ENTRENAMIENTO DEPORTIVO (IV)
FISIOLOGÍA DEL EJERCICIO
Sistema Cardiovascular
Todo estímulo de entrenamiento implica a la célula muscular,
donde se realizan los intercambios de sustratos, se reconstituyen las reservas
y se libera la energía. Los sistemas cardiovascular y respiratorio intervienen
como mecanismos auxiliares en los procesos encargados de satisfacer las
necesidades incrementadas del metabolismo celular por el ejercicio físico.
Cuando se realiza un trabajo muscular intenso, el flujo
sanguíneo hacia el tejido muscular aumenta aproximadamente 50 veces. Esta
circunstancia hace que se produzcan importantes cambios en los factores que
regulan las funciones cardiovascular y respiratoria.
El corazón y el ejercicio físico
El corazón como bomba de alimentación del sistema de
transporte de oxígeno por la sangre, es de todas las respuestas adaptativas al
esfuerzo la más significativa y es el factor que suele establecer el límite de
la capacidad de ejercicio.
El miocardio, a diferencia del músculo esquelético, está
permanentemente activo y lo hace casi
exclusivamente mediante la producción de energía aeróbica. Lo que capacita la
aptitud de las células cardíacas para este tipo de producción energética es
principalmente la abundancia de mitocondrias. Estas representan aproximadamente
el 30% del volumen total de la célula cardíaca mientras que en el músculo
esquelético y según el estado de entrenamiento, las mitocondrias pueden
representar solamente el 5-10%.
El peso del corazón no varía de manera significativa por
efecto del entrenamiento.
Las variaciones en
sujetos no entrenados oscila entre 250 y 300 gramos para un volumen entre 600 a
800 ML. Y aproximadamente de 11 a 12 ML/KG. En sujetos entrenados, se puede
observar valores de 350 a 500 gramos y de 900 a 1000 ML. de volumen para 15 a
17 ML/KG. (Mellerowicz y Meller)
El aumento del volumen del corazón es una condición esencial
y previa al aumento sistólico (VS), y de este modo es posible un mayor consumo
de oxígeno. Un aumento de 100 ML. de volumen cardíaco implica un incremento de 200ML
aproximadamente de consumo máximo de oxígeno. Un débito elevado como el que es
posible encontrar en sujetos entrenados es muy económico para el trabajo
cardíaco en esfuerzos submáximos y es una condición previa para conseguir una
mayor capacidad máxima de transporte de
los sustratos en esfuerzos extremos.
El grosor del músculo cardíaco (por hipertrofia) relacionado
con el volumen cardíaco (cavidad cardíaca-dilatación) por efecto del
entrenamiento, no sólo guarda una vinculación estrecha con el débito sistólico
(VS ML/min.) sino también con el débito cardíaco. (J. Weinec)
La máxima frecuencia cardíaca durante el ejercicio y la
velocidad con la cual se llega a ese valor varía según el tipo de ejercicio (su
intensidad y duración), el contenido emocional, la temperatura ambiente, la
humedad y la aptitud física. Si se toma como base la frecuencia cardíaca para
monitorear el ejercicio, el esfuerzo realizado se expresa como porcentaje de la frecuencia cardíaca
máxima calculada, ya que como sabemos existe una relación directa entre la
frecuencia cardíaca y la captación de oxígeno y el porcentaje de la frecuencia
cardíaca máxima está en función lineal del porcentaje del consumo máximo de
oxígeno.*
La aceleración cardíaca comienza inmediatamente después de
iniciarse el ejercicio. Este ascenso inicial tiende a nivelarse al cabo de
pocos segundos, y se continúa con una
elevación gradual hasta alcanzar el máximo nivel que suele aparecer entre
los 4 o 5 minutos. La máxima frecuencia cardíaca durante el esfuerzo, si se
encuentra en la fase estable, tiene una relación significativa con la cantidad
de trabajo realizado. El tipo de ejercicio influye sobre el incremento de la
frecuencia. La mayor aceleración de la frecuencia la encontramos en ejercicios
de velocidad como las carreras y la menor frecuencia en ejercicios de fuerza
como los lanzamientos. En ejercicios de resistencia como las carreras de fondo,
la frecuencia cardíaca tiene un valor medio entre los registros alcanzados entre
los de velocidad y los de fuerza y suele permanecer elevado durante más tiempo
después del ejercicio (deuda de oxígeno).
