Centro universitario de norte
Bases fisiológicas del ejercicio
JAZMÍN GUADALUPE AGUAYO MÁRQUEZ
La actividad física hace que muchos de los parámetros fisiológicos corporales se aparten de la normalidad, a veces tanto que hacen peligrar la propia integridad celular.
El ejercicio comporta una situación caracterizada por una fuerte necesidad y consumo de energía, por lo que hay que tener en cuenta el estudio de las adaptaciones que ocurren en los órganos durante situaciones de fuerte demanda de energía, encaminada a unmayor rendimiento muscular.
Tipos de fibras musculares. Características morfológicas, bioquímicas y fisiológicas.
Función principal del musculo: acortamiento productor de fuerza cuya base funcional es la unidad motora.
Unidad motora: conjunto formado por una motoneurona y las fibras musculares que inerva (de 5 a 500).
En el ser humano todos los músculos tienen fibras musculares de contracción rápida y contracción lenta pero en distintos porcentajes.
Diferencias entre fibras de contracción rápida y contracción lenta.
El diámetro de las fibras de acortamiento rápido es aproximadamente el doble del que tienen las fibras lentas.
Las enzimas que favorecen la liberación rápida de energía a partir del fosfageno y glucógeno- acido láctico funcionan con una actividad dos o tres veces mayor en las fibras rápidas que en las lentas, haciendo que la potencia máxima lograda por las fibras rápidas sea el doble de la obtenida con las fibras de contracción lenta para periodos cortos de tiempo.
Las fibras de contracción lenta están sobre todo preparadas para intervenir en actividades de resistencia, especialmente para generar energía aerobia. Por eso tienen muchas mas mitocondrias que las fibras rápidas. Contienen una cantidad considerablemente mayor de mioglobina. Las enzimas del sistema metabólico aeróbico funcional bastante mas activamente en las fibras lentas que en las rápidas.
El numero de capilares es mayor en las proximidades de las fibras lentas que en la vecindad de las fibras rapidas.
Algunas personas poseen un numero mayor de fibras de contracción rápida que de lentas, y en otras personas ocurre lo contrario. Esto podría determinar las capacidades o aptitudes de los deportistas.
Porcentajes de fibras rápidas y lentas en deportistas
La respiración durante el ejercicio
Un método simple de estudiar la ventilación pulmonar es la espirometría. La espirometría es la técnica que permite medir los volúmenes y capacidades del pulmón y los espirómetros son los aparatos utilizados para este fin.
La ventilación pulmonar se estima por medio del volumen minuto respiratorio (VMR)
Vc: volumen corriente representa el aire que entra o sale de los pulmones en cada siclo respiratorio, aproximadamente 0.4 litros.
Fr: representa la frecuencia respiratoria.
Los valores de volumen corriente y frecuencia respiratoria dependen de diversos factores:
Edad Sexo Modalidad respiratoria Condiciones especificas individuales Variaciones biotipológicas
Consumo máximo de oxigeno (VO2 Máx.) y umbral anaerobio.
El consumo normal de oxigeno en un hombre joven en reposo es de 250 ml/min. Al realizar ejercicio y especialmente si este va incrementando su intensidad el consumo de oxigeno aumenta. En condiciones máximas de esfuerzo el consumo puede aumentar hasta los 5,100 ml/min. En un corredor de maratón.
El VO2 Máx. depende de :
Constitución genética
Masa muscular en movimiento
Edad
Sexo
Motivación
Entrenamiento
El acido láctico medido en sangre comienza a elevarse muy ligeramente al inicio del ejercicio. Pero llega un momento de gran inflexión donde se produce un gran aumento. Ese punto es denominado umbral de anaerobiosis, el cual se alcanza aproximadamente cuando el consumo de oxigeno es de 65% del VO2 máx.
Calculo del VO2 Máx.
La forma mas precisa para calcular el VO2 Máx. consiste en someter al sujeto a un trabajo de intensidad creciente en un ergómetro especifico para la practica deportiva en la que compite (pruebas ergométricas).
Formula teórica para conocer el VO2Máx de un sujeto:
T: estatura E: edad en años S: “0” para hombres “1” para mujeres P: peso en kg. A: grado de actividad física: 1 para menos de 1h/ semana, 2 para 1-3h/semana, 3 para
3-6h/semana y 4 para mas de 6h/semana.
