BT4 – Respuestas y Adaptaciones Cardio-Respiratorias y Metabólicas

Sistema Cardiovascular

Respuestas Agudas

  • Frecuencia Cardíaca (FC):
    • Aumento proporcional a la intensidad.
    • Anticipatoria por noradrenalina.
    • Ejercicio con brazos = +10%.
    • En prueba incremental: lineal hasta el máximo / deflexión en VT2.
    • En ejercicio estable: se estabiliza.
  • Volumen Sistólico (VS):
    • Aumento del 30–40% hasta el 40–70% del VO₂máx.
    • Posteriormente, depende más de la FC.
  • Gasto Cardíaco (GC):
    • GC = FC x VS.
    • Puede llegar a 20–40 L/min.
    • Cardiovascular drift: Aumento de FC y disminución de VS debido al calor y la vasodilatación.
  • Tensión Arterial (TA):
    • Ejercicio incremental: Aumento lineal de la Tensión Arterial Sistólica (TAS).
    • Ejercicio estable: TAS sube al inicio y se mantiene.
    • Fuerza/isométricos: Aumento significativo (↑↑) de TAS y Tensión Arterial Diastólica (TAD).
  • Circulación Periférica:
    • Vasodilatación local (por hipoxia, aumento de Temperatura, CO₂, lactato, y disminución del pH).
    • Sistema Nervioso Simpático (SNS): Noradrenalina (NA) vasoconstrictora / Acetilcolina (ACh) vasodilatadora.

Adaptaciones Crónicas

  • Corazón:
    • Hipertrofia excéntrica (entrenamiento aeróbico) / concéntrica (entrenamiento de fuerza).
    • Aumento de cavidades, aumento del VS y del GC máximo.
    • Disminución de la FC en reposo y submáxima. Aumento de la Recuperación de la Frecuencia Cardíaca (HRR).
  • Sangre y Vasos:
    • Aumento del volumen plasmático y eritrocitario.
    • Aumento de la capilarización (músculo y miocardio).
    • Disminución de la TA en reposo.

Ventilación

Respuestas Agudas

  • Ventilación Minuto (VE) = Frecuencia Respiratoria (FR) × Volumen Corriente (VC).
    • Ejercicios ligeros/moderados: Aumento del VC.
    • Ejercicios intensos: Aumento de la FR.
  • Fases de la Respuesta Ventilatoria:
    • Fase I: Neural (rápida).
    • Fase II: Ajuste (gases, K⁺, etc.).
    • Fase III: Estable (o no, si el ejercicio es intenso).
  • Relación VE/VO₂ y VE/VCO₂:
    • Tienden a disminuir con el entrenamiento.

Intercambio Gaseoso

  • Durante el Ejercicio:
    • Aumento del gradiente de O₂ y CO₂.
    • Aumento de la relación ventilación/perfusión (V/Q) → se acerca a 1.
    • Aumento de la Capacidad de Difusión de CO (DLCO) por reclutamiento capilar.
    • Aumento del *shunt* fisiológico debido al alto Gasto Cardíaco.

Curvas Importantes

  • Curva de Bohr: Facilita la liberación de O₂ (desplazamiento a la derecha por aumento de H⁺, Temperatura, y CO₂).
  • Curva de Haldane: La hemoglobina desoxigenada transporta mejor el CO₂.

Adaptaciones Crónicas (Ventilatorias)

  • Adaptaciones no estructurales: funcionales.
  • Disminución de la VE necesaria para una misma intensidad de ejercicio.
  • Aumento de la VE máxima.
  • Aumento de la fuerza de la musculatura respiratoria.

VO₂ y Metabolismo Aeróbico

VO₂máx

  • Depende de:
    • Gasto Cardíaco máximo (principal limitante).
    • Diferencia arterio-venosa de O₂ (a-v O₂).
    • Función pulmonar, hemoglobina, capilarización, función mitocondrial.
  • Factores influyentes: entrenamiento, genética (20–30%), sexo, edad, masa muscular.

Tipos de VO₂

  • Basal: 3.5 ml/kg/min = 1 MET.
  • Relativo: Porcentaje sobre el máximo.
  • Post ejercicio (EPOC): Aumento del consumo de O₂ para la recuperación.

VAM: Velocidad Mínima a la que se alcanza el VO₂máx.

