Apuntes sobre el metabolismo y utilización de sustratos en el ejercicio_Parte2, Apuntes de Ciencias de la Actividad Física y del Deporte. Universidad de Buenos Aires
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Apuntes sobre el metabolismo y utilización de sustratos en el ejercicio_Parte2, Apuntes de Ciencias de la Actividad Física y del Deporte. Universidad de Buenos Aires

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Apuntes de Ciencias de la Actividad Física y del Deporte sobre el metabolismo y utilización de sustratos en el ejercicio, Atp, Movilización de los H de C, Control de la glucólisis, Efectos del entrenamiento sobre la gluc...
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Respuesta: Disminuye por la sudoración sin rehidratación. A la hora se recupera al aumentar la aldosterona

Adaptación: Aumenta el VP al mejorar la capacidad de retención de Na y agua. Parece que disminuye el hematocrito por hemodilución

Hematocrito

Respuesta: Aumenta al disminuir el VP y aumentar la sudoración• Adaptación: Disminuye al aumentar el VP y la hemólisis debida a la rutina de los entrenamientos y el sangrado de casi todos los sistemas

Recuento de hematíes

Respuesta: Ante un ejercicio intenso y corto aumenta el numero por Hemoconcentración y por salir la reserva de hematíes. Ante un ejercicio de larga duración los hematíes disminuyen por hemólisis y por deshidratación

Adaptación: Aumenta el numero de hematíes por la mayor actividad•

VCM

Respuesta: Aumenta normalizándose a los 4−7 días (aumenta el hematocrito y baja el número de hematíes)

HCM

Respuesta: Disminuye y se recupera a las 24 horas. (Hemólisis y aumento de hematíes inmaduros)•

CHCM

Respuesta: Disminuye y se recupera en 2−3 días.•

Velocidad de sedimentación globular

No se ha demostrado ningún efecto producido por el ejercicio

Anemia

Nivel de hemoglobina

VCM Frotis sanguíneo

Factores que afectan a la anemia en el deporte

Hemólisis por trauma mecánico• Hematuria• Hemorragias gastrointestinales• Disminución de la absorción de Fe• Menor eritropoiesis en el entrenamiento• Déficit de Fe en dieta• Aumento de VP• Inflamaciones locales que secuestran Fe• Aporte inadecuado de Fe•

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Mala absorción intestinal de Fe•

Hemostasia

Es el equilibrio entre la fibrinolisis y la coagulación.

Una lesión en el endotelio activa la coagulación, incidiendo en la formación de plaquetas, que reparan la lesión y posteriormente se disuelven gracias al mecanismo de la fibrinolisis.

Células blancas (leucocitos)

El ejercicio prolongado repetido e intenso deprime la inmunidad, aunque el ejercicio salud parece mejorarla.

Granulocitos•

Neutrofilos• Basofilos• Eosinofilos• Polimorfonucleares•

Agranulocitos•

Linfocitos• Monocitos•

Modificaciones tras el recuento

Ejercicio corto y máximo: Se produce un aumento de linfocitos que se recupera a los 30 minutos• Ejercicio prolongado y submaximo . Se produce un aumento de neutrofilos y una disminución de linfocitos

Modificaciones de la función

Un ejercicio continuo, repetido e intenso provoca una respuesta de estrés que deprime la inmunidad (Síntoma de sobreentrenamiento. No es causa) con una mayor susceptibilidad a infecciones, debido a una caída de linfocitos y una disminución de su función.

Aumento de los glucocrticoides (cortisol) Disminuye la producción de anticuerpos• Aumento delas catecolaminas• Aumento de beta endorfinas (Disminución de la proliferación de linfocitos)•

Recuperación tras el recuento

Leucocitos: Tras un ejercicio de dos horas empiezan a volver a la normalidad a los 60´ tardando 24 horas en recuperarse completamente.

Linfocitos: Se recuperan al cabo de 30´ tras todo tipo de ejercicio• Neutrofilos: Dan una respuesta bifásica•

Se produce un aumento inmediatamente posterior al esfuerzo• Se produce un segundo aumento 2−4 horas tras el esfuerzo•

Mecanismos implicados en la leucocitosis

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Demarginación (El más importante)•

Aumento de flujo sanguíneo en los vasos musculares y en el sistema pulmonar• Estimulación adrenergica (S.N.S) La NA se une a los receptores beta de los leucocitos perdiendo la adhesividad de los vasos.

