ARTÍCULO ORIGINAL (II). Volumen 6 – Número 3 – Septiembre 2001
ESTRUCTURA CARDÍACA ENTRENAMIENTO Y REGISTRO COMPETITIVO
Alejandro Legaz Arrese; Enrique Serrano Ostáriz; Dpto. Fisiatría y Enfermería de la Universidad de Zaragoza.
RESUMEN
El objetivo de este estudio es determinar las diferencias existentes y los valores normativos de los espesores y cavidades cardiacas en deportistas de elite de ambos sexos que hacen diferentes tipos de entrenamiento dentro de una misma disciplina, además de relacionar estas variables con el registro competitivo y controlar la posible existencia de miocardiopatía hipertrófica.
135 hombres y 55 mujeres que entrenaban para competir al máximo nivel fueron distribuidos en sus respectivas distancias, desde 100 metros hasta maratón, y sometidos a una valoración ecocardiográfica.
Los atletas masculinos presentaron una morfología cardiaca superior. Se observa una adaptación de las cavidades cardiacas con el entrenamiento aeróbico, mientras que los espesores cardiacos son similares en los diferentes grupos. La cavidad ventricular izquierda se relaciona significativamente con el rendimiento en competición en varias de las distancias. Los valores superiores de espesores cardiacos encontrados en esta muestra indican que no se presenta incidencia de miocardiopatía hipertrófica.
INTRODUCCIÓN
Desde que Henschen en 1899 publicó sus trabajos sobre el corazón de deportista (Rost, 1989), han existido una serie de teorías sobre la adaptación cardiaca al esfuerzo físico que se han ido modificando con respecto al tiempo y a la introducción de nuevas técnicas de medida por la imagen no invasiva.
En primer lugar tenemos la pregunta clave en que nos preguntamos sí ¿El “corazón de deportista” es un fenómeno patológico o es una adaptación positiva al entrenamiento?. Las sorprendentes imágenes radiológicas de los corazones de atletas hicieron que autores como Moritz (1902) sostuvieran que el “corazón de atleta” era debido a una patología congénita o bien que, a consecuencia del entrenamiento, el corazón mostraba una debilidad que determinaba dicha dilatación. El corazón de atleta consecutivo a un proceso patológico fue una idea extendida hasta mediados del siglo XX.
En al año 1975, Morganroth y cols. formularon por primera vez el factor diferencial del tipo de entrenamiento sobre la víscera cardiaca: los atletas que practicaban deportes estáticos (por ejemplo: halterófilos), desarrollaban un incremento del miocardio (hipertrofia), mientras que aquellos que entrenaban de forma dinámica (por ejemplo fondistas) aumentaban el tamaño del corazón. Este estudio se beneficiaba de la reciente introducción de la ecocardiografía monodimensional con las limitaciones que ello conllevaba, y fue el origen de una controversia que se extiende hasta la actualidad y que ha afectado al campo del entrenamiento, de tal manera que se distinguen, incluso en libros actuales, entre los efectos del entrenamiento aeróbico respecto del anaeróbico.
Posteriormente con la introducción de la ecocardiografía bidimensional y de las ondas rotativas, Perrault y Turcotte (1994), en un excelente trabajo de revisión, ponen en duda la adaptación cardiaca al esfuerzo físico al considerar que los incrementos que se han encontrado en la hipertrofia cardiaca están por debajo del límite de resolución técnica de medida, mientras que los incrementos encontrados en la dilatación cardiaca aunque exceden ligeramente la resolución técnica de medida pueden ser debidos a factores fisiológicos, como la bradicardia y la expansión del volumen de plasma, en lugar de a un cambio morfológico del corazón.
A pesar de que la ecocardiografía bidimensional ha supuesto un gran avance en el conocimiento del corazón del deportista, observamos por la bibliografía consultada que todavía en la actualidad los estudios comparativos entre deportistas de elite con un rendimiento homogéneo son escasos, y además no hemos encontrado ninguna publicación que relacione la morfología cardiaca con el rendimiento en competición.
En este estudio hemos intentado controlar gran parte de los factores citados anteriormente con el objeto de determinar las diferencias existentes y los valores normativos de los espesores y cavidades cardiacas en deportistas de élite de ambos sexos que hacen diferentes tipos de entrenamiento dentro de una misma disciplina, y relacionar estas variables con el registro competitivo y controlar la posible existencia de miocardiopatía hipertrófica.
