lunes, 27 de abril de 2009

Taller sobre las lecturas del blog

1. ¿De que depende la capacidad de trabajo del músculo?

a. De la glucólisis
b. De la disponibilidad de energía
c. De la producción de co2
d. Ninguna de las anteriores

2. ¿Cual es la principal fuente de energía para la actividad física?

a. Fosfocreatina
b. Glucógeno
c. Glucólisis
d. Atp

3. ¿Donde se almacena el glucógeno?

a. Hígado
b. Músculos
c. Ambos
d. Ninguno

4. ¿La glucosa puede metabolizarse en presencia oxigeno?

F_ V_

5. ¿Cuantas moles de atp se obtienen en un mecanismo oxidativo?

a. 36
b. 38
c. 40
d. 2

6. ¿De donde proviene el atp?

a. Carbohidratos
b. Lípidos
c. Proteínas
d. Todas las anteriores

7. ¿ Cual es la fórmula de la glucosa?

a. C6H12O6
b. C4H6O12
c. O12h6C12
d. ninguna

8. ¿Todos los sistemas y órganos trabajan de una manera?

a. Coordinada
b. Consecutiva
c. Individual
d. Todas las anteriores

9. ¿Cual es el centro del sistema cardiovascular?

a. Hígado
b. Corazón
c. Ambas
d. Ninguna

10. ¿Cual es la sustancia que libera los nervios parasimpáticos?

a. Fosfocreatina
b. Acetilcolina
c. Creatinina
d. Ninguna de las anteriores

Preguntas de completación

1. El corazón es estimulado por dos vías nerviosas procedentes de la medula, ¿cuales son?

2. ¿Una de las fuentes de información mas importantes que llegan a la medula provienen de?

3. Enumere dos funciones que cumpla el sistema cardiovascular

4. Entre el 60 y 70% de la energía corporal humana se degrada en forma de calor, ¿para que es utilizado el otro porcentaje?

5. Dentro del metabolismo muscular podemos destacar dos fuentes de energía, ¿cuales son?

jueves, 9 de abril de 2009

Video sobre la oxidación




Video tomado de www.youtube.com

Frecuencia cardiaca

La frecuencia cardiaca aumenta en proporción al incremento de la intensidad del ejercicio, aumentando así el gasto cardiaco y el aporte de oxigeno a la musculatura. Esta respuesta fisiológica esta regulada por diferentes factores. En primer lugar, diversas funciones del sistema cardiovascular, incluida la frecuencia cardiaca, están reguladas por nervios que tienen su origen en una zona del cerebro denominada bulbo raquídeo, cuya continuación es la medula espinal.

El corazón es estimulado por dos vías nerviosas procedentes de la medula: la vía simpática y la vía parasimpática. Los nervios parasimpáticos liberan una sustancia, la acetilcolina, que disminuye la frecuencia cardiaca. De esta manera, cuando una persona pasa del estado de reposo a la realización de un ejercicio de baja intensidad, el aumento que se produce en la frecuencia cardiaca desde unos 60 a 100 latidos por minuto se debe a una disminución en la estimulación parasimpática , sin embargo, si esta persona aumenta la intensidad del ejercicio, el incremento de la frecuencia cardiaca desde unos 100 latidos por minutos hasta alcanzar la frecuencia cardiaca máxima se produce gracias a la estimulación de las vías nerviosas simpáticas, que liberan una sustancia denominada noradrenalina. Esta estimulación simpática, además de aumentar la frecuencia cardiaca, provoca el incremento de la fuerza de contracción del miocardio.

Pese a los conocimientos actuales sobre el funcionamiento del corazón no se ha determinado todavía de forma definitiva cual es el estimulo que hace que la medula aumente la frecuencia cardiaca adecuándola a las necesidades del organismo. Una de las fuentes de información mas importantes que llegan a la medula provienen de la corteza motora, que es la parte del cerebro que regula la contracción muscular. Al aumentar el numero de unidades motoras y de músculos reclutados durante el ejercicio por parte de la corteza motora, el cerebro también envía información a la medula para que incremente la frecuencia cardiaca en previsión de una mayor necesidad de oxigeno. Además de este mecanismo, existe otra fuente de información procedente de la musculatura que solicita un aumento de la frecuencia cardiaca al detectar mayores necesidades de riego sanguíneo o una mayor concentración de CO2 o acido láctico. Por ultimo, existen también terminaciones nerviosas sensitivas que informan a la medula sobre la presión arterial, permitiendo ajustes muy precisos en lo que se refiere a la frecuencia cardiaca.

