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INCICh
Fisiología básica del ejercicio .
Dr. Ulices T. Casas JuárezR4RHC.
Curso de Postgrado en RehabilitaciónCardiaca
Instituto Nacional de Cardiología Ignacio ChávezDepartamento de Rehabilitación Cardiaca
RHC- INCIChINCICh
México, D.F. 23 Abril 2008
Curso de postgrado enRehabilitación Cardiaca
RHCPS-INCICh
INCICh• Ejercicio es el estrés y reto fisiológico más
común.
• Por esto, debe ser considerada como la prueba más práctica de función y perfusión cardíaca.
• Las adaptaciones durante el ejercicio >20 veces el requerimiento metabólico basal y 6 veces el GC.
• 5L. Vol. Sanguíneo= aprox. 1L02 (Hg 15g/dl)
U. CasasExercise And The Heart. 4th Ed. Víctor F. Froelicher. . Pág. 1-10. Saunders Company.Principles of exercise testing and interpretation. 4th Ed. Karlman Wasserman. Pag.1-9. Lippincott Williams £ Wilkins
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Curso de postgrado enRehabilitación Cardiaca
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• Dos principios básicos:
1. Consumo máximo de oxígeno ≠ Mvo2
• Vo2max = 02 inspiratorio extraído para realizar el trabajo corporal.
• Mvo2 = 02 utilizado por el músculo cardíaco.
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Exercise And The Heart. 4th Ed. Víctor F. Froelicher. . Pág. 1-10. Saunders Company. U. Casas
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• Determinantes del Mvo2:
Tensión parietal.D2VI.
Contractilidad.
Frecuencia cardíaca.
Doble producto
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• Dos principios básicos:
2. Diferentes interacciones.o Manifestaciones en la prueba de ejercicio.o Anormalidades función/perfusión.o Respuesta clínica y ECG.
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• Variables modificadas por isquemia o disfunción Ventrícular:
1. Capacidad ejercicio.2. Fc. máxima.3. TAS.
Inversamente relacionadas
Isquemia silente = marcadores sin angina, no pareceAfectar la capacidad funcional en la enfermedad coronaria.
Gasto Cardíaco
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• V02 = GC x a-V02.13%-17%
• Mv02= Fc. x TAS
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• Conceptos de trabajo.
• Trabajo= producto de fuerza x distancia.• Fuerza= masa x aceleración.Unidad básica newton (N)
Newton=fuerza . 1kg.masa/aceleración 1m/s²Nm. (newton/metro)1Nm=1Joule (otra expresión de trabajo)
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• Medición biológica común de trabajo corporal es el consumo de oxígeno, expresado (medida de poder) en litros x min.
• MET = requerimiento de 02 para cierta frecuencia de trabajo durante el ejercicio.
• MET = 3.5ml02/kg/min.
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INCICh• Contracción muscular y energía.F. Huxley – premio Nobel.
Concepto de deslizamiento fibrilar.
Actina – miosina.
Ca++.
Complejo de las troponinas.
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Bajos niveles de ejercicio.
Mitocondria
Ciclo de Krebs
CO2
H+3.4micromoles40,000>10,000 veces 02
36 ATP/mol. glucosa
Piruvato
• Las principales fuentes de energía:1. Glucógeno.2. Glucosa.3. Ac. Grasos libres.
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INCIChLas principales fuentes de energía:Altos niveles de ejercicio.Aporte – demanda de 02.
Mitocondria
Ciclo de Krebs
CO2 H+02☼
2 ATP/mol. glucosa
Glucolisis:1.No oxidativa.
2.Oxigeno independiente
3.rápida
PiruvatoAc. Láctico
Reclutamiento Fibras IIB
FatigaVentilaciónInhibe otras enzimas glucolíticas
Vía de la hidrólisis anaeróbica de la PCrU. Casas
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INCICh• Respiración celular y vías bioenergéticas.
Todas son críticas en la respuesta normal al
ejercicio, y cada una juega un papel diferente en la
respuesta bioenergética total
Oxidación aeróbica – producción y consumo lineal
Oxidación anaeróbicaAmortiguamiento parcial
Hidrólisis anaeróbicaAmortiguamiento CO2 – HCO3
Principles of exercise testing and interpretation. 4th Ed. Karlman Wasserman. Pag.1-9. Lippincott Williams £ Wilkins
Afectan el intercambio de gases, de acorde a la vía que
predomine.
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U. Casas
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INCICh• Intercambio de gases, de acorde a la acidosis
láctica.
t
t
t
t
Sin acidosis láctica
Con acidosis láctica
Intercambio gases.
Sistemas amortiguadore
s
Q02
QC02
Q02
QC02
V02
VC02
VC02
V02
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INCICh• Tipos de fibras musculares.• Tipo I – contracción lenta. (fatiga)• Tipo II – contracción rápida.