Cinética del VO₂

  • Déficit al inicio (resíntesis vía fosfágenos + glucólisis).
  • Deuda/EPOC al final (aláctica + láctica).
  • Intensidades:
    • VT1: Estable.
    • VT1: Componente lento.
    • VT2: Tendencia al VO₂máx.

Metabolismo Anaeróbico (Potencia y Capacidad)

  • Capacidad anaeróbica: Cantidad de ATP que se resintetiza vía fosfocreatina (PCr) + glucólisis.
  • Potencia anaeróbica: Velocidad a la que se produce la resíntesis de ATP.
  • Depende de la actividad de ATPasa, Fosfofructocinasa (PFK), y glucógeno fosforilasa.
  • Adaptación: Aumento de sustratos y enzimas anaeróbicas.

🎯 Posibles Preguntas de Desarrollo (Resumen)

A) Respuesta y Adaptación Cardiovascular al Ejercicio

  • Respuesta Aguda: Aumento de FC, aumento de VS (hasta 40–70% VO₂máx), aumento de GC, aumento de TAS, redistribución sanguínea, *drift* si hay calor.
  • Adaptaciones Crónicas: Aumento del tamaño del corazón (excéntrica), aumento de VS y GC, disminución de FC en reposo y submáxima, aumento de HRR, aumento de capilarización, aumento del volumen plasmático, disminución de la TA.

B) Respuesta Ventilatoria y Comportamiento del VO₂ en el Ejercicio

  • Ventilación: Fases I–II–III, aumento de FR o VC según la intensidad, relación clara con VO₂ hasta el VT2.
  • Intercambio Gaseoso: Aumento de DLCO, mejor V/Q, mayor gradiente de O₂, efecto Bohr.
  • VO₂: Déficit inicial, fase estable, componente lento posterior al VT1, meseta del VO₂máx, EPOC al final.

Umbrales Ventilatorios (VT)

VT1 – Umbral Aeróbico

  • Inicio de la acumulación de lactato.
  • Aumento de CO₂ → Aumento de VE.
  • Intensidad: 55–60% VO₂máx.
  • Lactato: ~2 mmol/L.
  • Aumento de VE/VO₂, aumento de la Fracción Expirada de O₂ (FEO₂), aumento de la Presión Espirada de O₂ (PETO₂).
  • VE/VCO₂ no aumenta.

VT2 – Umbral Anaeróbico

  • Aumento abrupto del lactato; disminución del pH.
  • Intensidad: 75–85% VO₂máx.
  • Lactato: ~4 mmol/L.
  • Aumento de VE/VCO₂, aumento de la Fracción Expirada de CO₂ (FECO₂), aumento de la Presión Espirada de CO₂ (PETCO₂).
  • Ventilación de compensación respiratoria.

Transición Aeróbica–Anaeróbica

  • Lactato entre 2–4 mmol/L.
  • pH estable (amortiguado por bicarbonato).

Fases de la Transición

  • Fase I (50–60% VO₂máx): Predominio de fibras I, lactato amortiguado, aumento de VE y PETCO₂.
  • Fase II (60–70%): Predominio de fibras II, lactato ~2 mmol/L, aumento de VE/VO₂.
  • Fase III (Intenso): Acidosis significativa, aumento significativo (↑↑) de VE, aumento de VE/VCO₂, disminución de PETCO₂.

Umbral de Lactato (4.5.1)

  • Aumento progresivo de lactato debido a cambios metabólicos, catecolaminas y PO₂.
  • Disminución del bicarbonato, disminución del pH, aumento del Cociente Respiratorio (RER).

MLSS (Steady State Máximo de Lactato)

  • Intensidad máxima donde el lactato se mantiene estable (<1 mmol/L entre los minutos 10 y 30).

OBLA (Onset of Blood Lactate Accumulation)

  • Umbral fijo establecido en 4 mmol/L en pruebas incrementales.

Determinación de VO₂máx y Umbrales (4.6)

Criterios de VO₂máx

  • Meseta en el VO₂.
  • Lactato: 8–10 mmol/L.
  • FCmáx ±10 latidos/min.
  • RER ≥ 1.1.
  • Índice de Borg: 18 (Esfuerzo Muy Duro/Máximo).

Métodos para Determinar Umbrales Ventilatorios (VT)

  • Equivalentes Ventilatorios:
    • VT1: Aumento de VE/VO₂, aumento de FEO₂, aumento de PETO₂; VE/VCO₂ constante.
    • VT2: Aumento de VE/VCO₂, aumento de FECO₂, aumento de PETCO₂.
  • Lactato: VT1 a 2 mmol/L; VT2 a 4 mmol/L.
  • Deflexión de la FC: Ruptura de la linealidad FC vs. intensidad.
  • Doble Producto (DPBP): Indica superación del VT1.
  • V-Slope: Pérdida de la linealidad de VCO₂ respecto a VO₂ → VT1.

