Rev.int.med.cienc.act.fís.deporte- vol. 9 - número 35 - septiembre 2009 - ISSN: 1577-0354
Casajús, J.A.;
Piedrafita, E. y Aragonés, M.T (2009). Criterios de maximalidad en pruebas de
esfuerzo. Revista Internacional de Medicina y Ciencias de
CRITERIOS DE MAXIMALIDAD EN
PRUEBAS DE ESFUERZO
CRITERIA FOR MAXIMAL EXERCISE TEST
Casajús
J.A.1, Piedrafita, E.2 y Aragonés M.T.3
1
Profesor Titular de
2
Ldo en Ciencias de
3
Lda en Medicina y Cirugía, Especialista en Medicina de
Recibido
22 de diciembre de 2008
Aceptado
18 junio de 2009
Clasificación
UNESCO: 2411
Fisiología Humana
9915 Medicina del Deporte
RESUMEN
Los
criterios utilizados para determinar los test de esfuerzo máximos, son motivos
de discusión. En este trabajo se pretende: a) analizar la incidencia de la
meseta del consumo de oxígeno y otros criterios de maximalidad en tests máximos
en laboratorio, y b) identificar si el ergómetro y el protocolo influyen en los
criterios analizados. Se estudiaron 135 deportistas varones, 12-42 años,
pertenecientes a doce disciplinas deportivas. Se seleccionaron como criterios
de maximalidad la meseta del consumo de oxígeno (< 150 mL/min y < 2
ml/kg/min), el Cociente Respiratorio ( ≥1,10)
y
PALABRAS CLAVE:
prueba de esfuerzo, plateau, cociente
respiratorio, frecuencia cardiaca,
ergómetro, protocolo.
ABSTRACT
The criteria used to
establish whether a true maximal test has been attained have been criticised.
The aims of this study were: a) to assess the incidence of plateau of VO2max and
other criteria in a maximal exercise test in laboratory, and b) to determine if
the protocol and ergometer have an influence on these criteria. 135 sportsmen,
aged 12-42 years, were examined. Maximal exercise tests were carried out with
different ergometer
(treadmill vs cycle) and protocol (continuous vs discontinuous) according to
the sports discipline. The criteria analysed were: oxygen uptake ,(< 150
mL/min and < 2 mL/kg/min), Respiratory Exchange Ratio (≥ 1,10)
and Heart Rate (≥ 95%
HRmax). Only 51%
of the maximal test analysed reached the plateau of oxygen uptake and 7% did
not reached any criteria; the 28% reached three criteria and 70% two. The
protocol and ergometer were determinant in the criteria analysed in the maximal
exercise tests.
KEY WORDS: maximal exercise
test, plateau, respiratory exchange ratio, heart rate, protocol, ergometer.
INTRODUCCIÓN
Uno
de los parámetros más relevantes en la evaluación funcional es el consumo
máximo de oxígeno1 o VO2máx. El VO2máx se
define como la cantidad máxima de oxígeno que el organismo es capaz de
absorber, transportar y consumir por unidad de tiempo. La mayoría de los
investigadores consideran el VO2máx
como la mejor medida objetiva de laboratorio para determinar la potencia
aeróbica máxima2, aunque los criterios para determinar si realmente
se ha alcanzado son motivo de
controversia3. En pruebas de laboratorio de VO2máx, el
sujeto realiza un ejercicio en un ergómetro con un protocolo específico hasta
el agotamiento.
Estos
tests de laboratorio son un método de exploración fundamental para la valoración funcional clínica y en el
deporte de alta competición. La cuestión
que muchas veces se plantea es ¿realmente el sujeto ha realizado la prueba
hasta llegar al esfuerzo máximo?
Existen
parámetros fisiológicos que sugieren si se ha realizado un esfuerzo máximo. Los
más utilizados son: el VO2, la
frecuencia cardiaca (FC), el cociente respiratorio (CR), la concentración de
lactato ([lac])4,5 y en menor proporción la escala subjetiva de percepción del
esfuerzo realizado6 (Escala de Borg). A partir de estos parámetros se pueden
establecer unos valores que indiquen si el sujeto, cuando termina la prueba, lo
hace por razones fisiológicas (máximo esfuerzo) o no. A estos valores se les
conoce como criterios de maximalidad.
