Fisiología del Ejercicio: Sistemas Nervioso, Muscular, Esquelético, Metabólico, Respiratorio y Circulatorio

Sistema Nervioso: Control y Coordinación del Movimiento

1. Funciones del Sistema Nervioso

  • Sensorial: Los receptores detectan estímulos internos y externos, enviando la información al Sistema Nervioso Central (SNC).
  • Integración: El SNC procesa la información sensorial y toma decisiones.
  • Motora: El SNC genera respuestas a las decisiones tomadas, activando músculos o glándulas.

2. Impulso Nervioso y Unión Neuromuscular

El impulso nervioso es la señal que se transmite de una neurona a otra. Entra por las dendritas, pasa al axón y termina en los neurotransmisores (como la acetilcolina) para pasar a la siguiente neurona.

Unión Neuromuscular: Es la conexión entre una neurona motora y una fibra muscular.

Placa Motora: Es la zona de contacto entre el terminal del axón de la neurona y la fibra muscular.

3. Organización del Sistema Nervioso

SNC (Sistema Nervioso Central)

Compuesto por el encéfalo y la médula espinal.

  • Encéfalo:
    • Cerebro: Controla el pensamiento y las acciones voluntarias.
    • Diencéfalo: Formado por:
      • Tálamo: Recibe las señales sensoriales.
      • Hipotálamo: Mantiene la homeostasis.
    • Cerebelo: Coordina y modifica los movimientos.
    • Tronco Cerebral: Mantiene el tono muscular.
  • Médula Espinal:
    • Vías de doble dirección (aferente y eferente).
    • Integra los reflejos espinales.

SNP (Sistema Nervioso Periférico)

Formado por dos sistemas:

  • Sistema Nervioso Autónomo (SNA): Controla funciones involuntarias. Se divide en:
    • Simpático (activación en situaciones de estrés).
    • Parasimpático (relajación).
  • Sistema Nervioso Somático: Formado por:
    • Neuronas sensoriales (aferentes): Llevan información al SNC.
    • Neuronas motoras (eferentes): Llevan la respuesta a los músculos.

4. Integración Sensomotora

Entrada Sensorial

Componentes:

  • Centros de Integración: Médula espinal y encéfalo. Son las áreas donde terminan los impulsos nerviosos para elaborar una respuesta motora.
  • Receptores Sensoriales: Captan la información sensorial y la envían al SNC.

Control Motor

Tipos de respuestas:

  • Reflejos:
    • Miotático: Mecanismo de defensa mediante contracción muscular. Depende de los husos musculares.
    • Tendinoso (de Golgi): Respuesta de relajación. Depende de los órganos tendinosos de Golgi.

Fibras Musculares: Tipos y Características

Existen dos tipos principales de fibras musculares:

  • Lentas (ST – Slow Twitch):
    • Mayor resistencia a la fatiga.
    • Mayor cantidad de mitocondrias.
    • Más adecuadas para esfuerzos aeróbicos.
    • Mayor contenido de mioglobina.
  • Rápidas (FT – Fast Twitch):
    • Mayor cantidad de miofibrillas.
    • Mayor diámetro.
    • Mayor actividad de la ATPasa.
    • Más adecuadas para esfuerzos anaeróbicos.
    • Mayor desarrollo del retículo sarcoplásmico.

Hipertrofia Muscular

Es el engrosamiento de las fibras musculares. Hay dos tipos:

  • Sarcoplasmática: Aumento del volumen de líquido sarcoplasmático (no contráctil). Principalmente estética.
  • Sarcomérica: Aumento del número de filamentos de actina y miosina. Funcional.

Contracción Muscular: Mecanismo y Componentes

El músculo está compuesto por el vientre muscular, tendones, fascias, capilares, nervios, etc.

La fibra muscular está compuesta por unidades más pequeñas:

  • Sarcolema: Membrana celular.
  • Miofibrillas: Filamentos que se extienden por la fibra.
  • Sarcoplasma: Citoplasma de la célula muscular.
  • Túbulos T: Extensiones del sarcolema que transmiten el impulso desde el sarcolema a las miofibrillas.
  • Retículo Sarcoplásmico: Red de túbulos que almacenan calcio.

Cada fibra está compuesta por muchas miofibrillas, que a su vez están formadas por sarcómeros, y estos por miofilamentos (actina y miosina).

Organización Jerárquica: Músculo → Fascias musculares → Fibras musculares → Miofibrillas → Sarcómeros → Actina y Miosina.

Sistema Esquelético: Estructura y Articulaciones

El hueso está formado por la epífisis (extremos) y la diáfisis (centro, donde se generan las células sanguíneas).

