A proposal to identify the maximal metabolic steady state by muscle oxygenation and VO2max levels in trained cyclists

Abstract

PROPÓSITO: Los sensores de espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) miden la saturación de oxígeno muscular (SmO2) como factor de rendimiento en atletas de resistencia. El objetivo de este estudio es delimitar los umbrales metabólicos relativos al estado metabólico máximo estable (MMSS) utilizando SmO2 en ciclistas.

MÉTODOS: Cuarenta y ocho ciclistas realizaron una prueba incremental graduada (GTX) (100 W-calentamiento seguido de 30 W min) hasta el agotamiento. La SmO2 se midió con un NIRS portátil colocado en el vasto lateral. Los sujetos se clasificaron por niveles de VO2max con una escala del 2 al 5: L2 = 45-54,9, L3 = 55-64,9, L4 = 65-71, L5 = > 71, que representan entrenado de forma recreativa, entrenado, bien entrenado y profesional, respectivamente. A continuación, se determinaron los umbrales metabólicos: Zona Fatmax, potencia umbral funcional (FTP), punto de compensación respiratoria (RCP) y potencia aeróbica máxima (MAP). Además, la potencia de salida%, frecuencia cardiaca%, VO2%, consumo de carbohidratos y grasas hasta el punto de corte de SmO2 en relación con la MMSS.

RESULTADOS: Se encontró una mayor disminución de SmO2 en ciclistas con > 55 VO2max (L3, L4 y L5) frente a los ciclistas (L2) en la MMSS. Asimismo, tras superar el FTP y el RCP, el rendimiento depende de una mejor extracción de oxígeno muscular. Además, la MMSS se definió al 27% de SmO2, donde comienza un estado no estable durante el ejercicio en ciclistas entrenados.

CONCLUSIÓN: Se ha proporcionado un nuevo indicador para ciclistas entrenados, < 27% SmO2 como punto de corte para definir la Zona MMSS. Esta es la intensidad para la cual el atleta puede sostener 1 h de ejercicio bajo condiciones de estado cuasi estable sin fatigarse.

PURPOSE: Near-infrared spectroscopy (NIRS) sensors measure muscle oxygen saturation (SmO2) as a performance factor in endurance athletes. The objective of this study is to delimit metabolic thresholds relative to maximal metabolic steady state (MMSS) using SmO2 in cyclists.

METHODS: Forty-eight cyclists performed a graded incremental test (GTX) (100 W-warm-up followed by 30 W min) until exhaustion. SmO2 was measured with a portable NIRS placed on the vastus lateralis. Subjects were classified by VO2max levels with a scale from 2 to 5: L2 = 45–54.9, L3 = 55–64.9, L4 = 65–71, L5 = > 71, which represent recreationally trained, trained, well-trained, and professional, respectively. Then, metabolic thresholds were determined: Fatmax zone, functional threshold power (FTP), respiratory compensation point (RCP), and maximal aerobic power (MAP). In addition, power output%, heart rate%, VO2%, carbohydrate and fat consumption to cutoff SmO2 point relative to MMSS were obtained.

RESULTS: A greater SmO2 decrease was found in cyclists with > 55 VO2max (L3, L4 and L5) vs. cyclists (L2) in the MMSS. Likewise, after passing FTP and RCP, performance is dependent on better muscle oxygen extraction. Furthermore, the MMSS was defined at 27% SmO2, where a non-steady state begins during exercise in trained cyclists.

CONCLUSION: A new indicator has been provided for trained cyclists, < 27% SmO2 as a cut-off to define the MMSS Zone. This is the intensity for which the athlete can sustain 1 h of exercise under quasi-steady state conditions without fatiguing.