De esta forma, han surgido numerosos estudios, donde cada investigador ha aportado los resultados obtenidos. En una reciente revisión Midgley et al3 refieren los resultados de los criterios utilizados en la determinación del VO2máx en diferentes trabajos publicados en revistas con índice de impacto en los últimos años; se pueden apreciar más de 30 criterios diferentes utilizados para la determinación del consumo máximo de oxígeno.
El
criterio de maximalidad relacionado con el VO2 es la meseta7,8,9,10,11.
Conforme aumenta la intensidad del ejercicio, aumenta también el VO2.
Sin embargo, llega un momento en que aunque se incremente la carga, el VO2
no aumenta, o si lo hace es con una mínima diferencia; entonces se indica que
se ha alcanzado el plateau o meseta.
Lo que se mide es la diferencia entre el VO2 alcanzado en la última
carga de trabajo respecto de la penúltima. Ese valor se puede expresar en
mL/min o en mL/kg/min. Si es inferior al criterio de maximalidad determinado,
el sujeto lo ha cumplido. La ausencia de plateau no significa que la prueba no
sea máxima; existen otros valores como
Cuando
hablamos del criterio de FC, nos referimos al % de FCmáx teórica que
un sujeto alcanza al finalizar la prueba. Esta FCmáx teórica se obtiene a través de la fórmula: 220 - edad del sujeto en años12.
Este porcentaje varia, según diferentes autores, de
Por
otro lado, el CR se obtiene a partir de la relación del volumen de CO2
eliminado y el volumen de O2 consumido. En reposo, el CR se sitúa
alrededor de 0,8, aumentando paulatinamente con la intensidad del ejercicio5.
Generalmente, el criterio de maximalidad se establece cuando el cociente
respiratorio supera la unidad (VCO2 >
VO2).
En
relación con la lactacidemia se consideran pruebas máximas cuando se superan
los 8 mmol/L5 y en la escala
de Borg cuando el resultado final es igual o superior a 17,18 o 193.
En este trabajo no se han valorado lactacidemias ni la escala de Borg.
La
determinación de criterios de maximalidad en pruebas de esfuerzo en laboratorio
presentan algunos elementos que necesariamente deben ser ponderados. Los objetivos de este trabajo son: 1)
analizar la incidencia en pruebas de esfuerzo máximas de la meseta de VO2
y de otros criterios de maximalidad, y 2) identificar si las variables
ergómetro y protocolo influyen en los criterios de maximalidad analizados.
MATERIAL Y MÉTODO
La
muestra de este estudio está constituida por 135 sujetos varones todos ellos
deportistas de elite, que realizaron una prueba de esfuerzo en el Centro de
Medicina del Deporte del Gobierno de Aragón. Pertenecen a diferentes
modalidades deportivas: ciclismo, atletismo,
triatlón, esquí (fondo, alpino), tenis, judo, balonmano, fútbol, fútbol
sala, baloncesto, hockey sobre hierba y montañismo con una franja de edad de
Los
datos recogidos para realizar el estudio son los obtenidos en el periodo
comprendido entre agosto de 2006 y mayo de 2007.
Este
estudio se llevó a cabo siguiendo las normas deontológicas de
Todos
los deportistas pasaron un reconocimiento médico-deportivo previo a la prueba
de esfuerzo que incluía ECG de reposo, tensión arterial, etc. y firmaron un
consentimiento informado. También se constató si el deportista tomaba
medicamentos o sustancias que pudieran interferir en los resultados y cuál era
su nivel de entrenamiento en ese momento. Las pruebas se llevaron a cabo por la
mañana y los deportistas realizaron una actividad física ligera el día
anterior.
En
función de la disciplina y/o modalidad deportiva y de la edad, los sujetos
realizaron el test en cinta o cicloergómetro con un protocolo continuo o
intermitente. De este modo, la prueba sobre cinta (con inclinación fija de 3%)
y protocolo continuo, consistía en un incremento lineal de
La
prueba finalizaba cuando el deportista alcanzaba un nivel máximo de esfuerzo y
no podía continuar con el incremento de carga.
Se analizaron los datos ergoespirométricos de la última y penúltima
carga.
Los
criterios de maximalidad que se han valorado en este trabajo son:
-
Meseta de VO2. Diferencias
entre las dos últimas cargas de trabajo <150 mL/min y/o <2 mL/kg/min.
-
CR ≥ 1,10.
-
%FCmáx ≥ 95% de
El
material de laboratorio utilizado en este estudio ha sido:
-
Cinta
ergométrica Jaeger, modelo L5.
-
Cicloergómetro Monark, modelo Ergomedic
828 E.
-
Analizador
de gases “respiración a respiración” MedGraphics, modelo CPX/MAX.
