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CURSO DE ENTRENADOR NACIONAL DE CLUB

Área de ciencias biológicas: Fisiología TEMA:2 Aparato respiratorio

Profesora Lic. CCAFyD Prudencia Guerrero Cruz

Entrenadora Nacional de Atletismo Máster en Educación Física y salud

Máster en Alto Rendimiento deportivo

Índice Tema 2: El aparato respiratorio y su adaptación al ejercicio.

1.1 Introducción

1.2 ¿Cómo funcionan los pulmones?

1.3 Definición de volúmenes y capacidades

1.4 Ventilación y perfusión

1.5 Difusión

1.6 Transporte de oxigeno

1.7 Transporte de dióxido de carbono

1.8 Adaptaciones cardiovasculares al entrenamiento

1.9 Adaptaciones respiratorias al entrenamiento

1.10 Adaptaciones metabólicas al entrenamiento en los tejidos activos

Prof. Lic. CcAFyD. Prudencia Guerrero Cruz Entrenadora Nacional de Atletismo

Introducción

El sistema respiratorio:

• Cavidad nasal

• Faringe y laringe

• Tráquea

• pulmones

• Bronquios y bronquiolos

• Diafragma

Funciones :

• Entrada de aire del exterior e

Intercambio gaseoso

¿Qué es el sistema respiratorio? Prof. Lic. CcAFyD. Prudencia Guerrero Cruz Entrenadora Nacional de Atletismo

Introducción

¿Qué es el sistema cardiovascular? Prof. Lic. CcAFyD. Prudencia Guerrero Cruz Entrenadora Nacional de Atletismo

La circulación del corazón y los

pulmones (circulación central) y la

del resto del cuerpo (circulación

periférica) forman un único sistema

de circuito cerrado con dos

componentes:

Un sistema arterial : la sangre sale

del corazón

Un sistema venoso: por el que la

sangre retorna al corazón

Repaso del recorrido de la sangre

Introducción Prof. Lic. CcAFyD. Prudencia Guerrero Cruz Entrenadora Nacional de Atletismo

Arterias: transportar la sangre que

bombea el corazón .

Capilares: paredes muy finas que

permiten el Intercambio de oxígeno,

líquido, nutrientes, electrolitos,

hormonas…Dentro y fuera de los

tejidos.

Vénulas y venas: Cuando la sangre

inicia el retorno al corazón, las

vénulas recogen la sangre de los

capilares y gradualmente conducen

la sangre en venas cada vez mas

grandes.

Repaso del recorrido de la sangre

Introducción Prof. Lic. CcAFyD. Prudencia Guerrero Cruz Entrenadora Nacional de Atletismo

Introducción

El sistema respiratorio y el cardiovascular se combinan para facilitar un eficaz suministro que lleva el oxígeno a los tejidos de nuestro cuerpo y elimina el dióxido de carbono a estos.

¿Qué es el sistema respiratorio? Prof. Lic. CcAFyD. Prudencia Guerrero Cruz Entrenadora Nacional de Atletismo

Ventilación Pulmonar

¿Qué es el sistema respiratorio?

El transporte comprende 4 fases:

1. Ventilación pulmonar (movimiento de los gases hacia

dentro y hacia afuera)

2. Difusión pulmonar (intercambio de gases entre

pulmones y sangre)

3. Transporte de oxígeno y dióxido de carbono por la

sangre

4. Intercambio capilar de gases (sangre capilar y tejidos)

Re

spir

ació

n e

xter

na

Re

spir

ació

n in

tern

a



¿Cómo Funciona el sistema respiratorio?

Proceso activo que implica al diafragma y a los músculos intercostales

externos (encargados de mover costillas y esternón). Ll

Función. Llevar aire a los pulmones.

La musculatura implicada hace Aumentar tres veces las dimensiones la

caja torácica, que expande a su vez los pulmones. Esto reduce la

presión intrapulmunar en relación a la presión de aire de fuera del

cuerpo esto hace precipitar el aire hacia los pulmones.

