SPORTS SCIENCE EXCHANGE
SSE#51, Volumen 7 (1994), Número 4
RESPUESTAS DE LOS NIÑOS AL EJERCICIO EN CLIMAS FRÍOS: IMPLICACIONES PARA LA SALUD
Oded Bar-Or, M.D.
Centro de Nutrición y Ejercicio de los Niños
Universidad de McMaster y Chedoke McMaster Hospitals
Miembro del Consejo Asesor en Medicina Deportiva, Gatorade Sports Science Institute
Hamilton, Ontario, Canadá
PUNTOS CLAVE
1. Debido a su mayor proporción de área de superficie en relación a la masa corporal, los niños son más propensos que los adultos a perder calor en los climas fríos.
2. La pérdida de calor extrema en los niños es particularmente evidente en las actividades acuáticas por la alta conductividad térmica del agua.
3. Durante las actividades que se realizan en tierra, los niños compensan su relativa gran superficie corporal con un aumento en la producción de calor metabólico y con una mayor vasoconstricción cutánea.
4. Los niños pequeños y aquellos que tienen poca grasa subcutánea están en particular riesgo de presentar hipotermia y congelación.
5. El aire frío incrementa el riesgo de padecer asma inducida por el ejercicio.
INTRODUCCIÓN
El ejercicio y el calor del medio ambiente provocan en conjunto el estrés por calor. Su efecto sinérgico, cuando es excesivo, puede perjudicar el rendimiento físico y cognitivo, causando hipertermia y puede ser dañino para el bienestar y la salud del niño. En contraste, cuando el cuerpo se expone a un ambiente frío, la termogénesis inducida por el ejercicio ayudará a evitar el enfriamiento excesivo del organismo. Por lo tanto, es más probable que la hipotermia (temperatura corporal central de 35º C o menos) ocurra durante el reposo que durante el ejercicio. De hecho, durante las actividades físicas moderadas e intensas que se realizan en el frío, la tasa de producción de calor metabólico frecuentemente excede la tasa de pérdida de calor al medio ambiente. El resultado neto es tal que, incluso con la exposición a ambientes muy fríos, la temperatura central a menudo se eleva durante el ejercicio. Un ejemplo es el hockey sobre hielo (MacDougall, 1979; Paterson et al., 1977), durante el cual la producción de calor metabólico de un niño es tan alta que se desarrolla sudoración profusa, incluso cuando el niño está usando ropa ligera.
Sin embargo, esto no sucede cuando la actividad se lleva a cabo en el agua. Aunque el aire se considera como un aislante térmico eficaz, el agua es un excelente conductor. El calor específico (es decir, el número de calorías que se requieren para calentar 1 g de una sustancia en 1º C) del agua es aproximadamente 4000 veces mayor que la del aire y la conductividad térmica del agua es aproximadamente 25 veces la del aire. El resultado es que la pérdida del calor corporal puede ser 25-30 veces más rápida durante la natación que durante el ciclismo o una carrera a temperatura ambiente equivalentes (Nielsen, 1978). Mientras mayor es el gradiente de temperatura entre la piel y el medio ambiente, mayor es la tasa de pérdida de calor.
Otro factor importante a considerar es el grosor de la capa de grasa subcutánea. Ya que la grasa es un aislante térmico efectivo, mientras más gruesa es la capa de grasa subcutánea, mejor es la preservación de la temperatura corporal, particularmente en el agua (Bergh et al., 1978; Keatinge, 1978). Esto es especialmente cierto cuando baja el suministro de sangre cutánea, lo que reduce notablemente la convección de calor desde el centro del cuerpo hacia la periferia. La tasa de pérdida de calor del cuerpo está entonces limitada por la lenta conducción a través de la capa de grasa.
La tasa de pérdida de calor corporal depende también del área de superficie de la piel (AS). Mientras más pequeña sea una persona, mayor es el AS por unidad de masa corporal. Por ejemplo, un niño de 8 años de edad cuya estatura y masa corporal son 128 cm y 25 kg, respectivamente, tiene una relación de AS-masa de 380 cm2 /kg.-1. Esto se compara con un AS a la masa de 280 cm2 /kg -1 en un adulto de 20 años de edad con una estatura y una masa corporal de 177 cm y 64 kg, respectivamente. Con base en esta diferencia geométrica por sí sola, asumiendo que no hay diferencias en las respuestas fisiológicas, se podría predecir que el niño tendría una pérdida de calor más rápida (a través de la convección, conducción y radiación) para un ambiente fresco en comparación con el adulto.
