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Respuestas y adaptaciones fisiológicas al entrenamiento aeróbico Madrid, 23 de noviembre, 2007 FISIOLOGÍA DEL EJERCICIO • Respuesta Cambios súbitos y transitorios que experimenta la función de un determinado órgano o sistema durante la realización del ejercicio, y que desaparecen rápidamente una vez finalizada la actividad. FISIOLOGÍA DEL EJERCICIO • Adaptación Cambios persistentes sobre una estructura o función del organismo, que facilitarán las respuestas fisiológicas cuando se realice la actividad física. Modificado de Wasserman, 1987 VO2 (ml·min-1) Consumo de oxígeno (VO2) 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 máximo esfuerzo 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Vatios Consumo de O2 (l/min) Condición Física Aeróbica Astrand y Rodahl, 1970 VO2max Potencia Aeróbica % VO2max que puede ser mantenido durante tiempo prolongado Periodo de entrenamiento (meses) Lucía A, Hoyos J, Pérez M, Chicharro JL Med Sci Sports Exerc 32: 1777-1782, 2000 VO2max VO2max (ml/kg/min) 80 70 60 50 40 30 20 Descanso Precompetitivo Competitivo Consumo de O2 (l/min) Condición Física Aeróbica VO2max Potencia Aeróbica % VO2max que puede ser mantenido durante tiempo prolongado Capacidad Aeróbica Astrand y Rodahl, 1970 Periodo de entrenamiento (meses) Lucía A, Hoyos J, Pérez M, Chicharro JL Med Sci Sports Exerc 32: 1777-1782, 2000 VT1 (% VO2 max) 90 % VO 2 max 80 70 60 50 40 30 Descanso Precompetitivo Competitivo Sistemas energéticos Aeróbico Grasas Hidratos de Carbono (36 ATP / mol Glucosa) Anaeróbico Hidratos de Carbono (2 ATP / mol Glucosa) CO2 H2 O Ac.láctico LANZADERA DE PROTONES Lactato deshidrogenasa (LDH) PIRUVICO GLUCOSA LACTICO Lactato + H+ NADH + H + NAD+ + CO3H- ⇒ CO3H2 ⇔ CO2 + H2O CO2 Citosol Bomba Mitocondria Aspartato-malato Glicerol-fosfato Acetil-CoA + O2 H ATP H2O NADH + H + CITOCROMOS NAD+ CO2 L.Chicharro - F.Vaquero"Fisiología del ejercicio" Fase aeróbica O2 CO2 + H2O • Grasas • Hidratos de Carbono Fase aeróbica-anaeróbica Ac. láctico Acidosis • Hidratos de Carbono Fase aeróbica Fase I Fase aeróbica-anaeróbica Fase II Fase III noradrenalina (ng/ml) Ejercicio Físico ESTRÉS Activación Simpático-adrenal Potencia (W) Schneider y col, 2000 Noradrenalina plasmática Adrenalina plasmática Semanas de entrenamiento noradrenalina (ng/ml) Ejercicio Físico ESTRÉS Activación Simpático-adrenal ?? Potencia (W) Schneider y col, 2000 Mecanismo Nervioso Central “Comando Central” Centros Motores Superiores Impulsos descendentes Área Cardiovascular Vías espinales ascendentes Eferencias vagales Eferencias simpáticas Aferencias Musculares Grupos III y IV Mecanismo neural reflejo muscular “Comando Ergorreceptor” Mecanorreceptores Músculo, Riñón y Arteriolas esplácnicas Metabolorreceptores Vasos de Capacidad esplácnicos Venas cutáneas Médula adrenal Adrenalina Fibras I + II Fibras I Activación Simpático-adrenal * p<0.05 visitas 1-2 $ p<0.05 visitas 1-3 † p<0.05 visitas 2-3 Tomado de Pardo J, 2001 Chest 111: 1571-1576, 1997 Respuesta de la frecuencia cardiaca al ejercicio en un paciente trasplantado de corazón PRFC 49.0±15 W UL 43.4±16 W Vatios Transición aeróbica-anaeróbica Concentración salival