Bloque I · Píldora 3 de 19

Las tres fases del ejercicio: el modelo de McLellan que todo cardiólogo debe conocer

Entre el primer pedaleo tranquilo y el agotamiento total hay un mapa fisiológico preciso. Aprende a leerlo antes de tocar las gráficas de Wasserman.

Modelo trifásico VT1 · VT2 Umbral anaeróbico Nivel: Iniciación

Hasta ahora hemos aprendido qué mide el VO₂ y qué combustible usa el organismo según el RER. Ahora necesitamos entender cómo cambia todo eso a medida que aumenta la carga en la prueba. El modelo trifásico de McLellan es el mapa que nos guía: divide el ejercicio incremental en tres fases bien diferenciadas y las separa con dos hitos fisiológicos —los umbrales— que son el corazón de la ergoespirometría clínica.

1 El modelo trifásico: una película en tres actos

Thomas McLellan describió en los años 80 que la respuesta metabólica al ejercicio incremental no es lineal ni continua, sino que se articula en tres fases cualitativamente distintas, separadas por dos umbrales o puntos de inflexión fisiológicos. No son fronteras arbitrarias: cada transición marca un cambio real y medible en la bioquímica muscular, en la ventilación y en la composición de los gases espirados.

Para los residentes, la mejor manera de memorizar el modelo es pensarlo como una película en tres actos, donde cada acto tiene sus personajes protagonistas (los sustratos energéticos) y su propio nivel de tensión dramática (la acidosis metabólica):

Fig. 3 — El modelo de McLellan divide el ejercicio en tres fases separadas por los umbrales VT1 y VT2. El VO₂ sube de forma prácticamente lineal, mientras el lactato lo hace de manera exponencial. Cada fase tiene un sustrato energético predominante bien definido.

2 Las tres fases en detalle

Fase I · Acto 1

Fase Aeróbica

El organismo en equilibrio

⚡ Metabolismo: La mitocondria trabaja a pleno rendimiento mediante el ciclo de Krebs. El oxígeno no escasea.

🪵 Combustible: Ácidos grasos predominantes (~70%). Los carbohidratos participan minoritariamente.

🧪 Lactato: Mínima producción, totalmente aclarado. El pH se mantiene estable.

💨 Ventilación: Sube de forma proporcional al CO₂ producido. Sin estrés ventilatorio.

RER: 0.70 → 0.85

Fase II · Acto 2

Fase Mixta

El organismo negociando

⚡ Metabolismo: La mitocondria empieza a saturarse. Coexisten glucólisis aeróbica y anaeróbica.

⚖️ Combustible: Mezcla progresiva que se desplaza hacia los carbohidratos. Las grasas decaen.

🧪 Lactato: Comienza a acumularse. El bicarbonato sérico lo tamponea, generando CO₂ extra.

💨 Ventilación: Aumenta ligeramente más rápido que el VO₂ para eliminar el CO₂ del tampón.

RER: 0.85 → 1.00

Fase III · Acto 3

Fase Anaeróbica

El organismo al límite

⚡ Metabolismo: Glucólisis anaeróbica casi exclusiva. La mitocondria está saturada. Sin oxígeno disponible.

🍂 Combustible: Carbohidratos al 100%. Las grasas no se pueden quemar sin O₂.

🧪 Lactato: El bicarbonato se agota. El pH cae. Riesgo real de acidosis metabólica.

💨 Ventilación: Disparo desproporcionado. El pulmón intenta "lavar" el CO₂ para compensar la acidosis.

RER: > 1.00 → 1.20+

🎬

La clave narrativa del modelo: En la Fase I, el organismo es un sistema en equilibrio perfecto. En la Fase II, empieza a "pedir préstamos" al sistema tampón. En la Fase III, los préstamos se han agotado y el cuerpo entra en crisis metabólica. Los umbrales son exactamente los momentos en que cambia el capítulo.

3 Los dos umbrales: los protagonistas de la prueba

Si el modelo trifásico es el mapa, los umbrales son las ciudades más importantes del recorrido. Separan las fases entre sí y son, en la práctica, los puntos que más información clínica nos aportan. Entender qué ocurre fisiológicamente en cada uno es el prerequisito para interpretar cualquier gráfica de Wasserman.

🟢

Primer Umbral — VT1

Es el punto de inflexión entre la Fase I y la Fase II. Marca el momento en que el ácido láctico empieza a acumularse en sangre de forma desproporcionada al esfuerzo. El organismo responde activando el sistema tampón del bicarbonato sódico (NaHCO₃), que neutraliza el lactato generando CO₂ adicional. Este CO₂ extra obliga al pulmón a ventilar un poco más de lo esperado. En la gráfica, se detecta como un punto en el que la ventilación "despega" ligeramente por encima de la línea de relación con el VO₂.

Fisiológicamente corresponde a una concentración de lactato en sangre de aproximadamente 2 mmol/L. Es la frontera entre "esfuerzo sostenible indefinidamente" y "esfuerzo que empieza a consumir reservas de bicarbonato".

VT1 Umbral Anaeróbico (AT) Umbral Aeróbico Lactato ~2 mmol/L

🔴

Segundo Umbral — VT2

Es la frontera entre la Fase II y la Fase III. Señala el agotamiento de la reserva de bicarbonato: el riñón ya no puede producir más bicarbonato a la velocidad necesaria para neutralizar el ácido láctico que sigue acumulándose. Ante la amenaza de acidosis grave, el sistema nervioso central ordena un disparo ventilatorio masivo y desproporcionado: el paciente hiperventila para expulsar CO₂ y, al bajar la PaCO₂, se sube el pH compensatoriamente (compensación respiratoria de la acidosis metabólica).

