32 fisiología ejercicio deporte

Dr. Cervino 1
Dr. Claudio O. Cervino
Fisiología – Fac. de Cs de la Salud
2015

Dr. Cervino 2
El metabolismo del cuerpo durante una
carrera de maratón se eleva, y supera
incluso, el 2.000 % de lo normal.

Dr. Cervino 3
Reposo modificaciones
fisiológicas
Ejercicio
FACTORES QUE INFLUYEN EN EL CAMBIO
• Tipo de ejercicio (estático ó dinámico)
• Duración del ejercicio.
• Grado de entrenamiento.
• Genética.
• Condiciones previas (aptitudes, patologías, etc.) del
individuo.
• Condiciones ambientales.

¿Cuáles son dichas modificaciones?
Dr. Cervino 4
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1.- del músculo en actividad:
a) mecánicas (Fuerza)
b) circulatorias y metabólicas
2.- cardiovasculares
3.- respiratorias y gases sanguíneos
4.- temperatura corporal
5.- líquidos y electrolitos corporales.

Dr. Cervino 5
El hombre y la mujer deportistas:
• valores de potencia muscular, ventilación
pulmonar y GC en mujeres =>
entre 2/3 y 3/4 respecto a los varones.
• mayor rendimiento debido a la masa
muscular => Varones > Mujeres
• testosterona => poderoso efecto anabólico
en varones.
• estrógenos => > depósito de grasas =>
< rendimiento en mujeres.
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contracción
muscular
fuerza:
• f. contráctil
máx.
• f. de
mantenimiento
• potencia (Wxt)
• resistencia
utiliza E:
• desde ATP
• 3 fuentes:
FosfoCreatina,
glucólisis y
respiración
aeróbica
aumenta
metabolismo:
• liberación
adenosina y NO =
producen VD
• > riego
sanguíneo (entre
contracciones)

Sistemas Metabólicos del
Músculo durante el Ejercicio
Dr. Cervino 8
8
PC + ATP = Sistema
Fosfágeno: para 8 a 10 s
de contracción

Dr. Cervino 9
Fosfato de Creatinina: se consume
primero, pero dura solamente ± 3 min.
Depende de los depósitos intracelulares.
Respiración anaeróbica (Glucólisis):
produce ácido láctico. Dura también
pocos minutos. Depende de los depósitos
intracelulares de glucógeno.
Respiración aeróbica: Glucólisis + Ciclo
de Krebs + Fosforilación oxidativa.
Provee E por más tiempo. Toma
elementos del torrente sanguíneo.

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TRANSFERENCIA DE FOSFATO
P PP~ ~
ADENOSINTRIFOSFATO (ATP)
C=NH
NHP ~
H3CN
CH2
COOH
C=NH
NH
H3CN
CH2
COOHADP ATP
FOSFOCREATINA CREATINA
CPK

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Tasas Máximas de generación de Potencia
(en términos de formación de ATP/min)

Dr. Cervino 13
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Recuperación del sistema
aerobio después del ejercicio:
1.- Deuda de Oxígeno
2.- Reposición del
Glucógeno Muscular

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1.- Deuda de Oxígeno Depósitos de O2:
• 0,5 L de aire en los pulmones
• 0,25 L disueltos en Líq. Corporales
• 1,0 L unido a Hb
• 0,30 L en Mb fibras musc.

Dr. Cervino 15
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2.- Reposición del
glucógeno muscular

Nutrientes utilizados durante la
Actividad Muscular
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grasas
H de C

Riego sanguíneo del músculo en
ejercicio rítmico
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Efectos del entrenamiento físico sobre los
músculos y su rendimiento
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latencia
amplitud de
acortamiento

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Aumento de la masa muscular
debido al aumento en la cantidad
de miofibrillas, mitocondrias y
REL.
No por aumento del número de
fibras musculares = hiperplasia
HIPERTROFIA MUSCULAR

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Factores fisiológicos y bioquímicos conocidos que
parecen determinar el comportamiento de los diferentes
TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES:
1. Las propiedades eléctricas de la membrana determinará el
tipo de respuesta de la fibra muscular.
2. La velocidad de liberación y de recaptación del Ca2+ en el
RS influyen en la duración de cada contracción.
3. La actividad ATPasa de la miosina determinará la velocidad
intrínseca de la contracción.
4. La densidad y actividad de las mitocondrias y, por tanto, la
tasa de producción aeróbica de ATP influirán en la resistencia
a la fatiga.
TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES

Dr. Cervino 21
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Fibras
Musculares
lenta
oxidativa
rápida
oxidativa
rápida
glucolítica
contracción tónica fásica fásica
ATPasa miosina lenta rápida rápida
fatiga muy resistente intermedia fatigable
color fibras roja roja blanca
mitocondrias intermedia muchas pocas
activ. enz.
oxidativas
alta o
intermedia
intermedia o
alta
baja
cont. Mb/capilares alto alto bajo
metabolismo aerobio facultativo anaeróbico
activ. glucolítica baja o variable intermedia alta
cont. glucógeno bajo (ác. grasos) intermedio alto
diám. fibra pequeño intermedio mayor
unión neuromusc. intermedia
pequeña y
simple
grande y
compleja
Tipos metabólicos de fibras estriadas

Tipos Funcionales de las Fibras
musculares
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• En la mayoría de los músculos esqueléticos los tipos
de fibras están mezcladas. Especialmente en los
humanos, la composición muscular es mixta.
• Pero cada unidad motora está formada de un solo
tipo de fibra muscular.
• La diferenciación de las fibras musculares aún no es
completa en el momento del nacimiento, sino que
continúa durante las primeras semanas o meses de vida
extrauterina.
• La unidad motora, más que la propia fibra muscular,
es la unidad funcional. El nervio motor determina las
características fisiológicas de una unidad motora.

Dr. Cervino 23
1. Fibras musculares Tónicas Lentas.
• Contracción muy lenta (100-200 ms) y sostenida en el
tiempo. Tarda en llegar a la fuerza máxima.
• Muy resistente a la fatiga.
• El sistema contráctil lento tiene tiempo para desarrollar
tensión, lo cual ocurre mucho más despacio, en comparación
con las fibras fásicas.
• Metabolismo aerobio - oxidativo.
• Especialización bioquímica: recambio muy lento de ATPasa
de la miosina, lo que le permite mantener la tensión
isométrica muy eficazmente.
• Estas fibras resistentes a la fatiga están adaptadas para
mantener la postura y para actividades aeróbicas de
resistencia, como correr una maratón.

Dr. Cervino 24
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2. Fibras musculares Fásicas Rápidas
Oxidativas.
• Estas fibras de contracción rápida se fatigan lentamente,
pues con su gran número de mitocondrias son capaces de
producir ATP rápidamente por fosforilación oxidativa
(aeróbica).
• Poseen grandes cantidades de Mb y muchos capilares
sanguíneos (fibras rojas).
• Estas fibras abundan en las piernas. Por tanto, se hallan
especializadas en movimientos rápidos y repetitivos,
como los de una locomoción sostenida y vigorosa
(actividades como la caminata y la carrera veloz).

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3. Fibras musculares Fásicas Rápidas Glucolíticas.
• Estas potentes fibras se contraen rápidamente (tiempo de contracción
~20 ms), pero se fatigan enseguida. Estas fibras normalmente son
reclutadas cuando se precisa una contracción muy rápida.
• La rápida contracción puede atribuirse en parte a la ATPasa de la
miosina, que tiene un recambio muy elevado. El ATP se produce por
glucólisis, y las fibras contienen muy pocas mitocondrias, pero alto
contenido de glucógeno.
• Durante la contracción adquieren una deuda de oxígeno que debe
enjuagarse posteriormente.
• Estas fibras abundan en los músculos de los brazos. Se trata de fibras
grandes y potentes, adaptadas para actividades anaeróbicas intensas
de breve duración (levantamiento de pesas o el lanzamiento de una
pelota), si bien se fatigan con rapidez.
• El aumento de tamaño se debe a la síntesis incrementada de proteínas
musculares. El resultado final es el crecimiento del músculo por la
hipertrofia de las fibras glucolíticas rápidas.

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Fibras musculares de contracción lenta
(CL) y de contracción rápida (CR)
Diferencias hereditarias entre los deportistas respecto
a las fibras musculares de CR frente a las de CL

Dr. Cervino
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1.- cambios funcionamiento del corazón
como bomba
2.- ajustes circulatorios
VM = VSL x FC
Estado inotrópico
= contractilidad
Precarga
Postcarga
PA = VM x RVP
PAsist. PAdiast.
Respuestas Generales del Sistema Cardio-
circulatorio al Ejercicio

Dr. Cervino 29
Summary of
Cardiovascular
Responses to
Exercise
Parameter
Response to
Exercise
Heart rate ↑ ↑
Stroke volume ↑
Pulse pressure
↑ (increased
stroke volume)
Cardiac output ↑ ↑
Venous return ↑
Mean arterial
pressure
↑ (slight)
Total
peripheral
resistance
(TPR)
↓ ↓
(vasodilation
in skeletal
muscle)
Arteriovenous
O2 difference
↑ ↑ (increased
O2
consumption
by tissues)