de amilasa (·103 UI·l-1) Concentración sanguínea de lactato (mMol) Velocidad de carrera (m·s-1) Transición aeróbica-anaeróbica Transición aeróbica-anaeróbica Valores del lactato sanguíneo (mM/l) Reposo V-AT 0.9±0.2 1.1±0.4 V-4mM 4.6±7.9* Transición aeróbica-anaeróbica Agregabilidad Plaquetaria (ADP 1.0 μM) Reposo Post-ejercicio Recuperación V-AT 20.7±11.9 26.5±15.0 23.3±13.3 V-4mM 26.2±8.5 * 46.4±25.5** 28.8±10.5 Factores que influyen en la frecuencia cardiaca en el ejercicio 9 Variabilidad diaria - 2-4 lpm - Utilización de “zonas” Factores que influyen en la frecuencia cardiaca en el ejercicio 9 Variabilidad diaria 9 Deshidratación / ↑ Tª - ↑ 7,5% Test de Carga estable (8 km/h; 1% pendiente) Frecuencia Cardiaca (lpm) 140 F Cardiaca (lpm) 130 120 110 100 90 80 intensidad vs carga Velocidad = 8 km/h 70 60 0 5 10 15 20 Tiempo (min) 25 30 35 40 Factores que influyen en la frecuencia cardiaca en el ejercicio 9 Variabilidad diaria 9 Deshidratación / ↑ Tª 9 Cadencia pedaleo Factores que influyen en la frecuencia cardiaca en el ejercicio 9 Variabilidad diaria 9 Deshidratación / ↑ Tª 9 Cadencia pedaleo 9 Modalidad ejercicio Adaptaciones metabólicas al entrenamiento físico Adaptaciones al entrenamiento aeróbico ¾ ADAPTACIONES MUSCULARES 9 Tipos de fibra muscular ↑ tamaño fibras tipo I (7-22%) modificaciones entre sub-tipos (IIx → IIA) 9 Capilaridad (hasta un 15%) 9 Contenido de mioglobina (hasta un 75-80%) 9 Función mitocondrial Número, tamaño, eficiencia ⇐ volumen de entrenamiento 9 Enzimas oxidativas Aumenta la actividad ⇒ utilización más lenta del glucógeno muscular + reducción producción lactato Actividad enzimas oxidativas ⇔ VO2max Adaptaciones metabólicas al entrenamiento físico Adaptaciones al entrenamiento aeróbico ¾ ADAPTACIONES EN LAS FUENTES DE ENERGÍA 9 Hidratos de carbono ↑ capacidad de almacenar glucógeno ms (x 2 veces) 9 Grasas Mayor acúmulo de triglicéridos en músculo (x 1.8 veces) Ventilación Pulmonar Test de esfuerzo hasta el agotamiento 220 -1 VE (l·min ) 170 120 70 20 75 150 225 300 375 Vatios 450 525 575 Potencia (W) Potencia (W) Parámetros ergoespirométricos al 90-100 %VO2max Sedentarios Entrenados Atletas Atletas VO2 (l·min-1) 2.71 3.97 4.65 4.81 PAO2 (torr) 113 114 119 108 PaO2 (torr) 90 91 71 75 M(A-a)DO2 (torr) 23 23 48 33 95.6 94.5 89.9 91.9 37 35 33 37 7.31 7.24 7.25 7.20 SaO2 (%) PaCO2 (torr) pH 100 VO2 piernas (%control Flujo sanguineo piernas (%control DEMANDA ENERGÉTICA MS RESPIRATORIOS % W Respiratorio (%control) % W Respiratorio (%control) Harms y col, 1997 Fatiga de los músculos respiratorios Presión inspiratoria P.inspiratoria pico (cmH2O) 250 - 10.5 % 200 150 171 p<0.001 154 100 Pre-ejercicio Post-ejercicio McConnell y col, 1997 ENTRENAMIENTO DE LOS MÚSCULOS RESPIRATORIOS Test de resistencia respiratoria 70% MVV Tiempo (min) 40 30 20 10 0 Entren Stuessi y col, 2001 Pre-entren Control Post-entren Concentración sanguínea de lactato (mM) ENTRENAMIENTO DE LOS MÚSCULOS RESPIRATORIOS Antes Después Spengler y col 1999 Intensidad de ejercicio (W) ENTRENAMIENTO DE LOS MÚSCULOS RESPIRATORIOS Test de resistencia aeróbica 70% Wmax 50 Tiempo (min) * 40 30 20 Entren Stuessi y col, 2001 Pre-entren Control Post-entren Muchas gracias