En la clínica, es el punto donde el paciente ya no puede mantener una conversación completa. En la gráfica, se visualiza como el momento en que la ventilación se dispara de forma claramente desproporcionada. Corresponde a una concentración de lactato de 4 mmol/L.

VT2 Punto de Compensación Respiratoria (RCP) Umbral Anaeróbico (AT clásico) Lactato ~4 mmol/L

Fig. 4 — Mecanismo bioquímico en los dos umbrales. En VT1, el bicarbonato amortigua el lactato y genera CO₂ extra (compensación renal). En VT2, el bicarbonato se agota y el pulmón debe compensar por sí solo mediante hiperventilación (compensación respiratoria).

4 El caos de los nombres: guía de supervivencia terminológica

Una de las mayores fuentes de confusión para los residentes es que los mismos fenómenos fisiológicos reciben nombres diferentes según la especialidad, el país o el método de medición. No es ignorancia de los autores: refleja que el campo ha sido desarrollado simultáneamente por fisiólogos del deporte, neumólogos y cardiólogos con culturas científicas distintas.

La siguiente tabla de equivalencias es imprescindible para leer artículos, informes y guías sin perderse:

Tabla de equivalencias de nomenclatura

Umbral	Nombre en ergoespirometría	Nombre en lactato	Nombre clásico
Primer umbral	VT1 — Umbral ventilatorio 1	Umbral láctico 1 (~2 mmol/L)	Umbral Aeróbico · Umbral Anaeróbico de Wasserman · AT (Anaerobic Threshold)
Segundo umbral	VT2 — Umbral ventilatorio 2	Umbral láctico 2 (~4 mmol/L)	Punto de Compensación Respiratoria · RCP · MLSS (Maximal Lactate Steady State)

⚠️

Fuente frecuente de error: En la literatura anglosajona clásica, "Anaerobic Threshold" (AT) se refería al VT1. Pero muchos autores españoles y algunos europeos usan "umbral anaeróbico" para referirse al VT2 (el RCP). Antes de leer un artículo o informe, comprueba siempre qué umbral está describiendo el autor y con qué método lo ha determinado.

🔬

Ergoespirometría vs. medición de lactato: El test de lactato (pinchazo en el lóbulo de la oreja durante el esfuerzo) y la ergoespirometría detectan los mismos fenómenos fisiológicos pero por vías diferentes. El lactato los mide directamente en sangre (resultados en mmol/L). La ergoespirometría los infiere de los cambios en los gases espirados (ventilación, CO₂, O₂). Ambos métodos se correlacionan bien, pero la ergoespirometría tiene la ventaja de ser completamente no invasiva y de ofrecer simultáneamente decenas de parámetros adicionales.

5 ¿Por qué el modelo trifásico cambia la práctica clínica?

El modelo de McLellan no es un ejercicio académico. Tiene consecuencias directas sobre cómo interpretamos los datos, prescribimos el ejercicio y estratificamos el riesgo.

Los umbrales como marcadores de capacidad funcional

En un paciente sano y bien entrenado, el VT1 aparece a intensidades relativamente altas (60-70% del VO₂ máximo). En un paciente con insuficiencia cardíaca avanzada o hipertensión pulmonar, el VT1 puede aparecer al 40-45% del VO₂ pico, lo que significa que se vuelve anaeróbico con esfuerzos muy pequeños. Subir un tramo de escaleras puede ya estar por encima de su umbral. Este dato es clínicamente demoledor y cambia radicalmente la prescripción de ejercicio.

Los umbrales como zona de prescripción de ejercicio

La "Zona de Máxima Eficacia" del entrenamiento —que abordaremos en profundidad en la Píldora 17— se define en función de los umbrales. Entrenar por debajo del VT1 mejora la oxidación de grasas y la función mitocondrial. Entrenar entre VT1 y VT2 mejora la capacidad aeróbica global. Superar el VT2 de forma intermitente (entrenamiento interválico de alta intensidad, HIIT) es eficaz pero requiere vigilancia estrecha en pacientes cardíacos.

Los umbrales como marcadores pronósticos

El VO₂ en el umbral VT1 (también llamado VO₂ AT) es un parámetro pronóstico independiente en insuficiencia cardíaca. Valores de VO₂ AT por debajo de 11 ml/kg/min se asocian a mayor mortalidad y a peores candidatos para trasplante cardíaco. Y a diferencia del VO₂ pico, el VO₂ AT no depende de que el paciente haga un esfuerzo máximo: es un valor submáximo, obtenible incluso cuando la prueba no es completamente exhaustiva.

🎯

Regla para el informe: Cuando un paciente tiene un VO₂ pico bajo, no te conformes con ese dato. Busca siempre en qué porcentaje del VO₂ pico aparece el VT1. Si el VT1 está al 40%, el problema es grave. Si está al 70%, el paciente tiene buena reserva aeróbica pese al VO₂ pico bajo. Son dos pacientes completamente diferentes que necesitan abordajes distintos.

Resumen de la Píldora 3 — Conceptos clave

Concepto	Características	Fase
Fase I — Aeróbica	Grasas predominantes, lactato estable, ventilación proporcional, pH normal	Inicio
VT1 / AT	Lactato ~2 mmol/L · Bicarbonato empieza a tamponar · CO₂ extra · VE sube	Transición I→II
Fase II — Mixta	Mezcla de sustratos, lactato acumulándose, tampón activo, VE moderadamente elevada	Media
VT2 / RCP	Lactato ~4 mmol/L · Bicarbonato agotado · Hiperventilación compensadora · pH cae	Transición II→III
Fase III — Anaeróbica	Carbohidratos exclusivos, glucólisis anaeróbica, VE desproporcionada, fatiga inminente	Límite
VO₂ en VT1	Marcador pronóstico clave en IC. <11 ml/kg/min = alto riesgo	Pronóstico