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UNIVERSIDAD NACIONAL
FACULTAD CIENCIAS DE LA SALUD
ESCUELA CIENCIAS DEL DEPORTE
MAESTRIA EN MOVIMIEMTO HUMANO Y SALUD INTEGRAL
FISIOLOGÍA AVANZADA DEL EJERCICIO
PROFESOR:
Juan Carlos Gutiérrez
TEMA:
Respuestas y Adaptaciones del sistema circulatorio
inducidas por el ejercicio
ALUMNOS:
Marcela Soto
Juan José Ramírez
Lisseth Villalobos
FECHA DE EXPOSICIÓN:
11 de marzo
I TRIMESTRE
2006
INTRODUCCIÓN
Durante la realización de ejercicio físico participan prácticamente todos los sistemas y
órganos del cuerpo humano. Así el sistema muscular es el efector de las órdenes motoras
generadas en el sistema nervioso central, siendo la participación de otros sistemas (como el
cardiovascular, pulmonar, endocrino, renal y otros) fundamental para el apoyo energético hacia
el tejido muscular para mantener la actividad motora (Acosta y De la Rosa, 200?)
El sistema cardiovascular que incluye el corazón, los vasos sanguíneos y sangre, poseen
funciones: de nutrición, protección y de transporte de desechos. Este sistema ha de llegar a todas
las células del cuerpo, y debe de poder responder a cualquier cambio en el ambiente interno para
mantener a todos los sistemas del cuerpo trabajando con máxima eficacia (Wilmore y Costill,
2004).
Las respuestas fisiológicas inmediatas al ejercicio son cambios súbitos y transitorios que
se dan en la función de un determinado órgano o sistema o bien los cambios funcionales que se
producen durante la realización del ejercicio y desaparecen inmediatamente cuando finaliza la
actividad. Si el ejercicio (o cualquier otro estímulo) persiste en frecuencia y duración a lo largo
del tiempo, se van a producir adaptaciones en los sistemas del organismo que facilitarán las
respuestas fisiológicas cuando se realiza la actividad física nuevamente (Acosta y De la Rosa,
200?).
Según Lamp (1989), el grado de la circulación sanguínea limitan el rendimiento personal
y este depende de muchos factores como: la intensidad del ejercicio, la duración de la actividad
la cantidad de contracción muscular involucrada.
En el siguiente material se tratarán temas como: relacionados con las respuestas y
adaptaciones del sistema circulatorio inducidas por el ejercicio.
ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DEL SISTEMA CARDIOVASCULAR
CORAZÓN
Posee 2 aurículas, actúan como cámaras de recepción y 2 ventrículos que son unidades de
emisión. Es la bomba principal que hace circular la sangre por todo el sistema vascular (Wilmore
y Costill, 2004).
Habitualmente se considera al corazón como si se tratara de dos bombas, una el corazón
izquierdo, otra el corazón derecho, cada uno con aurícula y ventrículo (Bowers y Fox, 1998) .
El miocardio, que es el músculo cardíaco. Posee el ventrículo izquierdo, ventrículo
derecho, aurícula izquierda, aurícula derecha, llamadas cámaras. La aurícula derecha, recibe toda
la sangre desoxigenada del cuerpo, proveniente de la vena cava superior y vena cava inferior, de
esta aurícula la sangre pasa el ventrículo derecho, a través de la válvula tricúspide, esta cámara
bombea la sangre a través de la válvula pulmonar, que lleva la sangre a los pulmones derecho e
izquierdo, para que la sangre sea reoxigenada, pasa a la aurícula izquierda, que recibe toda la
sangre oxigenada, luego atraviesa la válvula bicúspide, para llegar al ventrículo izquierdo,
seguidamente a través de la válvula aórtica semilunar a la aorta y de acá a todas las partes del
cuerpo (Wilmore y Costill, 2004).
CONCEPTOS
Frecuencia Cardiaca: es el número de veces que late el corazón por minuto (Bowers y
Foxt, 1998).
Volumen sistólico: durante la sístole, cierto volumen de sangre es eyectado desde el
ventrículo izquierdo, esta cantidad es el volumen sistólico (VS) del corazón, o el volumen de
sangre bombeada por cada latido (contracción) (Wilmore y Costill, 2004).
Gasto Cardíaco: es el volumen total de sangre bombeada, por los ventrículos por minuto,
o el producto de la frecuencia (FC) por el volumen sistólico (VS) (Bowers y Fox, 1998).
Presión Arterial: nivel de “fuerza” o “presión” que existe en el interior de las arterias.
