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Principles of Exercise Physiology: Responses to Acute
Exercise and Long-term Adaptations to Training
Anita M. Rivera-Brown, PhD, Walter R. Frontera, MD, PhD American Academy of Physical
Medicine and Rehabilitation Vol. 4, 797-804, November 2012
INTRODUCCIÓN
Recientemente se ha centrado en la comprensión del ejercicio en sí, ya que la actividad física regular ha demostrado ser
importante para la prevención de enfermedades y promoción de la salud . El propósito de esta revisión se centró en
discutir la comprensión de la respuesta del cuerpo humano a una serie aguda de ejercicio. Vamos a utilizar el ejercicio
de resistencia , como ejemplo de esta respuesta.
RESPUESTAS METABÓLICA AGUDA
DURANTE EL EJERCICIO
La energía es necesaria extraída de enlaces fosfato de alta energía para la actividad muscular . La célula almacena una
pequeña cantidad de ATP cerca de las proteínas contráctiles . El uso de este ATP no depende de un suministro de
oxígeno , y , por lo tanto , la energía está disponible tan pronto como el músculo requiere.
Para el ejercicio de continuar más allá de unos pocos segundos , las células deben sintetizar ATP a través de 1 de 2 vías
metabólicas :
1.
2.
Anaeróbica ( glicólisis )
Aeróbica ( oxidativa ) .
Las se clasifican como:



Actividades anaeróbicas: Actividades que dependen principalmente del sistema ATP- fosfocreatina (PC) y la
glucólisis anaeróbica eventos que requieren de la actividad muscular durante 2-3 minutos
Actividades Aerobicas: Metabolismo oxidativo, aActividades de mayor duración a 2-3 minutos
Actividades mixtas: aproximadamente el 60 % -70 % de la energía proviene de fosfato de ATP- creatina ( CP ) y
las tiendas de la glucólisis anaeróbica y el 30% restante de los procesos oxidativos .
METABOLISMO ANAERÓBICO (ATP ALMACENADO Y CP)
Energía en el inicio del ejercicio y las acciones musculares de muy alta intensidad ( 85 % -100 % de la capacidad máxima)
y, por tanto , de corta duración ( hasta 10 segundos ) se deriva de una pequeña cantidad de ATP y CP que es almacenado
en las células musculares . La energía total disponible en almacenado ATP -CP es suficiente para el ejercicio de corta
duración.
GLUCÓLISIS ANAEROBIA:
Una vez que se hayan agotado las reservas de ATP -CP , los músculos recurren a la rápida descomposición de glicol genglucosa almacenada para la regeneración de ATP a través de la vía glicolítica .
La glucólisis anaeróbica puede proporcionar energía durante el comienzo del ejercicio de baja intensidad cuando las
necesidades energéticas del músculo son altos y el sistema de transporte de oxígeno aún no está totalmente activado.
Desafortunadamente , esto puede resultar en la producción y acumulación de lactato , lo que conduce a la fatiga debido
a la acidificación muscular altera la función enzimática , disminuye la capacidad de unión a calcio de las fibras
musculares , y deteriora la capacidad de la fibra muscular para generar fuerza .
Combustible utilizado en la glucólisis anaeróbica: Hidratos de carbono.Cada mmol de glucosa o glucógeno proporciona 3
mmol de ATP .
METABOLISMO AERÓBICO
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
El sistema oxidativo tiene un rendimiento de alta energía y es la vía más importante para la producción de
energía durante el ejercicio prolongado . Este proceso aeróbico tiene lugar en las mitocondrias de los músculos
activos y utiliza el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria .
El rendimiento de energía del metabolismo aeróbico es mucho más alto que el obtenido a través de la
glucólisis anaeróbica : 36-39 moles de ATP puede ser generado por mmol de glucógeno .
Los aminoácidos se pueden convertir a la glucosa o para diversos productos intermedios del metabolismo
oxidativo , pero en general , que contribuyen poco a la producción de energía
CADENA DE TRANSPORTE DE OXÍGENO


La fosforilación oxidativa es dependiente de un suministro continuo de oxígeno . Debido a que la cantidad de
oxígeno almacenado en las células de la hemoglobina y la mioglobina es pequeño y de corta duración , el
oxígeno debe ser repuesta desde el medio ambiente .