Tipos de Articulaciones

  • Fibrosas (Sinartrosis): Inmóviles.
  • Cartilaginosas (Anfiartrosis): Semimóviles.
  • Sinoviales (Diartrosis): Móviles.

Metabolismo Energético: Obtención de ATP

El metabolismo es la suma de las reacciones químicas que ocurren en las células.

ATP (Adenosín Trifosfato): Es la molécula que necesitamos para realizar un movimiento. Se almacena en el músculo en pequeñas cantidades, suficientes para 1-2 segundos de actividad.

El ATP consumido se recupera mediante:

  • Fosfocreatina: Molécula de creatina que genera mucha energía. Para esfuerzos anaeróbicos alácticos (2-7 segundos).
  • Síntesis de ATP sin O2 (Glucólisis Anaeróbica): Para esfuerzos anaeróbicos cortos. Se produce ácido láctico.
  • Síntesis de ATP con O2 (Sistema Oxidativo): Para esfuerzos aeróbicos largos. Se oxidan glucosa y ácidos grasos con oxígeno. La energía se recupera completamente.

Sistema Respiratorio: Intercambio de Gases y Ventilación

1. Funciones

  • Captación y transporte de aire a los pulmones.
  • Intercambio de gases: Aporta oxígeno (O2) y elimina dióxido de carbono (CO2).
  • Filtración, calentamiento y humidificación del aire.

2. Estructura y Componentes

  • Vías Respiratorias:
    • Fosas nasales y boca.
    • Faringe.
    • Laringe.
    • Tráquea.
    • Bronquios y bronquiolos: Distribuyen el aire. El intercambio de gases ocurre en los alvéolos.
  • Pulmones: Distribuyen el aire a través del árbol bronquial. El intercambio de gases ocurre en los alvéolos.

3. Función Respiratoria

La respiración es el conjunto de procesos que contribuyen al intercambio de gases. Fases:

  1. Ventilación Pulmonar: Inspiración y espiración (debido a gradientes de presión).
  2. Difusión Pulmonar: Intercambio de gases en los pulmones entre el aire alveolar y la sangre de los capilares (a través de la membrana respiratoria).
  3. Transporte de Gases: Eliminación de CO2 y transporte de O2 a los tejidos. El O2 se combina con la hemoglobina y se transporta en el plasma.
  4. Intercambio Gaseoso Capilar: Liberación de O2 en los tejidos y eliminación de CO2.

4. Regulación de la Respiración

  • Control Voluntario: Corteza motora.
  • Control Involuntario: Tronco cerebral.

5. Volúmenes y Capacidades Pulmonares

  • Ventilación Pulmonar: Volumen de aire que entra y sale en un ciclo respiratorio.
  • Frecuencia Respiratoria: Número de respiraciones por minuto.
  • Volumen Residual: Aire que queda en las vías respiratorias después de una espiración forzada.
  • Capacidad Vital: Se mide después de una inspiración y espiración máximas forzadas.
  • Volumen Corriente: Volumen de aire que entra y sale en un ciclo respiratorio normal.
  • Volumen de Reserva Inspiratoria (VRI): Volumen de aire adicional que puede ser inspirado después de una inspiración normal.
  • Volumen de Reserva Espiratoria (VRE): Volumen de aire que puede ser espirado forzadamente.

Sistema Circulatorio: Transporte y Distribución

Sístole: Contracción del corazón.

Diástole: Relajación del corazón.

Ciclo Cardíaco: Fases de sístole y diástole del corazón.

1. Funciones del Corazón

  • Distribución de nutrientes y oxígeno.
  • Eliminación de productos de desecho.
  • Mantenimiento de la homeostasis (temperatura, pH).
  • Protección (sistema inmunitario).
  • Transporte de hormonas.

Parámetros Funcionales del Sistema Circulatorio

  • Frecuencia Cardíaca (FC): Número de latidos del corazón por minuto.
  • Gasto Cardíaco (Q): Volumen de sangre expulsada por el corazón en un minuto.
  • Presión Arterial: Presión ejercida por la sangre sobre las paredes de las arterias.
  • Flujo Sanguíneo: La sangre se distribuye a las zonas con mayor demanda.

2. Componentes del Corazón

  • Corazón.
  • Sangre.
  • Vasos Sanguíneos.

Componentes de la Sangre

  • Parte sólida:
    • Plaquetas.
    • Glóbulos rojos (eritrocitos o hematíes).
    • Glóbulos blancos (leucocitos).
  • EPO (Eritropoyetina): Hormona que estimula la formación de glóbulos rojos.

Vasos Sanguíneos

  • Capilares: Vasos microscópicos que conectan las arterias con las vénulas. Su función principal es el intercambio de nutrientes y productos de desecho.

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