El frío y el rendimiento, ejercicio físico en ambiente frío

El hecho de practicar ejercicio físico en ambiente frío requiere del conocimiento, al menos en parte, de cómo altera este condicionante el rendimiento alcanzable en los mismos, pues se verá afectado de forma más o menos profunda además de suponer, en casos “extremos”, una amenaza latente para la propia salud. El objetivo de este artículo es acercar al lector el conocimiento de las adaptaciones que realiza su organismo al exponerse a ambientes fríos y de cómo éstas influyen en el rendimiento que va poder alcanzar en las actividades que pueda practicar en ellos.

INTRODUCCIÓN

Hace ya un tiempo (en Cuadernos Técnicos nº44), se habló de cómo el organismo humano se adaptaba a las condiciones externas que imponían las altas temperaturas, y cómo la adaptación inmediata en búsqueda de la homeostasis acelerada permitía no sólo la supervivencia en este ambiente sino también la práctica de ejercicio físico en esas condiciones (incluso, teniendo en cuenta determinados factores, la consecución del máximo rendimiento posible en tales circunstancias).

Si bien es cierto que las adaptaciones que se producen en ambientes fríos no alcanzan la “magnitud” de las que se desarrollan para tolerar ambientes calurosos, en tanto en cuanto no se producen adaptaciones estables en el tiempo que permitan hablar de aclimatación (habituación, en todo caso, sería el término más adecuado, como se verá más adelante), es en gran parte porque este problema ha encontrado solución a lo largo de los tiempos gracias al descubrimiento del propio fuego, pasando por la construcción de viviendas adecuadas al entorno o el desarrollo de vestimentas cada vez más aislantes.

Sin embargo, no es menos cierto que todos los organismos responden de manera necesaria y única en ambientes fríos, y el hecho de practicar ejercicio físico en ellos requiere del conocimiento, al menos en parte, de cómo altera este condicionante el rendimiento alcanzable en los mismos, pues se verá afectado de forma más o menos profunda además de suponer, en casos “extremos”, una amenaza latente para la propia salud.

El objetivo de este artículo es acercar al lector el conocimiento de las adaptaciones que realiza su organismo al exponerse a ambientes fríos y de cómo éstas influyen en el rendimiento que va poder alcanzar en las actividades que pueda practicar en ellos.

¿QUÉ ES HEL-ARTE?... EL FRIO COMO ESTRESOR

Pese al desarrollo de los tejidos modernos y el material aislante, una exposición al frío intensa y prolongada puede llegar lesionar la piel y otros tejidos (incluso producir un bronco-espasmo, dañando la función pulmonar). Hoy en día, la “mayoría” de la población acomodada no es consciente de la fragilidad de las reservas fisiológicas que se tienen para combatir el frío, pues no se expone de manera habitual y/o prolongada a tales condiciones; sin embargo, en los climas fríos de la Tierra (aquellos que se suelen pisar voluntariamente en busca de “aventuras”, objetivos deportivos o de otra índole), hay numerosos agentes estresantes ambientales que desbaratan la homeostasis en los sistemas corporales (a los que habrá que adaptarse del mejor modo posible para permanecer en ellos), siendo los tres siguientes los más importantes que atañen al motivo del artículo:

Una temperatura del aire por debajo de la temperatura de la piel y de la temperatura interna del cuerpo, lo que puede suponer que la pérdida de calor exceda a la producción del mismo, por lo que la temperatura interna del cuerpo disminuya.

El movimiento del aire “a través” del cuerpo, que aceleraría la pérdida de calor corporal:

a) al quitar capas de aire caliente en calma que hay atrapadas en las prendas aislantes.
b) al aumentar el enfriamiento por evaporación de la piel húmeda por el sudor o cuando el material aislante está húmedo.