Insp

irac

ión

Es

pir

ació

n

Proceso pasivo que implica relajación de músculos inspiratorios

Función. Sacar el aire de los pulmones.

La musculatura implicada se relajan, la naturaleza elástica hace situar

en situación de reposo la caja torácica. Esto aumenta la Presión de

tórax y el aire es forzado a salir de los pulmones.




.

Insp

irac

ión

Es

pir

ació

n


• Contraen intercostales

• Costillas se elevan

• El diafragma se contrae y

tira de los pulmones hacia abajo

• Caja aumenta su volumen

• Aire entra en los pulmones

• Relajan intercostales

• Costillas Bajan

• El diafragma se relaja

• Caja disminuye su volumen

• Aire Sale de los pulmones



.

Insp

irac

ión

fo

rzad

a


• Contraen músculos escalenos (1)

• Esternocleidomastoideo (2)

• Pectorales (3)

1

2 3

¿Cómo Funciona el sistema respiratorio? Prof. Lic. CcAFyD. Prudencia Guerrero Cruz Entrenadora Nacional de Atletismo

VOLUMENES Y CAPACIDADES

Al realizar respiraciones voluntarias o

involuntarias existen cambios en de

volumen de aire que entra y sale en

los pulmones.

Volúmenes


(1) Volumen corriente o Tidal.

Es volumen que se respira en

condiciones normales

involuntariamente (500ml)

(2) Volumen de reserva

inspiratorio. Es el volumen

que cabe en los pulmones

después de una inspiración

normal (300ml)

Prof. Lic. CcAFyD. Prudencia Guerrero Cruz

Entrenadora Nacional de Atletismo

1

2

1

Volúmenes


(3) Volumen de Reserva

Espiratorio. Es el volumen de aire

que aún se puede espirar después

de una espiración normal

(1100ml)

(4) Volumen residual. Es el

volumen de aire que permanece

en las vías respiratoria y

pulmones después de espiración

máxima (1200ml)


3

4

Capacidades


(1) Capacidad inspiratoria. Es

volumen que una persona puede

inspirar después de una espiración

normal. Es de 3500ml.

CI= VC+VRI

-


1

Capacidades


(2) Capacidad residual funcional.

Es el volumen que queda en los

pulmones después de una

espiración normal . Sirve para

mantener constantes las presiones

parciales de O2 y CO2 (2300ml)

CRF= VR+VRE


2

Capacidades


(3) Capacidad vital o capacidad

vital forzada. Es la cantidad de aire

que los pulmones son capaces de

mover, o lo que se puede espirar

tras una inspiración profunda.

CV/CVF= VC+ VRI+ VRE


3

¿Cómo Funciona el sistema respiratorio? Prof. Lic. CcAFyD. Prudencia Guerrero Cruz Entrenadora Nacional de Atletismo

¿CÓMO LLEGA EL O2 A LOS TEJIDOS?

Transporte e Intercambio

gaseoso

Una de las funciones principales del sistema cardiovascular :

1. Transporte de oxigeno: Pulmones a tejidos

2. Retirada del dióxido de carbono: Tejidos a pulmones

La capacidad de transporte depende

Hemoglobina

Transporte e intercambio de oxigeno y dióxido carbono


La capacidad de transporte depende de la cantidad de

hemoglobina en sangre.

Un contenido bajo de hemoglobina (p.e. anemia ) tiene una

capacidad de transporte de oxígeno reducida lo que limita la

producción de energía y su rendimiento.



La combinación Oxigeno y hemoglobina es de vital importancia

para cubrir las necesidades del cuerpo.