REVISIÓN DE INVESTIGACIONES
El primer estudio en el que compararon las diferencias relacionadas con la edad en cuanto a las respuestas fisiológicas del ejercicio en el frío, mostró que los niños están en una desventaja considerable. Sloan & Keatinge (1973) monitorearon niños y niñas de 8 - a 19 años de edad que nadaron en una alberca a 20.3º C a una velocidad de 30 m/s-1 . Los participantes eran nadadores de nivel competitivo de un club. La tasa de enfriamiento corporal estuvo inversamente relacionada con la edad; aunque los adultos jóvenes tuvieron una disminución muy pequeña o incluso no la presentaron en la temperatura oral al finalizar el nado, la mayoría de los participantes más jóvenes tuvieron una disminución de 2 º C o más. Por otra parte, los nadadores de mayor edad pudieron mantenerse nadando por aproximadamente 30 min, pero los nadadores más jóvenes tuvieron que salirse del agua después de 18-20 min porque existían molestias importantes relacionadas con el frío. La mayor parte de la varianza en la tasa de enfriamiento del cuerpo podría explicarse por la relación AS/masa corporal y por el espesor recíproco del pliegue cutáneo.
Tomó casi 20 años hasta que otro estudio se realizó comparando las respuestas de niños y adultos al hacer ejercicio en el frío. Smolander y colaboradores (1992) expusieron a niños de 11 a 12 años de edad y a hombres de 19 a 34 años de edad al aire a una temperatura de 5 º C durante 60 min. Los sujetos llevaban shorts, calcetines y zapatos deportivos. Primero se sentaron en una cámara de frío durante 20 min y luego pedalearon al 30% de su predeterminado consumo máximo de O2 por 40 min Con base en los hallazgos anteriores de Sloan y Keatinge, los autores plantearon la hipótesis de que la tasa de enfriamiento del centro del cuerpo sería más rápida en los niños que en los adultos. Los resultados fueron sorprendentes; aunque los adultos mantuvieron su temperatura rectal a lo largo de los 60 min, los niños tuvieron un leve aumento de la misma. En compensación por su relación mayor AS/masa (320 contra 250 cm2- /kg-1 ), los niños tuvieron un mayor incremento en la producción de calor por kg de masa corporal, como se refleja en un mayor aumento en la captación de 02. Además tuvieron una vasoconstricción periférica más efectiva hacia las extremidades (reflejado en una mayor reducción de las temperaturas de la piel) que los hombres adultos. Esta capacidad de los niños para compensar un AS más grande por unidad de masa se muestra también en estudios en los que los niños y los adultos estuvieron en reposo en condiciones ambientales menos drásticas (16–20º C) (Araki et al., 1980; Wagner et al, 1974).
Aunque se necesita más investigación para monitorear las respuestas de los niños a diversas actividades en otros ambientes fríos, se pueden derivar las siguientes conclusiones: 1. A pesar de su mayor AS por masa corporal, los niños pueden mantener la temperatura central de su cuerpo a temperaturas ambientales del aire tan bajas como 5º C al menos por 1 h cuando se combina descanso con ejercicio suave.
2. Sin embargo, cuando se hace ejercicio en agua fría (natación, waterpolo, aeróbicos acuáticos, etc.), los niños tienen una clara desventaja en su capacidad para prevenir la hipotermia, al comparar con los adolescentes y adultos jóvenes. Mientras más fría esté el agua, mayor es la desventaja.
3. Cuanto más pequeño es el niño, más rápida será la velocidad de enfriamiento del cuerpo en el agua.
4. Aunque no hay datos disponibles con respecto a la capacidad de termorregulación de los niños en temperaturas de aire ambiental menores a 5 º C, un argumento del autor es que en alguna condición ambiental crítica, la capacidad del niño de compensar la gran proporción AS-masa corporal se verá superada por el alto gradiente de temperatura de la piel-aire, el cual resultará en una caída excesiva de la temperatura central.
CONSIDERACIONES RELACIONADAS CON LA SALUD
Los tres principales efectos perjudiciales de un ambiente frío para los niños que hacen ejercicio son la hipotermia, la congelación y broncoconstricción. Varios grupos de niños y jóvenes corren un riesgo particularmente alto cuando se exponen al frío (para una revisión, véase Bar-Or, 1986).
Hipotermia. Las personas más propensas a la hipotermia son aquellos con desnutrición, que resulta en la delgadez de la capa aislante de grasa bajo la piel delgada (Brooke, 1973). Se incluyen en este grupo a las personas que padecen fibrosis quística y anorexia nerviosa. La investigación relacionada con esta última (Davies et al., 1978;. Mecklemburgo et al., 1974; Wakeling y Russell, 1970) sugiere que el promedio de su temperatura central mínima en reposo de aproximadamente 36 º C en un ambiente termoneutral, cae aún más cuando estas personas están en reposo en un ambiente fresco (y se eleva durante la exposición al calor). Como mostraron Davies y colaboradores (1978), el aumento de la temperatura rectal de los pacientes con anorexia durante el ejercicio a 65% V02 máx se retrasa en comparación con la de los controles sanos. Se ha sugerido (Mecklemburg et al., 1974) que la deficiencia mencionada anteriormente en el mantenimiento de una temperatura interna constante no sólo refleja su bajo aislamiento de grasa subcutánea, sino también la disfunción hipotalámica.
