Conceptos Fundamentales en Fisiología del Ejercicio
1. Términos Clave
- Homeostasis: Equilibrio en el que se encuentran las funciones corporales. Es un estado que nuestro organismo mantiene, pero que puede variar. Requiere la presencia de elementos estresantes, capaces de modificar el equilibrio. La homeostasis repercute en las estructuras y el organismo trata de regenerarlas. Es la tendencia a mantener un estado estable, mediante la integración de las funciones del sistema nervioso somático y periférico.
- Adaptación: Cambios que permiten al organismo ajustarse al medio ambiente. Es una respuesta de autorregulación del organismo que se va modificando. Cuando un estímulo perturba al organismo, este responde y se adapta a través de esfuerzos repetidos.
- Respuestas: Modificaciones que el organismo produce durante o después del ejercicio.
- Regeneración: Reconstrucción que realiza un organismo vivo, por sí mismo, de sus partes perdidas o dañadas. Está íntimamente relacionada con la homeostasis.
- Fisiología del ejercicio: Disciplina que estudia la estructura y la función del cuerpo durante el ejercicio. Permite conocer el tipo de esfuerzo que realiza un sujeto.
- Supercompensación: La sustancia viva se caracteriza por su capacidad de asimilación, que repone las pérdidas de forma ininterrumpida. Esta propiedad es tan fuerte que hace que el órgano activo acumule potenciales de trabajo. El estímulo activador incrementa el consumo de potencial de trabajo en el órgano, y simultáneamente, los procesos de asimilación no solo compensan las pérdidas, sino que elevan los potenciales de trabajo por encima del nivel anterior.
2. El Proceso de Entrenamiento como Causa y Efecto
El entrenamiento se define como un proceso planificado que se concreta al organizar el ejercicio en cantidad y con una intensidad tal que se puedan producir cargas progresivamente crecientes. Estas cargas estimulan los procesos fisiológicos de supercompensación del organismo y favorecen el desarrollo de las diferentes capacidades, con el fin de elevar y consolidar el rendimiento (producto del esfuerzo).
El entrenamiento, como actividad física organizada, implica:
- Un proceso planificado.
- Organización del ejercicio.
- Cargas crecientes progresivamente con el objetivo de elevar el nivel de capacidad.
El resultado de la ejercitación se manifiesta en:
- Elevación del nivel de capacidad.
- Mejora de la estructura y función de los órganos implicados, lo que implica una adaptación.
3. Participación de los Receptores Sensitivos en el Movimiento
El sistema nervioso sensor envía información de la situación a la médula espinal a través de los propioceptores. El sistema motor actúa constantemente y va rectificando el movimiento. No es posible una correcta actividad motora sin un previo conocimiento propioceptivo, que incluye:
- Sentido de la posición corporal.
- Sentido del movimiento.
- Nivel de tensión y grado de estiramiento de la fibra muscular.
Los receptores del estiramiento son responsables de la mayoría de las lesiones.
4. La Unidad Motora y su Comportamiento en la Contracción Muscular
Una unidad motora se compone de las neuronas motoras y las fibras esqueléticas que inervan. De forma más general, se refiere a la colección de fibras esqueléticas inervadas por una neurona motora. Cuando la unidad motora es estimulada, todas las fibras musculares que inerva se contraen. La contracción depende de la frecuencia del pulso.
El reclutamiento de las unidades motoras sigue el principio de la talla. Para producir una fuerza máxima, primero se reclutan unidades motoras de baja talla ST (lentas), y a medida que se incrementa la fuerza, se activan unidades motoras de mayor talla (FTa y FTb).
En movimientos rápidos y de corta duración, las unidades motoras no siguen el principio de la talla, sino que solo se activan las unidades motoras que inervan las fibras FTb. No es necesario pasar por las fibras lentas ST para llegar a las fibras más rápidas FTb.
Todas las fibras (ST, FTa y FTb) se encuentran en un grupo muscular y funcionan simultáneamente al principio, pero no al final.
