RESPUESTASYREGULACIoNVENTILATORIA

UNIVERSIDAD NACIONAL
SISTEMA DE ESTUDIOS DE POSGRADO
MAESTRIA EN SALUD INTEGRAL Y MOVIMENTO HUMANO
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD
ESCUELA DE CIENCIAS DEL DEPORTE
FISIOLOGÍA AVANZADA DEL EJERCICIO
PROFESOR
MSc. Juan Carlos Gutiérrez Vargas
TRABAJO GRUPAL
RESPUESTAS Y REGULACIÓN
VENTILATORIA DURANTE EL EJERCICIO
RESPONSABLES
Francisco Arroyo Núñez
Pedro Cambronero Orozco
Loriana Gómez Muñoz
Gina Lafuente García
Brenda Mora Badilla
Edgar Murillo Campos
Campus Presbítero Benjamín Núñez, Heredia, Costa Rica
2006
INTRODUCCIÓN
Cada una de las células que conforman el cuerpo necesitan recibir oxígeno
y eliminar dióxido de carbono constantemente. El sistema responsable del
intercambio de gases con el aire atmosférico es el Sistema Respiratorio. Este se
encuentra básicamente diseñado para captar el aire de la
atmósfera y
transportarlo al interior de los pulmones, dentro de estos se da el intercambio
gaseoso, específicamente en los alvéolos. La sangre oxigenada circula a través de
una red cerrada de vasos sanguíneos que se filtran en los tejidos corporales
(ACSM, 2000).
Durante la realización de
ejercicio se dan modificaciones en todo el
organismo. Éstas son adecuadas y coordinadas de acuerdo a las necesidades y
se conocen como adaptaciones. Mientras se da el ejercicio, las adaptaciones se
van presentando conforme
al aumento del aporte sanguíneo a los músculos,
debido a que el corazón bombea más sangre por minuto y porque se desvía gran
parte del torrente sanguíneo hacia los músculos, desde tejidos menos activos.
El requerimiento de O2 del corazón es mayor y debe evitarse el desvío de
sangre del encéfalo hacia los músculos. El flujo sanguíneo a través de los
pulmones debe aumentar en igual proporción que el flujo en la parte sistémica de
la circulación, sin que la velocidad se acelere tanto como para que se dificulte el
intercambio gaseoso óptimo. Estos cambios adaptativos de la circulación se dan
por la interacción de factores tanto nerviosos como químicos. Parte de estas
adaptaciones se dan en: la presión sanguínea (PS), el flujo sanguíneo en órganos
y músculos, el volumen sistólico, el volumen minuto (VM), el retorno venoso (RV),
el gasto cardiaco (Q), la frecuencia cardiaca (FC), el consumo de oxígeno
(VO2max) y la ventilación pulmonar.
El ejercicio físico
es una actividad desarrollada por todos los seres
humanos, en distinto grado, durante su existencia. Es necesario conocer los
mecanismos fisiológicos que le sirven de base. Por ejemplo el sistema
cardiorrespiratorio, el cual desempeña un papel muy importante en las respuestas
fisiológicas al ejercicio. El ejercicio intenso se asocia con un marcado incremento
del metabolismo del músculo esquelético activo. Este incremento de la actividad
metabólica sólo es posible de mantener si los músculos reciben los sustratos
metabólicos necesarios, como oxígeno, glucosa y ácidos grasos libres, y eliminan
los productos metabólicos finales, como son el dióxido de carbono y el ácido
láctico. Estas funciones deben darse a ritmos equivalentes a los de utilización y
producción. Debido a que el sistema cardiorrespiratorio es la única línea de
suministro para el tejido muscular, el ejercicio intenso y prolongado requiere
marcadas alteraciones de la función cardiorrespiratoria (ACSM, 2000).
Cuando el cuerpo está en reposo, se inspiran aproximadamente 10 litros de
aire por minuto, pero durante el ejercicio intenso, la frecuencia respiratoria
aumenta y el volumen de aire inspirado puede llegar a 120-150 litros por minuto.
Esto implica que el mecanismo respiratorio debe pasar por toda una serie de
ajustes y adaptaciones fisiológicas que le suplan el
oxígeno requerido para
satisfacer cada necesidad de acuerdo a la intensidad del ejercicio. Estas
respuestas son reguladas por una serie compleja de procesos neuronales y
humorales (ACSM, 2000; IAAF, 1991).