El aire seco: algo que, unido al frío, puede estimular un bronco-espasmo (provocado por el ejercicio), mientras que el aire cálido y húmedo es mucho mejor tolerado (por personas asmáticas o sensibles). Sin embargo, en personas sanas, se ha observado una disminución del VEMS (volumen espiratorio máximo en un segundo) al inhalar aire seco (incluso en ambientes suaves, con aire caliente).

NOTA: El efecto del viento en un ambiente frío puede suponer hasta un 80% de toda la pérdida de calor corporal. De hecho, tanta es su importancia que, cuando entra en juego este factor ya no sólo se habla de temperatura, sino de sensación térmica – cuando ésta es muy baja, la carne se puede congelar en un minuto o menos – (ver cuadro en foto 1).

ADAPTACIONES AL FRÍO DEL ORGANISMO HUMANO EN REPOSO

La simple exposición a un ambiente frío durante un tiempo hace que se produzcan en el organismo varias respuestas adaptativas inmediatas, debidas a las interacciones de los receptores sensoriales (que detectan el descenso de temperatura de la piel), el sistema nervioso central y diversos órganos, que juegan papeles esenciales a nivel individual pero con un objetivo común: mantener la temperatura interna del cuerpo a (o cerca de) los 37ºC, y movilizar combustibles (glucosa y ácidos grasos principalmente) que sostengan un metabolismo y una producción de calor acrecentadas. 

Todas estas adaptaciones las podemos clasificar en 3 frentes de acción posibles:

Producir más calor, al empezar las contracciones rítmicas de la tiritona (o termogénesis involuntaria), que se estimula cuando la pérdida de calor hace que la temperatura de la piel caiga rápidamente o la temperatura interna del cuerpo baja hasta el umbral del temblor, que es el punto al que debe descender la temperatura corporal antes de que se empiece a tiritar. Dado que estas contracciones no producen ningún trabajo, la energía se convierte en su mayor parte en calor.

Reducir la pérdida de calor, mediante la constricción de los capilares cutáneos, que reducen el volumen de sangre caliente que fluye a través de la piel.

Movilizar combustibles metabólicos, como ácidos grasos libres o glucosa sanguínea (sobre todo la segunda), por la secreción de diversas hormonas (adrenalina, noradrenalina, cortisol y cortisona), para el aumento de la tasa metabólica demandada por la termogénesis involuntaria.

Se podría decir que, durante la mayoría de las exposiciones al aire frío, existen respuestas o adaptaciones que se dan casi siempre, aunque dependerán de diversos factores de orden interno (características anatómico fisiológicas de cada individuo) y externo (intensidad del frío del ambiente, que puede ser desde suave, moderado, frío, muy frío o extremo), por lo que es difícil generalizar; aun así, serían estas dos:

La vasoconstricción periférica (o desviación de sangre caliente a venas profundas), que hace que disminuya la temperatura de la piel y, por tanto, que descienda la pérdida de calor corporal por radiación. La efectividad de este fenómeno se ve influida por la cantidad de tejido adiposo almacenado bajo la piel en una relación inversamente proporcional (pérdida de calor = 1 dividido por la masa grasa subcutánea). Esto explica, por un lado, que a mayor masa grasa subcutánea, se tolere una menor temperatura del aire antes de empezar a tiritar y, por otro, que el ritmo metabólico (entendido como la cantidad de energía consuma por unidad de tiempo) sea inversamente proporcional a la misma (cantidad de grasa) ante una exposición al frío. Estas relaciones, curiosamente, tan sólo se dan en ambientes fríos por vasoconstricción máxima, ya que si la vasoconstricción es suave (en ambientes frescos), se produce un riego mayor de sangre a la piel (efecto antagónico), por lo que se disipa más calor al aire circundante traduciéndose en una menor temperatura corporal y una mayor demanda de la misma a base de tiritar.

La tiritona o termogénesis involuntaria y la liberación de hormonas que incrementen el ritmo metabólico para asegurarla.