MATERIAL Y MÉTODOS
La muestra está compuesta por 135 atletas masculinos y 55 femeninas que entrenaban para competir al máximo nivel en pruebas de atletismo de carrera.
Para todos los atletas se seleccionó la mejor marca obtenida durante la temporada en sus pruebas de competición. Las marcas fueron obtenidas a través de la consulta del ránking oficial elaborado por el Departamento de Estadística de la Real Federación Española de Atletismo. El tiempo transcurrido entre la valoración ecocardiográfica y el registro competitivo no fue superior a 2 meses.
El criterio seguido para determinar la mejor marca en aquellos deportistas que competían en varias pruebas fue a través de la correspondiente equivalencia de las marcas según la Puntuación establecida por la International amateur athletic federation (IAAF) (Spiriev, 1998).
De esta forma los atletas fueron distribuidos en grupos en función de la prueba de competición en la que obtuvieron su mejor rendimiento, por lo que ningún deportista podía estar incluido en más de una prueba. Las distancias de competición también se englobaron dentro de especialidades generales según la tradición marcada por la bibliografía (Zintl, 1991; Snell, 1993; Brandon, 1995): Velocidad (100 y 400 metros); Mediofondo (800, 1500, 3000 y 3000 metros obstáculos) y Fondo (5000, 10000 metros y maratón).
Los estudios ecocardiográficos se realizaron en el Centro Nacional de Investigación en Ciencias del Deporte con un aparato de ecocardiografía, Toshiba SSH-140ª Sonolayer (Toshiba Medical System S.A., España), que incorpora imagen mono y bidimensional y Doppler pulsado, continuo y codificado en color. Se emplearon transductores electrónicos. El equipo lleva incorporado un ordenador para la medición y el cálculo de los parámetros empleados de forma sistemática en los laboratorios de ecocardiografía. Se realizaron las mediciones de la pared posterior del ventrículo izquierdo (PP), del septo interventricular (SIV), del diámetro y volumen telediastólico del ventrículo izquierdo (DVID) (VTD), diámetro anteroposterior de la aurícula izquierda y diámetro del ventrículo derecho. Las mediciones se llevaron a cabo siguiendo las normas de la American Society of Echocardiography (ASE) (Sahn y cols. 1978).
Se aplicó una análisis de varianza en la comparación entre los grupos de distinto sexo y los que compiten en distintas pruebas, en las muestras con distribución no homogénea se aplicó la U de Mann-Whitney. Se estableció un análisis de correlación bivariada de Pearson entre las variables ecocardiográficas y el rendimiento en competición. La significación se consideró positiva si la p ≤ 0,05.
RESULTADOS
Estadística descriptiva
En la Tabla I y II se presentan respectivamente para la muestra masculina y femenina la estadística descriptiva de las variables estudiadas para cada una de las pruebas de competición.
Diferencias de sexo
En la Tabla III se presenta los resultados estadísticos encontrados al comparar las variables estudiadas en función del sexo.
Los atletas masculinos tienen unos espesores cardiacos y dimensión del ventrículo izquierdo significativamente superiores. La dimensión de la AI y del VD son superiores en los hombres, pero las diferencias son menos acusadas, no encontrándose significación estadística en las pruebas de menor duración.
Diferencias entre pruebas
En las siguientes Tablas se presentan los resultados estadísticos encontrados al comparar las variables estudiadas en relación a la prueba de competición para la muestra masculina (Tabla IV) y para la muestra femenina (Tabla V).
El VTD se incrementa de forma progresiva al incremento de la distancia de competición hasta los 1500 metros, donde sus especialistas alcanzan los valores más elevados; en las pruebas de mediofondo largo (3000 y 3000 metros obstáculos) y de fondo, el VTD es equiparable al observado en los deportistas de 800 metros. La comparación de medias resultó estadísticamente significativa en la mayoría de comparaciones entre pruebas de velocidad con las pruebas de mediofondo y fondo, pero por ejemplo no hay significación estadística entre las medias obtenidas por los deportistas de 100 y 400 metros cuando se comparan con los maratonianos. No se encontró significación estadística entre pruebas de mediofondo y fondo, ni entre pruebas pertenecientes a una misma especialidad general. Sin embargo, al realizar un análisis más detallado, observamos que el VTD de los deportistas que superaron el 50% del percentil de la marca, atletas de “Categoría A”, en la prueba de 10000 metros es de 167,35 ml y en maratón de 176,17 ml, muy superiores a los encontrados en el resto de grupos estudiados. Si normalizamos el VTD para la SC también se encuentran diferencias significativas entre los especialistas de mediofondo al compararse con los de fondo. La dinámica es similar en la muestra femenina, no encontrándose significación estadística en algunas comparaciones debido al menor número de sujetos.