5. Diferencias entre Fibras Musculares ST y FT
Las fibras musculares se clasifican en:
- Contracción lenta (ST): Alta capacidad oxidativa, baja capacidad glucolítica, menor presencia de O2 para la actividad, velocidad contráctil lenta, alta resistencia a la fatiga y baja fuerza de la unidad motora.
- Contracción rápida (FTa): Capacidad oxidativa moderadamente alta, alta capacidad glucolítica, velocidad contráctil rápida, resistencia a la fatiga moderada y alta fuerza de la unidad motora.
- Contracción rápida (FTb): Baja capacidad oxidativa, muy alta capacidad glucolítica, velocidad contráctil rápida, baja resistencia a la fatiga y alta fuerza de la unidad motora.
Otras diferencias: La ATPasa divide el ATP para liberar energía y producir la contracción. Las fibras ST tienen una forma más lenta de miosina ATPasa, mientras que las FT la tienen más rápida, lo que influye en la velocidad de contracción del grupo muscular.
6. Ejemplos de Articulaciones y sus Movimientos
- Troclear: Articulación cúbito-humeral. Movimientos: flexión y extensión.
- Esferoide: Coxofemoral. Movimientos: flexión/extensión, abducción/aducción y rotación interna/externa.
- Encaje recíproco: Articulación del pulgar. Movimientos: flexión/extensión y abducción/aducción.
- Artrodia: Columna vertebral, articulaciones entre vértebras adyacentes. Movimientos: flexión/extensión, flexiones laterales y rotaciones.
7. Resistencia Aeróbica y Compuestos Utilizados
La resistencia es la capacidad de realizar una prestación de una determinada intensidad sin deterioro de la eficiencia mecánica, a pesar de la acumulación de fatiga.
Se necesita la presencia de oxígeno para realizar este tipo de actividades. Desde el punto de vista metabólico, se utilizan compuestos como los hidratos de carbono y las grasas, junto con el oxígeno.
8. Relación entre Músculos y Acciones
- Extensor y rotador interno del hombro: Redondo mayor y menor, dorsal ancho y pectoral mayor.
- Abductor, flexor, rotador interno de la cadera y flexor, rotador interno de la rodilla: Supraespinoso, sartorio, tensor de la fascia lata, recto interno.
- Abductor, flexor, rotador interno de la cadera: Sartorio, recto interno y tensor de la fascia lata.
- Aductor, flexor, rotador externo de la cadera: Recto interno, pectíneo y aductor menor.
- Flexor, aductor de la mano y flexor del codo: Palmar mayor y menor, cubital anterior y posterior.
9. Consumo Máximo de Oxígeno (VO2 máx.)
El consumo máximo de oxígeno (VO2 máx.) es el punto en el que el consumo de oxígeno alcanza una meseta y no aumenta, aunque se incremente el esfuerzo. Es decisivo en actividades de larga duración, ya que representa una forma de creación de energía cuyo porcentaje aumenta considerablemente en este tipo de esfuerzos.
10. Músculos en la Abducción de Hombro a 90º
En una abducción de hombro hasta 90º, los músculos que participan son: deltoides y supraespinoso. El movimiento a 90º está limitado por el choque del troquíter con el borde superior de la glenoide. Es posible continuar el movimiento si se realiza una rotación externa del húmero.
- Agonistas: Deltoides y supraespinoso.
- Antagonistas: Redondo mayor, dorsal ancho, pectoral mayor.
- Fijadores: Músculos del manguito rotador (excepto supraespinoso), trapecio, serrato anterior.
11. Kilocaloría y Equivalente Calórico del Oxígeno
Una kilocaloría equivale a la cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura de un litro de agua en un grado Celsius. Toda la energía se degrada finalmente en calor, por lo que la cantidad de energía liberada en una reacción biológica se calcula a partir de la cantidad de calor producido. La energía se mide en kilocalorías. 1 litro de O2 = 5 kilocalorías.