Esta presión es producida por el flujo de sangre. Cada vez que late el corazón, sube la presión. Y
entre latidos, cuando el corazón está en reposo, esta presión vuelve a bajar (AHA, 2006)
SISTEMA CARDIOVASCULAR
Se compone de una serie de vasos, que transportan sangre del corazón a los tejidos y a la
inversa. Consta de arterias, arteriolas, capilares, vénulas y venas.
SANGRE
Según Wilmore y Costill (2004) es una sustancia circulante. Esta sirve para muchos
propósitos útiles en la regulación de la función corporal normal. Está compuesta por glóbulos
rojos, glóbulos blancos y plaquetas. Posee 3 funciones importantes durante el ejercicio que son:
el transporte, la regulación de la temperatura y el equilibrio ácido básico (pH).
SISTEMA CARDIACO DE CONDUCCIÓN
El músculo miocardio tiene la capacidad única de generar su propia señal eléctrica,
llamada autoconducción, posee 4 sistemas de conducción: el nódulo senoauricular, nódulo
auriculoventricular, fascículo, auriculoventricular (haz de His), fibras de purkinje.
ECG
La actividad eléctrica del corazón debe de registrarse para diagnosticar potenciales
problemas cardíacos o para controlar cambios en el corazón. Tres componentes: la onda P, el
complejo QRS, la onda T (Marcano, 2006)
ADAPTACIONES Y RESPUESTAS DEL SISTEMA CIRCULATORIO
DURANTE EL EJERCICIO
La función principal del sistema circulatorio consiste en distribuir las sustancias
necesarias para el metabolismo y el crecimiento de tejidos, y en retirar los productos de desecho
de este metabolismo. El modo en que el corazón y los vasos sanguíneos llevan a cabo estas
funciones requiere de un análisis estructural y funcional del sistema y un estudio del tipo de
contribución de cada uno de sus componentes a la conservación de la perfusión tisular suficiente
en las distintas condiciones fisiológicas, tal como es el ejercicio (Berne y Levy, 2001).
Durante el ejercicio hay un mayor requerimiento de oxígeno por parte de los músculos
que se contraen, por lo que se da un aumento en el aporte sanguíneo a dichos músculos. Esto
sucede porque el corazón bombea más sangre por minuto y porque ocurren adaptaciones
circulatorias, que desvían gran parte del torrente sanguíneo desde tejidos menos activos hacia los
músculos (Firman, 1994).
La adaptación cardiovascular durante el ejercicio representa una integración de factores
nerviosos y químicos locales. Los factores nerviosos consisten en: el control central, los reflejos
originarios de los músculos en contracción y los reflejos baroreceptores (Berne y Levy, 2001).
FRECUENCIA CARDIACA EN EL EJERCICIO
La frecuencia cardiaca se encuentra regulada por factores químicos y nerviosos. El nodo
sinoauricular es de donde excita el impulso nervioso que regula la frecuencia cardiaca. Este está
compuesto por los nervios vagos, que disminuyen la frecuencia cardiaca y los nervios
aceleradores o simpáticos, que la aumentan (Firman, 1994).
La frecuencia cardiaca durante el ejercicio, es uno de los parámetros cardiovasculares
más sencillos, se puede tomar en el punto radial o carotídeo, la FC refleja la intensidad del
esfuerzo que debe de hacer el corazón para satisfacer las demandas incrementadas en el cuerpo.
En reposo existe influencia constante del nervio vago, denominada tono vagal, que consiste en
impulsos que se originan en el centro cardioinhibidor del bulbo raquídeo que actuaría como freno
para la frecuencia cardiaca. Durante el ejercicio, el aumento de la frecuencia cardiaca es causada
por una disminución de la acción inhibidora del vago. Durante ejercicios agotadores lo que va a
adquirir mayor importancia es la influencia de la estimulación simpática (Firman, 1994).
La frecuencia cardiaca en reposo es un promedio de 60 a 80 latidos por minuto, en
individuos desentrenados y de mediana edad supera los 100 latidos. Antes de iniciar el ejercicio,
nuestra frecuencia cardiaca suele aumentar muy por encima de los valores normales de reposo,
esto se conoce como respuesta anticipatorio, esto se debe a la liberación de neurotransmisores
noradrenalina desde el sistema nervioso simpático, y la hormona adrenalina de la glándula
suprarrenal (Wilmore y Costill, 2004).