La menor dimensión del ventrículo derecho medido en los hombres pertenece al grupo de 100 metros, pero las diferencias entre deportistas participantes en las distintas pruebas de pista son insignificantes, observándose que los atletas de maratón tienen un VD significativamente superior al resto de atletas. Un resultado similar se produce en la muestra femenina.
La dimensión anteroposterior de la aurícula izquierda se incrementa en los deportistas masculinos de forma progresiva a la mayor duración de la prueba hasta las distancias de 1500 y 3000 metros obstáculos, manteniéndose valores similares a estos grupos en las distancias de fondo. El análisis resultó significativo entre las pruebas de velocidad con las de mediofondo y fondo, pero no entre pruebas de mediofondo con las de fondo ni entre pruebas pertenecientes a una misma especialidad general. Al igual que para el sexo masculino, entre las mujeres la menor dimensión de la AI fue medida en el grupo de 100 metros, en el resto de grupos el promedio observado es equiparable, no presentándose relaciones significativas.
En ambos sexos las diferencias entre deportistas especializados en distintas pruebas de competición para los espesores cardiacos son muy pequeñas y no se encuentran diferencias significativas destacadas.
Relación con el rendimiento
En las Tablas VI y VII se establece para ambos sexos la relación entre la morfología cardiaca y el rendimiento en competición.
El VTD y/o VTD/SC correlacionaron significativamente con el rendimiento en competición en las pruebas masculinas de 100, 3000, 3000 obstáculos, 10000 metros y maratón y en el grupo de deportistas de 400 metros. Para el VD, AI, PP y SIV no existe ninguna relación con el registro competitivo.
Valores más elevados en los espesores
cardiacos
En la muestra masculina únicamente 2 atletas tuvieron un SIV y/o PP ( 13 mm y 3 tuvieron un grosor de 12 mm. En mujeres 3 atletas alcanzaron un SIV = 11 mm y 4 tuvieron un SIV y/o PP = 10 mm.
DISCUSIÓN
La mayor morfología cardiaca de los atletas masculinos explica parte de las diferencias existentes en el rendimiento deportivo entre deportistas de distinto sexo, proporcionándoles un mayor potencial del sistema de transporte de O2 y de eliminación de productos derivados del metabolismo.
En ambos sexos, el DVID es mayor conforme los atletas se especializan en pruebas de mayor duración; estos resultados guardan relación con la mayor sobrecarga de volumen que se produce durante el esfuerzo en los fondistas y coinciden con los encontrados por Morganroth y cols. (1975), Calderón (1991) y Serratosa (1998) y difieren de los estudios de Ikäeimo y cols. (1979), Fisher y cols. (1989) y Elias y cols. (1991).
El DVID, en todos los grupos estudiados, es muy superior a los que se ha informado en la población sedentaria, entre 44,8 a 50 mm en una amplia muestra de controles masculinos (Morganroth y cols. 1975, Ikäheimo y cols. 1979, Valdés y cols. 1989, Fisher y cols. 1989, Stork y cols. 1991, Pons y Mizrahi 1996) y de 42,3 en mujeres (Zeldis et al., 1978). Perrault y Turcotte (1994) recopilando datos de varios estudios sobre unos 800 sujetos de control dieron cuenta de un diámetro de 48,2±2,2 mm, muy inferior en cualquier caso a los 53,13±2,4 mm encontrados en nuestros atletas de 100 metros que tuvieron los valores inferiores; estos resultados apoyan las conclusiones obtenidas por Legaz y cols. (2000) de que el entrenamiento de velocidad produce una dilatación de la cavidad del ventrículo izquierdo, además el peso de estos deportistas, 71 kg, no es diferente de la población sedentaria masculina, por lo tanto las diferencias no pueden ser debidas a un mayor tamaño corporal.