-
Electrocardiógrafo y osciloscopio (para
registrar de forma continua
TRATAMIENTO ESTADÍSTICO
Los
datos se presentan como media y desviación típica (media ±
DT).
El
valor de la meseta de VO2 (diferencia
entre las dos ultimas cargas) se calculó de la siguiente forma: VO2 última
carga - VO2 penúltima carga. Este criterio se cumplía cuando la diferencia era
<150 mL/min y/o <2 mL/kg/min. El %FCmáx teórica (FCmax teórica =
220-edad) se calculó a partir de
Se
utilizó el test chi-cuadrado para comparar la incidencia de ergómetro y
protocolo en la distribución de las
frecuencias de los criterios de maximalidad. Se estableció un nivel de
significación para p<0.05.
Para
el tratamiento de los datos, se trabajó inicialmente con el programa Microsoft
Excel, y posteriormente esos datos fueron tratados con el programa SPSS,
versión 13.0.
RESULTADOS
Las
características de la muestra con los valores medios alcanzados en los
criterios de maximalidad estudiados se presentan en la tabla 1. Se muestran los datos de la muestra total (n=135) y su
redistribución en función del ergómetro y protocolo.
Tabla 1. Características y resultados de los criterios alcanzados
de la muestra total y en función del ergómetro y protocolo (media ± DT)
|
|
|
Edad (años) |
Peso (kg) |
Talla (cm) |
VO2
(mL/min) |
VO2
(mL/kg/min) |
CR |
%FCmax |
Total |
n=135 |
Media DT |
22,98 7,09 |
71,63 13,95 |
177,55 9,72 |
183,56 139,57 |
2,64 2,05 |
1,14 0,07 |
96,87 4,52 |
Cinta n=70 |
Continuo n=52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Media |
24,11 |
77,28 |
180,48 |
122,69 |
1,59 |
1,12 |
96,91 |
||
DT |
6,91 |
17,98 |
13,13 |
112,36 |
1,27 |
0,07 |
4,37 |
||
Intermitente n=18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Media |
27,94 |
70,60 |
175,23 |
257,78 |
3,68 |
1,14 |
100,26 |
||
DT |
5,67 |
6,68 |
7,35 |
136,62 |
2,05 |
0,06 |
3,38 |
||
Ciclo n=65 |
Continuo n=45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Media |
19,24 |
67,57 |
175,87 |
195,78 |
2,95 |
1,15 |
95,77 |
||
DT |
6,32 |
10,98 |
5,94 |
120,29 |
1,86 |
0,06 |
4,71 |
||
Intermitente n=20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Media |
23,97 |
67,00 |
175,81 |
247,50 |
3,71 |
1,16 |
96,19 |
||
DT |
6,64 |
5,91 |
5,89 |
182,41 |
2,84 |
0,07 |
4,10 |
CR: cociente respiratorio. %FCmax: porcentaje frecuencia
cardiaca teórica máxima.
VO2 :consumo de oxígeno.
En la figura 1 se muestran los
resultados del porcentaje de pruebas que han alcanzado la meseta de VO2max.
Como puede observarse sólo el 51% de las pruebas valoradas supera este
criterio.
Figura 1. Porcentaje de pruebas que han alcanzado la meseta de VO2.
El porcentaje de cada uno de
los criterios de maximalidad alcanzados en toda la muestra se observan en la
figura 2. El criterio CR es el que más se cumple seguido de
Figura 2. Porcentaje alcanzado por cada uno de los criterios de maximalidad
estudiados en la muestra total.
En la figura 3 se indican el
porcentaje de pruebas que cumplen con uno, dos, tres o cuatro criterios de
maximalidad. Es interesante destacar que en sólo el 7% de las pruebas no se
alcanza ninguno de los criterios valorados.
Figura 3. Combinaciones del número de criterios alcanzados en la
muestra total
El
porcentaje de los distintos criterios de maximalidad alcanzados en función del
protocolo aparece en la figura 4, con diferencias significativa en VO2
(mL/min y mL/kg/min) y FC.
Figura 4. Porcentaje de criterios alcanzados en función del
protocolo empleado.
* diferencias significativas (p<0,05)
En
la figura 5 se muestran los porcentajes de los distintos criterios de
maximalidad alcanzados en función del ergómetro, con diferencias significativas
en VO2 (mL/kg/min), CR y FC.