Protocolos (CPET)

  • Bruce (para sedentarios).
  • Naughton (para cardiópatas).
  • Rampa (para deportistas).
  • Astrand (en cicloergómetro).
  • Rampa para deportistas (incrementos de 25 W/min).

Métodos Indirectos para Estimar VO₂máx

  • Cooper, Course Navette, Harvard Step Test.
  • Test Yo-Yo (Endurance/Intermittent/Recovery), 30–15 IFT.
  • Rockport, Marcha de 2 minutos.

Adaptaciones Aeróbicas (4.7)

Umbrales y Rendimiento

  • Muy entrenados: VT1 al 70–75% VO₂máx, VT2 al 85–90% VO₂máx.
  • Poco entrenados: VT1 al 60% VO₂máx, VT2 <75% VO₂máx.

Adaptaciones Metabólicas

  • Aumento de mitocondrias (número y tamaño).
  • Aumento de fibras tipo I y de las reservas de glucógeno.
  • Aumento de enzimas aeróbicas y de la oxidación lipídica.
  • Aumento de la eficiencia energética.

Lactato

  • El VT2 se alcanza a mayor intensidad.
  • Disminución de la producción y aumento del aclaramiento de lactato.

Hematología (BT5)

Volumen Sanguíneo

  • Ejercicio → Hemoconcentración (disminución del plasma):
    • Desplazamiento hídrico, compresión muscular, pérdida de solutos, sudoración.
  • Recuperación del plasma: 30–60 minutos.
  • Entrenamiento de resistencia: Aumento del plasma en un 15–30%, disminución de la viscosidad.

Hemólisis

  • Causada por hipertermia, acidosis, microtrauma, hipoglucemia.
  • Los eritrocitos jóvenes tienen mayor contenido de hemoglobina (Hb) por eritrocito.
  • Recuperación: 4–5 días.

Hierro

  • Riesgo de anemia ferropénica (mujeres, deportes de impacto).
  • El entrenamiento de resistencia aumenta la hepcidina → disminución de la absorción de Hierro (Fe).

Hemostasia

  • Aumento de plaquetas post ejercicio (en jóvenes y personas mayores).
  • Ejercicio intenso → Aumento de los factores VIII y XII.
  • Aumento de la fibrinólisis inmediatamente post ejercicio.

Sistema Inmune (5.2)

Respuesta según la Intensidad

  • Moderada → Mejora de la inmunidad.
  • Alta/Intensa → Aumento del riesgo de infecciones (3 horas a 3 días).
  • >90 minutos o >55–75% VO₂máx → Inmunosupresión.

Cambios Celulares

  • Linfocitos: Aumento en periodos cortos, disminución en periodos prolongados.
  • Monocitos: Aumento rápido.
  • Neutrófilos/macrófagos: Aumento de la actividad.

Citoquinas

  • IL-6: Aumento con ejercicio prolongado.
  • Cortisol (prolongado) → Inmunosupresor.
  • TNF-α: Modula o causa daño según la concentración.

Inflamación

  • Aguda: IL-6, TNF-α, IL-1β, IL-8.
  • Recuperación: Respuesta antiinflamatoria.

Factores que Modifican la Respuesta Hormonal

  • Ejercicio: Intensidad, duración, superación de umbrales.
  • Sujeto: Nivel de entrenamiento (mayor sensibilidad), estrés (aumento de catecolaminas, disminución de testosterona), estado nutricional.
  • Ambiental: Temperatura, presión, gases.
  • Otros: Ritmo circadiano, ciclo menstrual, postura, fatiga, horario.

6.2. Metabolismo y Hormonas

Catecolaminas, Cortisol y Glucagón

  • Catecolaminas: Aumento lineal con la intensidad.
    • Favorecen la glucogenólisis y la lipólisis.
  • Cortisol: Aumento con intensidad >60% VO₂máx y duración >1 hora.
    • Estimula la gluconeogénesis y la lipólisis.
  • Glucagón: Depende de la duración del ejercicio.
  • GH (Hormona del Crecimiento): Moviliza Ácidos Grasos Libres (AGL) → ahorro de glucosa.

