Fisiología del Ejercicio Adaptaciones al EjercicioDr. Eric M. Cabrera Medicina del Deporte Medicina Física y Rehabilitación Medicina Electrodiagnóstica Adaptación al entrenamiento • El organismo presenta una tendencia a mantener el equilibriou homeostasis natural del mismo, es decir, restablecer la situación anterior al estímulo lo antes posible. • La adaptación es un cambio en estructura y en función que sigue al entrenamiento y que capacita al organismo para responder mas fácilmente a los estímulos producidos por el ejercicio físico. Es un cambio más o menos duradero, permanente, frente al ajuste que es un fenómeno de adaptación pasajero • Un claro ejemplo de ajuste es el fenómeno que sigue a un ejercicio físico intenso, es decir, una disminución de la cantidad de azúcar en la sangre (hipoglicemia) por secreción aguda de insulina seguida por la secreción de glucagón, provocando el restablecimiento de la glicemia normal. • Un ejemplo de adaptación seria la disminución de la frecuencia cardiaca en reposo o durante el ejecicio, o la hipertrofia muscular, los cuales son cambios duraderos en función y en estructura. Principios de Adaptación • Ley del Umbral o de Arnold-Schultz – Esta teoría parte de la existencia de un umbral o estímulo mínimo necesario para que se produzca alguna modificación, mejora o adaptación en el organismo. El umbral es un asunto individual. – Existe también un máximo de tolerancia o punto a partir del cual solo se da la fatiga y el sobreentrenamiento. – La adaptación se produce como consecuencia de esfuerzos físicos propuestos de forma consecutiva y adecuada para que el organismo los vaya asimilando progresivamente. • . • • • • • • • • • El fisiólogo Schultz observó que cada persona tiene distinto nivel de excitación ante un estímulo y para que se produzca adaptación el estímulo debe poseer una determinada intensidad en función de la capacidad de aguante y reacción de cada organismo. Los estímulos pueden clasificarse en cuatro grados: muy débiles, débiles, fuertes y muy fuertes. - Los estímulos muy débiles, que están por debajo del umbral, no me entrenan. - Los estímulos débiles, pero que se repiten continuamente, pueden llegar a alcanzar el nivel de umbral. Por lo tanto, esos sí me pueden entrenar. - Los estímulos que están entre el nivel umbral y el de máxima tolerancia, son fuertes y son los que verdaderamente me entrenan. - Los estímulos que sobrepasan la máxima tolerancia al repetirse frecuentemente, contribuyen a un sobreentrenamiento o crisis de entrenamiento, y esto es perjudicial. . En el fenómeno de adaptación se desencadenarán tres fases consecutivas: • Fase de alarma • Fase de resistencia • Fase de agotamiento .Ley del Síndrome General de Adaptación (Hans Selye) • Esta ley defiende que el organismo responde con fenómeno de adapatación ante todas las alteraciones que se producen en su normal equilibrio como consecuencia de un estímulo o un entrenamiento. seguida de una de antichoque (compensación fisiológica).• Fase de Alarma: – Donde se aplica el esfuerzo (estímulo) que al organismo le va a producir una respuesta inicial denominada choque (efecto). . no podrá adaptarse y se agotará. constituyendo las primeras respuestas o reacciones del organismo ante el ejercicio. • Este planteamiento puede ser entendido para una sesión o para una temporada de entrenamiento . • Fase de Agotamiento: – Donde si el organismo sigue recibiendo estímulos (mayor # ó intensidad). • Fase de Resistencia o Adaptación: – Donde el organismo se adapta a la nueva situación y se adquiere un estado de equilibrio. • Después de un entrenamiento se requiere una recuperación adecuada para poder soportar convenientemente un nuevo