Efecto del cortisol: El cortisol activa los neutrofilos inmaduros porque estimula medula ósea. Lleva linfocitos y eosinofilos a los tejidos

Aumento de la viscosidad de la sangre (Aumento relativo de linfocitos)♦ Respuesta inflamatoria: Modula el numero de leucocitos produciendo una disminución♦ Influencia del entrenamiento: No hay grandes diferencias♦ Sexo: Las mujeres producen más linfocitos, mientras que los hombres más eosinofilos y neutrofilos.

Temperatura: El calor aumenta el numero por la perdida del volumen plasmático ocasionada por la sudoración (Hemoconcentración) El frío no ocasiona cambios

Conclusiones

El aumento del número de leucocitos depende de la duración del ejercicio• El principal mecanismo responsable es la demarginación, siendo los niveles de corticoides los que modulan o implican a una u otra subpoblación

Los atletas entrenados de forma intensa muestran una cierta labilidad defensiva (en su contexto)•

Respuestas enzimaticas al ejercicio físico

Parámetros bioquímicos

CPK (CK)

Creatin fosfoquinasa: Metabolismo de los fosfágenos.

Se origina en músculo corazón y cerebro.

La CPK total aumenta con el ejercicio intenso

LDH

Lácticodeshidrogenasa: Glucolisis anaeróbica

Se origina en músculo, hígado, eritrocitos, riñón, corazón y pulmón.

La LDH aumenta con el ejercicio, sobre todo la isoenzima LDH 5

PK

Piruvatokinasa.

Aumenta con el ejercicio moderado

MDH

Malatodeshidrogenasa

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Se origina con el músculo esquelético.

Aumenta con el ejercicio moderado

AAAP

Amino aryn acyd peptidasa.

Se origina en el músculo esquelético, y con el ejercicio se produce un ligero aumento.

ALD

Aldolasa.

Originada en el músculo esquelético y en el hígado.

ALP

Fosfatasa alcalina.

Originada en el hueso, hígado, intestino, riñón, y leucocitos.

El ejercicio no ocasiona cambios. Su aumento puede significar un problema óseo relacionado con el crecimiento.

Transaminasas

GPT (glutamin piruvato transaminasa). Se origina en hígado, corazón y músculo esquelético. La isoenzima mas importante es la GPT1 (citoplasmática). El ejercicio provoca un aumento moderado y reversible

GOT (glutamin oxalcetico transaminasa). Se origina en hígado, corazón, músculo, cerebro y riñón. Presenta isoenzimas citoplasmáticas (la más importante) y mitocondriales. El ejercicio provoca un aumento moderado

GGT (Gama glutamina transpeptidasa). Se origina sobre todo en riñón y también en hígado, bazo, páncreas y pulmón. El ejercicio no provoca alteraciones de la GGT

Otros marcadores

Mioglobina• Haptogobina• Proteína reactiva•

Enzimas

Son biocatalizadores de naturaleza proteica que hacen que las reacciones bioquímicas de nuestro organismo sean muy rápidas

Retorno y pico de las enzimas

LDH: El pico se produce en las horas posteriores al ejercicio y se recupera en pocas horas.• CPK: El pico se produce 24−48 horas después y retornas pasadas las 48 horas, aunque con picos muy altos el retorno puede prolongarse hasta 8 días

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GOT: El pico a las 24−48 horas y la recuperación a los 2−3 días.•

Valores que afectan a la mioglobina

Proteína que transporta O2 dentro del músculo. Cuando la concentración en este es alta se va a la orina.

La concentración es distinta en hombres (26 ug/l) que en mujeres (20). Influyen otros factores como la edad, el peso (a mayor masa mayor concentración), además de existir una variación diurna (más alta por la mañana) y aumenta después del ejercicio más en no entrenados.

Factores que aumentan la actividad enzimatica en sangre

Duración del ejercicio: El pico es más alto si el ejercicio es largo. En ejercicios de fuerza los aumentos son menores, pareciendo que el músculo presenta más resistencia a que salgan las enzimas.

Intensidad del ejercicio: El pico es más alto si el ejercicio es intenso. En ejercicios de fuerza los aumentos son menores, pareciendo que el músculo presenta más resistencia a que salgan las enzimas.