Figura 5. Porcentaje de criterios alcanzados en función del
ergómetro utilizado.
* diferencias significativas
(p<0,05)
DISCUSIÓN
Los parámetros que representan los
criterios de maximalidad utilizados en la literatura son dispersos y generales.
Esta falta de unanimidad en los criterios dificulta la interpretación de
“prueba máxima” en los diferentes laboratorios y publicaciones científicas y la
comparación entre diferentes estudios transversales. Teniendo en cuenta la
relevancia de este procedimiento, parece necesario una revisión y actualización
de estos parámetros que desemboque en un consenso que fije de forma inequívoca
los criterios de maximalidad para pruebas de esfuerzo máximas.
Considerando la meseta de VO2
como criterio máximo13, podemos observar que el porcentaje de casos
de nuestro estudio que alcanza este criterio no llega al 50%, tanto en mL/min como en mL/kg/min. De hecho,
a pesar de ser una misma variable (VO2), un criterio (mL/min) se ha
alcanzado más que otro (mL/kg/min), lo cual requiere una mínima reflexión.
¿Cómo consideramos si un sujeto ha alcanzado la meseta? ¿Atendiendo sólo uno de
los dos criterios? ¿Teniendo en cuenta los dos a la vez? ¿O fijándonos en que,
al menos, cumpla una de los dos, sin importar cuál? Si nos fijamos en los
estudios más recientes sobre el tema referidos por Midgley et al3,
observamos que la referencia más citada es en mL/min. Por otro lado parece
razonable que con que se cumpla una de las dos opciones se cumple el criterio
de maximalidad para el VO2. En este estudio el 47,7% de la muestra
cumple los dos criterios mientras que el 51,1% cumple uno de los dos (Figura
1).
Estos resultados son concordantes por
los referidos por Day et al14, Doherty et al15 y Howley
et al16 con resultados inferiores al 60%. Otros autores (Froelicher
et al17; Niemelä et al18 refieren porcentajes todavía mas
bajos (<20%) de meseta de VO2. Nos encontramos ante un requisito
difícil de alcanzar ya que como señala Wagner et al10 la meseta
ocurre en aquellas personas con una tolerancia al dolor y a la fatiga muy
elevada, siendo determinante la motivación del sujeto.
Existen numerosas referencias en la
bibliografía que indican que se ha realizado un esfuerzo máximo sin llegar a
observarse el fenómeno del “plateau” o meseta 4,17,19,20,21. En
estas situaciones se valoran otros criterios de maximalidad como el cociente
respiratorio y la frecuencia cardiaca.
En nuestro estudio el CR es el criterio
que más se cumple (77%) seguido de
Criterios
de maximalidad en función del ergómetro
Un 55,7% de los sujetos que realizaron
la prueba en cinta alcanzó el criterio de VO2 (mL/min), mientras que
en ciclo solo lo hizo el 43,1% (p=0,098) . Sin embargo cuando el VO2
lo expresamos en mL/kg/min el 54,3% cumplen el criterio de maximalidad en cinta
por un 35,4% en ciclo (p=0,02); por lo tanto estos resultados sugieren que el
tipo de ergómetro influye en el criterio de maximalidad del VO2 en
mL/kg/min. Es interesante destacar como en función de las unidades en que se
exprese el VO2 los resultados varían. Evidentemente hay otros
factores que deberían tenerse en cuenta como el peso y composición corporal, la
eficiencia energética o la biomecánica de la carrera o pedaleo que quedan fuera
de los objetivos de este estudio. Estos porcentajes, en mL/kg/min, son
similares a los referidos por Lucia et al23 en ciclistas
profesionales (47%) y en sedentarios (24%); Doherty et al15 refieren
un 39% aunque con un criterio más exigente (< 1,5 mL/kg/min). Poole et al24,
en cinta, destacan unos resultados del 62,5 % (< 100 mL/kg). Una vez mas la
disparidad de puntos de corte nos impide comparar y discutir los resultados
obtenidos por los diferentes autores.
Con el CR ocurre lo contrario. El 68,6
% de los sujetos que realizaron la prueba en cinta cumplió este criterio, mientras
que los que lo hicieron en ciclo, fueron el 86% (p=0,012). Es decir, observamos
diferencias significativas en este criterio de maximalidad a favor del
cicloergómetro. Doherty et al15 indican un porcentaje del 72% y
Lucía et al23 refieren un 100% de cumplimiento de este criterio,
tanto en el grupo de ciclistas profesionales como sedentarios. Para Poole et al24
el porcentaje de su muestra que alcanza este criterio es de un 87%.