Otro grupo con un alto riesgo de presentar hipotermia son los niños de pequeño tamaño corporal. Como se discutió anteriormente, estos niños, debido a su gran proporción de AS/masa corporal, son particularmente propensos a las pérdidas de calor rápido cuando están en el agua.
Congelación. Aunque cualquier persona puede sufrir congelación en áreas de la piel que están expuestas al frío (principalmente las mejillas, la barbilla, la nariz y las orejas) o incluso aquellas que están cubiertas por la ropa (principalmente las puntas de los dedos, los dedos de los pies, los pezones y los genitales masculinos), algunos individuos son más propensos a la congelación que otros. Aunque no hay datos epidemiológicos sobre la prevalencia de la congelación a diferentes edades,
los niños, debido a su mayor vasoconstricción periférica, pueden ser más propensos que los adolescentes y los adultos jóvenes. Además, hay individuos con un flujo de sangre cutánea insuficiente, sobre todo hacia las extremidades. Aunque esta condición es más frecuente entre los adultos y los ancianos, a veces se presenta en los adolescentes, en las mujeres en particular.
Broncoconstricción. Otra anormalidad inducida por el frío es la broncoconstricción, principalmente en los pacientes con asma. La inhalación de aire frío aumenta la pérdida de calor respiratorio, que es un disparador principal para la broncoconstricción en niños y jóvenes asmáticos que se ejercitan (Bar-Or, 1983). Esta pérdida de calor se amplifica considerablemente durante el ejercicio intenso porque la ventilación aumenta notablemente.
IMPLICACIONES PRÁCTICAS
Los posibles efectos perjudiciales del ejercicio en el frío sobre la salud infantil son prevenibles. Se recomiendan los siguientes pasos:
1. Siempre que sea posible, la temperatura del agua para los niños nadadores debe ser más caliente (por 1-2º C) que para los adultos.
2. Durante la práctica de natación, los niños deben poder salir del agua cada 15 a 20 min para evitar la hipotermia.
3. Los niños pequeños y magros deben estar especialmente bien supervisados.
4. Debido a que la sensación de frío es más desagradable, es probable que un niño que siente frío en el agua quiera salir de la alberca. Sin embargo, es posible que un joven atleta altamente ambicioso, pueda ignorar las señales de percepción del malestar ocasionadas por el frío y optará por no salir del agua, a menos que se le indique.
5. En los nados de larga distancia en aguas frías, debe aplicarse sobre la piel una capa de 1 a 2 mm de lanolina o de vaselina.
6. Usar varias capas de ropa seca para las actividades realizadas en condiciones cercanas a la congelación o por debajo del punto de congelación. Se debe utilizar protección especial para los dedos de manos y pies. Cuando el factor de sensación térmica es de menos 15–20º C o inferior, la cara del niño se debe cubrir.
7. Las bocas y narices de los niños con asma deben cubrirse con una mascarilla quirúrgica o con un pañuelo en el ejercicio al aire fresco (10º C o menos). El espacio creado entre las vías respiratorias del niño y el pañuelo ayudará a humedecer y calentar el aire inspirado (Schachter et al.,1981). Mientras que la inhalación por la nariz en lugar de por la boca también aumenta la humedad y la temperatura del aire inspirado, ésta es una estrategia poco práctica durante la actividad moderada e intensa debido a que la alta tasa de flujo de aire no se puede ajustar a través de la respiración nasal.
8. Se debe recomendar al niño con asma que reduzca la intensidad de los esfuerzos al aire libre en los días fríos.
RESUMEN
Debido a su alta proporción del área de superficie corporal superior/masa corporal, la tasa de pérdida de calor del cuerpo de los niños es más rápida que la de los adultos. Cuando un niño se ejercita en un ambiente de aire fresco (tan bajo como 5º C), esta desventaja se compensa con un aumento de la vasoconstricción periférica y la producción de calor metabólico. Sin embargo, cuando el niño se sumerge en agua, la alta conductividad térmica del agua induce pérdidas de calor muy elevadas del cuerpo a través de la conducción. Esto puede dar lugar a la hipotermia, sobre todo cuando el niño es pequeño y delgado. La vasoconstricción periférica aumentada en las extremidades de los niños es un factor de riesgo potencial para la congelación. El aire frío puede facilitar el asma inducida por el ejercicio.
REFERENCIAS
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TRADUCCIÓN
Este documento ha sido traducido y adaptado de: Bar-or, O. (1994). Children's responses to exercise in cold climates: Health implications. Sports Science Exchange 51, Vol.7, No.4, por L.N. Nidia Rodríguez.