Capacidad de difusión de oxigeno en los deportistas
Es la medida de la cuantía de oxigeno que puede difundir desde los alveolos hasta la sangre. Se expresa en ml de oxigeno que difunden por minuto por cada milímetro de mercurio de diferencia de presión existente entre la presión parcial del oxigeno en el aire alveolar y la presión del oxigeno en la sangre pulmonar.
Regulación de la ventilación durante el ejercicio
Al principio del ejercicio existe una fase precoz de desequilibrio entre las exigencias de oxigeno y los aportes (deuda de oxigeno), entrando tiempo después una fase de equilibrio entre la captación y el consumo de oxigeno donde la demanda oxigénica se satisface.
La frecuencia y la profundidad de la respiración están ajustadas para responder a las necesidades metabólicas del cuerpo.
La regulación de la respiración durante el ejercicio es, por tanto, el resultado de la combinación de factores nerviosos y químicos
Adaptaciones cardiovasculares durante el ejercicio
El buen funcionamiento celular requiere un medio interno constante, estado en que se consigue gracias a la existencia de un sistema circulatorio, cuya bomba impelente, al corazón, por medio de la sangre se encarga de aportar sustancias nuevas y de retirar los productos ya inservibles.
Todo este sistema debe sufrir determinadas modificaciones cuando se pasa de una situación basal o de actividad normal a una situación de actividad muscular intensa.
Terminología básica de la función cardiaca
Ciclo cardiaco: consiste en que todas las cámaras del corazón pasan por una
fase de relajación (diástole) y una de contracción (sístole). Durante la diástole se llena de sangre, mientras durante la sístole las cámaras se contraen y expulsa su contenido.
Volumen sistólico: volumen de sangre que ha sido bombeado, y es la diferencia entre la cantidad que originalmente había y la restante después de la contracción.
Fracción de eyección: proporción de sangre bombeada por el ventrículo izquierdo en cada latido y se determina dividiendo el VS por el VDF.
Gasto cardiaco (Q): es el volumen total de sangre bombeada por los ventrículos por minuto, o simplemente el producto de la frecuencia cardiaca por el volumen sistólico.
Resistencia vascular: se define como la dificultad de el fluido de sangre al circular por un conducto o tubo (vasos sanguíneos). Depende de las características del conducto y de las propiedades del fluido, principalmente su viscosidad.
Tensión arterial: presión ejercida por la sangre sobre las paredes de los vasos, y habitualmente hace referencia a la presión de la sangre en las arterias; se puede calcular teniendo en cuenta el gasto cardiaco y la resistencia periférica total.
Distribución del flujo sanguíneo durante el ejercicio
Cuando se realiza un trabajo muscular importante, el flujo de sangre hacia los músculos debe incrementarse por lo que será necesaria una vasodilatación de los vasos que la irrigan, por lo contrario se producirá una vasoconstricción con carácter compensador, en aquellos órganos que en ese momento no realizan una función urgente. (tubo digestivo)
Riego sanguíneo del corazón y metabolismo cardiaco
El riego del corazón se realiza mediante la circulación coronaria.
Flujo coronario en reposo: 5% del gasto cardiaco total (250 ml/min)
Flujo coronario en el ejercicio debe incrementar por su red capilar entre 4 y 5 veces. Este incremento se origina por:1. Aumento metabólico cardiaco
que propicia una vasodilatación de las arterias coronarias.
2. Catecolaminas plasmáticas liberadas por las fibras simpáticas durante el esfuerzo, que tiene un efecto vasodilatador a nivel cardiaco.
3. Incremento de la PA que impulsa la sangre hacia las coronarias y se distribuye en la fase diastólica.
Gasto cardiaco durante el ejercicio
Con la actividad física el gasto cardiaco (Q= Vs*Fc; L/min) se incrementa dependiendo de la intensidad del ejercicio, pudiendo llegar en condiciones de de esfuerzo máximo a valores muy6 superiores a los de reposo.
Frecuencia cardiaca durante el ejercicio:
El ejercicio aumenta la Fc al igual que el consumo de oxigeno, esto depende de:
Estado físico Duración e intensidad del
ejercicio Estado emocional Temperatura y humedad del
ambiente
Volumen sistólico durante el ejercicio
Los valores del volumen sistólico son relativamente semejantes a las del gasto cardiaco. El Vs aumenta en el ejercicio en proporción a la intensidad. Si la intensidad aumenta el Vs puede bajar.
Respuestas hematológicas al ejercicio
Variaciones eritropoyéticas: una sola sesión de ejercicio y ejercicios repetidos pueden modificar los índices hematológicos de la sangre y afectar el proceso eritropoyetico en la medula ósea.