Hombres: 15-16gr por cada 100ml

Mujeres: 14 gr por cada 100ml

1 gramo de hemoglobina transporta 1,34 ml de oxígeno

Transporte oxígeno

El oxigeno se transporta por la sangre:

• Disuelto en el plasma de la sangre(2%)

• Combinado con la hemoglobina de los glóbulos rojos (98%)


Transporte oxígeno

Saturación: (capacidad de adherirse el oxígeno a la

hemoglobina)

1 molécula de hemoglobina = Transporta 4 moléculas de

oxígeno

Factores:

• PH H+

• Temperatura

Afecta a la disociación del 02 permitiendo que haya más O2 en músculos activos


Difusión pulmonar

Movimiento de un gas

Finalidades:

1. Reemplazar el aporte de oxigeno de la sangre que se ha

agotado al nivel de los tejidos de donde se utiliza para la

producción de energía oxidativa .

2. Eliminar el CO2 de la sangre venosa que regresa.


Membrana celular

Porción interna

Porción externa

Intercambio de oxigeno y dióxido carbono

Difusión pulmonar (movimiento de un

gas)

Requiere:

1. Aire que lleve oxígeno hacia los

pulmones.

2. Sangre que reciba oxígeno y elimine

dióxido de carbono.

Durante la ventilación pulmonar se

llevó aire a los pulmones; ahora se

produce el intercambio de gases

entre este aire y la sangre.


Intercambio Gaseoso


• El intercambio del CO2 y O2 se

produce en los alveolos

pulmonares.

• El 78% del aire que entra es

Nitrógeno: gracias a los glóbulos

rojos que absorben el 98,5% de O2

manteniendo la concentración de

O2 en el plasma, evita que el

nitrógeno se adhiera a la

hemoglobina

• Sólo el 21% es oxigeno

Alveolos

Capilar Sanguíneo

Sangre rica en O2 al corazón

Sangre rica en CO2 al corazón

Intercambio gaseoso


QUE OCURRE CON EL EJERCICIO …..

Temperatura

CO2

Acidez

DISOCIACIÓN RÁPIDA DEL OXIGENO DE LA HEMOGLOBINA, DISPONIBLE PARA LAS CÉLULAS ACTIVAS


Transporte dióxido de Carbono

Depende de la sangre para su transporte, una vez liberado a la

sangre se transporta de tres maneras:

1. Disuelto en Plasma (7%) .Cuando la PCO2 disminuye

abandona la solución (pulmones)

2. Como iones de bicarbonato resultantes de la disociación

del ácido carbónico (60-70%)

3. Combinado con la hemoglobina


Eliminación del dióxido carbono

• Se realiza por difusión en

respuesta al gradiente de presión

parcial entre los tejidos y la sangre

capilar.

• El intercambio de CO2 en los

tejidos es similar al intercambio del

oxígeno, con la salvedad del que el

primero abandona los músculos,

donde se forma, y entra en la

sangre para ser transportado a los

pulmones para su eliminación.


Regulación Ventilación Pulmonar

-Centros respiratorios. Los músculos respiratorios

están bajo el control directo de neuronas motoras,

que a su vez están reguladas por los centros

respiratorios (inspiratorio, y espiratorio)

-Quimiorreceptores. El ambiente cambiante

químico en el cuerpo (cambios en las

concentraciones de los niveles de CO2, y de H+)

-Mecanismos nerviosos. La pleura, los bronquiolos

y los alveolos contiene receptores del estiramiento.

Cuando estas áreas están excesivamente estiradas,

esta información es transmitida al centro

espiratorio.


Regulación Ventilación Pulmonar


Adaptaciones cardiovasculares al entrenamiento

• Parámetros cardiovasculares

Tamaño del corazón

Volumen sistólico

Frecuencia cardíaca

Gasto cardíaco

Riego sanguíneo

Tensión Arterial

Volumen sistólico



TAMAÑO DEL CORAZÓN

• Aumento del volumen

• Aumento del grosor de la pared del

ventrículo izquierdo (hipertrofia cardíaca)

• Aumento de la cámara

Los cambios dependen del tipo de ejercicio

desarrollado en el entrenamiento.

Resistido y de resistencia: El aumenta de

llenado del ventrículo izquierdo y la tensión

arterial elevada. Hace que el corazón aumente

su contractilidad. Produciendo hipertrofia.