Tipo de ejercicio: El pico es mayor en aquellos que soportan el peso. Se produce más salida de CPK con contracciones excéntricas y presión intramuscular

Nivel de entrenamiento: Los más entrenados presentan menores aumentos de actividad enzimatica. A mayor potencia aerobica menor es la actividad enzimatica en sangre. Los mecanismos implicados son una mejor tolerancia al estrés físico, mejor respuesta adaptativa al entrenamiento y mejor aclaración de CPK

Variabilidad individual: Nivel enzimático• Sexo: Se cree que la mujer tiende a producir menos CPK en sangre, porque la mayoría de los estudio se ha hecho en mujeres fértiles, muy protegidas por estrógenos, como factor limitante del flujo de hormonas a sangre, además de tener menor masa muscular.

Raza: La raza negra tiende a volcar más enzimas en sangre que la caucasiana• Tª: El ambiente más caluroso hace que salgan más hormonas a sangre• Altitud: A mayor altitud mayor es la liberación de hormonas en sangre• Ruido y vibraciones: Aumentan la salida de CPK a sangre.•

Mecanismos (causas) implicados en la salida de enzimas a sangre

Disminución del volumen plasmático (hemoconcetración) resultando en un aumento relativo de CPK• Factor mecánico local (contracciones musculares)• Aumento de la temperatura• Daño miofibrilar• Alteración de la permeabilidad• Aumento de radicales libres•

Implicaciones clínicas de los cambios enzimáticos inducidos por el ejercicio

Cambios que simulan infarto agudo de miocardio• Enfermedades neuromusculares (distrofia muscular de Duchenne)• Miopatias•

Equilibrio entre enzima antioxidantes y prooxidantes

Existen hormonas prooxidantes como el O2− (superoxido de hidrógeno) H2O2 y OH que se equilibran en su acción con otras antioxidantes, como la superoxido disglutasa, la catalasa y la glutation peroxidasa, además de vitamina C, D y betacarotenos.

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Ejercicio fisico/cirugía

Aumento del consumo de O2

Aumento de la producción de radicales libres

Aumento de la lipoperoxidación

(rotura de la membrana lipidica)

Estrés oxidativo

Disminución de GSH/GSSH

Necrosis de tejidos

Muerte celular.

Adaptación

Inducción de

Enzimas antioxidantes

Adaptación

El músculo fatigado disminuye la producción de enzimas antioxidantes. Existen cofactores que ayudan a la función de las enzimas antioxidantes como el Se, el Cu y el Zn.

RESPUESTAS Y ADAPTACIONES

CARDIOVASCULARES AL EJERCICIO

Respuesta

Cambio agudo de la función de un órgano o sistema ante la presencia de un estimulo. Se da en todos los individuos.

Adaptación

Cambios cronicos en la estructura y función de un organo o sistema ante la exposición repetida y suficiente a un estimulo. Pueden manifestarse en ausencia del estimulo.

El sistema cardiovascular responde satisfaciendo las necesidades del musculo, como son:

Aporte de O2 y nutrientes• Retirada de los productos de desecho• Termorregulacion•

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Mantenimiento de la homeostasis ante el desequilibrio que genera el ejercicio•

La respuesta general del sistema es aumentar el gasto cardiaco (Q) y el aumento de la diferencia arterio venosa (D (a−v) O2)

VO2 = Q x (D (a−v) O2) (factores centrales x factores perifericos)

Si la diferencia es muy alta significa un trabajo correcto del musculo, ya que este ha retenido mucho O2.

Con el ejercicio fisico el Q aumenta respecto a la intensidad, la FC aumenta de forma gradual y el VS (volumen sistolico) aumenta de forma gradual hasta el 60% del VO2 max, sufriendo entonces una deflexión en su aumento. A partir del 80% VO2 max el VS disminuye.

Una presión diastolica alta implica una obstrucción de los vasos al discurrir de la corriente sanguinea dabido a una acumulación de trigleciridos. Con el ejercicio la PS sube y la diastolica se mantiene o baja.

Mecanismos reguladores de las respuestas del sistema cardiovascular.

Mecanismo nervioso

Comando central: La corteza motora manda ordenes a centros vegetativos y contribuye a la respuesta anticipatoria del ejercicio, de forma que la FC aumenta al inhibirse el SN parsimpatico y excitarse el simpatico.