Función del sistema cardiovascular

Durante la realización del ejercicio físico el sistema cardiovascular cumple las siguientes funciones:
  • Suministrar oxigeno, nutrientes y hormonas a los músculos que se contraen y requieren energía para moverse.
  • Extraer de la musculatura los productos resultantes del metabolismo (CO2 y acido láctico) y transportarlos a otros órganos para su metabolización o eliminación.
  • Contrarrestar la hipertermia (aumento de la temperatura) producida durante el ejercicio mediante una vasodilatación cutánea que facilite la perdida de calor.
Al inicio de un ejercicio y a medida que aumenta su intensidad, el sistema cardiovascular responde con un aumento del volumen de sangre bombeado en cada contracción del corazón (volumen sistólico) por el numero de veces que se contrae por minuto (frecuencia cardiaca).

El consumo máximo de oxigeno (VO2max) esta determinado por el gasto cardiaco y por la diferencia arteriovenosa de oxigeno O2(a-v), según el principio de Fick que establece que:

VO2max= frecuencia cardiaca por volumen sistólico por O2(a-v)

La sangre arterial contiene normalmente unos 200 ml de oxigeno por litro y la sangre venosa 30-100 ml de oxigeno por litro salvo en venas y arterias pulmonares. Al aumentar la intensidad del ejercicio, disminuye el volumen de oxigeno en la sangre venosa, por lo que la diferencia arteriovenosa de oxigeno aumenta. Ello se debe a que los musculas extraen mas oxigeno de la sangre y a que un mayor porcentaje del gasto cardiaco se dirige a la musculatura que esta realizando el ejercicio.

Respuesta cardiovascular al ejercicio

El cuerpo humano es una maquina sorprendente. Todos sus órganos y sistemas trabajan de manera coordinada para conseguir cosas que ni siquiera las maquinas mas complejas puedan emular. Un ejemplo ilustrativo del complicado funcionamiento del cuerpo es su respuesta cardiovascular en el ejercicio físico.

El corazón es el centro del sistema cardiovascular; es el musculo que posibilita el movimiento de la sangre hacia las distintas regiones del cuerpo. Sin embargo, el funcionamiento de este órgano vital no seria posible sin la colaboración de otros elementos del sistema cardiovascular o sin la función reguladora del sistema nervioso. Por lo tanto, la función del sistema cardiovascular durante el ejercicio solo puede entenderse cabalmente desde una visión global e integrada.

Dentro de la respuesta cardiovascular al ejercicio encontramos:

Función del sistema cardiovascular
Frecuencia cardiaca

Coordinación entre las vías energéticas

Las fuentes de energía están muy relacionadas entre si y todas entran en funcionamiento durante el esfuerzo. El porcentaje de participación de cada una de ellas es diferente, siendo la de mayor porcentaje la que determina la característica del esfuerzo. El cuerpo humano siempre utiliza la vía energética mas eficiente a su disposición, por lo que tiende a emplear la vía oxidativa en la medida en que la intensidad del ejercicio se lo permita. Cuando la vía oxidativa es incapaz de suministrar toda la energía necesaria para la actividad, el organismo tiene que utilizar la glucolisis anaeróbica, como mecanismo de obtención de energía. En los ejercicios de máxima intensidad o en las primeras fases del ejercicio menos intenso, el organismo se ve obligado a utilizar el ATP y la fosfocreatina almacenados en el musculo para conseguir de manera inmediata la energía y dar tiempo a que las otras vías se pongan en marcha.

Déficit y deuda de oxigeno

El consumo de oxigeno no aumenta de forma inmediata una ves que se inicia una actividad física. De hecho, al inicio del ejercicio el consumo de oxigeno es inferior al requerido para mantener una situación de equilibrio. Esta diferencia entre el oxigeno necesario y el aportado realmente durante las primeras fases del ejercicio se conoce como déficit de oxigeno. Este déficit no impide, sin embargo, que el aporte de energía para el trabajo muscular sea el adecuado, ya que se utilizan vías metabólicas mas inmediatas, como la del ATP-PC y la glucolisis anaeróbica.

Una ves finalizado un ejercicio físico, el consumo de oxigeno no retorna de inmediato a los valores de reposo, sino que lo hace de manera progresiva. A este volumen de oxigeno consumido por encima de los valores iníciales de reposo se le denomina deuda de oxigeno. Este depende de la magnitud del esfuerzo y de la capacidad del deportista de suministrar la cantidad de oxigeno necesaria durante el desarrollo de la actividad. Este aumento en el consumo de oxigeno posterior al ejercicio sirve para que diversos procesos metabólicos modificados durante el ejerció retornen a sus valores basales y constituye, por lo tanto, un importante mecanismo de recuperación del esfuerzo. Diversos estudios han demostrado que el ejercicio de baja intensidad al final del entrenamiento tiene un efecto positivo sobre la velocidad de la recuperación en deportistas que han realizado ejercicios de alta intensidad.

