CÁTEDRA DE FISIOLOGÍA Y FÍSICA BIOLÓGICAGUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS DE FISIOLOGÍA – TRABAJO PRÁCTICO N° 11FISIOLOGÍA DEL EJERCICIO-2015

TRABAJO PRÁCTICO N° 11FISIOLOGÍA DEL EJERCICIO

1. Objetivos- Conocer las modificaciones funcionales producidas por el ejercicio y explicar los mecanismos que las desencadenan.

2. Conocimientos Necesarios Conocimientos básicos de los efectos del ejercicio sobre: a- Sistema cardiovascular: frecuencia cardíaca, volumen latido, volumen minuto, presión arterial. b- Sistema respiratorio: frecuencia respiratoria, volumen corriente, ventilación pulmonar, difusión alveolo-capilar, saturación de oxígeno de la hemoglobina. c- Sistema Endocrino: glándula suprarrenal, páncreas endócrino. d- Regulación de la temperatura corporal. e- Mecanismos de obtención de energía por las fibras musculares. f- Tipos de fibras musculares: estructurales y metabólicas.

3. Desarrollo del Trabajo Práctico

Bases TeóricasLa realización de una actividad física genera cambios a corto y largo plazo en varios sistemas orgánicos para permitir la correcta adaptación al incremento de las necesidades energéticas determinadas por la actividad muscular. En un individuo sano durante el ejercicio máximo, la frecuencia cardíaca (FC) y el volumen sistólico aumentan aproximadamente al 95% de sus valores máximos. Por el contrario, en la misma situación, se alcanza el 65% de la máxima ventilación pulmonar. Por lo tanto, es el sistema cardiovascular el limitante ante un esfuerzo físico, y esto se verá reflejado en la saturación de O2 de la hemoglobina. Los cambios de actividad y la integración de todos los sistemas orgánicos ocurren en forma simultánea para apoyar la actividad muscular y permitir la continuidad de las contracciones y relajaciones reiteradas por largos períodos. El objetivo de este trabajo práctico será evaluar los cambios producidos en los sistemas cardiovascular y respiratorio como consecuencia de realizar una actividad física programada.

Aspectos metabólicos del ejercicioDependiendo del tipo de actividad física y la duración de la misma será la fuente de energía que utilizará el músculo para poder realizarla. El ATP de los músculos es muy escaso y solo alcanza para mantener la potencia máxima durante 3 segundos. Otra fuente rápida y escasa de energía es la fosfocreatina, que posee un enlace fosfato de alta energía. Al descomponerse libera esa energía para que se produzca la contracción muscular. La cantidad de fosfocreatina muscular permite realizar entre 5 y 7 segundos de actividad máxima. Por ello la síntesis del ATP debe continuar. En condiciones normales la producción aeróbica de ATP es la fuente principal de energía

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mecánica durante el ejercicio liviano pero en el ejercicio máximo breve o si aparece agotamiento la producción anaeróbica de ATP es la fuente de energía principal.

Frecuencia cardiaca máxima y consumo de O2

La frecuencia cardiaca máxima (FCM) es una medida comúnmente usada en las pruebas de esfuerzo para determinar la intensidad de ejercicio que cada individuo puede realizar y representa un límite teórico que corresponde al máximo de pulsaciones/minuto que pueden alcanzarse en ese tipo de pruebas Se sabe que la FCM disminuye con la edad. Se han propuesto diversas ecuaciones que predicen el valor de la FCM. La más conocida y utilizada es la de Fox y colaboradores (Fox S, Naughton J, Haskell W. Physical activity and the prevention of coronary heart disease. Ann Clin Res 1971: 3:404–432):

220 – edad= FCM

A pesar de haber sido muy cuestionada y de que existen otras numerosas ecuaciones para definir el valor de FCM en las cuales por ejemplo se tiene en cuenta además el sexo y/o el índice de masa corporal, es una buena estimación para calcular la FCM.

Figura 1: Relación entre la FCM y la edad. Modificado de Myrvin H. Ellestad, Stress testing, principles and practice, 2nd edition 1980.

A medida que incrementa la intensidad de la actividad física desarrollada aumenta la velocidad de consumo de oxígeno (O2), hasta un punto en el cual no aumenta más y es conocido como máxima velocidad de consumo de oxígeno (VO2 máx) o consumo máximo de oxígeno o capacidad aeróbica (ver figura 2). Este límite indica que ya no podemos suministrar oxígeno con la rapidez necesaria para satisfacer las necesidades de nuestros músculos en actividad. Por lo tanto, VO2 máx., marca la intensidad del esfuerzo o el ritmo que podemos sostener. Después de alcanzar el VO2

máx podríamos, durante un corto tiempo, seguir haciendo ejercicio, pero utilizando energía obtenida de procesos anaeróbicos.

