Fisiologia del deporte 2013 espoch paralelo D
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La fisiología del ejercicio aborda los límites extremos a los cuales se puede someter a
diversos mecanismos corporales.
DEPORTISTAS VARONES Y
MUJERES
La fuerza por centímetro cuadrado del músculo femenino puede ser la misma que la fuerza de contracción en los varones, entre 3 y 4 kg/cm2.
El rendimiento de los deportistas varía entre hombres y mujeres; Ejemplo: Una mujer en una carrera de velocidad mostró un 11% inferior que la velocidad del hombre.
Las mujeres pueden ser más rápidas que los varones al cruzar nadando el canal de la Mancha, donde la disponibilidad de grasa es una ventaja en el aislamiento térmico y energía a largo plazo.
En los varones, la testosterona secretada
por los testículos tiene un EFECTO ANABOLISANTE,
favoreciendo el depósito de proteínas en el
músculo.
En las mujeres los estrógenos contribuyen
diferencias no tan pronunciadas como la
testosterona
DEPORTISTAS VARONES Y MUJERES
LOS MÚSCULO EN EL
EJERCICIO
La fuerza del músculo está determinada por su tamaño, con una FUERZA CONTRACTIL MÁXIMA de
unos 3 a 4 kg/cm2.
Un levantador de pesas puede tener una fuerza contráctil de hasta 150 cm2, lo que se traduce
en 525kg la fuerza al tendón rotuliano, por lo
que es fácil que este tendón se rompa o se
arranque de su inserción.
La FUERZA EXCÉNTRICA de los músculos es
aproximadamente un 40% mayor que la fuerza contráctil, es decir si el músculo se encuentra contraído y se estira
como en un SALTO, se necesita esta fuerza.
Por tanto la fuerza de 525kg llega a ser de
735kg durante la contracción excéntrica, esto agrava aún más los desgarros del músculo y
el dolor muscular.
La potencia de la contracción muscular es diferente de la fuerza
muscular, la potencia queda determinada por la distancia de
contracción y el número de veces que se contrae cada
minuto.
La potencia muscular se mide normalmente en kilogramos
metros por minuto.
•Primeros de 8 a 10 segundos 7000kg-m/min
•Siguiente minuto 4000kg-m/min
•Siguientes 30 minutos 1700kg-m/min
La máxima potencia que se alcanza con todos los músculos
trabajando es la siguiente:
LOS MÚSCULO EN EL
EJERCICIO
Otro parámetro es la RESISTENCIA; esto
depende del aporte nutritivo al músculo y
la cantidad de glucógeno muscular, antes de realizar el
ejercicio.
Cuando los atletas corran a
velocidades típicos su resistencia es la
siguiente:
LOS MÚSCULO EN EL
EJERCICIO
Diete rica en hidratos de carbono 240min
Dieta mixta 120min
Dieta rica en grasa 85min
SISTEMAS METABÓLICOS
MUSCULARES EN EL EJERCICIO
ADENOSÍN TRIFOSFATO.
Es la fuente de energía (ATP) que se utiliza para la contracción muscular con la siguiente fórmula:
•Adenosina-PO3~PO3~PO3¯
Los enlaces que unen los radicales son de fosfato de alta energía.
Cada uno de estos enlaces tiene 7300 cal. de energía por mol de ATP.
Cuando se libera el primer fosfato el ATP se convierte en ADP y al liberarse el segundo, el ADP se convierte en AMP.
SISTEMA DE FOSFOCREATINA- CREATINA
También llamada creatín fosfato, su fórmula es:
•Creatina~PO3¯
Este se puede descomponer en creatina y un ión fosfato, liberando grandes cantidades de energía.
El enlace de la fosfo creatina tiene más energía que del ATP, 10300cal por mol.
Una característica especial de la transferencia de energía desde la fosfo creatina al ATP es que produce una fracción de segundo.
La combinación del ATP y fosfo creatina se denomina sistema de fosfágenos de alta energía, que proporciona la potencia muscular de unos 8 a 10 segundos, lo
suficiente para una carrera de 100 metros.
La energía del sistema de fosfágenos se utiliza para actividades físicas de intensidad máxima y corta duración.
SISTEMAS METABÓLICOS
MUSCULARES EN EL EJERCICIO
2. SISTEMA DE GLUCÓGENO ÁCIDO LÁCTICO.
El glucógeno muscular se rompe en glucosa y esta es utilizada para dar energía.
La fase inicial es la glucólisis (sin utilizar oxígeno), lo que se conoce como metabolismo anaeróbico.