JUSTIFICACIÓN
El proceso de ventilación que tiene lugar dentro del cuerpo es sumamente
meticuloso, así como cada uno de los sistemas implicados en cada parte del
organismo. No obstante, este resulta muy interesante puesto que incluye también
el sistema cardiovascular, y porque cada eslabón recorrido explica o justifica cada
paso anterior, permitiendo que el proceso de filtración del oxígeno sea de una
perfección percibida, para que este sea el más adecuado para recorrer el flujo
sanguíneo.
Durante la realización de ejercicio físico, este sistema necesita trabajar de
la misma forma meticulosa, pero mucho más rápido, de acuerdo a la solicitud del
organismo, y es esta situación la que permite dar aún mayor constancia de la
perfección de la máquina corporal en su totalidad.
Es esta
situación la que lleva a desarrollar la problemática a evaluar en el
presente proyecto:
PROBLEMA PRINCIPAL
¿Cuales son los cambios que suceden en el sistema ventilatorio durante la
realización de ejercicio intenso y cuales son sus implicaciones y adaptaciones en
el organismo en general?
OBJETIVO GENERAL
Conocer
los cambios que ocurren
en el sistema ventilatorio de los seres
humanos cuando realizan ejercicio intenso y cuales adaptaciones y cambios son
manifiestas posteriormente en el organismo en general
MARCO CONCEPTUAL
RESPUESTAS Y REGULACIÓN VENTILATORIA DURANTE EL EJERCICIO
Se define respiración como aquella que implica los procesos relacionados
con el intercambio de gases entre un organismo y su medio. Se considera desde
su transporte hasta su intercambio, tanto a nivel pulmonar como a nivel de tejidos.
La respiración se da en dos niveles: interno, o sea, el intercambio de gases entre
las células y la sangre o en el interior de las células; y externa, es decir, el
intercambio gaseoso entre el medio ambiente y el organismo. El término
respiración en el contexto médico se aplica a la respiración externa y se refiere a
la captación de O2 y la eliminación de CO2 entre el aire ambiente y la sangre en
los capilares pulmonares (Murray, 1993).
Cuando se hace referencia al sistema respiratorio, se incluyen en este
todos los órganos participantes en el intercambio de O 2 y CO2 . Dentro de estos se
mencionan la nasofaringe y las vías aéreas superiores, la caja torácica, los
músculos interventores, y porciones del encéfalo y del sistema nervioso vinculadas
con la regulación del acto (Murray, 1993).
El sistema traqueo bronquial por su parte, se separa en dos tipos de vías
aéreas: los bronquios (o vías aéreas cartilaginosas) y los bronquiolos (o
membranosas no cartilaginosas). Las vías aéreas conductoras se constituyen por
la tráquea, los bronquios y los bronquiolos no respiratorios, incluyendo los
bronquiolos terminales. Los bronquios tienen la función específica de conducir el
aire del exterior hasta los sitios distales de intercambio gaseoso, así como depurar
el aire de las partículas. Los bronquiolos se subdividen a su vez en: bronquiolos no
respiratorios, que sirven de conductores del aire y los bronquiolos respiratorios,
que sirven como sitios de intercambio gaseoso. Estas vías aéreas reciben su
irrigación sanguínea mediante ramas de las arterias bronquiales (Murray, 1993).
En los bronquíolos finalmente se encuentran los alvéolos, que es donde se
da el intercambio final. Estos, que forman las llamadas unidades respiratorias junto
con
los bronquiolos respiratorios y conductos y sacos alveolares, reciben su
irrigación sanguínea a través de las arterias pulmonares (Murray, 1993).
CAPACIDAD CARDIORRESPIRATORIA
La resistencia cardiorrespiratoria, llamada también capacidad aeróbica o
resistencia cardiovascular, es la habilidad de realizar actividades cotidianas con
suficiente energía y vitalidad sin llegar a la fatiga excesiva. Son actividades que
implican grandes grupos musculares, y que se llevan a cabo con intensidades
entre moderada y alta, durante periodos prolongados. El hecho de soportar este
esfuerzo es conocido como resistencia aeróbica, cualidad física que implica que el
esfuerzo sea de larga duración, y cuya vía energética es la aeróbica, que consiste
en la metabolización de los hidratos de carbono y las grasas para generar ATP,
con mínima producción de ácido láctico(Fernández y otros, 2001).