Ambas respuestas (el aumento de los niveles de catecolaminas y el incremento del volumen central de sangre que sigue a la vasoconstricción periférica), se encuentran bajo el control del sistema nervioso central autónomo y hacen que aumente el gasto cardíaco tan sólo por un aumento del volumen sistólico y no de la frecuencia cardíaca, que curiosamente permanece constante.

En ambientes termo-neutros, el consumo de energía del organismo responde a tres necesidades:

El gasto energético necesario para realizar todas las funciones que le permiten mantenerse con vida en reposo (o tasa metabólica basal), siendo éste el mayor de todos los consumos en tales condiciones (de inactividad o de no trabajo), suponiendo un 60-75% de la energía que, además, provienen en casi un 60% de las reservas lipídicas (grasas).

El coste energético para la absorción de alimentos (incluyendo su metabolismo y almacenamiento).

La energía que se gasta cuando se hace ejercicio físico.

Sin embargo, en ambientes fríos el gasto energético en reposo ya es mayor, tanto por efectos hormonales como por el aumento de la actividad involuntaria (tiritonas) que, además, suponen un consumo extra de reservas glucolíticas (glucosa sanguínea y glucógeno muscular), por la tipología de las contracciones (fibras FT) que demandan dicha termogénesis.

Un elemento a tener en cuenta que se ve influido por la exposición al aire frío es el equilibrio de líquidos que, curiosamente, se ve alterado de modo indirecto por el mayor volumen de orina que se genera cuando se produce la vasoconstricción cutánea, lo que acelera la deshidratación (con el consecuente deterioro de la salud, primero, y del rendimiento en la actividad que se lleve entre manos, después)..., por tanto, será un parámetro a vigilar.

Otro factor a considerar que adquiere su importancia “con los años” es la propia edad, dado que con ésta disminuye el riego sanguíneo cutáneo y, en consecuencia, también el grado de vasoconstricción; de igual modo, el aumento de la tasa metabólica por el frío es menor con la edad, provocando una temperatura rectal menor en ambientes fríos, dado que la producción de calor metabólico es menor. Por tanto, se podría afirmar que a mayor edad, las adaptaciones que debe realizar el organismo se dan a menor escala por los propios cambios que, ya de por sí, se padecen con el paso de los años lo que, en cierto modo, configura un “modelo” menos adaptado a las condiciones de los ambientes fríos, pues se pierde mayor temperatura que en organismos más jóvenes (que proceden con una vasoconstricción mayor para iguales temperaturas, y un aumento de la tasa metabólica mayor, para compensar las pérdidas de calor provocadas en dichos ambientes, sin descensos tan notables de la temperatura interna).

Existirían también otras respuestas de adaptación al ambiente frío, enmarcadas fuera del ámbito “fisiológico”, o lo que se ha denominado termorregulación por comportamiento, que obedece a todas aquellas conductas que sugieren el propio raciocinio y/o al aprendizaje sobre la experiencia, como ponerse más capas de prendas (o las adecuadas a cada situación), beber líquidos calientes o trasladarse a entornos más cálidos (“lógico”, ¿verdad?).

FRÍO Y EJERCICIO: ADAPTACIONES INMEDIATAS

La realidad a la hora de hacer ejercicio en ambiente frío evidencia que soportar tales condiciones supone un estrés adicional por dos motivos principales:

La vestimenta (que debería llevarse para aislarse, minimizando así el impacto del frío sobre el organismo) suele ser una incomodidad a la vez que un peso extra, siendo una traba doble por esto último (peso de más) y por la fricción de unas prendas con otras, que dificulta muchas veces el movimiento.

El enfriamiento corporal, que produce la termogénesis involuntaria (tiritonas) ó un aumento del tono muscular antes de que ésta se produzca.

