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Unidad I:Fisiologa del ejercicio;

Adaptaciones cardiorrespiratoriasKAREN MACKAY P.

NUTRICIONISTA, MSC

Parte I:Sistema cardiovascular

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El sistema circulatorio

Corazn Bomba muscular compuesta por 4 cavidades (2 Aurculas y 2 Ventrculos).

Arterias y arteriolas Grandes y musculares, encargadas de mantener el pulso y presin arterial.

Venas y vnulas Gran capacidad de distensin y presencia de vlvulas que permiten el adecuado retorno venoso. Juegan un rol importante como reservorio sanguneo.

Capilares Los mas delgados y numerosos del sistema vascular. Encargadosde permitir el intercambio de gases y nutrientes hacia los tejidos.

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Sistema circulatorioLas funciones del sistema cardiovascular durante el ejercicio son:

1. Transportar O2 hacia los tejidos y remover los desechos.

2. Transportar los nutrientes necesarios hacia los tejidos.

3. Regulacin de la temperatura corporal.

Presin arterial

Factores que influyen sobre la presin arterial:

1. Gasto Cardiaco(Frecuencia cardaca x volumen expulsado)

2. Resistencia perifrica : Resistencia= Largo x viscosidad

Radio

Presin arterial media= GC x RP

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Gasto cardiaco (Q)

Gasto Cardiaco (Q) = Frecuencia cardiaca (FC) x Volumen expulsado (VE)

Durante la realizacin de ejercicio, aumentos en el gasto cardiaco son causados por cambios tanto en la frecuencia cardiaca como en volumen expulsado.

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Control de FC

Principalmente, el sistema nervioso simptico (SNS) y parasimptico (SNP) son los responsables de controlar la frecuencia cardiaca.

Una combinacin de SNS y SNP ser quien determinar la FC basal. Sin embargo, el SNP es quien a travs del nervio vago determinar el tono basal, con una activacin predominante. La predominancia del SNP generar una disminucin en la frecuencia cardiaca.

En presencia de ejercicio, la demanda de oxigeno aumenta por parte de los msculos, lo que genera un aumento de la frecuencia cardiaca:

Disminuyendo la actividad parasimptica

Aumentando la actividad simptica.

Volumen expulsado (VE)Se encuentra regulado por:

1. Volumen diastlico final (VDF): cantidad de volumen sanguneo presente en los ventrculos tras distole. Ley Frank-Starling: Un mayor volumen presente en los ventrculos ( precarga) generar

un estiramiento de las fibras musculares de los ventrculos, causando una contraccin ventricular ms fuerte.

A mayor VDF, mayor VE.

2. Presin aortica promedio: Presin presente en la aorta al momento de sstole. Para que el corazn pueda expulsar sangre hacia el sistema circulatorio, la presin

generada en la aorta deber ser superada. De esta forma, la presin presente en la aorta (postcarga) jugar un rol obstructivo hacia la salida de la sangre al sistema.

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3. Fuerza contrctil ventricular. Niveles de epinefrina y norepinefrina en sangre en conjunto con SNS

aumentarn la contractilidad o inotropismo del corazn.

Volumen expulsado (VE)

Porqu aumenta el VDF durante el ejercicio?Factores que afectan VDF durante ejercicio:

1. Vasoconstriccin de venas: Las venas juegan un importante rol como reservorio de sangre. Al iniciar la actividad fsica, SNS genera vasoconstriccin movilizando sangre hacia el corazn.

2. Bomba muscular: Se le denomina as al movimiento rtmico generado por los msculos al contraer sobre las paredes venosas durante la actividad fsica. Las contracciones de los msculos masajea las paredes venosas facilitando el retorno sanguneo.

3. Bomba respiratoria: Al respirar la presin intra-torcica disminuye y la intraabdominalaumenta. Esto genera un flujo de sangre venosa desde la cavidad abdominal hacia la torcica, promoviendo retorno venoso.

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Adaptacin cardiovascular al ejercicio

Durante la realizacin de actividad fsica, la necesidad metablica de oxgeno aumenta en los msculos.