El tiempo requerido para la normalización de la frecuencia
cardíaca después del ejercicio depende de la intensidad del esfuerzo, de su
duración y de la condición física del sujeto. En las personas en buen estado
físico, la recuperación es más rápida que en sujetos no entrenados.
Volumen minuto durante el ejercicio
El aumento del volumen minuto es considerado un factor clave
de la respuesta fisiológica al ejercicio físico. Como sabemos el volumen minuto
cardíaco es el producto de la frecuencia cardíaca por el volumen sistólico
(Volumen de sangre que cada ventrículo expulsa por latir). En la práctica se
determina la frecuencia cardíaca y el volumen minuto y después se calcula el
volumen sistólico. Por ejemplo, un sujeto con un volumen minuto de 4.2 litros y
una frecuencia cardíaca de 70, se estima un volumen de eyección sistólica de:
4.200/70 = 60ML.
En reposo el sujeto entrenado en resistencia general tiene
unas cuarenta pulsaciones por minuto, mientras que el no entrenado tiene unas
70. El volumen sistólico en los primeros es de unos 105 ML., en tanto en los
segundos es de 60. Durante un esfuerzo el sujeto entrenado puede quintuplicar
su frecuencia cardíaca mientras que los no entrenados pueden llegar a
triplicarla. El sujeto entrenado puede a su vez doblar el volumen sistólico y
mantenerlo constante incluso a frecuencias cardíacas de 180/210 pulsaciones por minuto. (Strazenberg y Schwidtman)
Los deportistas entrenados pueden llegar a tener un volumen
minuto de más de 30 litros durante ejercicios máximos, en tanto los no
entrenados alrededor de 20litros. El aumento en el volumen cardíaco se debe al
aumento de la frecuencia cardíaca y al volumen de eyección sistólica. Además
como la frecuencia cardíaca máxima en el ejercicio extenuante es prácticamente
la misma en entrenados y en no entrenados, el mayor aumento en el volumen
minuto alcanzado por los deportistas debe atribuirse a su mayor capacidad para
incrementar el volumen de eyección sistólica. El mayor volumen de eyección
sistólica no obedece a un mayor llenado de los ventrículos durante la diástole,
sino a un vaciado más completo durante la sístole como consecuencia del aumento
de la fuerza del miocardio en la contracción ventricular.
Sistema respiratorio
Como sabemos, el sistema respiratorio es responsable de una
función primordial para el organismo ya que por este medio, los tejidos acceden
al oxígeno y se desprenden del anhídrido carbónico. La ventilación pulmonar,
mediante la inspiración y expiración hace posible estos procesos que se
realizan por la contracción y relajación de los músculos respiratorios
(diafragma e intercostales externos) y la elasticidad característica de la
parrilla costal.
La inspiración se inicia mediante un impulso nervioso
proveniente del centro respiratorio en el bulbo raquídeo. La contracción de los
músculos respiratorios hace que el tórax se expanda y los pulmones al estar
“adheridos” a la superficie toráxica interna, acompañan dicha expansión
aumentando su volumen. Cuando el centro respiratorio interrumpe el estímulo, se
relajan los músculos inspiratorios y el retroceso elástico de la pared toráxica
hace que se vuelva a la situación inicial. Como consecuencia se eleva la
presión intrapulmonar por encima de la atmósfera y consiguientemente el aire
contenido en los pulmones, es expulsado (expiración).
Durante la respiración en estado de reposo entran y salen de
los pulmones unos 500 ML de aire, volumen que aumenta considerablemente durante
el ejercicio. Si se tiene en cuenta que las vías de conducción respiratorias,
tienen una capacidad media de 150ML, de los 500 ML de aire de la respiración
normal, sólo 350ML se mezclan en realidad con los 2000 a 3000ML que hay en los
alvéolos pulmonares (aire alveolar).