Su efecto conjunto desencadena, en última instancia: un aumento del coste metabólico (por el peso extra soportado y la fuerza de más que debe hacerse para realizar los movimientos por el roce entre las prendas de abrigo); un descenso de la coordinación (por el mayor tono de la musculatura, tanto agonista como antagonista, pre-termogénesis involuntaria o durante el desarrollo de la misma); y un efecto anestesiante en los receptores sensoriales de las partes más distales de las extremidades (manos y pies), lo que entorpece actividades de destreza fina que se deban realizar en tales circunstancias. 

Diversos estudios controlados de laboratorio han comparado las diferencias de adaptación del organismo al ejercicio en ambientes termo-neutros (temperatura ambiente suave) y en ambientes fríos, de los cuales se desprenden los siguientes resultados –adaptado de Doubt (1991), en Armstrong (2000) –:

A nivel de la termorregulación, al hacer ejercicio en ambiente frío se observó una mayor pérdida de calor (tanto radiante como a través de la respiración), lo que implicaba una menor temperatura interna (rectal); también la temperatura muscular fue menor al igual que el umbral de temperatura para comenzar a sudar (se hacía a una temperatura menor en ambiente frío, dado que se desprendía mayor calor, como adaptación para regular la temperatura interna).

En cuando a las adaptaciones inmediatas cardiopulmonares, se observó un aumento de la ventilación (hiperventilación) y del consumo de oxígeno (en cargas de trabajo bajas), mientras que su expresión máxima (el máximo consumo de oxígeno o VO2 Máx) no alcanzaba los valores mostrados para la misma carga que en el ambiente termo-neutro. A su vez, el gasto cardíaco (que se obtiene del producto de la frecuencia cardíaca por el volumen sistólico bombeado por el corazón) fue similar en ambos ambientes, sin embargo, la frecuencia cardíaca alcanzada fue menor en el ambiente frío (algo que evidencia el uso de un mayor volumen sistólico a cada latido).

Por último, en cuanto a la dinámica metabólica para la producción de energía, se observa una mayor tendencia del uso de los sustratos glucolíticos (tanto en sangre como de los almacenes musculares – glucógeno –) y un descenso relativo del empleo de los ácidos grasos libres en los ambientes fríos. Este hecho deriva en una mayor producción de lactato a iguales intensidades de ejercicio, dado que el consumo de oxígeno es menor y, por ende, deberá usarse en mayor cantidad este principio inmediato en condiciones anaeróbicas para la producción de energía. 

Por tanto, como se puede observar, las condiciones que impone el ambiente frío no son, de entrada, las más idóneas para alcanzar rendimientos máximos en la disciplina que sea. Sin embargo, dichas condiciones serán las mismas para todo aquel que realice cualquier deporte en estos ambientes (si se hace en disciplinas competitivas) o, visto desde otra perspectiva, “son las que son” y habrá que adaptarse a ellas del mejor modo posible, si el objetivo del practicante (de la actividad que sea) es llevarla a cabo sin más, independientemente del rendimiento que se pretenda alcanzar (que normalmente consiste en completar la actividad, sin buscar un rendimiento de tiempos o marcas concretas). De todos modos, si se tiene en cuenta la máxima de “velocidad = seguridad” que impera en algunas de las actividades que se practican en estas condiciones, no debería despreciarse el contenido de los siguientes párrafos.

FRÍO Y RENDIMIENTO: ALGUNOS APUNTES

Las respuestas fisiológicas ante una exposición prolongada al frío están relacionadas con el nivel de “forma física” personal. Aquellos individuos que presentan buenos niveles de forma, tienen una capacidad termorreguladora más eficaz que los que no lo están (por una mayor producción de calor metabólico y un mayor aislamiento interior del cuerpo por vasoconstricción). Aparentemente, el entrenamiento físico mejora la sensibilidad de las respuestas adaptativas frente al frío (se han encontrado disminuciones de la temperatura rectal antes de empezar a tiritar en corredores de fondo en forma, frente a personas sedentarias en las que no se halló dicha adaptación – Baum, E (1987), en Armstrong, L (2000) –) y, de forma indirecta, contrarresta los desgastes del ambiente frío de dos maneras: una es que a mayor masa muscular (consecuencia “habitual” del entrenamiento) mayor producción de calor metabólico al tiritar; y otra es que esa producción de calor metabólico (medido como consumo de oxígeno) se puede mantener por más tiempo, ya que se podrán mantener intensidades de ejercicio más elevadas por las adaptaciones propias del entrenamiento.