Característica Tipo I Tipo II
Tamaño + +++Fuerza + +++Velocidad + +++[] mitocondrias +++ +[] mioglobina +++ +~ ATPasa miosina + +++
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• Tipos de fibras tipo II – contracción rápida.
Subtipo Característica
IIA Mayor metabolismo oxidativo –atletas.
IIB Verdaderas tipo II, < mitocondrias, adaptadas para actividades de corta duración.
IIC “intermedias”
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• Respuesta cardiopulmonar al ejercicio agudo.1. Aporte suplementario al músculo.2. Dispersión del calor.3. Flujo mantenido a corazón y cerebro.
V02 = Vol. Minuto x (Fi02 – Fe02)
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• Limites cardiopulmonares.
1. Componente central – GC/función de bomba.2. Componente periférico:
Diferencia aV02Pulmón – oxigenación – transporte - músculo-
trabajo.
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INCICh• Factor central.
Gasto cardiaco
Volumen latido
Volumen diastólico final Volumen sistólico final
Frecuencia cardíaca
presión de llenado distensibilidad contractilidad postcarga
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INCICh• Factor central.
Gasto cardiaco
Volumen latido
Volumen diastólico final Volumen sistólico final
Frecuencia cardíaca
Presión de llenado complianza Contractilidad postcarga
• 1er. Respuesta.
• Mayor responsable > GC.
• Primariamente del componente diastólico Del ciclo cardíaco , No > Fc.
• Edad, tipo actividad, posición, medicamentosFactores ambientales, cardiopatías.
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INCICh• Factor central.
Gasto cardiaco
Volumen latido
Volumen diastólico final Volumen sistólico final
Frecuencia cardíaca
Presión de llenado complianza Contractilidad postcarga
•Es igual al volumen telediastólico - telesistólico.
•Puede aumentar hasta 50%-60% de su capacidad máxima.
•Refleja > vol. Telediastólico , < vol. Telesistólico. O ambos.
•En sano > después de un período de entrenamiento.
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INCICh• Factor central.
Gasto cardiaco
Volumen latido
Volumen diastólico final Volumen sistólico final
Frecuencia cardíaca
Presión de llenado Contractilidad postcarga
•Su principal determinante es el retorno venoso.
•Aumenta precarga.
•Ley Frank-Starling.
•>Fuerza contracción.
•Después de pocos latidos GC=Retorno venoso.
•Factores que afectan el retorno – posición, fuerzas gravedad, cicloRespiratorio.
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INCICh• Factor central.
Gasto cardiaco
Volumen latido
Volumen diastólico final Volumen sistólico final
Frecuencia cardíaca
complianza ventrícular Contractilidad postcarga
•Capacidad ventrícular de responder a diferentes volúmenes.
•Cambios radio – volumen/presión.
•Grandes cambios de volumen con mínimos en presión .
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INCICh• Factor central.
Gasto cardiaco
Volumen latido
Volumen diastólico final Volumen sistólico final
Frecuencia cardíaca
presión de llenado complianza Contractilidad •> contractilidad < vol. Sistólico final = volumen latido•Es comúnmente cuantificada por la FE.
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INCICh• Factor central.
Gasto cardiaco
Volumen latido
Volumen diastólico final Volumen sistólico final
Frecuencia cardíaca
presión de llenado complianza Contractilidad
•Fuerza que se opone.
•> HAS ( <FE, > vol. Diastólico y sistólico finales ).
•En ejercicio tiende a disminuir por vasodilatación periférica.
•Aumentando el GC en ejercicio, TAM > solo moderadamente.poscarga
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Cambios del volumen ventrícular durante ejercicio en posición vertical usando radionúclidos o técnicas
ecocardiográficas.Investigador Población Técnica Cambio EDV
(%)CAMBIO ESV
(%)Hakki 1985 Mixta (n=117) Ventriculografia 15 -
Iskandrian 1986 Normales (n=41)
Ventriculografía 6 35
Sullivan 1988 IC (n=20) Ventriculografia 20 20
Schairer 1992 Normales (n=15)
ECO. 4 52
Crawford 1983 Enf. Coronaria (n=20)
Ventriculografia 45 42
Crawford 1983 Enf. Coronaria (n=10)
ECO. 8 22
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Cambios del volumen ventrícular durante ejercicio en posición vertical usando radionúclidos o técnicas
ecocardiográficas.
En sujetos sanos, con ejercicio a una intensidad moderada,
aumentan ambos en proporción de 15% y 30% respectivamente.
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Cambios del volumen ventrícular durante ejercicio en posición vertical usando radionúclidos o técnicas
ecocardiográficas.
Pero a una intensidad alta, el volumen diastólico final no
incremente más, pero el sistólico disminuye
progresivamente – volumen latido se conserva.
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INCICh• Factor periférico.
Diferencia a – v02
Contenido arterial 02 Contenido venoso 02
Hemoglobina
PA02 Capacidad pulmonar de difusión
Densidad capilar Flujo regional
Extracción de 02
Ventilación minuto
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INCICh• Factor periférico.