entrenamiento. sino que se establece un nivel superior. De este modo vemos como entrenamientos y recuperaciones se encuentran relacionados dando pie al fenómeno biológico llamado supercompensación. después de una carga de trabajo y una recuperación adecuada. según el cual. el organismo no solo restaura su nivel inicial (compensación). Ley o Principio de Supercompensación . Podemos encontrarnos entrenamientos donde los estímulos estén muy seguidos y en consecuencia los descansos y recuperaciones sean insuficientes. – Este es un fenómeno de adaptación que capacita al organismo para soportar estímulos crecientes y que constituye la base del rendimiento deportivo y la mejora física.. – Esto no siempre es asi. . – La última situación que se puede dar es aquella en la que no se produce ninguna mejora. El organismo tiende a la homeostasis y se recupera el nivel inicial. Se obtiene un rendimiento bajo y con una tendencia al sobreentrenamiento y al agotamiento. . Aumento de la diferencia arteriovenosa de oxígeno. Mejora de la capacidad de transportar oxígeno y nutrientes a los músculos. Principales efectos del entrenamiento. • Sistema Cardiovascular – – – – – – – – – Aumento del tamaño y grosor del corazón Aumento del volumen sistólico Aumento del gasto cardiaco Aumento y mejora del riego sanguíneo en los músculos activos (redistribución periférica). Disminución de la frecuencia cardiaca Aumento de los globulos rojos y de su contenido de hemoglobina El contenido de glucosa se mantiene invariable durante el ejercicio.Adaptación al Entrenamiento. .. Los efectos del retorno venoso sobre el aparato cardiovascular son: Mayor distensión de la aurícula derecha que produce un aumento de la hiperexcitabilidad y un aumento de la frecuencia cardíaca automática (REFLEJO DE BAIMBRIDGE). .(Figura 9) El VOLUMEN SISTOLICO aumenta linealmente hasta 40-60% de la VO2 máx. luego tiende a estabilizarse hasta llegar a 90% en donde disminuye por la taquicardia excesiva. Los vasos de la piel se contraen inicialmente pero si el ejercicio continúa se dilatan para eliminar el calor excesivo que se produce en la contracción muscular. 2) el bombeo activo de la sangre por la contracción muscular sobre todo de miembros inferiores. 4) el aumento de las resistencias vasculares periféricas a nivel de los territorios esplácnico. Aumento de las fibras miocárdicas que llevan a un aumento de la fuerza de contracción. cutáneo. Esto ocurriría en sujetos sedentarios o poco entrenados mientras que en individuos deportistas bien entrenados el volumen sistólico aumenta progresivamente hasta el máximo esfuerzo porque tienen aumentada la capacidad diastólica por una mayor distensibilidad del ventrículo izquierdo. A partir de ese momento tiende a la estabilidad hasta llegar al 80-90% en donde puede incluso disminuir por la taquicardia excesiva que disminuye el llenado diastólico y por lo tanto el volumen sistólico. de la fracción de eyección. del volumen sistólico y del gasto cardíaco. este es la cantidad máxima de O2 que el organismo puede absorber. 3) acción de la bomba aspirativa torácica y.). renal y músculos inactivos. Este aumento del retorno venoso se produce por: 1) la venoconstricción producida por el SNS. Durante el ejercicio el aumento del gasto cardíaco se produce en forma lineal y directamente proporcional a la intensidad del trabajo realizado hasta llegar a una intensidad del 60-70% del consumo máximo de O2 (VO2 máx. transportar y consumir por unidad de tiempo (ml x kg x min). (LEY DE FRANK STARLING) GASTO CARDIACO.