Mecanismos que aseguran un suministro adecuado de oxígeno al sitio de la oxidación en las mitocondrias de
tejidos activos :
1. Captación de oxígeno del medio ambiente a través de la ventilación alveolar , la difusión de oxígeno en la sangre , el
flujo de sangre a los tejidos.
2. Difusión de de oxígeno en las células musculares y las mitocondrias .
CAPTACIÓN DE OXÍGENO E INTENSIDAD DEL EJERCICIO
Cuando una persona ejerce UN AUMENTO PROGRESIVO DEL POTENCIAL DE OXIGENO , hay un aumento lineal en la
captación de oxígeno para que coincida con la demanda de los músculos esqueléticos activos hasta que se alcanza el
consumo de oxígeno máximo ( VO 2 máx ) .
El VO2max es un indicador de la capacidad del sistema para proporcionar oxígeno a los músculos activos , así como un
biomarcador de la salud .
Los individuos pueden ser capaces de seguir ejerciendo durante un corto período de tiempo después de que se alcance
el VO2max porque la energía se puede proporcionar a través de procesos anaerobios , por ejemplo , la glucólisis .
Es importante tener en cuenta que el aumento de la capacidad aeróbica , medida por el VO2 max , se han relacionado
con una reducción en la mortalidad por todas las causas.
RESPUESTAS CARDIOVASCULAR AGUDA DURANTE EL EJERCICIO
Los determinantes de consumo de oxígeno se resumen en la ecuación de Fick de la siguiente manera :
VO2 = CO x ( CaO2 - CvO2 )
VO2 = consumo de oxígeno , CO= gasto cardíaco y CaO2 - CvO2= Diferencia entre O2 arterial y sangre venosa.
Por lo tanto , hay 2 factores principales que podrían limitar el VO2 máx : El gasto cardíaco y la capacidad de los músculos
activos para extraer oxígeno de la sangre arterial.
GASTO CARDÍACO
Es el producto de volumen sistólico y la FC . En general , el gasto cardíaco aumenta linealmente con la intensidad precisa
de ejercicio , desde un valor de reposo de aproximadamente 5 L / min a 20-40 l / min , dependiendo del nivel de
acondicionado .
Durante el ejercicio, hay una redistribución del flujo sanguíneo de modo que aproximadamente el 95 % del CO se desvía
hacia el corazón y los músculos esqueléticos activos .
En individuos sanos, aumenta el volumen sistólico con potencia creciente hasta aproximadamente el 40 % -60 % de la
VO2max y luego se nivela . El resto del incremento del CO con el aumento de la intensidad del ejercicio está mediado
principalmente por el aumento de la frecuencia cardíaca .
Durante ejercicio máximo en posición vertical : El volumen sistólico puede aumentar de 50 ml en reposo a 120 ml . En la
posición supina , la sangre no se acumule en las extremidades inferiores y el retorno venoso es mayor. Por lo tanto , los
valores de volumen sistólico en reposo son más altos en la posición supina , y el aumento del volumen sistólico durante
el ejercicio , como en la natación, es sólo aproximadamente el 20 % - el 40% del valor de reposo .
DIFERENCIA ( CAO2 - CVO2 )
La diferencia de un - VO2 es un indicador de la eficacia de los músculos activos en la extracción de oxígeno de la sangre
arterial .
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Reposo : Aproximadamente 20 % -30 % de contenido de oxígeno original de la sangre ( 20 ml de oxígeno por
100 ml de sangre arterial ) se extrae a nivel de tejido .
Ausencia de la enfermedad pulmonar : CaO2 es constante ( en reposo y durante el ejercicio) y CVO2 se
reduce durante el ejercicio, por lo tanto la diferencia de un VO2 aumenta progresivamente con la intensidad
del ejercicio.
PRESIÓN ARTERIAL
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Personas sanas: Aumento de la PA con la intensidad del ejercicio , tanto PAS y PAM mientras que la PAD se
mantiene relativamente sin cambios .
Ejercicio de MsSs únicamente: Aumento de la presión de la sangre es aproximadamente 10 % mayor que
cuando el ejercicio se realiza con MsIs debido a la menor masa muscular y la vasculatura de los brazos
presentan una mayor resistencia al flujo sanguíneo .