Esta cualidad se encuentra directamente relacionada con el desarrollo de los
sistemas cardiovascular y respiratorio así como de sus componentes, además de
la capacidad química de los tejidos de utilizar el oxígeno. Involucra también los
tres tipos de músculo, y el sistema vascular cuando emplea sus componentes: a)
bomba muscular, cuya función es comprimir las venas y colabora con el retorno
venoso de los músculos hacia el corazón; b) bomba cardiaca, la cual expulsa la
sangre del corazón hacia las zonas con mayor necesidad, como los músculos en
ejercicio;
y transporta materiales nutritivos y de desecho; y c) provisión de
oxígeno al sistema, que participa en el intercambio de gases desde el organismo
hacia fuera y viceversa (Fernández y otros, 2001).
La capacidad aeróbica a su vez depende de tres factores importantes: 1- la
rapidez para respirar grandes cantidades de oxígeno; 2- la eficiente actividad
cardiaca para expulsar grandes volúmenes de oxígeno en la sangre; y 3- la
capacidad para entregar el oxígeno y que sea captado por todas las partes del
cuerpo, (Fernández y otros, 2001). Especialmente su función es mayor mientras
se realizan ejercicios o deportes prolongados, rítmicos y cíclicos, como carreras de
fondo, ciclismo de ruta, natación prolongada, triatlón y danza aeróbica (Wilmore &
Costill, 2004).
El parámetro fisiológico que se utiliza para medir esta variable es el
consumo máximo de oxígeno (VO2 max), definido como la máxima capacidad de
captación y utilización de oxígeno por parte del sistema cardiorrespiratorio. El VO2
max es el producto del gasto cardíaco por la diferencia arteriovenosa de oxígeno;
siendo el gasto cardíaco, el máximo volumen de sangre bombeado por el corazón
en un minuto, producto del volumen sistólico por la frecuencia cardiaca (ICODER,
2003).
VENTILACIÓN PULMONAR
La ventilación pulmonar, que comúnmente se conoce como respiración, es
el proceso por el cual entra y sale el aire del cuerpo, específicamente de los
pulmones. Este proceso inicia en la nariz o la boca, en este último caso cuando la
necesidad de aire supera la cantidad que puede llevarse cómodamente a través
de la nariz. El aire inalado por la nariz tiene las ventajas de que se calienta y
humedece cuando se arremolina, esto filtra todas las partículas que podrían
ingresar al sistema respiratorio, excepto las partículas diminutas, evita infecciones
e irritaciones respiratorias. El aire viaja desde ese punto a través de la faringe, la
laringe, la tráquea, los bronquios y los bronquíolos, para finalmente llegar a la
unidad de intercambio gaseoso a nivel alveolar (Wilmore & Costill, 2004).
Para movilizar el aire del exterior hacia las unidades de intercambio
gaseoso de los pulmones se debe ejercer una fuerza suficiente como para
expandir los pulmones ubicados dentro de la caja torácica, cuyos diámetros
pueden ampliarse a través de la contracción de los músculos inspiratorios, y volver
a su estado de reposo cuando se relajan; al contraerse los espiratorios se vence
la resistencia y la inercia del sistema. Para facilitar el entendimiento del
funcionamiento de la ventilación pulmonar se definen cuatro volúmenes y cuatro
capacidades (Guyton–Hall, 1997):

Volumen corriente: volumen de aire inspirado o espirado en cada
respiración normal, normalmente de unos 500 ml.

Volumen de reserva inspiratorio: volumen adicional que se puede inspirar
por encima del volumen corriente normal, habitualmente es de unos 3000
ml.

Volumen de reserva espiratorio: cantidad adicional de aire que se puede
espirar por espiración forzada, después de una espiración normal,
normalmente de unos 1100 ml.

Volumen residual: volumen de aire que queda en los pulmones tras la
espiración forzada, es en promedio de unos 1200 ml.