En la glucólisis cada molécula de glucosa forma 2 moléculas de ácido pirúvico y se libera para formar 4 ATP.
Normalmente el piruvato entra en las mitocondrias de las células musculares (fase oxidativa), y reacciona con el oxígeno para formar más moléculas de ATP.
Cuando la cantidad de oxígeno no es suficiente para la fase oxidativa, la mayor parte del ácido pirúvico se convierte el ácido láctico, este se difunde al líquido intersticial y la
sangre.
Otra característica de este sistema es que puede formar ATP, unas 2,5 veces más rápido que el mecanismo oxidativo de la mitocondria.
Este sistema puede proporcionar de 1,3 a 1,6 minutos de actividad máxima muscular.
SISTEMAS METABÓLICOS
MUSCULARES EN EL EJERCICIO
3. SISTEMA AERÓBICO.
Es la oxidación de los alimentos en la mitocondria para proporcionar energía.
Es decir, la glucosa, los ácidos grasos y los aminoácidos de los alimentos se combinan con el alimento para liberar energía, que se
utiliza para convertir el AMP, APD en ATP.
SISTEMAS METABÓLICOS
MUSCULARES EN EL EJERCICIO
COMPARACIÓN DE SISTEMAS:
Las velocidades máximas de generación de potencia expresadas en ATP son:
•Sistemas de fosfágenos 4 moles de ATP/min
•Sistema de glucógeno
•ácido láctico 2,5 moles de ATP/min
•Sistema aeróbico 1 moles de ATP/min
RESISTENCIA:
• Sistemas de fosfágenos 8 a 10 segundos
• Sistema de glucógeno ácido láctico 1,3 a 1,6 min
• Sistema aeróbico Tiempo ilimitado por la duración de nutrientes
RESUMEN DE LOS SISTEMAS METABÓLICOS:
El sistema de fosfágenos es el que utiliza el músculo para producir potencia durante unos pocos segundos.
El sistema de glucógeno ácido láctico proporciona una potencia extra durante las actividades como en las carreras de 200 a 800 metros.
El sistema aeróbico se utiliza para las activiades prolongadas.
SISTEMAS METABÓLICOS
MUSCULARES EN EL EJERCICIO
RECUPERACIÓN DE LOS SISTEMAS
METABÓLICOS POR EL MÚSCULO DESPUÉS
DEL EJERCICIO
La energía del sistema glucógeno
ácido láctico se puede utilizar para
reconstituir la fosfocreatina y el
ATP.
La energía del sistema aeróbico se puede utilizar para reconstituir el ATP,
la fosfocreatina y el sistema glucógeno
ácido láctico.
La reconstitución del sistema ácido láctico
consiste en la eliminación del exceso del ácido láctico de los
líquidos corporales.
Esto es importante porque el ácido
láctico provoca fatiga extrema.
•- Una pequeña porción de ácido se convierte en ácido pirúvico, el cual se metaboliza por oxidación en todos los tejidos del cuerpo.
•- El resto del ácido láctico se convierte en glucosa hepática y repone el glucógeno muscular.
La eliminación del ácido láctico se produce de dos
maneras:
En las fases iniciales del ejercicio intenso se agota la energía aeróbica por dos efectos:
• La deuda de oxígeno
• Vaciamiento de los depósitos de glucógeno muscular.
RECUPERACIÓN DEL SISTEMA
AERÓBICO DESPUÉS DEL EJERCICIO
DEUDA DE OXÍGENO:
El cuerpo contiene almacenado normalmente unos 2 litros de oxígeno.
Este oxígeno es el siguiente:
•- Medio litro de aire en los pulmones.
•- 0,25 litros disueltos en los líquidos corporales.
•- 1 litro combinado con la hemoglobina de la sangre.
•- 0,3 litros almacenado en las fibras musculares, combinado con mioglobina.
En el ejercicio intenso casi todo este oxígeno se utiliza en 1 minuto, luego cuando el ejercicio termina, este oxígeno tiene que ser repuesto respirando cantidades extra de oxígeno.
A todo este oxígeno que tiene que ser reparado es unos 11,5 litros, esta es la deuda de oxígeno.
La primera porción de la deuda de oxígeno se conoce como deuda alactácida y es de unos 3,5 litros.
La última porción se llama la deuda de oxígeno por ácido láctico y supone unos 8 litros.
RECUPERACIÓN DEL SISTEMA
AERÓBICO DESPUÉS DEL EJERCICIO
RECUPERACIÓN DEL
GLUCÓGENO MUSCULAR
La recuperación del vaciamiento del glucógeno se da en días.