La frecuencia cardiaca máxima, valor máximo de la FC que se alcanza en un esfuerzo a
tope hasta llegar al agotamiento. Esta se basa en la edad con la siguiente fórmula: 220- EDAD en
años. Existe una tendencia hacia la reducción regular de la frecuencia cardiaca para esfuerzos de
igual intensidad a medida que aumenta la edad. La frecuencia cardiaca máxima disminuye según
va avanzando la edad (Chicharro, 1998).
El estado estable de la FC es conocido cuando el ritmo de esfuerzo se mantiene
constante a niveles submáximos de ejercicio.
EL VOLUMEN SISTÓLICO
Es determinado por los siguientes factores:

El volumen de sangre venosa que regresa al corazón

La distensibilidad ventricular

La contractibilidad ventricular

La tensión arterial aórtica o pulmonar (la presión con la cual deben de
contraerse los ventrículos).
Durante el ejercicio, el mayor volumen sistólico se debe a un mayor llenado ventricular,
pero más aún a un vaciado más efectivo. Esto va a requerir una mayor fuerza de contracción
ventricular que depende de los impulsos aceleradores del simpático. Los deportistas de
resistencia de alto nivel son capaces de elevar más el volumen sistólico que una persona no
entrenada del todo o que un deportista no entrenado para resistencia (Firman, 1994).
Por ejemplo, en corredores de maratón, muy bien entrenados, cuyo gasto cardiaco puede
alcanzar de seis a siete veces los niveles de reposo, el volumen sistólico llega a ser
aproximadamente el doble de su valor en reposo (Berne y Levy, 2001).
En un corredor desentrenado para pruebas de fondo, si realiza una maratón, va a llegar un
momento en que su corazón va a perder la capacidad de bombear suficiente sangre por unidad de
tiempo como consecuencia de que su volumen sistólico es insuficiente, por lo que su gasto
cardiaco va a disminuir y va a llegar un momento en el que no pueda continuar con el ejercicio,
debido a que después de la etapa meseta en la frecuencia cardiaca, el volumen sistólico se
estabiliza y en muchos casos desciende (Berne y Levy, 2001).
Según Wilmore y Costill (2004), con la ley de Frank-Starling, que afirma que el factor
principal en el control del VS es el grado de estiramiento de los ventrículos. Cuando los
ventrículos se estiran más se contraen con más fuerza.
GASTO CARDÍACO
Este aumenta en proporción directa con el incremento de la intensidad del ejercicio.
Q=FC x VS.
Cambios en FC, VS y Q
FLUJO SANGUÍNEO
Al comenzar el ejercicio, el sistema nervioso estimula al corazón, aumentando la
frecuencia cardiaca y por ende el gasto cardiaco, y también modifica las resistencias vasculares
en la periferia. Las arteriolas de los músculos esqueléticos se dilatan por impulsos
vasodilatadores colinérgicos del simpático y al mismo tiempo, el flujo sanguíneo a los órganos
viscerales y de la piel se reducen por acción de las fibras vasoconstrictoras simpáticas
adrenérgicas (Firman, 1994).
En los músculos en actividad hay un aumento de la temperatura local y ocurre una
eliminación de productos metabólicaos y otros agentes químicos, que van a ejercer acción directa
sobre las arteriolas, contribuyendo a su dilatación y de este modo aumentando selectivamente el
flujo sanguíneo hacia los músculos activos. Simultáneamente se contraen las arteriolas de los
músculos inactivos, por la desaparición de la influencia simpática vasodilatadora y la reaparición
de la constricción intrínseca normal en estos músculos (Firman, 1994).
A mediada que se eleva el gasto cardiaco y el flujo sanguíneo hacia los músculos activos,
con la intensidad progresiva del ejercicio, desciende el flujo sanguíneo de las áreas esplácnica y
renal. El del miocardio aumenta, mientras que el del cerebro permanece constante (Berne y
Levy, 2001).
El flujo sanguíneo de la piel desciende en las fases iniciales del ejercicio y luego aumenta
según lo va haciendo la temperatura corporal en proporción a la duración y a la intensidad del
ejercicio. Este flujo acaba por descender finalmente cuando los vasos sanguíneos se contraen al
acercarse el consumo de oxígeno al máximo (Berne y Levy, 2001).
Durante la contracción activa del músculo esquelético, todos o casi todos los capilares
contienen sangre en movimiento. Por lo tanto, la superficie disponible para el intercambio de
gases, agua y solutos se multiplica varias veces durante el ejercicio. Además, la presión
hidrostática en estos capilares aumenta por la relajación de los vasos de resistencia, logrando así
un movimiento neto de agua y de solutos hacia el interior del tejido muscular (Berne y Levy,
2001).