Capacidad inspiratoria: volumen corriente más el volumen de reserva
inspiratorio. Es la capacidad de aire que una persona puede respirar
comenzando desde una espiración normal e inflando al máximo sus
pulmones (3500 ml).

Capacidad residual funcional: igual al volumen de reserva espiratoria más el
volumen residual. Es la cantidad de aire que queda en los pulmones
después de una espiración normal (2300 ml).

Capacidad vital: igual al volumen de reserva inspiratorio más el volumen
corriente más el volumen de reserva espiratorio. Es la cantidad máxima de
aire que puede expulsar una persona de sus pulmones después de una
inspiración máxima y espirando al máximo (4600 ml).

Capacidad pulmonar total: igual a la suma de la capacidad vital y del
volumen residual. Es el máximo volumen al que pueden expandirse los
pulmones con el máximo esfuerzo inspiratorio posible (5800 ml).
Además es importante definir el volumen minuto respiratorio que
corresponde a la cantidad total de aire nuevo que entra en las vías respiratorias
por minuto: igual al volumen corriente multiplicado por la frecuencia respiratoria. El
volumen corriente normal es de unos 500 ml y la frecuencia respiratoria normal es
de unas 12 respiraciones por minuto; por ende, el volumen minuto respiratorio
constituye en promedio unos 6 litros/ minuto (Guyton-Hall, 1997).
La cantidad de aire ventilado por los pulmones en 1 minuto se denomina
ventilación minuto o volumen ventilatorio, y este corresponde a la cantidad de aire
ventilado por respiración (volumen corriente) y al número de respiraciones
efectuadas por minuto:
volumen minuto = volumen corriente (TV) * frecuencia respiratoria ( f )
En condiciones de reposo se espiran 0,5 litros de aire por respiración y se
realizan entre 12 y 15 respiraciones por minuto, cual corresponde a un volumen
ventilatorio de 6 -7 litros por minuto en reposo. Durante el ejercicio la ventilación
aumenta y los valores pueden llegar hasta 180 litros por minuto. El volumen
ventilatorio varía de acuerdo a las características personales de cada individuo
(Fox & Bowers, 2000; Tórtora & Reynolds, 2003).
INSPIRACIÓN
Este proceso implica al diafragma y los músculos intercostales externos.
Las costillas y el esternón, conocidos como jaula toráxica, son movidos por los
músculos intercostales externos, ampliando el diámetro toráxico anteroposterior; a
su vez, se amplia el diámetro longitudinal a través del movimiento del abdomen
hacia abajo al contraerse el músculo diafragmático. Al ampliarse las dimensiones
de la caja toráxica se reduce la presión intrapulmonar a un nivel inferior a la
presión de aire atmosférica. Esto hace que durante la inspiración el aire entre
pasivamente hacia el interior de los pulmones para reducir la diferencia de
presiones entre el medio externo (presión atmosférica) y el medio interno (presión
intra toráxica) (Wilmore & Costill, 2004).
ESPIRACION
La espiración también es un proceso pasivo que supone la participación de
los músculos inspiratorios a través de su relajación y del retroceso elástico del
tejido pulmonar. Con la relajación de los músculos intercostales externos y del
diafragma todas las estructuras como son las costillas el esternón y el diafragma
vuelven a su posición de reposo. Por otro lado el pulmón se encoge al relajarse el
tejido elástico intrínseco; todo ello ocasiona un aumento de la presión intra
toráxica, ocasionando la salida forzada de aire (Wilmore & Costill, 2004).
DIFUSIÓN
La difusión pulmonar se refiere al intercambio de gases que tiene lugar a
nivel de la membrana alveolar, cuya finalidad es: a) aportar oxígeno a la sangre
para su transporte a los tejidos donde se realizará el metabolismo oxidativo; b)
eliminación del dióxido de carbono que regresa desde los tejidos a través de la
circulación venosa. Este intercambio se realiza a través de la membrana alveolo
capilar o membrana respiratoria, que se compone de las células respiratorias
alveolares y las células endoteleares y sus correspondientes membranas de
adherencia. Esta es una membrana muy delgada que mide únicamente entre 0,5 y
4 um, pero suficiente para el intercambio de gases(Wilmore & Costill, 2004).