Control reflejo: Receptores perifericos que se ponen en marcha al iniciarse el ejercicio.•

Metaboloreceptores• Mecanoreceptores•

Mecanismos humorales

Locales: Reflejos nutricios. Sustancias vasodilatadoras producidas en el lugar de la contracción:•

Histamina• Adenosina• Prostaglandinas• Aumento del ión K• Aumento del ion hidrogeno• Disminución del pH• Aumento de la temperatura•

Hormonales: Mantienen mejor la respuesta iniciada.•

Ca• Sistema renina−angiotensina−aldosterona•

Mecanismo hidrodinámico

Aumenta el retorno venoso, generando una respuesta cardiovascular al mejorar el volumen sistólico aumentando el Q con la FC y el VS.

Bombeo muscular: Los musculos de las piernas hacen un bombeo hacia arriba• Bomba aspirativa toracica (presión negativa del torax)•

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Vasoconstricción simpatica• Redistribución•

Efectos del sistema simpatico−adrenal sobre el sistema cardiovascular

Efectos sobre el corazon

Aumento de la FC (excitación del nodo sinusal como efecto cronotropico positivo)• Aumento de la contractilidad del miocardio como efecto inotropico positivo• Aumento de la velocidad de conducción como efecto dromotropico positivo•

Efecto sobre el sistema vascular

Vasoconstricción (redistribución vascular)•

Efectos del aumento del retorno venoso sobre el sistema cardiovascular.

Aumento de la FC (reflejo de Bainbridge)• Auemento del VS (ley de Frank−Starling)•

Al aumentar el retorno venoso aumenta el volumen de llenado, aumenta a su vez la frecuencia de contracción lo que resulta en un aumento del VS.

Factores que modifican la FC

Edad. Afecta a la FC max (220 − edad)• Sexo. La FC es mayor en mujeres que en hombres debido al menor numero de hematies.• Grado de entrenamiento: A mayor entrenamiento menor numero de pulsaciones.•

IR2: indice de recuperación en el segundo minuto: (FC mx −FC 2º minuto) / (FC max teorica −FC max real). A mayor IR2 más aerobico es el sujeto. El IR2 aumenta con los años de entrenamiento.

Tipo de ejercicio: A mayor masa muscular utilizada mayor es la FC. Los musculos pequeños hacen latir más deprisa el corazón.

Condiciones ambientales:•

A mayor temperatura mayor es la FC• A mayor humedad mayor es la FC• Hora• Presión parcial de O2. La altura aumenta la FC.•

Condiciones patologicas:•

La FC aumenta con la anemia• La FC auementa en convalecientes• La FC aumenta en valvulopatias• La hipertensión hace aumentar la FC• Los bloqueos auriculoventriculares disminuyen la FC•

Respuestas cardiovasculares al ejercicio estatico

Aumento de la contractilidad•

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Aumento de la FC• Aumento de la presión sistolica•

El ejercicio estatico provoca un efecto mecanico de compresión sobre los vasos aumentando las resistencias perifericas y la presión diastolica.

Tipos de respuesta de la PA al ejercicio estatico

Hipertensión sistolica: Controlar los aumentos por encima de los 230−250 mm de Hg.• Hipertensión diastolica: Se aceptan como normales aumentos de 20−30 mm de Hg respecto a la TA diastolica basal.

Hipotensión sistolica: No puede disminuir con el ejercicio.• Hipotensión diastolica.• No hay alteraciones•

Adaptaciones cardiovasculares al ejercicio

Pueden apreciarse tanto en reposo, como en ejercicio máximo y submaximo.

Adaptaciones en el corazón

Morfologicas•

Aumento de la masa cardiaca• Aumento del grosor de las paredes ventriculares (hasta 13 mm de septo)• Aumento del diametro de las cavidades.• Aumento del indice cardiotoracico (separación entre pulmones) de 10 a 15 cm• Crecimiento del ventriculo izquierdo•

Funcionales•

En reposo: Disminución de la FC (bradicardia sinusal) y aumento del VS• En ejercicio submaximo: : Disminución de la FC (bradicardia sinusal) y aumento del VS.• En ejercicio máximo: No se observan variaciones en la FC y sí un aumento del VS.• Bloqueo auriculo−ventricular de 1º grado (normal)• Alteraciones de la repolarización (onda T vagotonica) (normal)• Bloqueo incompleto de rama derecha (normal)•

Adaptaciones en deportes de resistencia

Son reversibles

Bradicardia sinusal (en dos semanas)• Aumento del volumen de las cavidades cardiacas y de sus espesores.• Aumento del VS• Aumento de la densidad capilar miocardica (mayor numero de capilares por fibra y mayor capacidad de dilatación de estos)

En el metabolismo cardiaco.•

Disminución del uso de sustratos y del VO2• Auemento de la capacidad de aclaramiento del lactato a altas intensidades.•

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Adaptaciones en deportes de potencia

El corazon se somete a una cosniderable carga de presión en muy poco tiempo

En estudios longitudinales se observan pequeñas modificaciones de las dimensiones cardiacas.