Los músculos en contracción extraen fácilmente oxígeno de la sangre que los perfunde.
La reducción del pH provocada por las elevadas concentraciones de CO2 y por la formación de
ácido láctico y el aumento de la temperatura en el tejido muscular durante la contracción,
disminuyen la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno, por lo tanto la extracción de oxígeno
desde la sangre hacia el músculo es más efectiva. Sin embargo, es importante tomar en cuenta
que la presión parcial de oxígeno y del dióxido de carbono arterial son normales durante el
ejercicio (Wilmore y Costill, 2004).
PRESIÓN ARTERIAL
La presión arterial sistólica (PAS) se debe diferenciar de la presión arterial (PAD), pues
que muestran cambios distintos, la PAS aumenta en proporción directa a la incrementada
intensidad del ejercicio, esto en consecuencia de un mayor Q que acompaña a intensidades
crecientes de esfuerzo. La PAD cambia poco o nada durante la realización de ejercicios de
resistencia (Wilmore y Costill, 2004).ç
La transición del reposo al trabajo puede producir un descenso momentáneo de la presión
arterial, que dura pocos segundos y se debe a la vasodilatación generalizada. Seguidamente se da
una aumento paulatino de la presión arterial, que llega al máximo en el primer minuto,
relativamente proporcional a la intensidad del ejercicio (Firman, 1994).
La presión arterial se eleva durante el ejercicio como resultado de un incremento del
gasto cardiaco. Sin embargo, este efecto queda atenuado por el descenso de las resistencias
periféricas, de modo que el ascenso en la presión arterial es relativamente pequeño. La
vasoconstricción de los vasos inactivos contribuye al mantenimiento de una tensión arterial
normal para una perfusión suficiente de los tejidos activos (Berne y Levy, 2001).
DIFERENCIA ARTERIO- VENOSA
En reposo, el contenido de oxígeno de la sangre varía desde 20 ml de oxígeno por cada
100 ml de sangre arterial, hasta 14ml de oxígeno por cada 100 m desangre venosa. La diferencia
entre estos dos valores (20ml – 14ml =6ml) se le llama diferencia arteriovenosa. Esto representa
la medida en que es extraído o eliminado el oxígeno de la sangre a medida que pasa por el
cuerpo. Con ritmos crecientes de ejercicio, la dif. a-`vO2 aumenta progresivamente, esta puede
llegar a aumentar hasta tres veces desde el reposo hasta los niveles máximos de ejercicio
(Wilmore y Costill, 2004).
Cambios en la dif.arteriovenosa de oxigeno, desde niveles bajos hasta niveles altos de ejercicio
Según Chicharro (1998), las respuestas cardiovasculares al ejercicio son diferentes según
el tipo de ejercicio desarrollado; así al comparar la respuesta cardiovascular en reposo y durante
tres tipos de esfuerzo diferentes, ejercicio isométrico (contracción muscular al 30 % de la
máxima contrcción voluntaria), ejercicio isométrico e isotónico (cicloergómetro y contracción
muscular estática de un brazo) y ejercicio isométrico dinámico (cicloergómetro ).
Respuestas cardiovasculares a los diferentes tipos de ejercicio
Reposo
Isométrico Isométrico
+ Isotónico
Gasto cardiaco (l x min)
5, 7
6, 8
10, 8
Frecuencia cardiaca (lpm)
70
110
130
Volumen Sistólico (ml)
85
62
85
Presión arterial media (mmhg)
94
118
127
Resistencias periféricas (dinas/seg/cm)
1.352
1.466
954
VO 2max (ml x min)
324
556
1.084
Isotónico
21, 9
164
131
124
461
2.758
Los datos muestran como el ejercicio isométrico provoca un incremento característico de
la tensión arterial, que hace posible el mantenimiento de la perfusión del músculo en contracción
sostenida. El aumento del gasto cardiaco se debe al aumento de la frecuencia cardiaca, pues el
volumen de eyección o volumen sistólico disminuye, con un ligero aumento de la resistencias
periféricas en relación a los valores en reposo; por el contrario, en el ejercicio dinámico se
produce un aumento del gasto cardiaco a expensas, tanto del volumen de eyección, como de la
frecuencia cardiaca. La tensión arterial sistólica en el ejercicio en el ejercicio dinámico aumenta
de forma progresiva conforme aumenta la intensidad del esfuerzo, sin embargo, la respuesta
fisiológica de la tensión arterial diastólica es mantenerse en un valor semejante a las cifras en
reposo, o bien producirse un descenso debido a la vasodilatación periférica que se origina en el
ejercicio dinámico, la cual produce un descenso importante de la resistencia vascular sistémica.
