D4 Análisis Metabólico y Fisiológico

Tópico

El análisis metabólico y fisiológico cuantifica el gasto energético y el estado funcional de los sistemas orgánicos durante el ejercicio, aportando la dimensión termodinámica del rendimiento locomotor. La calorimetría indirecta permite inferir el calor metabólico total que el animal produce a partir de la tasa a la que consume oxígeno y la tasa a la que produce dióxido de carbono, sin necesidad de medir ese calor de forma directa, porque las relaciones estequiométricas entre los sustratos metabólicos que el cuerpo quema y el oxígeno y el dióxido de carbono que intercambia con el ambiente son conocidas con alta precisión.

La razón entre la tasa de producción de dióxido de carbono y la tasa de consumo de oxígeno revela cuál es el sustrato energético predominante que el cuerpo está quemando en cada momento: un valor de esa razón cercano a siete décimas indica que el cuerpo está quemando predominantemente grasas, un valor cercano a uno indica que está quemando predominantemente glucosa, y un valor por encima de uno indica que el músculo está produciendo lactato, es decir, que una parte relevante del metabolismo se ha vuelto anaeróbico.

El consumo de oxígeno tiene, para cada animal, un techo aeróbico: el consumo máximo de oxígeno que el organismo es capaz de sostener durante el ejercicio más intenso. Ese techo aeróbico no crece en proporción directa con la masa corporal al comparar animales de tamaños distintos, sino con una potencia de la masa corporal levemente menor que uno, cercana a tres cuartos, de modo que un animal diez veces más pesado que otro no tiene un techo aeróbico diez veces mayor, sino bastante menos que eso.

La economía con que un animal convierte ese consumo de oxígeno en desplazamiento se expresa como el costo de transporte: cuánta energía metabólica gasta el animal por cada unidad de masa corporal y por cada unidad de distancia recorrida. Expresado de esta forma, el costo de transporte permite comparar la eficiencia locomotora entre especies de tamaños muy distintos, algo que el consumo de oxígeno por sí solo, sin normalizar por masa y distancia, no permite hacer directamente.

El estado funcional de los sistemas orgánicos mencionado al comienzo también se puede leer directamente sobre la piel, mediante termografía infrarroja: esta técnica mide la temperatura superficial del cuerpo con resolución espacial, aprovechando que todo cuerpo emite radiación infrarroja en una cantidad que crece mucho más rápido que su propia temperatura. Las diferencias de temperatura que aparecen entre distintas zonas del cuerpo reflejan, según dónde se midan, patrones de flujo sanguíneo, procesos inflamatorios locales o estrés térmico generalizado.

El lactato que aparece en la sangre cuando el metabolismo se vuelve anaeróbico, junto con otros biomarcadores como el cortisol y la creatinquinasa, sigue en la sangre una dinámica simple: la velocidad con que la concentración de cada uno de estos biomarcadores sube o baja en cada momento es proporcional a la propia concentración presente en ese momento, lo que hace que, tras el estímulo que los eleva, su concentración plasmática suba y después caiga siguiendo trayectorias exponenciales en el tiempo.

En el ejercicio submáximo, la economía de la marcha descrita antes resulta ser un predictor del rendimiento locomotor más sensible que el techo aeróbico del animal, precisamente porque la mayoría de los desplazamientos reales ocurren muy por debajo de ese techo. El punto en el que la concentración de lactato en la sangre deja de subir de forma gradual y empieza a acelerar bruscamente marca el umbral anaeróbico del animal, la transición hacia modos de locomoción que el organismo no puede sostener durante mucho tiempo sin agotar su capacidad metabólica — el mismo gasto energético con el que este análisis metabólico y fisiológico abrió su descripción.

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