Este proceso tiene 3 pasos:
•- En personas con una dieta rica en hidratos de carbono.
•- En personas con una dieta rica en grasas y proteínas.
•- En personas en ayunas.
Con la dieta rica en hidratos de carbono se produce una recuperación completa en 2 días.
Con una dieta rica en grasas, proteínas o en ayunas la recuperación se da después de 5 días.
IMPORTANCIA:
Es importante para un deportista hacer una dieta rica en hidratos de carbono antes de un acontecimiento deportivo, y no participar en ejercicios intensos 48 horas previas al acontecimiento.
NUTRIENTES UILIZANDOS EN LA
ACTIVIDAD MUSCULAR
Además de utilizar los hidratos de carbono el músculo utiliza la grasa
para obtener energía en forma de ácidos grasos y
ácido acetoacético, también utilizan en
menor grado proteínas en forma de
aminoácidos.
En deportes de resistencia que duran de 4 o 5 horas el glucógeno muscular queda vacío y no aporta energía para
la contracción muscular, por lo que el músculo
depende de la energía de las grasas.
La mayor energía es de los hidratos de carbono en los primeros segundo o minutos del ejercicio,
pero cuando se agotan, las grasas aportan del 60% al 85% de energía.
No toda la energía de los hidratos de carbono
procede del glucógeno muscular almacenado, ya
que en el hígado se almacena la misma
cantidad de glucógeno el cual puede liberarse a
la sangre en forma de glucosa, y ser captado por los músculos como
fuente de energía.
La soluciones de glucosa administradas a un
deportista, le proporcionan un 30% o un
40% de la energía para ejercicios prolongados
como una maratón.
El glucógeno muscular y la glucosa sanguínea son los nutrientes energéticos
para la actividad muscular intensa.
Para un ejercicio de resistencia podemos esperar que la grasa
proporcione más del 50% de la energía necesaria
en las 3 a 4 horas.
NUTRIENTES UILIZANDOS EN LA
ACTIVIDAD MUSCULAR
EFECTO DEL ENTRENAMIENTO DEPORTIVO
SOBRE LOS MÚSCULOS Y EL RENDIMIENTO
MUSCULAR
El desarrollo muscular por el entrenamiento depende de:
• - Los músculos que trabajen en descarga, aún cuando se ejerciten durante horas aumentarán muy poco su fuerza.
• - Los músculos que se contraen más del 50% de la máxima fuerza de contracción ganarán fuerza rápidamente, incluso si las contracciones se realizan unas pocas veces al día.
Estudios han demostrado, que 6 contracciones máximas realizadas en 3 series por 3 días a la semana, aumentarán la fuerza muscular sin producir fatiga muscular crónica.
Mediante este programa la fuerza muscular aumenta un 30% en las 6 a 8 primeras semanas, con ello aumenta la masa muscular a lo que se denomina HIPERTROFIA MUSCULAR.
HIPERTROFIA MUSCULAR
El tamaño de los músculos esta determinada en gran
parte por la herencia más el nivel de secreción de la
testosterona.
Con el entrenamiento los músculos se hipertrofian desde un 30% a un 60%
adicional, la mayor parte de esta hipertrofia es por un aumento en el diámetro de
las fibras musculares.
Algunas fibras musculares que han crecido se dividen por la mitad, para formar
nuevas fibras, lo que aumenta el número de las
fibras musculares.
Los cambios en el interior de las fibras musculares hipertrofiadas son:
•Un mayor número de miofibrillas.
• - Un aumento hasta del 120% delas enzimas mitocondriales.
• - Un aumento del 60% - 80% del sistema fosfágenos, ATP y fosfocreatina.
• - Un aumento de hasta el 50% en el glucógeno no almacenado.
• - Un aumento del 75% al 100% de triglicéridos almacenados.
HIPERTROFIA MUSCULAR
FIBRAS MUSCULARES DE CONTRACCIÓN
RÁPIDA Y DE CONTRACCIÓN LENTA
Las diferencias básicas entre las fibras de contracción lenta y rápida son:
• - Las fibras de contracción rápida tienen un diámetro doble.
• - Las enzimas que liberan energía desde los sistemas fosfágenos y del glucógeno ácido láctico son 3 veces más activas en la contracción rápida.
• - Las fibras de contracción lenta están diseñadas para la resistencia y contienen más mioglobina.
• - El número de capilares es mayor en las fibras de contracción lenta.