Papel del VSL y de la FC en el
aumento del GC
Dr. Cervino 30
30

Trabajo realizado, Consumo de
O2 y GC durante el ejercicio
Dr. Cervino 31

Hay que considerar 2 tipos de ejercicios:
Dr. Cervino 33
1.- Dinámico o Aeróbico:
• no mucha carga a vencer y
contracciones/relajaciones cortas.
• poco o sin cambio de tensión => ejercicio
isotónico.
• ejemplos: correr o nadar.
2.- Estático:
• grandes cargas a vencer y poco
desplazamiento o contracciones.
• desarrollo de tensión => ejercicio isométrico.
• ejemplo: levantamiento de pesas.
En la mayoría de los deportes => mezcla de ambos tipos.

Ejercicio Dinámico (ED)
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Disminuye el tono vagal y aumenta el tono
simpático.
La orden proviene del cerebro y por
regulación refleja.
1. Durante ED => músc. en acción => regulación
local metabólica => VD => > riego sanguíneo =>
aumenta retorno venoso => aumenta la precarga.
2. El bombeo de las venas durante el ejercicio
debido a las contracciones musculares =>
3. VD => disminuye RVP => disminuye PAdiastólica.

Dr. Cervino 35
35
El aumento del Tono Simpático:
a) libera NA por nervios al corazón que actúan sobre
receptores beta1 => >> FC y > contractilidad.
b) libera NA por nervios que actúan sobre
receptores alfa => VC en la región esplácnica, piel y
músculos en reposo => aumenta PAdiastólica.
c) liberación de Adrenalina por las glándulas
suprarrenales => actúa sobre los músculos, en
receptores beta2 => VD => > riego sanguíneo =>
La PAdiast. durante el ejercicio es un balance entre
disminución y aumento de la PAdiast.. En general se
mantiene constante o disminuye levemente.

Dr. Cervino 36
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• por los receptores beta1 => aumenta FC =>
aumenta GC
• por los receptores beta1 => aumenta
contractilidad => aumenta GC por aumento de
VSL
• por aumento de la precarga por la VD =>
aumenta GC por aumento de VSL.
PAsist. = aumenta
PAdiast. = cte ó disminuye
=> aumenta PP
PA pulmonar: aumenta porque la Rpulm. = cte =>
> perfusión + > volumen corriente =>
>> intercambio de O2.

Dr. Cervino 37
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Modificaciones cardiovasculares durante
el aumento progresivo del ED
aumenta
4 veces el GC
aumenta
3 veces la FC
aumenta
2 veces el VSL
aumenta
3 veces la A-
V02
aumenta
4 veces la
circulación
coronaria
Ejercicio Dinámico Máximo

Dr. Cervino 38
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Flujo Sanguíneo
en el Ejercicio y
sus Efectos
sobre las
Circulaciones
Especiales
Ejercicio
Dinámico
o Aeróbico

Ejercicio Estático (EE)
Dr. Cervino 39
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no existe disminución del tono vagal, pero
aumenta del tono simpático
1. Durante EE => músc. en actividad => por
falta de irrigación por estar contraído
constantemente => ISQUEMIA => reflejo
vasopresor => VC => aumenta la PAdiast..
2. Prolongado ejercicio isométrico => trabaja
en isquemia => mecanismo anaeróbico.

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40
El aumento del Tono Simpático:
a) libera NA por nervios al corazón que
actúan sobre receptores beta1 =>
>> FC y > contractilidad.
b) libera NA por nervios que actúan sobre
receptores alfa => VC en la región
esplácnica, piel y músculos en reposo =>
aumenta RVP y aumenta PAdiastólica.

Dr. Cervino 41
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Durante EE => provisión anaeróbica de E =>
el VO2 y el GC crecen moderadamente.
Al finalizar el ejercicio isométrico, el VO2 y el
GC transientemente aumentan y luego
disminuyen.
Durante contrac. isométrica => isquemia =>
“deuda de O2” => al volver el flujo sang. =>
aumento de entrega de O2 y de flujo sang. =>
respuesta posisquémica hiperémica (reactiva)
=> “pago” de la deuda de O2 que se había
contraído durante el EE.