Volumen sistólico


Gasto cardíaco

Riego sanguíneo

Tensión Arterial

Volumen sistólico



VOLUMEN SISTÓLICO

Aumento del volumen Sistólico:

• Reposo

• Durante la realización del

ejercicio a un nivel sub-máximo

y

• Durante la ejecución máxima.

.



VOLUMEN SISTÓLICO

Aumento del volumen Sistólico:

Es debido al incremento del volumen

diastólico final, por aumento del plasma

sanguíneo.

La contractilidad ventricular izquierda.

Produce una hipertrofia muscular por su

mayor retroceso elástico, que son el

resultado de un mayor estiramiento de la

cámara con más llenado diastólico.





Volumen sistólico


Gasto cardíaco

Riego sanguíneo

Tensión Arterial

Volumen sistólico



FRECUENCIA CARDÍACA

En reposo se reduce notablemente como

consecuencia de un entrenamiento de fondo.

El entrenamiento parece incrementar la

actividad parasimpática en el corazón,

reduciendo al mismo tiempo la actividad

simpática.



FRECUENCIA CARDÍACA

• La FC submáxima posterior al

entrenamiento es menor que anterior a

este.

• La FC máxima suele mantenerse estable,

estudios indican que los sujetos de la

misma edad entrenados pueden tener

valores FC menores comparado con

desentrenados.



Parámetros cardiovasculares


Volumen sistólico


Gasto cardíaco

Riego sanguíneo

Tensión Arterial

Volumen sistólico



GASTO CARDÍACO

• En reposo o durante el ejercicio sub-

máximo se mantiene invariable o se

reduce ligeramente después del

entrenamiento. Podría deberse a un

aumento en la diferencia a-VO2, lo cual

refleja una mayor extracción de oxígeno,

eficacia.

• A niveles máximos de ejercicio aumenta

considerablemente. Debido al

incremento sustancial del volumen

sistólico.






Volumen sistólico


Gasto cardíaco

Riego sanguíneo

Tensión Arterial

Volumen sistólico



RIEGO SANGUÍNEO

El aumento del riego sanguíneo de los

músculos es uno de los factores más

importantes del incremento de la capacidad y

rendimiento aeróbico.

1. Mayor capilarización músculos

entrenados

2. Mayor apertura de los capilares existentes

en los músculos entrenados.

3. Una más efectiva redistribución de la

sangre

4. Incremento del volumen sanguíneo




Parámetros cardiovasculares


Volumen sistólico


Gasto cardíaco

Riego sanguíneo

Tensión Arterial

Volumen sanguíneo



TENSIÓN ARTERIAL

• En reposo suele reducirse con el

entrenamiento de fondo en aquellas

personas que se hallan al borde de la

hipertensión arterial.

• El entrenamiento de fondo tiene pocos o

ningún efecto sobre la tensión arterial

durante la realización de ejercicios

estandarizados sub-máximos o máximos.

Con índices máximos de trabajo, la tensión

arterial sistólica aumenta y la tensión arterial

diastólica disminuye.





Volumen sistólico


Gasto cardíaco

Riego sanguíneo

Tensión Arterial

Volumen sanguíneo



VOLUMEN SANGUÍNEO

El incremento del volumen sanguíneo con el

entrenamiento aeróbico de fondo se debe al

gran aumento del volumen plasmático y aun

pequeño incremento del número de hematíes;

ambos cambios facilitan la llegada de oxígeno

a los músculos activos.

El número de glóbulos rojos puede aumentar,

pero no las ganancias de plasma es

normalmente mucho más elevada, lo que da

lugar a una porción fluida de la sangre

relativamente mayor.



VOLUMEN SANGUÍNEO

El aumento del volumen plasmático

incrementa la viscosidad de la sangre, lo cual

mejora la circulación y la disponibilidad de

oxígeno.