PRESIONES PARCIALES DE LOS GASES:
El aire respirado es una mezcla de gases que se distribuyen de la siguiente
manera: 79% de nitrógeno, 21% de oxígeno y un 0,3% de dióxido de carbono,
cada uno ejerce una presión según su concentración; las presiones individuales
de cada gas recibe el nombre de presiones parciales, cuya sumatoria se conoce
como presión total. Esta presión total de gases está directamente relacionado con
la presión atmosférica. Estos gases se disuelven en medio líquidos para su
transporte dependiendo de su solubilidad, su presión parcial y de la temperatura
(Wilmore & Costill, 2004).
CAPACIDAD OXIDATIVA DE LOS MUSCULOS (QO2)
Se refiere a la medida de la capacidad máxima de un músculo para usar
oxígeno. La actividad muscular con duración mayor de medio minuto depende
cada vez más de la respiración celular aeróbica,
un conjunto de reacciones
mitocondriales en el que se requiere oxígeno y se produce ATP. La respiración
aeróbica produce suficiente ATP para actividades prolongadas, siempre y cuando
se cuente con oxígeno y nutrientes suficientes (Tórtora & Reynolds, 2003).
En reposo la necesidad de ATP es pequeña y requiere de un mínimo de
transporte de oxígeno, durante la realización del ejercicio la demanda de oxígeno
es mayor y para satisfacerla debe aumentar el ritmo de producción de ATP
oxidativa, se incrementa el ritmo y la profundidad de la respiración, mejora el
intercambio de gases en los pulmones y se incrementan los latidos del corazón,
por lo que se bombea más sangre oxigenada a los músculos. Como el cuerpo
almacena poco oxígeno, la cantidad del mismo que entra en la sangre es
directamente proporcional a la cantidad que usan los tejidos para el metabolismo
oxidativo. Por lo tanto, se puede estimar la producción de energía aeróbica si se
mide la cantidad de oxígeno que se consume en los pulmones (Wilmore & Costill,
2000).
En actividades con duración mayor de 10 minutos, el sistema aeróbico
proporciona más del 90% del ATP necesario, al final de una actividad de
resistencia, como sería correr un maratón, casi 100% del ATP se produce por
respiración celular aeróbica (Tórtora & Reynolds, 2003).
La forma de medir la producción de energía en las fibras es por medio de
métodos indirectos de laboratorio, que permiten calcular el ritmo y la intensidad de
consumo energético en reposo y durante el ejercicio. Los más utilizados son la
calorimetría directa, que permite medir el calor producido por el cuerpo. Este
método tiene entre sus desventajas que no se puede utilizar para medir el
metabolismo durante periodos de actividad física intensos. La calorimetría
indirecta, que mide el consumo de O2 y la liberación de CO2
calculando la
proporción entre los valores de éstos dos gases denominado relación de
intercambio respiratorio o R. Por medio de esta se determina que alimentos
están siendo oxidados, calculando la energía gastada por litro de oxígeno
consumido. Se debe conocer el grupo de alimento que se está oxidando para
estimar la cantidad de energía que emplea el cuerpo, por que el contenido de
carbono y oxígeno de cada uno es muy diferente (Tórtora & Reynolds, 2003;
Wilmore & Costill, 2004).
REGULACIÓN
Dos mecanismos nerviosos son los responsables de regular la respiración:
el sistema voluntario localizado en la corteza cerebral, que envía impulsos a las
motoneuronas respiratorias a través de fascículos corticospinales y el sistema
automático que se localiza en el puente y en el bulbo denominado centro
respiratorio (Ganong, 1995).
Para suplir las necesidades de oxígeno en el metabolismo aeróbico en los
tejidos tanto en reposo como durante el ejercicio, existe un mecanismo central de
regulación de la respiración a nivel del bulbo raquídeo, donde el centro regulador
integral de la respiración se encarga tanto de recibir información de los receptores
periféricos a nivel de los cuerpos carotídios y pulmonares, como de enviar
información a los centros motores cerebrales superiores encargados del
movimiento de los músculos respiratorios. A nivel del área bulbar, centro regulador
de la respiración, existen a su vez otras áreas encargadas del control de la
ritmicidad y de la coordinación entre la inspiración y la expiración, área
neumotáxica y área apnéustica (Fox & Bowers, 2000; Tórtora & Reynolds, 2003).