En estudios transversales se observan hipertrofias concentricas (engrosamiento de la pared sin dilatación de cavidades) posiblemente debidas a dopaje por androgenos,

Ventilación pulmonar

Objetivos de la respiración

Suministro de O2 a los tejidos• Eliminación de CO2 de los tejidos•

La ventilación permite que la presion alveolar de O2 se mantenga constante en 105 mm de Hg y que el O2 se mueva desde los alveolos a la sangre para su distribución por los tejidos. Además la presión parcial de CO2 se mantiene baja en los alveolos (40 mm) para que pueda eliminarse.

La velocidad y profundidad de la ventilacion influyen sobre la cantidad de O2 y CO2 que se interacambian entre el organismo y la atmosfera.

La funcion de la respuesta pulmonar al ejercicio es el control homeostasico de la concentarción de gases en la sangre para minimizar el posible coste fisiologico del ejercicio que se este realizando.

Funciones del sistema respiratorio en los tejidos

Contribuir a oxigenar tejidos y dismnuir el grado de acidez• Mantener bajas las resistencias vasculares pulmonares• Minimizar el paso de H2O al espacio intersticial pulmonar.•

Ventilación minuto

Supone el volumen corriente multiplicado por la frecuencia respiratoria.

En reposo es 0,5 litros x 12 resp/min = 6 litros / minuto

En ejercicio es 2 litros x 70 resp/min = 140 litros / minuto, de los que no pueden aprovecharse todos por el espacio muesrto que no tiene capilares.

Ventilación alveolar

(Vc − Vd) x FR = 4200 ml

Indice ventilación perfusion (V/Q)

Es el indice de los litros de aire que llegan al pulmon partido por los litros de sangre.

En reposo ronda los 0,8, un indice poco eficiente ya que en zonas apicales llega poca sangre.

Indice VE / VO2

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Conocido como equivalente de O2.

Es un indice indirecto de eficiencia pulmonar.

Del reposo a VT1 desciende, y en VT1 empieza a aumentar, mientras que en VT2, sufre una deflexión positiva, al disminuir el O2 en el aire expirado, al quedarse en el musculo.

En ejercicio la VE (intensidad de la perfusión regional) se hace más uniforme en todo el pulmon. Suponiendo un aumento de la perfusión en las zonas apicales que en general en repos son zonas más ventiladas

Respuestas de la ventilación al ejercicio

Ejercicio de carga constante

Aumenta bruscamente en la fase I. A intensidad moderada la VE aumenta de forma lineal al VO2 y a la producción de CO2

Sigue aumentado, pero de forma más lineal en la fase II. El aumento de la VE se debe al aumento del volumen corriente más que al aumento de la frecuencia repsiratoria..

Se estabiliza en la fase III. A altas intensidades se instaura una situación de acidosis metabolica. La relación VE /VCO2 se hace curvilinea y la VE aumenta a expensas de la frecuencia respiratoria

Ejercicio de carga incremental

La VE aumenta de forma lineal respecto al VO2 hasta intensidades de ejercicio correspondientes al 50−60% del VO2 max. A partir de entonces la VE aumenta desproporcionadamente a expensas de la frecuencia respiratoria (umbral ventilatorio de Wassermann)

Factores implicados

Regulación de la acidosis (glucolisis anaerobica tamponada por Buffer) El buffer hace salir CO2 , motivo por el cual aumenta la frecuencia respiratoria

Aumento de la temperatura corporal ( + 1 ºC) Se produce una taquipnea por estimulo del centro respiratorio (mecanismo termorregulador)

Aumento de las CA. El simpatico activa el central.•

Durante la recuperación

La VE desciende bruscamente al cesar la activación motora al desaparecer el estimulo nervioso desde los receptores localizados en musculos y articulaciones.

El descenso de la VE se va haciendo más gradual hasta los valores de reposo.•

Respuestas ventilatorias en circunstancias especiales

Ejercicio en altura•

Respuesta aguda: La VE se eleva por encima de los valores obtenidos al nivel del mar para la misma carga de trabajo. La hipoxia estimula el centro respiratorio

Respuesta crónica: La VE sigue elevada, pero de forma más eficiente al aumentar la excreción de bicarbonato al perder capacidad buffer, tamponandose por menos tiempo el lactato.