Determinadas investigaciones han

demostrado que los cambios en el volumen

de plasma guardan una estrecha relación con

los producidos en el volumen sistólico y en el

VO2 máx, lo que provoca que el incremento

del volumen de plasma inducido por el ejercicio

sea uno de los efectos más significativos del

entrenamiento. Prof. Lic. CcAFyD. Prudencia Guerrero Cruz


Adaptaciones Respiratorias al entrenamiento


Difusión Pulmonar

Diferencia arteríovenosa de oxígeno



VENTILACIÓN PULMONAR

Después del entrenamiento es Invariable o se

reduce levemente en reposo, y disminuye

ligeramente a ritmos de esfuerzos sub-

máximos estandarizados. Pero la ventilación

pulmonar máxima aumenta sustancialmente.

Factores determinantes:

1. El mayor volumen oscilante

2. La mayor frecuencia respiratoria en el

ejercicio máximo.

• Estudios apuntan que el trabajo de los

músculos inspiradores pueden mejorar

notablemente el rendimiento. Prof. Lic. CcAFyD. Prudencia Guerrero Cruz




Difusión Pulmonar

Diferencia arteriovenosa de oxígeno


Adaptaciones cardiovasculares al entrenamiento DIFUSIÓN PULMONAR

El intercambio de gases que tiene lugar en los

alvéolos, no varía en reposo ni durante la

realización de ejercicio sub-máximos

estandarizados después del entrenamiento.

El flujo de sangre pulmonar parece aumentar

después del entrenamiento, especialmente el

flujo hacia las regiones superiores de los

pulmones, cuando una persona esta sentada o

de pie. Incrementando la perfusión pulmonar.

Mas sangre es llevada a los pulmones para el

intercambio de gases y, al mismo tiempo, la

ventilación aumenta por lo que se lleva más

aire a los pulmones. Prof. Lic. CcAFyD. Prudencia Guerrero Cruz Entrenadora Nacional de Atletismo

Adaptaciones cardiovasculares al entrenamiento DIFUSIÓN PULMONAR

El flujo de sangre pulmonar parece aumentar

después del entrenamiento, especialmente el

flujo hacia las regiones superiores de los

pulmones, cuando una persona esta sentada o

de pie.

Incrementa la perfusión pulmonar. Mas sangre

es llevada a los pulmones para el intercambio

de gases.

La ventilación aumenta por lo que se lleva más

aire a los pulmones. Por lo tanto más alveolos

intervienen activamente en el intercambio

activamente en la difusión pulmonar. Por lo

tanto AUMENTA. Prof. Lic. CcAFyD. Prudencia Guerrero Cruz Entrenadora Nacional de Atletismo



Difusión Pulmonar

Diferencia arteriovenosa de oxígeno



DIFERENCIA ARTERIOVENOSA (a-vO2)

La diferencia a-vO2 aumenta con el

entrenamiento, especialmente a niveles

máximos de esfuerzo, lo cual refleja una mayor

extracción de oxígeno por los tejidos y una

más efectiva distribución de la sangre.

El aparato respiratorio tiene una gran

habilidad para llevar cantidades adecuadas de

oxígeno al interior del cuerpo. Por esta razón

las adaptaciones al entrenamiento más

importantes son claras con ejercicios máximos.



Adaptaciones metabólicas al entrenamiento

El Umbral de lactato

El índice de intercambio respiratorio

Consumo de oxígeno


El aparato respiratorio y el cardiovascular se integran

con el metabolismo en los tejidos activos, para

provocar adaptaciones metabólicas al entrenamiento.


EL UMBRAL LACTATO

El entrenamiento de fondo aumenta el umbral

del lactato. Rendir a ritmos de esfuerzos mas

elevados y a un ritmo absoluto de consumo de

oxígeno más alto sin elevación del lactato.

Este incremento del umbral se debe:

• Una mayor capacidad para eliminar lactato

producido por los músculos.

• Incremento de las enzimas de los músculos

esqueléticos, junto con un cambio en el

sustrato metabólico como consecuencia del

entrenamiento.





El índice de intercambio respiratorio (R)

Consumo de oxígeno






EL INDICE DE INTERCANBIO RESPIRATORIO (R)

Es la proporción de dióxido de carbono

liberado en relación con el oxígeno

consumido durante el metabolismo nutriente.