Varios factores modifican la intensidad de los cambios: Intensidad del esfuerzo físico Entrenamiento Deshidratación Aumento de catecolaminas Hemolisis durante el esfuerzo, perdidas insensibles por vía digestiva y urinaria y
la expansión plasmática tras el ejercicio.
Anemia del deportista
Disminución del numero de glóbulos rojos y de hemoglobina se distinguen dos formas de anemia en el deportista: aguda y crónica determinada por la carencia de hierro.
Este tipo de anemia se debe a varias causas:
Expansión plasmática pos entrenamiento
Aumento de a hemolisis durante el esfuerzohemorragias digestivas y urinarias
Alteraciones en la eritropoyesis Descenso de la ingesta de hierro
Otros factores que intervienen en el desarrollo de la anemia: Aporte insuficiente de hierro en la dieta Disminución de la absorción de hierro Disminución de la disponibilidad de hierro Perdida mayor de hierro tanto por la orina como por las heces y el sudor.
El sistema leucocitario y el ejercicio
Existe un marcado incremento de los glóbulos blancos tras la realización del ejercicio.
En el humano corre a cargo de los linfocitos en ejercicio intenso de poca duración y de los neutrófilos en ejercicios prolongados.
Factores de la leucocitosis: Desaparición de la marginación
por el flujo sanguíneo aumentado durante el ejercicio físico
Hemoconcentración generalizada tras el ejercicio
Respuesta inflamatoria a la agresión tisular local
El estrés del ejercicio promueve la secreción de ACTH y esta del cortisol que promueve una liberación de leucocitos.
Intensidad y duración del ejercicio.
Otras adaptacionesRespuesta y adaptaciones endocrinas al ejercicio
HORMONA DEL CRECIMIENTO (GH): se encarga de promover la división y la proliferación celular en todos los tejidos. Inhibe la utilización de carbohidratos y provoca la movilización y degradación de las grasas. El ejercicio aumenta su secreción con cierto retraso, pero su síntesis y secreción aumenta el nivel de actividad. Este incremento se atribuye a factores nerviosos y su resultado seria:
-Crecimiento del musculo, hueso y tejido conjuntivo. -Mezcla adecuada de nutrientes para el ejercicio.
TIROTROPINA: Hormona que estimula la
glándula tiroides y controla el crecimiento, desarrollo y función de la célula. Aumenta durante el ejercicio dada la participación de la hormona tiroidea en el metabolismo general del organismo.
CORTICOTROPINA: Hormona adrenocorticotropa que
regula la producción de hormonas suprarrenales. Actúa en todo el organismo provocando la movilización grasa y utilización tisular de ácidos grasos, fomenta la degradación de proteínas e incrementa la gluconeogénesis.
ADRENALINA Y NORADRENALINA: El niel de secreción aumenta en
el ejercicio para la regulación cardiovascular y el metabolismo de los tejidos en intensa actividad
Esta actividad se relaciona con: redistribución del flujo sanguíneo Aumento de la contractilidad
cardiaca Movilización de los principios
inmediatos, glucógeno y grasas.
ANDROGENOS: El ejercicio aerobio moderado
aumenta su secreción; los ejercicios intensos y prolongados provoca un descenso en niveles de testosterona plasmática.
INSULINA: El ejercicio de duración y de
intensidad crecientes provoca descensos progresivos de insulina y glucosa. El descenso primario de la insulina resulta de:
Menor secreción pancreática en el ejercicio
Consumo mayor de insulina por las células del musculo esquelético
Efecto inhibidor del simpático sobre la glándula pancreática.
ENDORFINAS: Incrementa en ejercicios
máximos como en sub máximos.
Respuestas y adaptaciones del riñón al ejercicio
El riñón se encarga de: Eliminar las sustancias filtrables que ya no sirven al organismo Recuperar todo aquello que se filtra, si interesa, mediante la reabsorción tubular. Regular la os molaridad de los líquidos corporales Regula el equilibrio acido-base modificando el pH de la orina excretada según las
necesidades.
Durante el ejercicio se incrementa la perdida de agua por sudoración perdidas, insensibles etc. Por lo tanto es normal ornar menos cantidad y mayor concentración de la orina.
Bibliografía:
González Gallego J, Sánchez Collado P, Mataix Verdú J. Bases fisiológicas del ejercicio. En: González Gallego J, Sánchez Collado P, Mataix Verdú J, editores. Nutrición en el deporte Ayudas ergogénicas y dopaje. España: Díaz de Santos; 2006. p. 125-46.
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