La composición media del aire alveolar es de: 14.5% de
oxígeno, 5.5% de anhídrido carbónico y 80% de nitrógeno. Esta composición
permanece relativamente constante, lo que hace posible el equilibrio necesario
para que se realice eficazmente el intercambio gaseoso en la sangre contenida
en los capilares.
Ventilación pulmonar durante el ejercicio
Al comenzar un ejercicio físico se produce un leve aumento
de la ventilación. Cuando el esfuerzo se mantiene en intensidades submáximas,
la ventilación se incrementa hasta alcanzar un estado estable. Este incremento
es proporcional al trabajo y se presenta en base al aumento de la amplitud
respiratoria, a partir de aquí, el aumento de la ventilación es exponencial en
relación al esfuerzo, cumpliendo con la necesidad de aireación pulmonar, para
conservar el equilibrio ácido-básico incrementando la eliminación de CO2.
La adaptación al esfuerzo presenta dos variables: la
frecuencia respiratoria (Fr) y el volumen corriente (Vc) que se define como el
volumen de aire que inspiramos o espiramos en reposo. VPM (L.min-1)=Vc (ML.res.-1).Fr
(res.min-1). Ambos factores aumentan durante el ejercicio y elevan la
ventilación pulmonar desde los 6 L.min-1 en reposo hasta los 120 L.min-1,
durante ejercicios de cierta intensidad, pudiendo alcanzar en atletas de élite
los 200 L.min-1.
Como vemos el volumen-minuto respiratorio durante el
ejercicio está vinculado a la condición física como resultado del
entrenamiento. Se puede comprobar también en sujetos entrenados una disminución
del volumen minuto respiratorio durante la realización de un esfuerzo máximo.
Es probable que esta superioridad respiratoria no resida tanto en la mayor
capacidad vital como en la mayor facilidad para utilizar su capacidad
respiratoria máxima.
Con la iniciación de un ejercicio se produce un aumento del
ritmo respiratorio hasta alcanzar un ritmo constante. En ejercicios de
intensidad moderada esta fase estable es alcanzada en 3-5 minutos. Cuando el
ejercicio se hace intenso, el volumen minuto y la frecuencia respiratoria sigue
aumentando a pesar de que se produce una ligera disminución en el volumen
corriente. Debe tenerse en cuenta que la regulación de la función cardíaca
durante el ejercicio intenso sigue un esquema similar, elevación continuada de
la frecuencia cardíaca junto a un leve descenso del volumen sistólico.
Riego sanguíneo pulmonar
La circulación pulmonar tiene por función hacer pasar a
través de los capilares alveolares la sangre venosa de todo el cuerpo para
captar el oxígeno necesario para las funciones vitales e eliminar el CO2. La
circulación pulmonar se caracteriza por su baja resistencia y gran
distensabilidad, siendo las presiones generadas menores que las existentes en
la circulación sistémica. Esta menor resistencia hace posible una distribución
de la sangre más amplia sobre las paredes alveolares, lo que facilita el cambio
gaseoso.
Durante el ejercicio, la presión sanquínea es más alta que
en reposo y consigue de esta manera una perfusión más eficaz en todo el
parénquima pulmonar. El flujo sanguíneo en la circulación pulmonar debe
coincidir con el gasto cardíaco de la circulación sistémica y en consecuencia
está regulado por los mismos factores.
Técnica respiratoria
En los deportes de resistencia general la capacidad de
rendimiento puede verse limitada por una técnica respiratoria defectuosa. Es
recomendable según la carga de entrenamiento un ritmo de respiración – zancada.
En el curso de una carrera de intensidad moderada, puede ser adecuado una
relación de 4/4 (inspirar cada 4 zancadas y espirar cada 4); en el curso de un
esfuerzo de mediana intensidad es conveniente una relación de 3/3; en caso de
esfuerzos más elevados de 2/2; en intensidades máximas de 1/1 ( Ylg y Köler)
Abel Inchuste
Barcelona, octubre 2012
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