Ejercicio que implica acciones musculares estáticas: Aumento moderado en el gasto cardíaco y una
vasoconstricción localizada que restringe el flujo de sangre . Esta combinación provoca una elevación en la PAS
, PAD y PAM que es más alto que durante el ejercicio dinámico en la duración y la intensidad de ejercicio
similar.
Durante las acciones musculares estáticas máximas de los MsSs , la PAS y PAD puede ser superior a 220 y 150 mm Hg ,
respectivamente.
LIMITACIONES DEL CONSUMO DE OXÍGENO DURANTE EL EJERCICIO
La inactividad crónica , así como una serie de condiciones médicas puede afectar uno o más de los mecanismos
implicados en el transporte de oxígeno , ya sea ( volumen sistólico y / o FC ), o la utilización de oxígeno ( CaO2 o CvO2 ) ,
lo que se traduce en un disminución de VO2 max y el rendimiento deportivo deteriorado.
FACTORES QUE AFECTAN EL EJERCICIO AEROBICO
RENDIMIENTO
La capacidad para el ejercicio prolongado y el rendimiento deportivo también depende de otros factores , tales como la
capacidad de amortiguación del músculo , el género , la edad , y la genética
ESTADO ÁCIDO-BASE DEL MÚSCULO
El lactato, un subproducto metabólico de la glucólisis anaeróbica , aumenta la acidez intracelular de los músculos y
deteriora las acciones musculares . El umbral de lactato o la intensidad del ejercicio en el cual el lactato comienza a
acumular es un buen indicador del desempeño del individuo en las pruebas de resistencia.
GÉNERO
Mujeres : Corazones más pequeño , volúmen de sangre más bajo , y concentraciones de HB más bajas , que se traducen
en: Volumen de eyección y oxígeno inferior en la sangre a la capacidad de carga . Las mujeres tienen un VO2max que es
aproximadamente el 75% de los hombres.
EDAD
Aumento de la edad : hay una disminución en la capacidad aeróbica parcialmente debido a una reducción en la actividad
física habitual .
Capacidad aeróbica: disminuye en aproximadamente un 10 % por década en los hombres y mujeres. En los atletas que
mantienen un alto nivel de entrenamiento de la resistencia , la disminución de VO2 max es aproximadamente la mitad
que la de los hombres sedentarios ( aprox. 5 % por década ) .
Factor principal para reducción de VO2 Max con la edad: una reducción en el gasto cardíaco debido al aumento de la
resistencia periférica y menor volumen sistólico .
GENÉTICA
La genética representan el 20 % y el 30 % de los valores de VO2max . Parece que los atletas de resistencia de elite nacen
con el potencial genético excepcional para el desarrollo de un muy alto nivel de aptitud cardiorrespiratoria .
HIDRATACIÓN Y LA FUNCIÓN MUSCULAR DURANTE EL EJERCICIO
Durante el ejercicio, un volumen sustancial de agua en el cuerpo se puede perder a través de la sudoración para permitir
la refrigeración por evaporación , especialmente en entornos
Tasa de sudoración: 1-2 litros /h o más en atletas bien entrenados y atletas aclimatados al calor .
Las personas que hacen ejercicio durante periodos prolongados deben beber líquidos para restaurar la pérdida de agua
del cuerpo y prevenir la deshidratación . Por otra parte , muchos atletas llevan un déficit de líquido de su sesión de
ejercicios anteriores en la próxima sesión de ejercicios , mientras que otros deliberadamente deshidratan para "hacer
peso " antes de la competición deportiva.
Consecuencias negativas de la deshidratación incluyen:
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Aumento de la tensión cardiovascular.
Hipertermia.
Reducción de la capacidad de ejercicio.
Mayor riesgo de golpe de calor.
La deshidratación de tan sólo el 2% del peso corporal inicial puede afectar la resistencia.
Deshidratación del 3 % -4 % del peso corporal inicial:
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Disminuye fuerza muscular en aproximadamente un 2 %
Disminuye potencia muscular en aproximadamente un 3 %
Disminuye la resistencia de alta intensidad minutos ) en aproximadamente un 10 % .
Calambres musculares: asociados con el ejercicio parecen ser más frecuentes:
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Durante el ejercicio prolongado en condiciones de calor y humedad.
Individuos fatigados , deshidratados.
Individuos con altas pérdidas de sodio por sudor .
Como resultado de la pérdida de agua extracelular con la deshidratación , se puede producir una deformación mecánica
de las terminaciones nerviosas , lo que hace que los terminales del nervio motor seleccionado pueda convertirse en
hiperexcitable y descargar de forma espontánea .