La actividad del centro respiratorio se aumenta por un incremento en la
concentración de CO2 y/o de H en la sangre arterial, o una caída de la O 2. Estos
cambios
son
detectados
por
receptores
periféricos
denominados
quimiorreceptores, localizados a nivel del cuerpo carotídeo y aórtico, y a nivel del
bulbo. Así se inician los impulsos que estimulan o inhiben el centro respiratorio
(Ganong, 1995).
Los procesos básicos que conducen a la captación de O 2 y la eliminación
de CO2 por los seres humanos se dividen en cuatro funciones (Murray, 1993):

Ventilación. El movimiento de aire desde el exterior hacia el interior del
organismo y su distribución en el sistema traqueo bronquial hasta las
unidades de intercambio gaseoso de los pulmones.

Difusión. Movimiento de O2 y CO2 a través de la membrana alveolo capilar
entre el gas que se encuentra en los espacios alveolares y la sangre de los
capilares pulmonares.

Flujo sanguíneo. Movimiento de sangre venosa mixta a través de la
circulación arterial pulmonar, su distribución a los capilares de las unidades
de intercambio gaseoso y su eliminación de los pulmones a través de las
venas pulmonares.

Control de la respiración. Regula la ventilación para mantener niveles
normales de O2 y CO2 en el torrente sanguíneo, a pesar de las
constantemente cambiantes necesidades metabólicas.
RESPUESTAS RESPIRATORIAS EN AMBIENTES HIPOBARICOS
La altitud presenta un ambiente hipobàrico, en el que la presión atmosférica
es reducida. La mezcla de gas que respiramos en altitud es idéntica a la del nivel
del mar, pero la presión parcial de cada gas se reduce. La presión parcial de O2
se reduce. (Wilmore & Costill, 2004)
Cuando se pasa desde el nivel del mar a una zona de altura moderada, se
produce al principio un incremento en la ventilación, el volumen minuto y la
frecuencia cardiaca (y en ocasiones también el volumen sistólico) al ascender,
tanto en reposo como durante el desarrollo de un ejercicio submàximo. Por el
contrario, el VO2 max y el rendimiento de resistencia están disminuidos. (Bowers
y Fox, 1995)
Cuando se realiza un ejercicio en altitud, la ventilación se eleva por encima
de los valores obtenidos al nivel del mar para la misma carga de trabajo, si bien
este cambio no es significativo hasta que se alcanzan los 2439 m de altitud,
cuando la saturación de oxígeno desciende del 98% al 93%. (Fernández y Lòpez,
1998)
La respuesta ventilatoria incrementada no logra compensar el efecto de la
disminución del la PaO2 en el rendimiento aeróbico, sobre todo teniendo en
cuenta que la PaO2 disminuye desproporcionadamente al aumentar la altitud, y
que la PaCo2 se mantiene en valores cercanos a aquellos hallados a nivel del
mar. (Fernández y Lòpez, 1998) A mayor ventilación se reduce la cantidad de CO2
en los alvéolos y mayor cantidad se difunde fuera de la sangre, lo que aumenta el
pH de la sangre = alcalosis respiratoria. (Wilmore & Costill, 2004)
Las presiones parciales de oxigeno dentro de los alvéolos y los capilares
pulmonares se reduce conforme aumenta la altitud, por lo que la saturación de la
hemoglobina cae desde cerca del 98% a nivel del mar hasta aproximadamente
92% a una altitud de 2 500m. (Wilmore & Costill, 2004)
La difusión pulmonar no resulta
perjudicada por la altitud, pero
el
transporte de oxígeno se ve ligeramente debilitado porque la saturación d e la
hemoglobina en altitud es reducida. (Wilmore & Costill, 2004)
El gradiente de presión entre la PO2 arterial y la PO2 de los tejidos es de
64 mmHg al nivel del mar, al ascender a unos 2 500m se reduce a 20 mmHg, lo
que significa una disminución del 70% en el gradiente de difusión, responsable del
empuje del O2 de la sangre hasta los tejidos, por lo cual se dificulta el transporte.