Dr. Cervino 42
42
Modificaciones cardiovasculares durante el EE y
su posterior recuperación

Dr. Cervino 43
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El aumento del GC => se debe
principalmente al aumento en la FC
La A-VO2 no cambia durante EE => no
hay irrigación en músculos contraídos.
La PAsist. está alta => porque está alto
el GC
La PAdiast. tiende a subir.
Durante el EE:

Metabolismo cardíaco
Dr. Cervino 44
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Cons. O2 miocardio depende:
• FC
• stress parietal (tensión sobre la pared)
• estado inotrópico
FC > en ED
PAsist. > en EE
contractilidad aumentada en ED y EE
 el corazón consume mucho O2 y para
conseguirlo aumenta la perfusión coronaria
(única fuente de E)
ADENOSINA

Dr. Cervino 45
45
En Tej. muscular: el aumento de la carga de
trabajo => hipertrofia => aumenta la masa
muscular.
Ocurre tanto en músculo esquelético como
en el corazón (aquí por sobrecarga de Vol. ó
por sobrecarga de P => aumenta PA =
postcarga).
Durante el entrenamiento al ejercicio:
• hipertrofia debido a ambos factores, y
• < FC (bradicardia) en reposo.
Efectos del entrenamiento sobre
la hipertrofia del corazón y el GC

48
Consumo reposo 250 mL O2/min
se incrementa hasta 4 L O2/min,
Sin cambios en la PaO2 o PaCO2
Ejercicio Dinámico Aeróbico:
1ro:  FR por mecanismos
neurales y reflejos.
2do: propiorreceptores
articulares y musculares
estimulan CR.
3ro:  Tc y  pH aumentan FR.
PaO2 y PaCO2 = ~ctes.
Después del ejercico:
FR se normaliza lentamente
(deuda de O2)
Control de la
Respiración durante
el Ejercicio
48

Dr. Cervino 51
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ADAPTACIONES SANGUÍNEAS
• Incremento Absoluto del Volumen Sanguíneo,
Plasmático y de la Hb.
• Aumento del Volumen Individual y la Cantidad Total de
Eritrocitos.
• Disminución del Hto.
• Disminución de Fe++, Transferrina y Ferritina.
• Aumento del 2-3 DPG.
• Aumento de Reticulocitos por EPO y GH.
• Disminución de Función Leucocítica con Incremento de
Células NK.
• Disminución de los Mecanismos Hemostáticos.

Dr. Cervino 52
Modificaciones del porcentaje de saturación de
la hemoglobina con el ejercicio
Efecto Bohr

Dr. Cervino 53
53
Consumo de
O2 = VO2 y
ventilación
pulmonar
durante el
ejercicio

Efecto del entrenamiento sobre la VO2 max.
Dr. Cervino 54
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 El VO2 máx. es:
a) la tasa de utilización de O2 en
condiciones de metab. aeróbico máximo.
b) el máximo volumen de oxígeno
que la musculatura puede consumir por
minuto.
 El VO2 máx. es el indicador usado más
comúnmente para expresar la capacidad
aeróbica.

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Aumento del VO2 máx. durante
un período de 13 semanas de
entrenamiento

Dr. Cervino 56
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 El VO2 máx. en futbolistas de alto nivel fluctúa
entre 55 y 65 mL/kg/min, aún a los 2.000 m de
altura
 Como referencia, el VO2 máx., en corredores de
fondo de elite, supera los 80 mL/kg/min. La
diferencia podría deberse a las diferencias obvias de
entrenamiento y al carácter intermitente del fútbol y
deportes semejantes.
 El VO2 máx. tiene una fuerte dependencia genética
y, a través del entrenamiento, puede mejorarse sólo
entre un 5 a 20%.

Capacidad de difusión del O2 en los
deportistas
Dr. Cervino 57
57

Dr. Cervino 59
CALOR CORPORAL Y EJERCICIO
• Actividad física => producción de calor aumenta
dependiendo de la intensidad de la actividad, el vestido, el
clima y la preparación del deportista.
• El organismo responde con mecanismos fisiológicos que le
permitan perder calor:
1- Sudoración (sudor por glándulas sudoríparas)
permite disminuir la temperatura interna del cuerpo
2.- Vasodilatación periférica en la piel.
• Los dos mecanismos favorecen la pérdida por trasferencia
de calor al medio ambiente principalmente por el proceso
de evaporación.