Para cumplir con la demanda metablica, dos mecanismos son necesarios:

1. Aumento del Gasto cardiaco (Q)

2. Redistribucin del flujo sanguneo desde rganos inactivos hacia la musculatura esqueltica.

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Cambios en Flujo sanguneo durante ejercicio intensoEsto se lograr principalmente a travs del SNA (vasoconstriccin en rganos inactivos y dilatacin en msculo esqueltico) y factores locales en musculatura: (aumento de CO2, disminucin de pH, xido ntrico, entre otros).

Cambios en funcin de intensidad de ejercicio

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Aumento de la presin arterial es causado por el aumento del gasto cardiaco.

El aumento del gasto cardiaco durante la actividad fsica es causado por aumento en la frecuencia cardiaca y por volumen expulsado.

Alrededor de un 40-50% VO2, el VE presenta meseta (plateau). Esto se debe principalmente a que a una mayor frecuencia cardiaca el tiempo para llenado de los ventrculos disminuye.

Por lo tanto, en ejercicios de una intensidad mayor a 50%, el aumento del Q va a ser causado por aumentos en la frecuencia cardiaca.

Con la edad, la frecuencia cardiaca mxima disminuye.

Motivo por el cual, Q disminuye de forma lineal en hombres y mujeres, tras cumplir 30 aos.

En personas entrenadas la frecuencia cardiaca basal disminuye, debido a un aumento de la accin vagal (aumento de reserva cardiaca).

Frecuencia cardiaca mxima= 220 - Edad

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Principio de FickExplica la relacin entre gasto cardiaco, diferencia arterio-venosa y consumo de oxigeno:

Cualquier incremento en gasto cardiaco o contenido arterio-venoso de oxgeno aumentar el consumo de oxgeno.

VO2= Q x (a-v O2 dif.)

Respuesta cardiovascular al ejercicio

1. Transicin entre el estado de reposo a ejercicio

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2. Cambios en funcin de intensidad de ejercicio

2. Ejercicio prolongado

La disminucin del VE durante ejercicio prolongado es denominado: Drift cardiovascular:

- Aumento de temperatura- Deshidratacin- Disminucin volumen

Respuesta cardiovascular al ejercicio

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Control cardiovascular durante el ejercicio

1. Control central (Sistema nervioso central): actividad vagal

2. Mecanoreceptores - en el corazn: estiramiento de los compartimientos del corazn. - en el musculo esqueltico: fuerza y movimiento.

3. Quimioreceptores en el msculo esqueltico: potasio y H+

4. Baroreceptores: sensible a cambios de presin.- en las cartidas- arco artico

Resumen de respuesta cardiovascular al ejercicio

Gasto CardiacoFlujo sanguneo hacia

musculatura

Frecuencia cardiaca Volumen expulsado

Respiracin ms frecuente y profunda

Vasoconstriccin simptica en

rganos viscerales

Vasodilatacin local en msculos

Mejora del retorno venoso

Activacin simptica y adrenrgica

Ejercicio

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Parte II:Sistema Respiratorio

Sistema respiratorioLa principal funcin del sistema respiratorio consiste en permitir el intercambio gaseoso entre el medio ambiente y el individuo.

Por otro lado, juega un importante rol en la regulacin del balance acido-base durante el ejercicio.

Ventilacin proceso mecnico que moviliza el aire adentro y fuera de los pulmones.

Difusin el movimiento de molculas desde un medio de mayor concentracin a otro menor.

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Ventilacin El principal msculo inspiratorio es el diafragma.

El aire entra al sistema debido a unadisminucin de la presin pulmonarcomparada con la presin atmosfrica.

En reposo, la expiracin es pasiva. Sin embargo, durante la realizacin de ejercicio se torna activa, donde algunos msculos abdominales contribuirn (recto abdominal, oblicuo interno).

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Difusin Los gases se mueven entre los alveolos y la sangre a travs de simple difusin.

El gradiente de presin parcial del gas ser quien determine la difusin y se basa en la ley de Fick:

A: rea de superficie

T: Grosor de membrana

D: coeficiente de difusin

P1-P2: diferencia de presin parcial

V gas= A x D x (P1-P2)T

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Circulacin pulmonar

Presin sangunea pulmonar es muy baja comparada con el resto del sistema circulatorio baja resistencia perifrica en los pulmones.