Hormonas Específicas

1. ADH (Hormona Antidiurética)
  • Estimulada por: deshidratación, aumento de osmolaridad, aumento de electrolitos.
  • Aumento a partir del ~60% VO₂máx.
  • Función: Conservar líquidos.
2. GH (Hormona del Crecimiento)
  • Aumento con la intensidad y duración del ejercicio.
  • En entrenamiento de fuerza: Depende de la intensidad-volumen y de los descansos cortos → Aumento de GH.
  • Funciones: Hipertrofia, síntesis proteica, neurogénesis, movilización de AGL.
  • En personas entrenadas: respuesta menor.
3. Corticoesteroides
Aldosterona
  • Aumenta durante y después del ejercicio.
  • Objetivo: Retener Na⁺ y agua.
  • Estimulada por el sistema renina-angiotensina.
Cortisol
  • Aumento con >60% VO₂máx + ejercicio prolongado.
  • Funciones:
    • Ahorro de glucosa.
    • Antiinflamatorio.
    • Recuperación muscular.
  • El exceso provoca inmunosupresión y peor recuperación.
4. Hormonas Tiroideas (T3 – T4)
  • Aumentan el metabolismo, la glucólisis, la lipólisis y la función mitocondrial.
  • Aumento post ejercicio (resistencia y fuerza).
  • La TSH aumenta en ejercicio muy intenso y largo.
5. Regulación del Calcio
PTH (Hormona Paratiroidea) y Calcitonina
  • El ejercicio altera el Ca²⁺ (por sudor, pH, redistribución).
  • PTH Aumenta con:
    • 70% VO₂máx
    • ≥50 minutos de ejercicio
    • Acidosis
  • Máximo post ejercicio: +110% si el ejercicio fue >75% VO₂máx.
6. Catecolaminas
  • Ejercicio incremental:
    • Noradrenalina: Aumento desde el 50% VO₂máx.
    • Adrenalina: Aumento entre el 50–60% (hasta el 70%).
  • Ejercicio prolongado (~60% VO₂máx):
    • Noradrenalina: Aumento mantenido.
    • Adrenalina: Aumento, pero vuelve antes a niveles de reposo.
7. Hormonas Pancreáticas
Insulina
  • Disminuye durante el ejercicio.
  • Adaptación: Mayor sensibilidad a la insulina, aumento de transportadores GLUT4.
Glucagón
  • Aumento post ejercicio, dependiente de la duración.

Entrenamiento aeróbico: 30 min, 3 veces/semana, 8 semanas → mejora la sensibilidad a la insulina.
Entrenamiento de fuerza: 2–3 veces/semana → Aumento de GLUT4 y adaptación de fibras IIa.

8. Hormonas Sexuales
Testosterona
  • Resistencia: Intensidad mínima del 60% VO₂máx; óptima al 80%.
  • Fuerza: >70–80% 1RM, óptimo al 90% 1RM.
  • Aumento con ejercicios multiarticulares y descansos de ~120 segundos.
  • Máximo post ejercicio; duración aproximada de 30 minutos.
  • Mujeres: La respuesta depende del ciclo menstrual, pero aumenta post ejercicio.

6.3. Respuestas Hidroelectrolíticas

Sistema Renina–Angiotensina

  • Activado por: Disminución del volumen plasmático, estimulación simpática.
  • Renina → Angiotensina I → Angiotensina II → Vasoconstricción + Aldosterona.

ADH

  • Activada por el aumento de la osmolaridad.

Hidratación

  • Solo agua: Riesgo de hiponatremia.
  • Agua + Na⁺ (36–50 mmol/L): Mantiene el Na⁺ plasmático y el volumen plasmático.
  • >60 mmol/L de Na⁺: Aumenta el Na⁺ plasmático.
  • Bebidas con Aminoácidos (AA): Mejor balance de Na⁺ y Cl⁻.

Adaptaciones Hidroelectrolíticas

  • Mejora de la bomba Na⁺/K⁺.
  • Mayor número de glándulas sudoríparas.
  • Sudor más diluido y liberado de forma más temprana.

6.4. Función Endocrina del Músculo (Mioquinas)

Características

  • Liberación por todas las fibras musculares.
  • Efectos autocrinos, paracrinos y endocrinos.
  • Liberación con >65–80% VO₂máx y/o duración ≥120 minutos.
  • Adaptación: Disminución en reposo, aumento de la sensibilidad.