(refleja el tipo de sustrato que se está usando)

A niveles máximos de esfuerzo, aumenta en

individuos entrenados. Es el resultado de la

capacidad para rendir a niveles máximos

durante períodos más largos de tiempo.



Consumo de oxígeno


El índice de intercambio respiratorio (R)





CONSUMO DE OXÍGENO

Cantidad de oxigeno empleada por los tejidos

del cuerpo.

La capacidad para emplear oxigeno está sobre

todo relacionada con la capacidad del corazón

y el sistema circulatorio para transportar

sangre y oxigeno, y con la capacidad de los

tejidos para extraer (utilizar) el oxigeno de la

sangre.



CONSUMO DE OXÍGENO

En Reposo aumenta ligeramente o no varía

después del entrenamiento de fondo durante

la realización de ejercicios sub-máximos.

CONSUMO DE MÁXIMO DE OXÍGENO

Es el mejor indicador de la resistencia cardio-

respiratoria. El VO2 máx aumenta

sustancialmente Al entrenamiento de fondo

del 4%-93%/ 15%-20%) al 75% 3veces por

semana, pero la importancia del posible

aumento se ve limitada según el sujeto. El

principal factor limitante parece ser el aporte

de oxígeno a los músculos activos.



Teorías para explicar los incrementos causados

por el entrenamiento.

1. Limitación de las enzimas oxidativas.

Cantidades suficientes de enzimas

oxidativas (mitocondrias) permitiría a las

células a utilizar más Oxígeno.

2. Limitación del suministro de oxígeno. La

mejora del VO2 máx después del

entrenamiento de fondo es consecuencia

de incrementos en el volumen de la

sangre, en el gasto cardiaco y una mejora

en la perfusión de los músculos activos.



El Umbral lactato aumenta con el

entrenamiento de fondo, lo que permite

rendir a intensidades más elevadas de

esfuerzos y de consumo de oxígeno sin

incrementar nuestro lactato en sangre.

La relación de intercambio respiratorio se

reduce con índices de esfuerzos sub-máximos,

lo cual indica una mayor utilización de los

ácidos grasos libres, pero aumenta con la

realización de esfuerzos máximos.

Conclusiones


El consumo de oxígeno puede incrementarse

ligeramente en reposo y reducirse ligeramente

o no modificarse durante la realización de

ejercicios sub-máximos.

El Vo2 máx aumenta sustancialmente después

del entrenamiento, pero la importancia del

posible aumento se ve limitada según el

individuo. El principal factor limitante parece

ser el aporte de oxígeno a los músculos

activos.

Conclusiones



FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESPUESTA AL ENTRENAMIENTO

AERÓBICO

Nivel VO2 máx Herencia

Edad Sexo

Individualidad entrenamiento Especificidad del entrenamiento

Entrenamiento cruzado (P.e.triatletas)


A LA HORA DE PRESCRIBIR ENTRENAMIENTOS DE RESISTENCIA,

TENER EN CUENTA QUE…


• La herencia es un determinante principal en la capacidad aeróbica

• El Vo2 máx varia según la edad y el sexo

• Al examinar los efectos del entrenamiento, debemos tener siempre en

cuenta las diferencias individuales producen variaciones en las

respuestas de los sujetos al programa de entrenamiento.

• Prestar atención a la selección de programas de entrenamientos

apropiados, debemos ajustarlo a las necesidades individuales del

deportista para maximizar las adaptaciones fisiológicas al entrenamiento.

• Para maximizar las ganancias cardiorrespiratorias del entrenamiento,

debe ser específico del tipo de actividad que suele ejecutar el deportista.

• El entrenamiento de fuerza combinado con el de fondo no restringe la

capacidad aeróbica, si no que se ha demostrado en diversos estudios

incrementos en la misma.

• Todos los deportistas pueden beneficiarse de la maximización de sus

capacidades de resistencia.

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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