DIFERENCIAS HEREDIATARIAS ENTRE
DEPORTISTAS EN LAS FIBRAS DE
CONTRACCIÓN RÁPIDAS Y LENTAS
El entrenamiento no ha demostrado poder cambiar las proporciones de fibras rápidas y lentas, este rasgo parece estar determinado por la herencia genética.
Esto nos ayuda a determinar que tipo de actividad es más adecuada para cada persona.
RESPIRACIÓN DURANTE EL
EJERCICIO
La capacidad respiratoria tiene poca importancia para los deportes tipo esprint, pero es fundamental para deportes de resistencia.
CONSUMO DE OXÍGENO Y VENTILACIÓN
PULMONAR DURANTE EL EJERCICIO
El consumo de oxígeno normal es de unos 250ml/min, en condiciones máximas puede aumentar así:
• Varón no entrenado 3600ml/min
• Varón entrenado 4000ml/min
• Corredor de maratón 5100ml/min
LÍMITES DE LA VENTILACIÓN
PULMONAR
La máxima capacidad respiratoria es un 50% superior que la ventilación pulmonar real durante el ejercicio máximo.
Esto proporciona seguridad para los deportistas, por un ventilación extra en estas condiciones:
•- Ejercicio a grandes alturas.
•- Ejercicio en condiciones de mucho calor.
•- Alteraciones en el sistemas respiratorio.
CAPACIDAD DE DIFUSIÓN DE
OXÍGENO EN LOS DEPORTISTAS
La capacidad de difusión de oxígeno es la velocidad a la cual el oxígeno
se difunde, desde los alveolos pulmonares hasta la sangre.
Se expresa como los mililitros de oxígeno que difundirán cada minuto por cada milímetro de mercurio, de diferencia entre la presión alveolar de oxígeno y la presión parcial de
oxígeno en la sangre pulmonar.
EFECTO DEL TABACO SOBRE LA VENTILACIÓN
PULMONAR DURANTE EL EJERCICIO
El tabaco puede reducir el trabajo de un deportista, por diversas razones:
•- La nicotina contrae los bronquiolos terminales de los pulmones.
•- El efecto irritante del tabaco aumenta la secresión en el árbol bronquial, y edema en los epitelios de revestimiento.
•- La nicotina paraliza los cilios en la superficie de las células epiteliales respiratorias.
El resultado de estos efectos es la acumulación de materia en las vías aéreas que aumenta aún más la dificultad de respirar.
EFECTOS DE TABAQUISMO CRÓNICO:
Los fumadores crónicos desarrollar enfisema.
Esta enfermedad se caracteriza por:
•- Bronquitis crónica.
•- Obstrucción de muchos de los bronquiolos terminales.
•- Destrucción de las paredes alveolares.
En el enfisema grave el ejercicio más ligero puede provocar dificultad respiratoria, la mayoría de estos pacientes no pueden ni siquiera caminar sin jadear para respirar.
EFECTO DEL TABACO SOBRE LA VENTILACIÓN
PULMONAR DURANTE EL EJERCICIO
APARATO CARDIOVASCULAR
EN EL EJERCICIO
FLUJO SANGUÍNEO MUSCULAR:
Una de las funciones
cardiovasculares en el ejercicio es
dar a los músculos el oxígeno y
nutrientes necesarios.
El flujo sanguíneo muscular aumenta
durante el ejercicio, y hasta
25 veces en el ejercicio intenso.
La mitad de este aumento se
produce por la vaso dilatación intramuscular, el resto se debe al aumento de la presión arterial.
POTENCIA PRODUCIDA, CONSUMO DE
OXÍGENO Y GASTO CARDIACO DURANTE EL
EJERCICIO
Cada uno de estos factores se relaciona:
• - La potencia producida por el músculo aumenta el consumo de oxígeno.
• - El consumo de oxígeno dilata los vasos sanguíneos musculares, aumentando el retorno venoso y el gasto cardiaco.
Una persona no entrenada aumenta su gasto cardiaco por 4 veces, mientras que el deportista bien entrenado unas 6 veces.
EFECTO DEL ENTRENAMIENTO EN LA
HIPERTROFIA CARDIACA Y EL GASTO
CARDIACO
Las cámaras cardiacas de los
maratonianos y su masa miocárdica aumenta un 40%
más.
No sólo se hipertrófian los
músculos esqueléticos durante el entrenamiento sino también el corazón.
Este aumento del tamaño del corazón y su mayor bombeo es exclusivamente,
para las actividades de resistencia y no en
las de velocidad.
El bombeo cardiaco es un 40% a un 50% mayor en el atleta
entrenado.