(Wilmore & Costill, 2004)
La temperatura del aire disminuye conforme aumenta la altitud. Este
descenso de la temperatura se acompaña de una reducción en la cantidad de
vapor de agua en el aire. En consecuencia, el aire màs seco puede conducir a la
deshidratación a travès de una mayor pèrdida no percibida de agua. (Wilmore &
Costill, 2004)
Todas estas respuestas son tìpicas de una persona no aclimatada. Sin
embargo, si se permanece a una altura determinada por encima del nivel del mar
se produce el proceso de aclimatación. Dos cambios fisiològicos se presentan
durante el proceso de aclimatación: la hiperventilaciòn y el incremento de la
concentración de hemoglobina. (Bowers y Fox, 1995)
La hiperventilaciòn es una respuesta inmediata a la hipoxia (pO2
disminuida). Durante la hiperventilaciòn el diòxido de carbono es expulsado en
forma violenta, lo que provoca un incremento de la pO2 y el ph del aire alveolar y
de la sangre sistèmica. Este cambio facilita la carga de oxìgeno en la sangre
arterial. (Bowers y Fox, 1995) Esta
hiperventilaciòn
disminuye
la
PacO2,
aumentando por tanto el ph sanguìneo. (Fernández y Lòpez, 1998)
Otra respuesta muy temprana a la hipoxia es un aumento del número de
eritrocitos y por
consiguiente en la concentración de la hemoglobina; lo cual
aumenta la capacidad de transporte de oxígeno de la sangre arterial. (Bowers y
Fox, 1995)
Las personas que nacen y
viven en altitud presentan una respuesta
ventilatoria totalmente diferente, pues tienden a hipoventilar y al mantener un
menor gradiente alvèolo-arterial de oxígeno, posiblemente porque presentan una
mayor
capacidad de difusión pulmonar y una mayor densidad pulmonar.
(Fernández y Lòpez, 1998)
CAPACIDAD DE DIFUSIÓN PULMONAR
Durante el ejercicio hay un aumento de hasta 300% en la capacidad de
difusión pulmonar para el oxígeno. Cambios en la perfusión de sangre a los
capilares pulmonares explica este aumento, al aumentar la irrigación sanguínea
hacia un número mayor de capilares abiertos. Durante el reposo y de pie muchos
de los capilares pulmonares están cerrados, principalmente en la parte más alta
porque la gravedad tiende a hacer que la sangre se deposite en las partes bajas.
Disminuye la difusión de oxigeno en muchos de los alvéolos rodeados por
capilares cerrados. Durante el ejercicio y respondiendo al aumento del volumen
cardiaco propio del ejercicio se impulsa más sangre dentro de la arteria pulmonar,
se abren la mayoría de los capilares cerrados en reposo, aumentando la superficie
de difusión de oxígeno desde el aire alveolar, aumentando la capacidad de
difusión pulmonar del oxígeno durante el ejercicio. La capacidad de difusión del
CO2 es de unas 20 veces más rápida que la del oxígeno, aún sin el efecto del
ejercicio (Lamb, 1989).
EJERCICIO AERÓBICO
Durante el ejercicio aeróbico debe ser liberado más O 2 de los pulmones
hacia los músculos que están trabajando y el exceso de CO 2 se debe renovar.
Todo esto requiere un cambio acelerado de O2 y CO2 entre los pulmones y la
sangre, que se produce a través de un incremento en el flujo sanguíneo capilar
pulmonar, un aumento en las pulsaciones, en la profundidad de la respiración
(ventilación) y en la media de difusión de O2 de los pulmones, así como del CO2
de la sangre a los pulmones (Lamb, 1989).
Las respuestas van a variar de acuerdo a la intensidad y duración del
ejercicio, por ejemplo, si se trata de ejercicio de resistencia prolongada en
“equilibrio“, la ventilación máxima es de alrededor de 80-100 litros por minuto. Con
uno de poca duración
la ventilación aumenta entre 140-160 litros por
minuto(Lamb 1989).
Son dos los componentes que forman la alta tasa de ventilación en los
ejercicios dinámicos (Lamb 1989):
1. Neurogénico: Componente rápido. Se da dentro de la primera respiración,
al inicio y al final del ejercicio. Así la ventilación aumenta y disminuye
respectivamente. Esta parte de la respuesta al ejercicio ocurre tan rápido
que es denominada neurogénica (reflejo nervioso).