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Figura 2: Relación entre la intensidad del ejercicio y la velocidad del consumo de O2 (VO2). A medida que aumenta la intensidad del ejercicio aumenta linealmente la velocidad de consumo de O2, hasta alcanzar la máxima VO2 (VO2 máx).

Habitualmente la intensidad del ejercido se define de acuerdo al porcentaje alcanzado de FC (respecto de la FCM). De manera que la relación entre el consumo de oxígeno (expresado como %VO2 max) y el % de FCM se puede observar en la figura 3.

4. Parte PrácticaA. Se evaluará el efecto del ejercicio sobre:- Aparato cardiovascular - Aparato respiratorio- Temperatura corporal- Saturación de hemoglobina

Material necesario:

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Figura 3: Modificado de Myrvin H. Ellestad, Stress testing, principles and practice, 2nd

edition1980. La frecuencia cardíaca máxima alcanzada depende de la edad. Cuando se ejercita a la máxima capacidad la bomba cardíaca trabaja a la máxima velocidad.

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-Tensiómetro- Oxímetro- Cicloergómetro- Termómetro

Desarrollo:a) Se seleccionará al azar un voluntario y se medirá en reposo la frecuencia cardíaca (FC), la frecuencia respiratoria (FR), la temperatura corporal, la saturación de O2 de la hemoglobina (Sat O2), la presión arterial sistólica (PAS) y la diastólica (PAD). Se calculará la FCM, el porcentaje alcanzado en el ejercicio y el consumo de O 2 para esa FC.b) Se le indicará al alumno realizar un ejercicio en el cicloergómetro durante 6 min en dos etapas de 3 min cada una con resistencia creciente. Se medirán los parámetros ya mencionados: al final de la primera etapa del ejercicio, inmediatamente terminado el mismo (tiempo 0), al minuto, a los 3 y 5 minutos.c) Se anotarán los resultados en la tabla 1.d) Comentar los resultados.

Nota: la prueba se suspenderá en caso de agotamiento físico o si la frecuencia cardíaca supera la frecuencia cardiaca máxima.

Tabla 1PAS PAD FC FR Temp Sat O2 %VO2max

Reposo

A los 3’ de ejercicio

Tiempo 0

Al minuto

3 minutos

5 minutos

Tiempo O= inmediatamente después de terminada la prueba.

B. Efectos del entrenamiento sobre la recuperación post-ejercicioSe les pedirá a 2 estudiantes del grupo con diferentes grados de actividad física (uno sedentario [Sed], y uno que realice actividad física rutinariamente [Entr]) que realicen la prueba realizada en el punto A.

a) Medición de FC, FR, PA, Temp. y Sat de O2 antes de iniciar la prueba.b) Prueba: cada estudiante realizará el mismo ejercicio que en caso anterior.

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c) Inmediatamente concluida la prueba se controlarán los parámetros citados en la actividad anterior y se anotarán en la respectiva tabla:

Tabla 2: Individuo sedentario

PAS PAD FC FR Temp Sat O2 %VO2max

Reposo

A los 3’ de ejercicio

Tiempo 0

Al minuto

3 minutos

5 minutos

Tiempo O= inmediatamente después de terminada la prueba.

Tabla 3: Individuo entrenadoPAS PAD FC FR Temp Sat O2 %VO2max

Reposo

A los 3’ de ejercicio

Tiempo 0

Al minuto

3 minutos

5 minutos

Esta sencilla prueba indica:- La repercusión cardiovascular y respiratoria del esfuerzo representada por las

cifras comprobadas inmediatamente después de finalizada la actividad física. - La duración del período de recuperación o normalización de funciones

representada por los minutos que transcurren desde la terminación de la prueba hasta que las cifras sean iguales a las anotadas en reposo.

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- La intensidad de las variaciones de la FC y FR y de los valores de PAD y PAS provocados por actividad física dan una idea de la capacidad del sujeto para realizar esfuerzos y de su estado de entrenamiento.

Cuando se trata de sedentarios, antes de finalizar el esfuerzo se observan claras señales de fatiga intensa. Si se trata de un deportista, la mayor o menor repercusión del esfuerzo será índice de su mejor o peor estado de entrenamiento.