En altas temperaturas: Ambientes humedos y calurosos producen taquipnea, a expensas de la frecuencia respiratoria

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Contaminación ambiental: también produce taquipnea.•

Adaptaciones en la ventilación con el entrenamiento

En ejercicios maximos

Aumenta la fuerza de los musculos respiratorios, con el consiguiente aumento de la VE max.• Aumenta la resistencia de los musculos respiratorios, con el consiguiente aumento de la VE max.• La sensibilidad respiratoria a la hipoxia es menor.• La respuesta a la hipercapnia (aumento de CO2) es menor. Los atletas toleran mejor los aumentos de la presión parcial de CO2 y disminuciones de la pp de O2 a altas intensidades.

En ejercicios submaximos

Despues de 4 semanas de entrenamiento

Disminuye la VE/VO2 por:•

Disminución de fatiga de musculos respiratorios• Queda más O2 pra los musculos en ejercicio.•

El entrenamiento a cargas submaximas cambia el patron ventilatorio•

Aumenta el volumen corriente (el aire inspirado se mantiene más tiempo en los pulmones entre respiración y respiración y la cantidad de O2 extraido es mayor)

Disminuye la frecuencia respiratoria•

Diferencia entre amateurs y elite en el VO2

VO2 max: No hay diferencias significativas.• VO2: El amateur tiene necesidad de consimir más O2 en cargas submaximas, con una menor eficiencia de trabajo.

Coste metabolico de la respiración

Insertar graficas comparativas entre elite y pro de VE/VO2, Pet O2 (los profesionales con mejores recursos metabolicos captan mejor el O2 y dejan escapar menos), y Pet CO2 (la ventilación es + efectiva en pro, ya que produciendo la misma cantidad los profesionales se deshacen mejor del CO2

Un sujeto entrenado usa un patron ventilatorio de un sedentario

El entrenado respira más profundamente y disminuye la frecuencia respiratoria, emjorando la oxigenación, manteniendo mejor las ppO2 y de CO2 en el alveolo, favoreciendo el intercambio de CO2 y evitando el aumento de trabajo causado por el aumento de frecuencia respiratoria, asi aumenta la disponibilidad de tiempo para la espiración, que es una parte comprometida en la mecanica ventilatoria durante el ejercicio.

Efecto del entrenamiento especifico sobre los músculos respiratorios

En ejercicios submaximos: 30`día, movilizando 85/160 litros por minuto durante cuatro semanas aumenta la resistencia de los músculos respiratorios, con una mejora de la capacidad aerobica y anaeróbica. La VE máxima alcanzada en una prueba de esfuerzo aumenta y la percepción subjetiva de esfuerzo de los músculos respiratorios fue menor.

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Difusión de gases y su transporte durante el ejercicio

La disfusión de gases se origina entre la fase gaseosa de los alveolos y la fase disuelta de los vasos, provocando la diferencia de presiónes la difusión.

Factores que afectan a la difusión

Espesor de la membrana• Superficie de la membrana (cantidad de alveolos)• Cercanica de la mebrana a los vasos• Coeficiente de difusión del gas• Gradiente de presión a ambos lados de la membrana•

Estos factores mejoran con el ejercicio.

En reposo los puntos apicales pulmonares estan mejor ventilados y las bases pulmonares muy bien perfundidas

En ejercicio dismiuye el epacio muerto fisiologico (donde no se cumple el intercambio de gases) al aumentar el flujo sanguieno de la parte apical del pulmon. El intercambio gaseoso se aproxima al optimo.

En reposo la difusión de O2 es de 230 ml/minuto = 21 de capacidad x 11 de diferencia de presión, mientras que en ejercicio estos valores se triplican.

Difusión de O2

La capacidad de difusión para el O2 en ejercicio se triplica al aumentar la superficie de intercambio y el área total de difusión:

Apertura de capilares pulmonares que estaban cerrados en reposo• Mayor dilatación de los capilares ya abiertos•

Los entrenados presentan mayor capacidad de difusión tanto en reposo como en ejercicio.

A su vez el CO2 también difunde mejor que el O2 (20 veces), por lo que su capacidad de difusión es de 400 ml/min/mm Hg en reposo, pudiendo llegar hasta 1200 en ejercicio, al aumentar la superficie de intercambio.