2. Humoral: Componente lento. Se da un ligero aumento de la ventilación
posterior a la ventilación neurogénica inicial, de naturaleza humoral
causado por sustancias como: potasio, CO2, ácido láctico circulantes.
Durante una competencia pueden darse algunos cambios anticipados al
inicio del ejercicio, como el aumento de la respiración con mayor frecuencia y
profundidad. Esto debido a impulsos que van desde el sistema límbico del cerebro
hasta la médula y/o al aumento del volumen cardiaco. Una vez que se inicia el
movimiento se desarrollan impulsos desde las terminaciones nerviosas en los
músculos y en las articulaciones, y aumenta inmediatamente la ventilación, as[i
como el volumen cardiaco (Lamb, 1989).
Posteriormente se liberan una serie de factores químicos producidos en los
músculos que se contraen, esto a su vez ocasiona un estímulo a nivel de las
neuronas de la médula y sobre los quimiorreceptores carotídeos, iniciando así un
aumento adicional lento de la ventilación. Se da también
un aumento en la
sensibilidad de los receptores medulares, al CO2 y a los cambios en el pH
sanguíneo. Una vez concluida la actividad, los impulsos nerviosos de los músculos
terminan, y se da una caída brusca de la ventilación seguida por otra más lenta
hasta que los distintos componentes químicos que producen los efectos
humorales son reducidos. Durante el ejercicio estático no existe una reacción
neurogénica de ventilación rápida, para esto debe de haber una actividad
dinámica (Lamb, 1989).
CONCLUSIÓN
La respuesta ventilatoria al ejercicio está controlada por el complejo
proceso de control fisiológico que aún no se acaba de entender. La frecuencia de
respiración y la profundidad con que esta se realice están controladas por el
sistema nervioso que se extienden desde el centro respiratorio en la médula hasta
la musculatura que ayuda a todo el proceso ventilatorio. Al centro respiratorio
ubicado en la médula llega información sensorial que procede de las fuentes
neurales y humorales. Tanto los quimiorreceptores centrales como los periféricos
alteran la ventilación con el objetivo de mantener un pH, una presión parcial de
oxígeno y la presión de oxígeno normales en la sangre arterial. La información
neural que llega al centro respiratorio procede de otras partes del cerebro.
Además, las vías nerviosas aferentes que surgen de los músculos
esqueléticos y las articulaciones probablemente desempeñan un papel a la hora
de causar el aumento de la ventilación que se produce al inicio del ejercicio.
El sistema cardiorrespiratorio responde al ejercicio intenso aumentando el
flujo sanguíneo y el suministro de oxígeno a los músculos esqueléticos activos. Se
producen ciertos ajustes que contribuyen a esta respuesta orgánica:
1. Incremento del flujo cardiaco debido a un aumento de la FC y del VS.
2. Incremento de la diferencia de oxígeno arteriovenosa.
3. Reducción de la resistencia periférica total al flujo sanguíneo debido a la
dilatación de la vascularización arterial en los músculos activos.
4. Se produce un aumento de la ventilación.
Todas estas respuestas están graduadas según la intensidad del ejercicio el
cual será el elemento que adapte las funciones orgánicas para que todos los
procesos neurales y hormonales se integren adecuadamente.
RECOMENDACIONES
En realidad lo más importante que se ha considerado como recomendación
es la protección por parte de cada individuo de su sistema cardiorrespirtatorio,
pues si bien es cierto, los procesos son sumamente precisos y se podría decir que
perfectos, existen algunos factores externos que pueden interferir con este.
Se recomienda por lo tanto evitar el tabaquismo en sus aspectos tanto
activo como pasivo, inhalar o estar próximo a sustancias tóxicas, hacer ejercicio
al aire libre en lugares con mucho tránsito y smog producido por los vehículos,
estar en lugares cerrados con humo de cualquier índole y poca ventilación.
Así mismo se considera importante entrenar la capacidad aeróbica, es decir
incluirla dentro de un programa regular de ejercicio.
BIBLIOGRAFÍA
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