Constante de Tiempo (τ) del Consumo de Oxígeno

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Con la introducción de un estímulo de ejercicio constante, el consumo de oxígeno se incrementa con un patrón predecible que describe convenientemente la cinética de primer orden con una función exponencial (Ver Figura 1).

Figura 1.Conjunto hipotético de datos generados para mostrar algunos puntos clave relacionados con el ajuste de los datos de la cinética del VO₂. En los primeros 30 s (entre la línea vertical a rayas y la línea punteada), la constante tau (τ) = 24 s, pero para todos los tiempos luego de esto, τ = 36 s.

Existe cierto debate acerca de la naturaleza exacta de esta función y si existe o no retrasos en el tiempo o componentes exponenciales múltiples. Sin embargo, para fines prácticos (i.e., pruebas de ejercicio para la valoración del rendimiento o la valoración clínica), el incremento en la cinética del consumo de oxígeno con el comienzo del ejercicio puede ser convenientemente descrito por una función mono-exponencial con una constante de tiempo (τVO₂). Esta constante de tiempo se define en la ecuación estándar de una función exponencial.

VO₂(t) = δVO₂ (1 – e^(t/τ))

Donde VO₂(t) es el consumo de oxígeno a un tiempo (t) dado; δVO₂ es el incremento total en el consumo de oxígeno y e es la base natural de los logaritmos. En base al modelo monoexponencial, luego de una constante de tiempo (τVO₂), el incremento del VO₂ será de ~ 63% del incremento total hasta un nuevo valor en estado estable, y luego de cuatro constantes de tiempo, el incremento en el VO₂ será del 98% del incremento total.

La constante de tiempo τVO₂ es importante debido a que, conjuntamente con el VO₂máx, η y el umbral ventilatorio, es uno de los parámetros fundamentales de la función aeróbica. Por encima del umbral ventilatorio, la determinación de τVO₂ es más compleja debido al continuo incremento en el VO₂; incluso durante un ejercicio con carga constante.

La mejor forma de derivar la constante τVO₂es a partir de un test de ejercicio a carga constante, en donde la entrada en calor es seguida por la imposición de una carga de trabajo de intensidad moderada por al menos 6 minutos. Durante este tipo de test, se espera que el VO₂se incremente hasta un nuevo estado estable en aproximadamente 3 minutos. Se curva de ajuste exponencial se utiliza para derivar τVO₂. Alternativamente, si se deriva el déficit de oxígeno (VO_2def) utilizando métodos matemáticos más complejos, entonces τVO₂ puede calcularse a partir de la siguiente ecuación:

Siendo τVO₂ una constante de tiempo, sus unidades son segundos.

El valor normal de τVO₂ derivado de acuerdo con la ecuación presentada, en jóvenes sedentarios saludables es de 38 s con una desviación estándar de 5 s. La τVO₂ se reduce con el entrenamiento y se ha observado que puede ser tan baja como de 20 s en atletas. La τVO₂ es más corta cuando se mide inmediatamente luego del ejercicio previo. Presumiblemente, esto se debe a los mecanismos que permiten el transporte de oxígeno y su utilización en los músculos activos. En contraste, la τVO₂ es más prolongada con el desacondicionamiento físico lo cual puede deberse a un funcionamiento sub-óptimo de los mecanismos que permiten el transporte y la utilización de oxígeno en los músculos activos.