FUNCIÓN DEL VOLUMEN SISTÓLICO Y DE LA
FRECUENCIA CARDIACA PARA AUMENTAR EL
GASTO CARDIACO
El volumen sistólico
aumenta de 105 a 162 ml.
La frecuencias
cardiaca aumenta
de 50 a 185 latidos/min.
EFECTO DE LAS CARIOPATÍAS Y EL
ENVEJECIMIENTO EN EL DEPORTE
Cualquier tipo de enfermedad cardiaca que reduzca el gasto cardiaco provoca un
descenso en la potencia muscular.
Una persona con insuficiencia
cardiaca congestiva,
presenta dificultad para levantarse de
la cama y para caminar.
El gasto cardiaco máximo de las
personas mayores también se reduce y desciende un 50%,
entre los 18 y 80 años.
CALOR CORPORAL DURANTE
EL EJERCICIO
Toda la energía liberada por el metabolismo de los nutrientes se convierte en calor corporal.
Esto podemos aplicarlo a la energía que provoca la contracción muscular así:
•- Conversión de la energía de los nutrientes en trabajo muscular, del 20% al 25%.
•- Toda la energía para el trabajo muscular se convierte en calor corporal.
Cuando se realizan deportes de resistencia se proporciona calor a los tejidos corporales internos.
En un día muy caluroso y húmedo, se puede presentar una situación intolerable llamado golpe de calor.
GOLPE DE CALOREn condiciones de mucho calor y
mucha humedad, y exceso de ropa la temperatura corporal se
eleva hasta 41°C o 42°C.
Esta temperatura puede destruir las células del cerebro, con
múltiples síntomas como; debilidad extrema, agotamiento,
dolor de cabeza, mareo, náuseas, sudoración profusa y
pérdida de conciencia.
Si no se trata este complejo sintomático inmediatamente puede conducir a la muerte,
aunque la persona haya interrumpido el ejercicio su temperatura no desciende.
El tratamiento es quitar toda la ropa, rociar con agua el cuerpo, los médicos prefieren la inmersión
total del cuerpo en agua que contenga hielo picado.
LÍQUIDOS CORPORALES Y SAL
DURANTE EL EJERCICIO
Se han registrado pérdidas de peso de hasta 2 a 5kg
en un periodo de 1 hora en actividades de resistencia,
en calor y humedad.
Toda esta pérdida se da por sudor, el descenso de
un 10% produce calambres musculares, náuseas y otros
efectos.
REPOSICIÓN DE CLORURO
SÓDICO Y DE POTASIO
Si un deportista se llega a aclimatar al calor con la actividad deportiva en 1 a 2 semanas, las glándulas sudoríparas también se aclimatan, de manera que la pérdida de sudor es menor.
Esta aclimatación de las glándulas se produce por la aldosterona, que aumenta la reabsorción de cloruro sódico del sudor antes que salga de la piel.
La experiencia de militares en el desierto, tienen pérdidas de potasio, esto se debe a la secreción de aldosterona, por lo que se pierde potasio por la orina y el sudor.
FÁRMACOS Y DEPORTISTAS
LA CAFEÍNA:
•Aumenta el rendimiento deportivo, en un experimento un maratoniano redujo el tiempo de carrera en un 7%, por el empleo de cafeína similares en 1 a 3 tazas de café.
ANDRÓGENOS:
•Aumenta la fuerza muscular en mujeres y en varones.
•En los varones las hormonas sexuales provocan un descenso de la función testicular, disminución de la formación de esperma y una baja secreción de testosterona, durante meses o indefinidamente.
•En una mujer los efectos son: vello facial, voz grave, piel más áspera e interrupción de la menstruación.
•El uso de anfetaminas y cocaína causan la muerte por fibrilación ventricular en pocos segundos.
LA BUENA FORMA FÍSICA
PROLONGA LA VIDA
Las personas que mantienen una forma
física apropiada presentan el
beneficio adicional de prolongar la vida.
En las edades de 50 a 70 años, la
mortalidad es 3 veces menor en la gente con buena
forma física.
¿POR QUÉ LA BUENA FORMA FÍSICA PROLONGA LA VIDA?
Reduce la enfermedad cardiovascular:
•- Mantiene la presión arterial baja.
•- Reduce colesterol, LDL y aumenta HDL.
Los deportistas de 80 años pueden tener una reserva respiratoria doble, importante cuando tienen cuadros de neumonía.
LA BUENA FORMA FÍSICA
PROLONGA LA VIDA