• • • • • • • • • • • RESPUESTA HIDRODINAMICA: en el cual se produce un aumento del retorno venoso que es un factor decisivo en el aumento del gasto cardiaco en la actividad física al producir el llenado ventricular durante la diástole. lipotimia. El entrenamiento de resistencia tiende a reducir los valores de reposo de la tensión arterial. tanto sistólica como diastólica por lo que se lo utiliza como terapéutica de pacientes hipertensos. El aumento de la presión sistólica es mayor que el de la presión diastólica por lo que se constata un aumento de la presión diferencial.edad en años grado de entrenamiento físico. Con respecto a la PRESION ARTERIAL podemos decir que la sistólica aumenta tanto en los ejercicios dinámicos como en los estáticos mientras la maniobra de Valsalva. temperatura y humedad del ambiente. presión atmosférica.• • • • • • • • • • • • • • • • • • La FRECUENCIA CARDIACA aumenta linealmente con el esfuerzo. Las adaptaciones inducidas por el entrenamiento son: Hipertrofia cardíaca Aumento del volumen sistólico Bradicardia en reposo Disminución de la velocidad de conducción . la vasodilatación y la disminución del retorno venoso por lo que no es aconsejable detener súbitamente el ejercicio lo que puede provocar: malestar. Una vez finalizado el ejercicio existe un descenso rápido de la presión arterial como consecuencia de la disminución del gasto cardíaco. . La misma depende además de diversos factores: edad: FC máx. vértigo. tipo de ejercicio: en el estático aumenta exclusivamente mientras que en el dinámico lo hace junto con el volumen sistólico. hora del día. teórica = 220. etc. • Aumenta el consumo de oxígeno por minuto. • Disminuye el ritmo o ciclos ventilatorios mejorando la intensidad de los mismos (disminuyen de 14-15 a 8-9 los ciclos ventilatorios en reposo). • La capacidad respiratoria máxima aumenta . • Aumenta la capacidad vital.Adaptaciones del Sistema Respiratorio • Mejora la ventilación pulmonar y la difusión de gases en pulmones y tejidos. prostaciclina. entre otros. aldosterona y adh. p.n.Adapataciones del Sistema Endocrino • Aumento de la formación tisular de CO2 • Disminución de la PaO2 • Descenso del ph que produce una vasodilatación arteriolar • Aumento de metabolitos que permiten autorregulación local: potasio.. adenosina. . s. • Aumento de la producción de catecolaminas. histamina..r.ang. acido láctico. glucagón.a. tanto los impulsos del comando central como los del reflejo periférico condicionan la respuesta simpática durante el esfuerzo • • .. que evalúan la eficacia del flujo de sangre en relación a el aumento de demanda metabólica. es la llamada “respuesta anticipatoria”. y matabolorreceptores. De forma colectiva. Este control se inicia simultáneamente con la orden motora de los músculos actuantes. b) reflejo: que se produce después que comienza la contracción muscular y son impulsos que se originan en receptores de músculos y articulaciones (ergorreceptores). éstos son de 2 tipos: mecanorreceptores (sensibles a los efectos mecánicos de la contracción). Nervioso • • se produce un aumento de la actividad nerviosa simpática y una disminución de la actividad parasimpática mediado por 2 controles: a) central: son impulsos nerviosos descendientes de la corteza cerebral hacia el centro vasomotor del bulbo raquídeo.Adaptación del S. Estos impulsos son conducidos por fibras nerviosas tipo III y tipo IV respectivamente hasta el centro cardiorespiratorio. y en una persona en 100 milimoles por kg Asi podemos decir que en una atleta ña fatiga aparecera despues de 5 horas.y en una persona normal de 90 a 120 minutos • • . por tanto tambien necesita energia existen 3 sistemas principales para generar energia en el cuerpo atp.Adaptaciones Musculares • • • • • • • • El musculo es uno de los principales motores del organismo y requiere energia (atp) La mitocondria ayuda en la