la próxima clase²⁸.

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