El metabolismo basal en reposo representa el gasto calórico de un sujeto. Aproximadamente 250 ml/O2/min.
El equivalente calórico del O2 es de 5 kilocalorías por cada litro. Diariamente, se consumen alrededor de 1500 kilocalorías debido al metabolismo basal (digestión, respiración, etc.). Se gastan aproximadamente 200-300 ml de oxígeno por segundo en el metabolismo basal.
- Equivalente calórico del oxígeno para las grasas: Aproximadamente 4.7 kcal/L O2
- Equivalente calórico del oxígeno para los hidratos de carbono: Aproximadamente 5.05 kcal/L O2
12. Relación de Músculos con Acción de Antagonismo
| Agonista | Antagonista | Acción |
|---|---|---|
| Cubital anterior | Cubital posterior | Extensión de muñeca |
| Tibial anterior | Tibial posterior | Flexión de tobillo |
| Pectoral mayor | Pectoral menor | Rotación externa de hombro |
| Sartorio | Pectíneo | Aducción de cadera |
| Recto interno | Piramidal | Aducción de cadera |
| Cuádriceps | ||
| Tensor de la Fascia Lata (TFL) |
13. Músculos Agonistas y Antagonistas en Diferentes Movimientos
| Agonistas | Movimiento | Antagonistas |
|---|---|---|
| Glúteo mayor | Abducción/aducción de cadera, extensión de cadera | Psoas ilíaco |
| Pectíneo | Flexión de cadera, abducción/aducción de cadera | Recto interno |
| Supraespinoso | Abducción de hombro | Redondo mayor |
| Deltoides (porción anterior) | Aducción de hombro | Dorsal ancho |
14. Músculos Antagonistas y sus Movimientos
- Serrato mayor: Su antagonista participa en la aducción escapular.
- Tibial anterior: Pronación del pie y extensión del tobillo.
- Peroné anterior: Supinación del pie y extensión del tobillo.
- Glúteo menor: Aducción de la cadera.
- Recto anterior del muslo: Su antagonista participa en la flexión de cadera.
15. Densidad Calórica de Grasas e Hidratos de Carbono
La densidad calórica se refiere a la producción de energía a partir de 1 gramo de hidratos de carbono (HC) y 1 gramo de grasa.
- 1 gramo de grasa = 9 kilocalorías.
- 1 gramo de hidratos de carbono = 4 kilocalorías.
16. Umbral Anaeróbico y su Importancia en el Rendimiento Deportivo
El umbral anaeróbico es el mejor indicador de la resistencia aeróbica de un sujeto (capacidad de trabajo a intensidades próximas al VO2 máx.). Es un factor determinante del rendimiento en disciplinas cíclicas de resistencia.
Se define como la intensidad de ejercicio o trabajo físico por encima de la cual empieza a aumentar de forma progresiva la concentración de lactato en sangre, a la vez que la ventilación se intensifica también de manera desproporcionada con respecto al oxígeno consumido. Este parámetro muestra una elevada correlación con los rendimientos en pruebas de media y, especialmente, de larga duración.
17. Diferencia Arterio-Venosa de Oxígeno
La diferencia arterio-venosa de oxígeno (dif a-vO2) es la diferencia en el contenido de oxígeno entre la sangre arterial y la venosa.
Se calcula: dif a-vO2
18. Adaptaciones Orgánicas al Entrenamiento de Resistencia Aeróbica
Adaptaciones en el músculo:
El uso repetido de las fibras musculares estimula la producción de cambios de tipo estructural y funcional, que incluyen:
- Tipo de fibra muscular.
- Aporte capilar.
- Contenido de mioglobina.
- Función mitocondrial y enzimas energéticas.
- Adaptaciones que afectan a las fuentes energéticas.
El entrenamiento de características aeróbicas impone repetidas demandas sobre las reservas musculares de glucógeno y grasas, que son utilizadas para obtener energía.