El DVID de nuestros deportistas de fondo, n = 41, fue de 56,14±3,69 mm, con un peso promedio de 59,2 kg; los atletas de “Categoría A” de 10000 metros y maratón tuvieron respectivamente una medida de 58,1±1,52 y 59,42±1,57 mm. Un 24% de los atletas que compiten en las distancias entre 1500 metros y maratón tuvieron un DVID > 59,5 mm. Estas dimensiones son muy superiores a los promedios encontrados en deportistas de resistencia por otros autores (Morganroth y cols. 1975, Ikäeimo y cols. 1979, Fisher y cols. 1989, Valdes y cols. 1989, Stork y cols. 1991, Pellicia y cols. 1991, Perrault y Turcotte 1994. Los mayores valores de DVID y VTD de nuestros deportistas de fondo son debidos probablemente a su mayor nivel deportivo y volumen de trabajo realizado, aunque en los estudios mencionados no se indica el rendimiento en competición de los atletas, los autores han clasificado a sus muestras como deportistas amateurs y de categoría regional y nacional.
Perrault y Turcotte (1994) en su trabajo de revisión crítica destacaron que el incremento promedio en el DVID entre sujetos controles y deportistas de resistencia da igual o excede ligeramente la resolución técnica, y que su significación puede ser cuestionada debido a los efectos que tiene el entrenamiento sobre la bradicardia y la expansión del volumen de plasma.
Es posible que parte del incremento del DVID en los deportistas se pueda asociar debido a que su medición se realiza en fase con la onda R de un buscador de electrocardiograma simultáneo y cualquier cambio en el intervalo R-R afectará al DVID. De María y cols. (1979) informaron que un incremento de 10 lat.min-1 disminuye en un 2,7% la determinación del DVID. Del mismo modo, el mayor volumen de sangre total en los deportistas puede conllevar incrementos en la dimensión del ventrículo izquierdo. Sin embargo, aún estando de acuerdo con Perrault y Turcotte (1994), los resultados encontrados en este estudio evidencian que realmente el entrenamiento produce cambios morfológicos en la cámara ventricular izquierda, que no sólo pueden ser asociados a variaciones en la frecuencia cardíaca basal y a la expansión del volumen sanguíneo. Las diferencias de más de 12 mm entre los mejores atletas de fondo y los sujetos de control aportados en los distintos trabajos de la bibliografía, y la sensibilidad que esta variable ha mostrado a las pequeñas modificaciones de rendimiento en atletas de alto nivel a lo largo de varios años de entrenamiento (Legaz y cols. 2000), presuponen que las variaciones en la cámara ventricular izquierda no pueden ser debidas exclusivamente a los argumentos aportados por estos autores.
Aun a pesar de la enorme dificultad que implica poder explicar parte de la varianza de rendimiento en competición en muestras tan homogéneas, el DVID se ha relacionado significativamente con la marca en varias distancias, confirmando su excelente valor predictivo mostrado en un estudio longitudinal individualizado (Legaz y cols. 2000). Las causas de la relación entre el DVID y el rendimiento no están claras: es posible que en pruebas de corta duración, un mayor DVID facilite los procesos de recuperación del organismo, lo que permitirá hacer una mayor cantidad de series y de repeticiones a una mayor intensidad, y un mayor número de entrenamientos; en pruebas de mediofondo, un mayor DVID puede favorecer la puesta rápida en funcionamiento de los mecanismos del transporte de oxígeno, lo que permitirá obtener durante los primeros segundos de competición una mayor proporción de energía a partir del metabolismo aeróbico y facilitar también el sistema de tamponamiento de la acidosis y la eliminación de los productos derivados del metabolismo; en distancias de mayor duración, un DVID superior puede facilitar una mayor disponibilidad de O2 permitiendo una intensidad de carrera más elevada sin necesidad de utilización del sistema de energía anaeróbico, además de poder intervenir en otros procesos como en la eliminación de los productos derivados del metabolismo, economía funcional y sistema de termorregulación.
La medida del VD no se realiza habitualmente de forma sistematizada debido a la dificultad de estandarizar tal medida. Los resultados destacan un claro incremento de esta cavidad en atletas de maratón, una posible hipótesis de este comportamiento es que en estos atletas se produzca un incremento del VD como un mecanismo de adaptación compensatoria al incremento del gasto cardiaco sistémico, necesario para la coordinación funcional entre ambos ventrículos.