El aumento de la resistencia, al requerir más esfuerzo muscular, aumenta la frecuencia cardiaca, sin embargo, la pendiente de aumento de la FC respecto de la carga es menor en los individuos con mayor entrenamiento (Figura 4).

Grafique los resultados (Figura 5) y compruebe el grado de entrenamiento de los estudiantes voluntarios evaluando la pendiente de cada uno a diferentes cargas del ejercicio (entre los 3 primeros minutos y los 3 últimos).

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Figura 4: Relación entre la carga y la frecuencia cardíaca en individuos entrenados y sedentarios. Modificado de Myrvin H. Ellestad, Stress testing, principles and practice, 2nd edition1980

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c. Evaluación de los cambios en parámetros funcionales y bioquímicosEn un programa de PC se simulará la realización de un ejercicio de intensidad leve, moderada o intensa. Se evaluarán los cambios registrados en diferentes parámetros funcionales y bioquímicos.

d. Cambios fisiológicos durante el ejercicio. Discuta y complete las consecuencias de los cambios observados durante la actividad física en la siguiente tabla:

CAMBIOS FACTORES INVOLUCRADOS CONSECUENCIAS

Sistema Cardiovascular- Aumento de la FC y de la contractilidad.

-Aumento de la actividad simpática y disminución de la parasimpática

- Vasodilatación en el músculo en actividad.

-Sustancias locales vasodilatadores. Aumento del tono simpático (efecto adrenérgico).

- Vasoconstricción en los lechos renal y abdominal.

-Aumento del tono simpático de los vasos sanguíneos (efecto -α adrenérgico)

- Aumento del retorno venoso.

-Disminución de la resistencia periférica. Venoconstricción simpática. Acción de bomba respiratoria y de los músculos esqueléticos.

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Figura 5: Graficar los resultados obtenidos en los individuos entrenados y sedentarios.

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CAMBIOS FACTORES INVOLUCRADOS CONSECUENCIAS

Sistema Respiratorio

- Aumento del volumen y de la frecuencia respiratoria.

-Aumento de la actividad de los centros respiratorios.

- Aumento de la capacidad de difusión.

-Mayor perfusión pulmonar.

Sistema Endócrino

-Aumento de la epinefrina circulante.

-Aumento de la actividad simpática.

-Aumento de los niveles plasmáticos de cortisol.

-Aumento de la liberación de la hormona liberadora de ACTH por el hipotálamo.

-Disminución de los niveles de insulina.

-Efecto del aumento del tono simpático en el páncreas.

-Aumento de los niveles de glucagón.

-Efecto del aumento del tono simpático en el páncreas.

Termorregulación

-Aumento de la temperatura corporal.

-Aumento de la producción de calor

-Aumento del flujo sanguíneo cutáneo.

-Efectos de los aferentes simpáticos cutáneos.

-Aumento de la transpiración.

-Efectos de los af aferentes simpáticos cutáneos.

El grado de modificación de estos parámetros depende de la intensidad y la duración del ejercicio y del entrenamiento de quien lo realiza.

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Preguntas:

1- ¿Que cambios espera que se produzcan en la presión arterial durante el desarrollo de actividad física? Fundamente su respuesta de acuerdo a los conocimientos previos.

2- ¿Cuales son las fuentes de energía posibles del músculo en actividad?

3-Explique brevemente los tipos de fibras musculares y las características de cada uno.

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CÁTEDRA DE FISIOLOGÍA Y FÍSICA BIOLÓGICASEMINARIO FISIOLOGÍA – UNIDAD N° 11FUNCIONES DEL HIPOTÁLAMO-2015

AÑO 2015SEMINARIO DE FISIOLOGÍA N° 11

Funciones del Hipotálamo

Cuestionario:

1) Enumere las funciones del hipotálamo.

2) Describa las características anatómicas del hipotálamo: identifique sus diferentes núcleos.

3) Describa las vías aferentes y eferentes del hipotálamo.

4) Características de la circulación hipotálamo-hipofisaria.

5) Eminencia media: su estructura, conexiones y función.

6) Mediadores químicos del hipotálamo.

7) Agentes moduladores de la función hipotalámica.

8) Diferentes tipos de retroalimentación hipotálamo-hipofisaria.

9) Ejemplos de integración del eje hipotálamo-hipófiso-glándula periférica.

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