En cuanto a
Criterios
de maximalidad en función del protocolo
En relación con el protocolo podemos
indicar que los sujetos que realizaron la prueba con protocolo continuo cumplió
el criterio de VO2 (mL/min) el 56,7% por sólo el 31,6% de los que la
hicieron con intermitente (p=0,007). Valores similares se obtienen si
expresamos el VO2 en mL/kg/min, 51,5% vs 28,9 %(p=0,014). Si
comparamos estos datos con los de Duncan et al25 vemos que el
protocolo continuo ofrecía un resultado similar (50%), mientras que el
intermitente era del (60%), es decir, obtiene valores superiores en el
protocolo intermitente al contrario que los obtenidos en este estudio. Esto
puede ser debido a que sus pruebas sólo se realizaron con cinta, y el criterio
también es diferente (< 2,1
mL/kg/min).
El 73,2% de las personas que hicieron
la prueba con protocolo continuo cumple el criterio de CR, frente al 86,8% que
lo hicieron en intermitente, (p=0,067). El estudio anteriormente mencionado de
Duncan ar al25 arroja mejores valores, y eso que su criterio es más
exigente (CR ≥
1,15), ya que en continuo lo alcanza el 90%, y en intermitente el 100%.
El 54,6% de los que realizaron el
protocolo continuo alcanzó el criterio de FCmax teórica, mientras
que en intermitente fue el 73,7% (p=0,032). Los resultados de Duncan et al25
sólo alcanzaban el 40 % en continuo y 10% en intermitente. Al utilizar otro criterio de maximalidad en
este apartado (100% FCmax teórica) y hacerlo sólo en cinta limita,
una vez mas, la comparación de los mismos.
Por tanto, el que se utilice un
protocolo continuo o intermitente también influirá en los resultados relativos
al cumplimiento de los criterios. Se ha demostrado que hay diferencia
significativa en todos ellos, excepto en el caso de CR. Estos resultados
contrastan con lo referido por Duncan et al25 que indican que el
logro de varios criterios de VO2max es independiente del protocolo.
Analizando el número de criterios que
pueden darse conjuntamente en una prueba
se observa que 25,2%
cumplen todos los criterios, mientras que el 93% cumple, al menos, un
criterio (Figura 3). La mayoría de los estudios tienen en cuenta los criterios
de forma aislada, aunque, como indica Shephard21 se deberían
utilizar combinaciones de los denominados secundarios para validar ese VO2max.
Un criterio frecuentemente utilizado en la literatura científica para verificar
que la prueba de esfuerzo realiza es máxima consiste en verificar que al menos
se cumplen dos criterios de maximalidad. Siguiendo esta sugerencias observamos
que sólo el 70% de las pruebas podrían considerarse máximas.
El cumplimiento simultáneo de dos de
los cuatro criterios analizados es del 70% mientras que si limitamos estos dos
criterios a CR y FC el cumplimiento es
del 49%. Si añadimos el VO2, es decir tres criterios, el
cumplimiento es del 28%. Estos resultados demuestran que, si tenemos en cuenta
la meseta de VO2, sin hacer la distinción de las unidades, hay una
leve mejoría del resultado (28% frente al 25% que se producía al cumplir los
cuatro criterios).
CONCLUSIONES
A partir de los resultados y
valoraciones realizadas podemos concluir que:
-
El fenómeno de la meseta de VO2
se cumple sólo en el 51% de la muestra estudiada (VO2 mL/min o
mL/kg/min).
-
De acuerdo a los criterios de
maximalidad establecidos, el 93% de los sujetos cumple uno de ellos, alcanzando
únicamente el 25% de la muestra todos los criterios.
-
El 70% de los sujetos cumple al menos
dos criterios dentro de las posibles combinaciones (VO2, FC, CR).
-
En la mayoría de los criterios de
maximalidad influye el ergómetro observándose diferencias significativas entre
ciclo y cinta, salvo el caso del VO2 en mL/min.
-
En el protocolo continuo el fenómeno de
la meseta de VO2 se da con mayor frecuencia que en el protocolo
intermitente. Sin embargo los otros dos criterios, CR y FC, son más frecuentes
en el protocolo intermitente.
-
Creemos que deben revisarse los
criterios de maximalidad establecidos en pruebas de esfuerzo teniendo en cuenta
el protocolo y el ergómetro seleccionados.
REFERENCIAS
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