respiracion celular. y son conocidos como los fosfagenos Recordemos que de un molde pc se produce un mol de atp De un mol de glucosa (c6h12o6)se produce 2 de atp De un mol de glucogeno se producen 3 moles de atp El glucogeno epatico y muscular es almacenado en el higado y en el musculo respetivamente Los niveles de glucogeno muscular estan aproximadamente en 180-2000 de milimoles por kg en un deportista. adp. pc. METABOLISMO: Conjunto de reacciones en donde ayudan o intervienen las enzimas ANABOLISMO: Descomposicion o degradacion para formar sustancias de simples a complejas CATABOLISMO: De lo macro a lo micro osea de lo complejo a lo simple GLUCOLISIS: Proceso mediante el cual se optine la energia necesaria y se rompen los enlaces GLUCOGENOLISIS: Es el paso del glugeno a la glucosa GLUCONEOGENESIS: Formacion de glucosa debido al agotamiento de reservas SISTEMA OXIDATIVO: Requerimiento de oxigeno para disminuir agun alimento. luego van a cada tejido para que ellos obtengan la energgia que nesecitan y poder almacenar el resto en el higado. elemento o compuesto Los carbohidratos rfealizan la digestion en la saliba la absorcion en intestino delgado y de ayi pasan a la sangre.• . • . • • • • • • • • • • • • UTILIZACIÓN DE SUSTRATOS METABOLICOS DURANTE EL EJERCICIO FISICO. En esta transformación gran parte de la energía liberada se pierde en forma de calor o energía térmica. por esta razón se recomienda realizar un adecuado calentamiento antes de la ejecución de un entrenamiento. El sistema de los fosfágenos: ATP y fosfocreatina (PC) 2. esto tiene su ventaja ya que el aumento de temperatura provoca variaciones en diferentes reacciones metabólicas mediadas por complejos enzimáticos. Sistema aeróbico u oxidativo La participación de éstos durante el ejercicio físico depende de la intensidad y duración del mismo. La energía química que se almacena en los enlaces de las moléculas de los diferentes sustratos metabólicos (el ATP es la molécula intermediaria en este proceso) es transformada en energía mecánica. . La glucólisis anaeróbica 3. Los SISTEMAS ENERGÉTICOS a partir de los cuales se produce la resíntesis del ATP para realizar el ejercicio físico son (Figura2) 1. posibilitando que estas reacciones sean más eficientes desde un punto de vista energético. Los sustratos metabólicos que permiten la producción de ATP proceden de las reservas del organismo o de la ingestión diaria de alimentos. La contracción muscular durante el ejercicio físico es posible gracias a un proceso de transformación de energía. . Los sustratos mas utilizados en las diferentes rutas metabólicas durante el ejercicio físico son los HIDRATOS DE CARBONO Y LAS GRASAS. AMP. Sus reservas en la célula se agotarán en 1 segundo durante el esfuerzo físico. ya que la transformación de energía no se llevará a cabo en su ausencia. Todos tienen enlaces fosfatos de alta energía. ATP: se hidroliza gracias a la enzima ATPasa ubicada en las cabezas de miosina para desencadenar el desplazamiento de la actina que da lugar a la contracción. luego de su utilización.• • • • • • • • • • • • • • • • SISTEMA DE LOS FOSFAGENOS O SISTEMA ANAERÓBICO ALACTICO: Proporciona energía en actividad de muy alta intensidad y corta duración. también para procesos de síntesis metabólicos y otras funciones celulares. . otros son el ADP. .ADP + PC + H = ATP + C Las reservas de PC en la célula muscular se agotarían en 2 segundos durante ejercicios muy intensos si la célula dispusiera solo de este sustrato para mantener el trabajo desarrollado. FOSFOCREATINA (PC): permite la resíntesis rápida de ATP. Los sustratos más importantes son el ATP y PC. La energía que se libera en la hidrólisis de una molécula de ATP