BENEFICIOS DEL ENTRENAMIENTO Y EL ACONDICIONAMIENTO FÍSICO
EN LAS ADAPTACIONES DEL SISTEMA CIRCULATORIO
El entrenamiento aumenta progresivamente el consumo máximo de oxígeno, que alcanza
una meseta en los niveles más altos de acondicionamiento. Los atletas entrenados tienen una
frecuencia cardiaca más baja en reposo, debido a un aumento del tono vagal y una reducción del
simpático. Al realizar ejercicio, la frecuencia cardiaca de una persona entrenada es la misma de
una persona no entrenada, pero se alcanza un nivel más intenso de ejercicio (Berne y Levy,
2001).
Además, como fue mencionado anteriormente, los atletas entrenados, especialmente los
de resistencia, logran desarrollar un volumen sistólico mayor (Berne y Levy, 2001).
Otro beneficio del ejercicio es que las personas entrenadas tienen menores resistencias
vasculares intrínsecas del músculo más bajas. Además, un deportista entrenado tiene una
actividad simpática en reposo más baja sobre las vísceras que una persona sedentaria (Berne y
Levy, 2001).
Unido a esto, el acondicionamiento físico también se asocia a una mayor extracción de
oxígeno por los músculos desde la sangre. Esto es porque con un mayor entrenamiento aumenta
la densidad capilar en el músculo esquelético, igual que las concentraciones de enzimas
oxidativas en las mitocondrias. Así mismo, la actividad de la ATPasa, la mioglobina y las
enzimas que intervienen en el metabolismo lipídico parecen aumentar con el acondicionamiento
físico (Berne y Levy, 2001).
Según un estudio realizado por Heaps, Mattox, Nelly, Meininger y Parker (2005), el
entrenamiento físico aumenta el tono basal activo en las arterias coronarias y aumenta el tono
biogénico en arteriolas coronarias. Concluyeron que el ejercicio resulta ser un factor protector
contra la oclusión coronaria.
BIBILIOGRAFÍA
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Firman, G. (1994) Fisiología del Ejercicio Físico. Facultad de Medicina de
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Heaps, C.L., Mattox, M., Kelly, K., Meininger, C. y Parker, J. (2005)
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Lamp, D. (1989). Fisiología del ejercicio. Respuestas y Adaptaciones. 2ª
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Wilmore, J y Costill, D (2004). Fisiología del esfuerzo y el deporte. 5ª
Edición. Editorial Paidotribo. Barcelona, España.
EXPOSICIÓN
1. Se dará a conocer el problema
PROBLEMA
Un atleta de pista de 23 años decidió participar en el maratón de Boston. Antes de esto sólo había
corrido en pruebas de media distancia y como máximo de 10 km.
Ya en la maratón, a los 25 km de distancia era el líder de la carrera, pero poco a poco fue
superado por uno de los competidores. Esto le llevó a realizar aún más esfuerzo para recuperar el
liderato, pero no pudo incrementar la velocidad. A los 32 km, se empezó a sentir débil, un km
después empezó a sufrir náuseas y a sentirse desorientado; finalmente cayó al suelo, totalmente
exhausto.
¿Qué fue lo que le impidió recuperar su liderato?
Su volumen sistólico se volvió insuficiente; el corazón perdió la capacidad de bombear suficiente
sangre por unidad de tiempo a consecuencia de la disminución del volumen sistólico y por lo
tanto el gasto cardiaco.
Respuestas incorrectas (trampas):
a) Los músculos de las piernas eran incapaces de usar más oxígeno
Falsa  los músculos activos son capaces de usar más oxígeno si se lo hubieran aportado.
b) Su sistema respiratorio no era capaz de saturar de oxígeno la sangre arterial.
Falsa  la sangre arterial está totalmente saturada de oxígeno.
c) No bastaba vasoconstricción de las regiones viscerales y de los músculos inactivos.
Falsa  No hay razón para sospechar que los vasos viscerales y los correspondientes a los
músculos inactivos no estuvieron contraídos.
d) Descendió la diferencia arteriovenosa de oxígeno.
Falsa  La diferencia arteriovenosa de oxígeno había llegado al máximo.
2. Se expondrá la información recopilada en el documento escrito
3. Se hará una práctica con cicloergómetro, uso de telemetría, para ver FC y ECG,
toma de la PA antes, durante y después de la actividad
4. Se resolverá el problema a nivel grupal
5. Conclusiones y Cierre