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METABOLISMO CORPORAL Y EJERCICIO
• Metabolismo continua produciendo calor que sube la
temperatura => golpe de calor.
• El factor que más aumenta a la TM es el ejercicio intenso => los
estallidos cortos de contracción muscular máxima de un solo
músculo pueden liberar en muy pocos segundos hasta 100
veces la cantidad habitual de calor generada en reposo.
• El ejercicio muscular máximo de todo el cuerpo aumenta la
producción de calor del organismo durante unos segundos hasta
50 veces lo normal, o hasta 20 veces el valor normal si se trata
de un ejercicio más sostenido en una persona bien entrenada.
• El golpe de calor se presenta cuando la temperatura aumenta a
niveles entre 40,5 y 42 ºC y se manifiesta con mareos, molestias
abdominales, vomito, confusión mental e incluso pérdida del
conocimiento si no se disminuye rápidamente la Tc.

Dr. Cervino 62
• El agua participa en funciones importantísimas, tanto
en el reposo como en el ejercicio.
• El agua posee propiedades térmicas:
1- la alta conductividad térmica del agua facilita
un rápido transporte de calor hacia la piel logrando
enfriar rápidamente el cuerpo
2- el alto valor de calor de vaporización permite
que evaporando el sudor, eliminando vapor con el aire
espirado o directamente por la piel a través de la
perspiración insensible se pierda calor.
HIDRATACIÓN Y EJERCICIO FÍSICO

Dr. Cervino 63
• La tasa de sudor que excede de los 2 L/h puede mantenerse
durante varias horas en personas entrenadas y aclimatadas para
realizar ejercicios en ambiente caluroso y húmedo.
• La pérdida de masa corporal en maratonistas puede oscilar
entre el 1 - 6% (0,7-4,2 kg de MC hombre 70 kg) a baja
temperatura ambiental (10 °C) hasta >8% (5,6 kg) en
ambiente caluroso.
• Aumento de la temperatura corporal y una mayor sudoración,
puede producir los siguientes fenómenos:
a) disminución del rendimiento del ejercicio;
b) aumento de la Tc (hipertermia);
c) disminución del flujo sanguíneo muscular y un aumento del
flujo sanguíneo cutáneo;
d) aumento del consumo de glucógeno muscular;
e) aumento de la producción de ácido láctico (acidosis) y
f) fatiga muscular.

Dr. Cervino 64
CAUSAS Y CONSECUENCIAS DE LA PÉRDIDA DE
LÍQUIDO DEBIDA AL EJERCICIO
En la pérdida de líquido debida al ejercicio pueden darse 3
situaciones posibles:
1- En primer lugar, la deshidratación aparece cuando la
pérdida de líquido a consecuencia del ejercicio excede la
ingesta de líquido.
2- En segundo lugar, la hipohidratación ocurre cuando se
deshidratan antes del inicio de una competición debido a una
restricción de la ingesta de líquido, práctica de un ejercicio de
precalentamiento, uso de diuréticos o exposición a sauna.
3- Por último, la hiponatremia aparece como resultado de la
práctica de un ejercicio prolongado con abundante
sudoración y una ingesta excesiva de líquido, superior a la
pérdida por el sudor y la orina, o por la ingesta de líquidos
con bajo contenido en sodio.

Dr. Cervino 65
Efectos fisiológicos de la deshidratación

Dr. Cervino 66
COMPOSICIÓN Y VOLUMEN DEL AGUA DE BEBIDA

67
 Bibliografía
Berne, R. M. y M. N. Levy. 2009. Fisiología. (6ta edición). Harcourt-Brace. 795
pág.
Constanzo, L. 2011. Fisiología (4ta edición). Barcelona: Elsevier España. 387
pp.
Dvorkin, M y D. Cardinalli. 2003. Best & Taylor: Bases Fisiológicas de la
Práctica Médica (13ra edición). Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana.
1152 pp.
Ganong, W. F.. 2004. Fisiología Médica (19ta edición). Ed. El Manual Moderno
SA. 944 pág..
Guyton, A. C. y J. E. Hall. 2006. Tratado de Fisiología Médica. Décima primera
Edición. Madrid: Interamericana-McGraw-Hill. 1280 pág.
Mulroney, S y A. Myers. 2011. Fundamentos de Fisiología de Netter.
Barcelona: Elsevier España. 387 pp.
Smith, j. y J. Kampine. 1984. Fisiología Circulatoria. Conceptos
fundamentales. 2da edición. Editorial Médica Panamericana. 326 pág..
West, J.B.. 2002. Fisiología respiratoria (6ta edición). Editorial Médica
Panamericana. 202 pp.. 67

FIN
Dr. Cervino 68
68
Esta presentación Power Point fue realizada para su uso exclusivo en el
Curso de Fisiología (1999-2015) – Facultad de Cs. de la Salud – UM.

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