durante el ejercicio es de aproximadamente 7300 calorías (depende de temperatura y pH muscular) ATP + H2O = ADP +P Esta energía liberada se utiliza además que para realizar trabajo muscular. GTP y UTP. y también al inicio de cualquier actividad física. Esta resíntesis se realiza mediante una reacción catalizada por la creatinquinasa (CPK) Que se activa con el aumento de la concentración de ADP . y en su nivel de fortaleza. Los cartílagos del cuerpo aumentan es espesor como resultado de un programa de ejercicio. De hecho. Los ligamentos y tendones se fortalecen y aumentan su anchura con un ejercicio crónico (a largo plazo). Tejido Conectivo y en el Sistema Efectos en el Hueso.• • . Esto resulta en un aumento total en el tamaño del músculo entero (hipertrofia muscular total). ejercicios con resistencias o pesas) resulta en un aumento en tamaño (hipertrofia) y número (hiperplapsia) de las fibras musculares. y mejora el movimiento de los huesos a través de la articulación involucrada.. • . lo cual provee una mejor amortiguación en actividades que involucran moverse brúscamente (como caminar. perdiendo su solidéz). • • • Neuromuscular El entrenamiento físico ayuda a mantener la función y fuerza normal de los huesos.g. trotar o brincar). Un programa de fortalecimiento muscular (e. la falta de ejercicio resulta en la pérdida de minerales del hueso. esto provee una mejor protección para las coyunturas (disminuye la incidencia y gravedad de lesiones). lo cual podría causar osteoporosis (condición en la cual el hueso se debilita y degenera. – Los ligamentos y tendones aumentan de grosor y se fortalecen. – Mejora la capacidad del cuerpo para utilizar oxígeno.• • • Tabla 2-1: Los Beneficios del Entrenamiento Físico Beneficios Cardiovasculares: – Disminuye la frecuencia cardíaca en descanso. – La tolerancia muscular aumenta. Beneficios Respiratorios: – Fortalece y agranda los pulmones. – Ayuda a la prevención de la pérdida de flexibilidad a través de los años. – Disminuye la presión arterial en reposo. y la extracción de más oxígeno. – Aumenta el flujo de sangre a través de los músculos esqueléticos. – Aumenta la hemoglobina total en el cuerpo y el volumen de sangre. – Aumenta la fuerza de bombeo del corazón. – Aumenta el tamaño del corazón (su cavidad). . – Aumenta el volumen de sangre que bombea el corazón hacia los tejidos. – Aumenta el suministro de sangre hacia los pulmones. – Los músculos están fuertes y tonificados. Beneficios Oseo-Neuromusculares: – Aumenta el tamaño de las fibras musculares (hipertrofia). .Aumento del número y tamaño de los vasos – sanguíneos en los músculos. – Promueve los depósitos de calcio y otros minerales en el hueso (evitando la osteoporosis o pérdida de masa ósea). – Reduce las necesidades energéticas para el corazón. – Se respira más profundo y se pierde menos oxígeno en el aire al expirar. alcohol. – Aclara y mantiene la piel saludable. al reducirse los niveles de azúcar y triglicéridos en la sangre. .• • Otros Beneficios: – Se reduce la grasa del cuerpo y aumenta el peso sin grasa (músculos. Efectos Benéficos del Entrenamiento Aeróbico contra la Aterosclerosis y/o Ataque al Corazón: – La presión arterial disminuye. – Se controla la diabetes. . lo cual ayuda a excretar el colesterol. drogas. – Facilita la relajación y el sueño. – Se reducen los niveles de colesterol y triglicéridos en la sangre. – Disminuyen las tensiones emocionales (estrés negativo). estimulando el entusiasmo y el optimismo. – Menos coágulos sanguíneos se forman. – Aumenta la excresión de las substancias perjudiciales. lo cual aumenta el flujo de sangre hacia el músculo del corazón. – Ayuda a la digestión. – Mejora la auto-imagen y ayuda a eliminar