Al margen de estas generalidades que, sin embargo, no se dan en todas las personas (independientemente de su estado de forma), resulta interesante comprobar cómo las distintas capacidades físicas se ven influidas por los ambientes fríos, ya que según la modalidad deportiva que se lleve a cabo, se incidirá en unas más que en otras.

Algo común a todas ellas, no obstante, es que el máximo rendimiento alcanzable puede verse afectado de manera negativa si la temperatura interna o la temperatura muscular caen (que es el parámetro que se debe controlar, más que lo baja que sea la temperatura del ambiente), y la primera forma para contrarrestar este fenómeno pasa por realizar un calentamiento más eficaz, que se ha demostrado como aquel que se efectúa a intensidades moderadas y con una duración prolongada, frente a otros más cortos e intensos, que no preparan convenientemente músculos y sistema cardiovascular, para evitar lesiones y estimular del mejor modo su eficiencia metabólica.

La resistencia aeróbica, entendida aquí como el máximo tiempo posible que se puede soportar una actividad constante de intensidad moderada, disminuye si todo el cuerpo se enfría, aumentando la probabilidad de ocurrencia cuanto más se dilate la actividad por el mayor tiempo de exposición al ambiente frío. Se apuntan diversos motivos para explicar este fenómeno, aunque el más importante sería que el número máximo de pulsaciones (FC Máx) disminuye con el enfriamiento del cuerpo y, al no aumentar el volumen sistólico, el gasto cardíaco cae y, con él, la capacidad para mantener el ejercicio.

La resistencia muscular o capacidad para mantener contracciones continuas a una intensidad sub-máxima, también puede verse alterada por la exposición al frío y el descenso consecuente de la temperatura muscular. Si ésta desciende de los 27ºC, la resistencia muscular disminuye bien por una menor velocidad de conducción de los nervios, bien por una menor movilización de fibras musculares (especialmente las que se encuentran cerca de la superficie del músculo).

La fuerza muscular, alterada por el mismo factor anterior (descenso de la temperatura muscular), también se ve afectada en su expresión máxima (fuerza máxima) y en su manifestación de máxima potencia (mayor cantidad de fuerza aplicada en el menor tiempo posible). Las explicaciones, como en casos anteriores, son varias: desde que dicho enfriamiento provoque un aumento en el tiempo que lleve a las fibras musculares a alcanzar su máxima tensión (por una unión más lenta de los puentes cruzados de actina y miosina), hasta un posible aumento de la viscosidad del sarcoplasma (líquido interno de las células musculares) que aumente la resistencia al movimiento de los citados puentes cruzados, pasando por una ralentización de la tasa de reacciones químicas del músculo (al disminuir la actividad de las enzimas musculares por del descenso de la temperatura interna).

Con todo lo anterior, cabría apuntar a modo de resumen una serie de conclusiones para optimizar el rendimiento de la práctica física realizada en ambientes fríos, independientemente del tipo de actividad que se lleve a cabo (ver Cuadro final).

ACLIMATACIÓN, MÁS ALLÁ DE LA ADAPTACIÓN INMEDIATA

Las posibilidades de aclimatación al frío son muy limitadas, como se ha comentado al principio del artículo, por el la mayor protección que ha ido consiguiendo el ser humano contra este factor estresante a lo largo de su historia. A pesar de esto, si se han demostrado adaptaciones raciales al frío (por ejemplo, las razas mongoloides están mejor condicionadas para soportar las bajas temperaturas ambientales que los negroides o caucásicos).