El entrenado presenta una mayor diferencia arterio−venosa, desplazando la curva sigmoidea a la derecha, saturando menos la presión y captando por la tanto más O2.

Transporte de CO2

El CO2 tiene tres mecanismos de transporte

Disuelto en un 7%• En forma de bicarbonato en un 70%• Combinado con hemoglobina y proteínas plasmáticas en un 23%•

Realmente la cantidad total de CO2 combinado con Hb depende de la PCO2.

Regulación de la respiración

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Control nervioso: Tiene como objetivo ajustar el ritmo de ventilación alveolar casi exactamente a las necesidades del cuerpo. La PO2 y la PCO2 dificilmente se modifican durante el ejercicio intenso. El principal centro regulador es el bulbo. Los factores nerviosos estimulan el centro respiratorio para suministrar las necesidades adicionales de O2 y la mayor eliminación de CO2.

Control químico: Conserva la respiración adecuada de O2, CO2 e hidrógeno en los líquidos del organismo.

El exceso de CO2 o de hidrogeniones tiene un efecto excitador directo sobre el centro respiratorio, al existir áreas quimiosensibles localizadas bilateralmente en la zona del bulbo. El CO2 toma el mando para dirigir el centro respiratorio. A mayor cantidad de CO2 mayor es el estimulo.

El O2 no tiene un efecto excitador directo sobre el centro respiratorio. El O2 no va directamente al bulbo, por lo que la bajada de O2 exita el centro respiratorio. A mayor PCO2 mayor excitación sobre el centro respiratorio.

A traves de la adaptación conseguimos que el orgaimos deje de ser sensible al CO2 y por lo tanto aumente la ventilación en escasez de O2.

Los factores humorales logran el ajuste final de la respiración para que la concentración de CO2 y de hidrogeniones en los liquidos corporales se conserven lo más cerca posible de valores normales

Acido−base

El pH es el logaritmo de la concentración de H.

El pH de los líquidos orgánicos debe estar estrictamente regulado en 7,4 con el fin de mantener la homeostasis.

El pH expresa la acidez o alcalinidad de una serie determinada del nímero de hidrogeniones presentes en la solución, expresándose el numero resultante entonces como pH.

Debido a que el resultado es un numero muy pequeño, este se expresa mediante el logaritmo negativo de la concentración.

El descenso de pH supone fatiga al desacoplarse el sistema, y desactivar enzimas metabólicas y alertar la excitación−contracción.

Sistemas neutralizadores del H

El mantenimiento del equilibrio ácido−base en el ejercicio se mantiene gracias a la interacción de tres sistemas

Sistema buffer de los líquidos orgánicos•

Buffer intracelular (proteínas, grupos fosfatos, bicarbonato intramuscular)• Buffer extracelular (proteínas, Hb, bicarbonato)•

Sistema respiratorio (elimina o retiene CO2)• El riñón (aumenta o disminuye la concentración de bicarbonato) Es lento en su ejecución.•

Producción de H+ durante el ejercicio

Ácidos volátiles: CO2 + H2O!H2CO3 ! H+ + HCO3•

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Ácidos orgánicos (ácido lactico)• Acidos fijos (acido sulfurico y acido fosforico)•

El metabolismo aeróbico de la glucosa produce ácido sulfúrico y ácido carbónico y el metabolismo anaeróbico de la glucosa produce ácido lactico y ácido fosforico.

Consumo de O2

El consumo de O2 se conoce también como VO2

El VO2 es el parámetro fisiológico que expresa la cantidad de O2 que consume el organismo.

El VO2 se puede expresar de dos formas:

Expresión relativa: Con relación al peso; ml/kg/minuto• Expresión absoluta: ml/minuto•

Asimismo la valoración también se puede realizar de dos maneras:

Medición directa: Mediante analizador de gases.• Estimación indirecta: mediante tests basados en hechos fisiológicos.•

Los dos tipos de mediciones cuantifican el metabolismo energético, que se entiende como la transformación de energía química proveniente de los alimentos en energía mecánico−muscular.