El interés por la AI, al igual que el VD, ha sido escaso en los estudios ecocardiográficos del corazón entrenado. Los valores normativos para esta cavidad son superiores a los observados en otros grupos de atletas (Ikäeimo y cols. 1979, Valdés y cols. 1989, Pellicia y cols. 1991). Nuestros resultados evidencian una adaptación de esta cavidad con el entrenamiento aeróbico, confirmando los resultados encontrados por Ikäeimo y cols. (1979); este hecho puede ser debido a que los atletas de fondo ejecutan sus entrenamientos a una frecuencia cardiaca elevada durante un tiempo prolongado, por el contrario aunque en los atletas de velocidad la descarga adrenérgica sea muy intensa durante el tiempo de ejecución de las series, la frecuencia cardíaca en el tiempo total, ejercicio más recuperación, es muy baja. En razón de lo expuesto, un mecanismo de adaptación a frecuencias cardíacas elevadas, cuando se reduce principalmente el tiempo diastólico, sería la dilatación de las cavidades auriculares, que determinarían un mejor llenado ventricular. Aunque existen trabajos que sostienen una mejora de la función diastólica durante el ejercicio (Calderón y Jiménez 1996), la realidad es que es difícil de demostrar.
El grosor para toda la muestra masculina de la PP fue de 9,31±1,23 mm y de 9,42±1,23 mm para el SIV. Estos promedios sólo son 0,7 mm superiores a los que informaron Perrault y Turcotte (1994) en un trabajo de revisión sobre cerca de 800 sujetos de control. La mayoría de los estudios han encontrado diferencias entre deportistas de velocidad y/o resistencia respecto a los sujetos de control para los espesores cardíacos (Morganroth y cols. 1975; Ikäeimo y cols. 1979; Valdés y cols. 1989; Fisher y cols. 1989; Stork y cols. 1991).
Al estudiar el DVID obtenido por nuestros deportistas en referencia a los trabajos de otros autores, hemos encontrado que la muestra de atletas evaluada obtenía valores superiores a los aportados en la literatura. No encontramos esta relación al comparar los espesores cardiacos: Perrault y Turcotte (1994) sobre una revisión de unos 1300 atletas de resistencia informaron un grosor de la PP de 10,2±1,5 mm, valores superiores a los obtenidos en nuestros deportistas de fondo, 9,37±1,2 mm; este grosor también es inferior al promediado por otros grupos de fondistas (Morganroth y cols. 1975; Ikäeimo y cols. 1979; Fishers y cols. 1989; Valdés y cols. 1989; Stork y cols. 1991).
Se ha sugerido que los espesores cardíacos eran específicos para los distintos tipos de entrenamiento, sin embargo los resultados encontrados en los distintos trabajos son contradictorios: Morganroth y cols. (1975) informaron en 12 deportistas involucrados en ejercicio isométrico (deportes de lucha y lanzadores) un espesor de la PP significativamente superior a la medición realizada en un grupo de 15 corredores, estos resultados fueron apoyados por Fisher y cols. (1989). Poco después del estudio de Morganroth, Ikäeimo y cols. (1979) concluyeron que el entrenamiento de resistencia induce a una mayor hipertrofia cardíaca que el entrenamiento de velocidad, tras comparar los espesores cardíacos en 10 velocistas y 12 corredores de fondo. Resultados similares han sido observados por Calderón (1991) y Serratosa (1998).
De los resultados expuestos en este estudio se evidencia que no se produce un proceso de adaptación al entrenamiento en los espesores cardíacos, y si se produce estos son insignificantes, y que además su medición no se relaciona con el rendimiento en competición.
En un estudio realizado por Serra Grima y cols. (1994) se estableció un espesor cardiaco ( 13 mm como el límite fisiológico de hipertrofia miocárdica del ventrículo izquierdo en deportistas, ya que dicho valor se relacionó significativamente con captación miocárdica positiva de antimiosina. Pellicia y cols. (1991) en un estudio sobre 947 deportistas nacionales e internacionales de 25 disciplinas diferentes encontraron que en 16 (15 remeros y 1 ciclista) el grosor cardiaco excedió los 13 mm, probablemente al elevado peso corporal de estos atletas. Los resultados encontrados en este trabajo descartan la existencia de miocardiopatía hipertrófica en deportistas de máximo nivel, considerando que unos espesores parietales superiores a 12 mm son excepcionales en atletas masculinos, mientras que valores superiores a 10 mm se dan ocasionalmente en las atletas.
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