Es posible una cierta aclimatación a corto y medio plazo. La exposición habitual a un ambiente frío permite soportar mejor sensaciones como el adormecimiento u hormigueo en extremidades (incluso el dolor). La modificación de la actitud psicológica constituye uno de los más notables efectos de la exposición repetida al frío, lo que permite retrasar la aparición de la apatía y la inactividad (garantía de supervivencia en ambientes extremos), sin embargo, se podría hablar más de habituación o acostumbramiento que de aclimatación, en tanto en cuanto las adaptaciones que se consiguen no son estables en el tiempo más que por un intervalo limitado.

Esta habituación se refleja también en menores pérdidas de glucógeno ante una exposición al frío determinada, pues la temperatura corporal es más alta y se tirita menos (ya que el umbral de la tiritona, tras repetidas exposiciones a aire frío, se traslada a una temperatura corporal más baja), lo que tiene un efecto favorable sobre el rendimiento en actividades de resistencia (por el ahorro energético que supone) en entornos más fríos.

CONCLUSIONES

Las interacciones entre el ejercicio y los agentes estresantes del frío son complejas y no tienen por qué ser necesariamente aditivas, como podría esperarse en ambientes calurosos. De hecho, a medida que aumenta la intensidad del ejercicio, las diferencias en la respuesta a entornos térmicos neutros y fríos pueden cambiar. Si se tiene en cuenta este hecho y se parte de reconocer lo compleja que es la respuesta del ser humano ante un ejercicio cualquiera, que siempre es particular o individual, se podrá comprender desde la óptica adecuada la utilidad de todo cuanto se ha expresado en líneas anteriores.

CUADRO FINAL: ASPECTOS PARA OPTIMIZAR EL RENDIMIENTO EN AMBIENTES FRÍOS

Limitar al máximo el tiempo de exposición a las condiciones hostiles que impone el ambiente frío pues, pese a los esfuerzos adaptativos del organismo y las prevenciones que se puedan adoptar, el descenso de la temperatura interna que paulatinamente se produce, provocará un deterioro del rendimiento alcanzable en la actividad que sea. Evitar las exposiciones (y sobre todo prolongadas) en condiciones límite o extremas, por el mayor riesgo de lesión sobre la piel y otros tejidos que se produce. Aislar la superficie de la piel con prendas adecuadas para mantener la temperatura corporal, algo que dependerá del entorno concreto, la tasa metabólica individual y la actividad concreta a llevar a cabo (movilidad que demande). Potenciar el desarrollo del consumo máximo de oxígeno, dado que es una cualidad que se ve reducida en su máxima expresión en ambientes fríos. Potenciar el aumento del umbral anaeróbico láctico para soportar mayores intensidades de ejercicio sin que el acumulo de lactato supere la tasa de eliminación del mismo y, por tanto, limite la intensidad con que se esté llevando a cabo la actividad.

Asegurar las mejores condiciones iniciales para la práctica de la actividad física, mediante una buena preparación general previa y un calentamiento adecuado al ejercicio. Preocuparse por mantener, mediante el aislamiento y la actividad adecuada, una temperatura muscular lo más elevada posible para evitar deterioros en la máxima expresión de fuerza y potencia. No descuidar la hidratación frecuente para evitar el deterioro de la salud y el rendimiento en las actividades (por el incremento indirecto del volumen de orina). Tener en cuenta que, a mayor edad, las adaptaciones del organismo al ambiente frío se deterioran o no son tan eficaces. Prevenir un aporte adecuado de hidratos de carbono para cubrir las demandas de la tasa metabólica, que se incrementa cualitativamente.

Fuente Barrabez.com

Bibliografía consultada

Lawrence E. Armstrong. “Rendimiento en ambientes extremos”. Ediciones Desnivel. Madrid (2000).
J. López Chicharro; A. Fernández Vaquero. “Fisiología del ejercicio. 3ª Edición”. Editorial Médica Panamericana. Madrid (2006).