ADAPTACIONES FISIOLÓGICAS AL EJERCICIO DE RESISTENCIA A LARGO PLAZO
ENTRENAMIENTO
El entrenamiento de resistencia provoca muchas adaptaciones en los músculos esqueléticos y en los sistemas
metabólicos y cardiorrespiratorios (Tabla 3) .
En conjunto, estas adaptaciones a mejoran:
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La capacidad de entregar y utilizar el oxígeno para la producción de energía.
La capacidad para realizar ejercicio prolongado.
El rendimiento deportivo.
La realización de actividades de la vida diaria sin fatiga .
ADAPTACIONES METABÓLICAS EN EL MÚSCULO ESQUELÉTICO
El entrenamiento de resistencia provoca un aumento en el número de capilares por fibra muscular y en el número y
tamaño de las mitocondrias en los músculos esqueléticos.
Los nuevos capilares que se forman en los músculos entrenados resultan en:
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Aumento en el flujo de sangre a los músculos activos.
Proporcionan un área superficial mayor para el intercambio de gases durante el ejercicio .
Aumento en el contenido mitocondrial y la concentración de las enzimas implicadas en el metabolismo de
carbohidratos y lípidos.
Mejora la capacidad oxidativa del músculo y la capacidad de extraer y utilizar el oxígeno de la sangre arterial .
Las reservas de glucógeno están a salvo y la producción de lactato frente al ejercicio es menor y mas
retardada.

Aumento de las mitocondrias en la región subsarcolemales de las fibras musculares acorta la distancia de
difusión para el oxígeno.
ADAPTACIONES CARDIOVASCULARES
El entrenamiento de resistencia:
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Aumenta en plasma y el volumen total de sangre (este efecto se observó dentro de los primeros 7-10 días de
entrenamiento) .
Aumento del volumen plasmático se traduce en la hemodilución relativa y una concentración de hemoglobina
inferior ( pseudoanemia del corredor ) .
La viscosidad de la sangre baja mejora la circulación de sangre a través de los capilares y puede mejorar el
suministro de oxígeno a los músculos activos .
Aumento en el volumen de plasma provoca un aumento en el volumen diastólico final y en el retroceso
elástico del ventrículo izquierdo .
Aumento en la masa muscular del ventrículo izquierdo y la dilatación que se traduce en una contracción más
fuerte . Ambas adaptaciones mejoran la fracción de eyección y el volumen sistólico en reposo y durante el
ejercicio submáximo y máximo .
Disminución de la frecuencia cardiaca:
Debido a un aumento de la actividad parasimpática y una reducción de la actividad simpática .
Una frecuencia cardíaca máxima inferior permite un aumento en el tiempo de llenado del ventrículo izquierdo
por lo que el volumen sistólico máximo y el gasto cardíaco se optimizan .
El entrenamiento de resistencia provoca una reducción en la PAS y PAD , tanto en individuos sanos y en
pacientes que son hipertensos .
OPINION:

El ejercicio físico y el solo hecho de realizar aumento en el nivel de actividad física diario genera múltiples
cambios y adaptaciones a nivel general de órganos y sistemas los cuales generan beneficios para el paciente o
el atleta en entrenamiento lo que no permite evidenciar que la práctica de ejercicio y/o el aumento de
actividad física trae beneficios en la persona, disminuye le factor de riesgo de aparición de enfermedades
mejora el funcionamiento orgánico y mejora los estilos de vida ocasionando impacto importante del individuo
que nació única y exclusivamente para moverse y utilizar los medios necesarios para alcanzar un mejor
funcionamiento orgánico celular y molecular del cuerpo.

Pudimos observar que el ejercicio n fase aguda genera un sinnúmero de adaptaciones necesarias para realizar
una actividad y que a pesar de que el ejercicio sea tan altamente pretendiente de energía no exista un alto
daño organico y que sea capaz de resistir a esa ausencia de sustratos y al contrario con el tiempo y las
adaptaciones mostrara mejoría significativa de la funcionalidad.

El ejercicio es magia.
JORGE ANDRES PEREZ SANDOVAL
MEDICINA DE LA ACTIVIDAD FISICA Y DEL DEPORTE
FUCS- HUSJ – HISJ