Al momento de hacer ejercicio, vasos sanguneos no utilizados en reposo se utilizan, permitiendo mantener una baja resistencia sangunea en los pulmones.

Ventilacin y perfusin Para obtener un correcto intercambio gaseoso, la ventilacin deber ser coordinada con el flujo sanguneo en los alveolos (perfusin).

Proporcin Ventilacin perfusin (V/Q) ideal= 1.0 o mayor.

oV/Q < 1 Mayor perfusin y poca ventilacin (base del pulmn)

oV/Q > 1 Menor perfusin y mucha ventilacin (punta del pulmn)

oVQ 0.5 intercambio gaseoso adecuado.

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Transporte de O2 y CO2Pequea cantidad de O2 y CO2 se puede transportar disuelto en sangre (10%).

El CO2 se transporta mayoritariamente en forma de bicarbonato (70%) y tambin en forma de carboxihemoglobina (20%).

El O2 se transporta principalmente combinada con hemoglobina (90%) en los eritrocitos. Cada molcula de hemoglobina puede transportar 4 molculas de O2.

Curva de disociacin de Hemoglobina

Factores que alteran la curva de disociacin de HemoglobinapH (Efecto Bohr): Un aumento en la acidez de la sangre causar una disminucin del enlace entre O2 y Hb. La curva se traslada hacia la derecha.

Temperatura: A mayores temperaturas, menor ser la fuerza del enlace entre O2 y Hb. La curva se traslada hacia la derecha.

Concentracin de 2-3 Difosfoglicerato (DPG): - Producto de glucolisis de los Gglobulos rojos.-Un aumento de la concentracin de DPG disminuir la afinidad entre Hb y O2.- En alturas, aumenta DPG, trasladando la curva hacia la derecha.

Ejercicio???

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Transporte de O2 en msculo esquelticoEl transportador de O2 en el msculo esqueltico, desde la membrana hacia la mitocondria es la Mioglobina.

Su estructura es similar a la de la hemoglobina, sin embargo su afinidad por el oxigeno es mayor.

A PO2 < 20 mm Hg, la mioglobina se disocia fcilmente del O2 para cubrir los requerimientos durante la contraccin muscular.

Juega un rol de reserva de O2.

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Respuesta ventilatoria al ejercicioTransicin Reposo- Ejercicio submaximal constante:

Los gases en sangre se ven levemente alterados, lo que sugiere que la ventilacin alveaolar no es tan rpida como el aumento del metabolismo.

Ejercicio prolongado en diferentes temperaturas

El PCO2 no se ve alterado en temperaturas altas y hmedas, esto sugiere que el aumento de la ventilacin se debe a otros motivos.

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Ejercicio incremental

Respuesta ventilatoria aumenta linealmente hasta alcanzar 50-75% VO2 mx. aprox. Luego exponencialmente.

Este punto se conoce como umbral respiratorio.

El umbral respiratorio es mayor en personas entrenadas.

Aproximadamente 40-50% de las personas entrenadas presentan Hipoxemia inducida por ejercicio.- Descoordinacin ventilacin/ perfusin.

Control respiratorio durante ejercicio

Mayor control respiratorio durante el ejercicio es atribuido a controles en el sistema nervioso central.

Se cree que el aumento de H+ en sangre juega un rol fundamental en el aumento de la ventilacin.

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Ventilacin es menor en personas entrenadas.

No hay cambios pulmonares luego de entrenar.

Adaptaciones musculares tras entrenamiento:- menor produccin de cido lctico- menos retroalimentacin desde musculos para

El sistema respiratorio y ejercicioLos pulmones, se adaptan al entrenamiento?

Dempsey et al. y Hopkins et al. Estudiaron individuos de endurance y no se observaron cambios en la estructura pulmonar o mejor intercambio gaseoso durante ejercicio.

Pulmones superdotados?

El sistema respiratorio, limita rendimiento?

Fatiga de msculos respiratorios? 90% VO2

Hipoxemia; descoordinacin perfusin/difusin