Diferencia a – v02
Contenido arterial 02 Contenido venoso 02
Hemoglobina
PA02 Capacidad pulmonar de difusión
Densidad capilar
•La extracción durante el ejercicio refleja ≠ en el contenido a-v de 02.•Arteria = 18-20ml02/100ml en reposo.•Venoso=13-15ml02/100ml en reposo.= 4-5 ml02/100ml (23% extracción)= 16-18 ml02/100ml (85% extracción) > nivel ejercicio
Flujo regional
Extracción de 02
Ventilación minuto
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INCICh• Factor periférico.
Diferencia a – v02
Contenido arterial 02 Contenido venoso 02
Hemoglobina
PA02 Capacidad pulmonar de difusión
Densidad capilar
•Esta diferencia no explica el V02 max. en poblaciones relativamente Homogéneas. Debido a componente mixto
( central y periférico)
Flujo regional
Extracción de 02
Ventilación minuto
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INCICh• Factor periférico.
Diferencia a – v02
Contenido arterial 02 Contenido venoso 02
Hemoglobina
PA02 Capacidad pulmonar de difusión
Densidad capilar
•El flujo sanguíneo muscular aumenta en proporción al trabajoY requerimientos de 02.
La < local de las resistencias facilitan el aumento.
Flujo regional
Extracción de 02
Ventilación minuto
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INCICh• Factor periférico.
Diferencia a – v02
Contenido arterial 02 Contenido venoso 02
Hemoglobina
PA02 Capacidad pulmonar de difusión
Densidad capilar
•Reducen la distancia de difusión.•>volumen sanguíneo capilar.•> tiempo de tránsito.•Facilitan la entrega de 02 a musculo.•Mejor facilidad para redistribuir el flujo•Lo opuesto ocurre en IC.
Flujo regional
Extracción de 02
Ventilación minuto
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PLAC CARDIO-4 LIBRO 5 Rehabilitación y prevención cardiovascular. Drs. Ilarraza, Mendoza, Álvarez, y cols.
Cambios adaptativos al ejercicio crónicoLocalización Tipo Beneficio
Cambios Morfológicos
Vasos sanguíneos periféricos
Capilares: < resistencias
>densidad >flujo regional
>número >extracción 02Arteriolas:>diámetro
Circulación colateral
> número y diámetro mejoría circulación regional
Corazón >volúmenes >vol. Sistólicohipertrofia adecuada >GC.
U. Casas
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Cambios adaptativos al ejercicio crónicoLocalización Tipo Beneficio
Cambios fisiológicos
SNA >tono parasimpático < Fc.
<flujo simpático <TA
<catecolaminas libres <fibrosis
>expresión óxido nítrico sintetasa >umbral para arritmias
>Rc. Alfa y beta mejoría de la función endotelial
< Fc. En reposo y a cargas submáximas disminución de la isquémia
>GC alcanzado con <FC. <síntomas IC y cardiopatía isquémica
< DP a cargas dadas >tolerancia al ejercicio
<frecuencia ventilatoria mejoría en la calidad de vida
U. CasasPLAC CARDIO-4 LIBRO 5 Rehabilitación y prevención cardiovascular. Drs. Ilarraza, Mendoza, Álvarez, y cols.
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Cambios adaptativos al ejercicio crónico
Localización Tipo Beneficio
Cambios mixtos
Músculo periférico
> # mitocondrias > metabolismo aeróbico
> tamaño de las mitocondrias > utilización de 02
> densidad de mitocondrias > producción de ATP
> concentración de mioglobina < acidosis regional y corporal
> lavado de lactato < fatiga muscular
> Vo2 max. > umbral para arritmias
> calidad de vida
>sobrevida
U. CasasPLAC CARDIO-4 LIBRO 5 Rehabilitación y prevención cardiovascular. Drs. Ilarraza, Mendoza, Álvarez, y cols.
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Cambios adaptativos al ejercicio crónico
Localización Tipo Beneficio
Cambios mixtos
Metabolismo lipídico
< LDL > sobrevida
< tamaño moléculas LDL < eventos coronarios
>HDL mejoría en el control del paciente diabético
< colesterol total
< triglicéridos
> sensibilidad a la insulina
U. CasasPLAC CARDIO-4 LIBRO 5 Rehabilitación y prevención cardiovascular. Drs. Ilarraza, Mendoza, Álvarez, y cols.
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Cambios adaptativos al ejercicio crónicoLocalización Tipo Beneficio
Cambios mixtos
Factores psicológicos
< depresión Mejoría en la calidad de vida
< ansiedad
< del miedo
< del tabaquismo
mejor control de peso
> en la autonomía
< dependencia familiar
> actividad sexual
> actividades sociales y familiares
> regreso al trabajo
U. CasasPLAC CARDIO-4 LIBRO 5 Rehabilitación y prevención cardiovascular. Drs. Ilarraza, Mendoza, Álvarez, y cols.
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