VO2 = Q (gasto cardiaco o volumen minuto) x D(a−v)O2 (diferencia arteriovenosa en contenido de O2)

Factores que inciden en el VO2

Concentración de O2 en el aire ambiental• Permeabilidad de la vía aérea• Índice ventilación/perfusión• Difusión alveolar• Volumen sistólico y frecuencia cardiaca• Sistema venoso• Sistema arterial• Diferencia a.v de O2• Nº de hematíes y concentración de Hb• Redistribución vascular• Capilarización• Masa mitocondrial• Sistema enzimatico oxidativo•

MET

MET es una unidad metabólica equivalente a 3,5 ml de O2/kg/min

1 MET es el gasto energético que precisa un organismo para mantener sus constantes vitales.

1 MET suele coincidir con el metabolismo basal (O2 consumido en reposo absoluto)

VO2 submaximo

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El VO2 submaximo es un índice muy valido para establecer una economía energética, ya que para la misma intensidad es mejor disponer del VO2 más bajo.

VO2 máximo

El VO2 máximo (en adelante VO2max) puede compararse con la cilindrada de un coche. Es un índice muy fiable de la capacidad de un deportista de fondo, aunque no el determinante final de su rendimiento.

VO2max es la máxima cantidad de O2 que el organismo puede absorber, transportar y consumir.

El VO2max no es mensurable ni aceptable en sus valores para edades no adultas

VO2 pico

Es el máximo consumo de O2 obtenido durante la realización de una prueba de esfuerzo realizada hasta el agotamiento en unas condiciones determinadas, pero sin cumplir criterios de maximidad.

En edades no adultas no hablaremos nunca de VO2max sino de VO2 pico

Factores limitante del VO2

Cantidad d O2 en aire• Sistema Pulmonar• Bomba cardiaca• Capilarización muscular• Arterias y venas•

VO2 = Q * D (a−v)O2

Q: gasto cardiaco= VS * FC

D(a−v) diferencia arterio venosa

Respuesta de O2 al ejercicio

Ante el ejercio incremental sube y establece una meseta que corresponde con el VO2 max• Ante el ejercicio de carga estable. El VO2 se estabiliza tras una ligera subida.•

Criterios de maximidad de prueba

Meseta de VO2. Si esta no es muy clara podemos entender como meseta la subida de menos de 150 ml/min en dos cargas consecutivas.

RER=1• Alcanzar la máxima frecuencia teorica.• Alcanzar mas de 8 mMol/mm3•

Se dice que la prueba si es máxima si cúmplela menos 3 de los 4 criterios.

Factores de los que depende el VO2

Carga genetica en un 70%• Aumenta con el pesoo y el pico de altura alcanzando u máximo entro los 18−25 años.•

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Se deteriora por la ausencia de ejercicio a razon de un 1% por decada• Mayor en hombres que en mujeres• A mayor músculo mayor VO2•

Factores limitantes del VO2

Patologías• Concentración de O2 en aire atmosférico• Extracción de O2 (factor periférico). Debe existir una correcta disociación de la Hb, existir un paso correcto del O2 por el endotelio del capilar, pasar por la membrana del músculo, transportar bien el O2 la mioglobina y favorecer el paso a las mitocondrias.

Sistema cardiovascular (factor central) Tiene reserva para llegar hasta los 30 litros, pudiendo existir el limite en la bomba o en la transportación hacia el músculo.

El entrenado presenta el factor central como limitante

Aumentos del VO2 en la infancia

Es lineal hasta alcanzar el pico a los 18−25 años

Hombres sedentarios 35−45 ml/kg/min

Mujeres sedentarias 30−40 ml/kg/min

Esquí de fondo (hombres) 94 ml/kg/min

Esquí de fondo (mujeres) 75 ml/kg/min

Corredores (varones) 80 ml/kg/min

Ciclistas (varones) 74 ml/kg/min

Corredores (mujeres) 65 ml/kg/min

Protocolos para determinación de VO2 max

De carga constante• Incremental•

Escalonado (puede ser continuo o discontinuo)• Rampa•

Umbrales

El umbral significa en fisiología el paso de un metabolismo a otro

Wasserman definio umbral anaeróbico en 1964 como el paso entre zona aerobica y anaeróbica, entendiéndola como la intensidad e trabajo a partir de la cual se empieza a generar ácido lactico.

A través del RER (índice de CO2/O2) sabemos indirectamente que sustrato esta usando, pero no podemos determinar de forma precisa el umbral, aunque sabemos que superados los valores próximos a la unidad el organismo ha empezado a demandar glucosa. Mientras que por debajo de la unidad se esta utilizando grasa como sustrato energético.

En 1967 Wasserman lo definio como zona umbral, y lo entendió como un aumento desproporcionado de la respiración respecto al VO2 y a la producción de lactato

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