la depresión. – Mejora la postura y previene los dolores en la espalda baja. – Aumenta en la sangre la cantidad de lipoproteínas de alta densidad (HDL). entre otros). – Aumenta el número de vasos pequeños coronarios y el tamaño de los vasos coronarios. Nos ayuda a reducir aquellos hábitos detrimentales para la salud (cigarrillos. huesos y órganos). – Se piensa con más claridad porque el cerebro recibe más oxígeno. • ADAPTACIONES INDIRECTAS • Ajustes crónicos del SNC con tendencia a la vagotonía. ADAPTACIONES DEL ORGANISMO CON LA ACTIVIDAD FÍSICA AERÓBICA SISTEMA CARDIOVASCULAR • ADAPTACIONES DIRECTAS • Dilatación de cavidades izquierdas • Neovascularización y aumento de la densidad capilar • Hipertrofia excéntrica de los ventrículos • Incremento del gasto cardiaco. • Disminución de las resistencias periféricas. • Disminución de la frecuencia cardiaca en condiciones basales • Mayor resistencia a la hipoxia • Mejora los procesos oxidativos (hay mayor actividad de la ATPasa miofibrilar) • Menor contenido de catecolaminas (bradicardizante) • Prolongación periodo diastólico • Estabilización eléctrica de las membranas.. . • Tendencia a la disminución sérica de insulina. glucagón. SISTEMA ENDOCRINO • Aumento de los niveles séricos de adrenalina. triglicéridos y ATP. • Incrementa la eficiencia de los engramas motores.• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Tabla 1. SISTEMA RESPIRATORIO • Incremento de la capacidad vital • Disminución de la frecuencia respiratoria en reposo • Incremento de la red alvéolo – capilar (mejora eficacia del intercambio gaseoso) SISTEMA NERVIOSO • Optimiza la coordinación muscular • Mejora la eficiencia de las neuronas que regulan el equilibrio y posición del cuerpo • Reduce el tiempo de transmisión a nivel de la sinapsis. noradrenalina. SISTEMA MÚSCULO ESQUELÉTICO • Mayor activación del metabolismo del calcio y fósforo en el hueso • Mayor resistencia ósea. • Optimiza la descarga del sistema simpático. cortisol y hormona del crecimiento. • . • Incremento del contenido de agua del cartílago • Mejor amortiguación del cartílago • Aumenta la fuerza tensil de ligamentos • Incremento de la resistencia al estrés y a la carga • Aumenta el número y tamaño de mitocondrias • Aumenta la actividad enzimática del metabolismo aeróbico (aumenta VO2) • Aumenta el consumo de carbohidratos y grasas • Aumenta la reserva de glucógeno. • Incremento de la longevidad • Mayor resistencia a las enfermedades • Reduce la tasa de afecciones del sistema locomotor • .dependencia BENEFICIOS PSICOSOCIALES • Mejora la autoestima • Disminuye la depresión • Coadyuvante en el control del estrés • Permite el mantenimiento de la autonomía • disminución del aislamiento social • Reduce los trastornos del comportamiento • Mejora la auto imagen • Aumenta el bienestar BENEFICIOS EN LA EMPRESA • Aumenta la productividad • Mejora el ambiente institucional • Disminuye el ausentismo laboral • Aumenta la efectividad de la mano de obra • Disminuye los gastos médicos . BENEFICIOS DE LA ACTIVIDAD FÍSICA BENEFICIOS FÍSICOS • Reduce la obesidad • Disminución de las enfermedades articulares • Reduce la tasa de enfermedades del corazón • Disminuye la resistencia a la insulina • Mejora el perfil lipídico • Mejora la fuerza muscular • Mejora la resistencia física • Disminuye la osteoporosis BENEFICIOS EN LA FASE ESCOLAR • Aumenta la frecuencia en las aulas • Aumenta el desempeño académico • Mejora las relaciones interpersonales • Aumenta la responsabilidad • Disminuye la delincuencia • Disminuye la fármaco . OTROS BENEFICIOS • Reduce la tasa de algunos tipos de cáncer como colon.• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Tabla 2. mama y próstata.