Imágen tomada de http://www.scielo.cl/fbpe/img/rmc/v133n3/13-04.jpg

Consumo máximo de oxigeno y umbral de lactato

El consumo máximo de oxigeno (VO2max.) se refiere a la máxima capacidad que tiene el organismo de utilizar el oxigeno por unidad de tiempo. Se suele expresar en ml/kg/min. En otras palabras, el VO2max. Corresponde al máximo potencial aeróbico del individuo, por lo que tiene especial importancia en la valoración funcional de los deportistas.

El umbral de lactato puede definirse según diversos criterios, pero en general se considera que corresponde al momento al partir del cual se produce un aumento brusco en la concentración de acido láctico en el musculo. En un ejercicio de intensidad suave o moderada, progresivamente creciente, el lactato sanguíneo aumenta muy poco. Sin embargo, si la intensidad es mayor, el lactato se va acumulando con mayor rapidez. Este punto de rompimiento o deflexión (desviación) de la curva representa el lumbral de lactato, que refleja la interacción de los sistemas energéticos aeróbicos y anaeróbicos.

El umbral de lactato es importante por que ayuda a determinar la intensidad de ejercicio a partir de la cual se desarrollan componentes de fatiga, los cuales dificultaran el mantenimiento de dicha intensidad durante periodos prolongados. El umbral de lactato suele expresarse como porcentaje del consumo máximo de oxigeno y constituye uno de los mejores indicadores de ritmo de carrera que debe seguir un deportista en ejercicios de resistencia, como las carreras de larga distancia en atletismo y el ciclismo. Asimismo, es útil para prescribir el trabajo de carrera aeróbica en el futbol o en otros deportes que requieren un acondicionamiento aeróbico en sus periodos de programación.

Un umbral de lactato situado en el 80% del VO2max, demuestra una mejor tolerancia al ejercicio intenso que un umbral situado entorno al 60% del VO2max. Por ejemplo, si dos individuos con el mismo VO2max, inician una carrera de larga duración, el deportista que tenga un umbral de lactato mas alto podrá en teoría mantener una intensidad mas elevada durante la mayor parte de la carrera.

Umbral de lactato

El umbral del lactato es el punto en el cual el lactato sanguíneo comienza rápidamente a acumularse por los niveles de reposo durante un ejercicio de intensidad progresivamente creciente. El punto exacto de acumulación se ha estandarizado en una concentración sanguínea de 2,0-4,0mmol, que se usa comúnmente como punto de referencia para realizar la prescripción del ejercicio de trabajo aeróbico al relacionarlo con la intensidad del ejercicio, por ejemplo en el caso de la velocidad de carrera en metros por segundo o en kilómetros por hora.

Generalmente, los individuos con un lumbral de lactato alto, expresado como porcentaje de su VO2max, son capases de lograr un gran rendimiento en disciplinas de resistencia. La capacidad para realizar un ejercicio de alta intensidad sin acumular acido láctico es beneficiosa para un deportista porque retrasa o evita la aparición de fatiga.

Oxidación de las proteínas

La oxidación de las proteínas es un proceso muy complejo, por que sus componentes, los aminoácidos, contienen nitrógeno, el cual no puede ser oxidado. Las proteínas apenas contribuyen en la producción de energía, salvo en situaciones extremas en las que los otros sustratos energéticos se encuentran agotados. Este es el caso, por ejemplo; de personas sometidas a regímenes de alimentación muy hipocalóricos o que hacen huelga de hambre.

Oxidación de las grasas

La oxidación de las grasas empieza con la B-oxidación de los acidaos grasos libres y a continuación sigue el mismo camino que la oxidación de los carbohidratos: el ciclo de kreps y la cadena de transporte de electrones. La energía producida por la oxidación de un acido graso varia en función de la composición química del acido graso oxidado, pero normalmente es mayor que la energía obtenida por la oxidación de una molécula de glucosa. La cantidad de oxigeno necesario para oxidar completamente una molécula de glucosa o un acido graso es proporcional a la cantidad a la cantidad de carbono que contiene dicha molécula. La glucosa (C6H12O6) contiene 6 átomos de carbono. Durante el proceso de combustión de la glucosa se emplean 6 moléculas de oxigeno para producir otras tantas moléculas de gas carbónico (6CO2) y moléculas de agua (6H2O) y 38 moléculas de ATP.

Oxidación de los carbohidratos

Los alimentos, a través de complicadas reacciones químicas, proveen de energía que sirve para producir el ATP. Esta energía proviene de los carbohidratos, las grasas y las proteínas. Los hidratos de carbono se depositan en el organismo en forma de glucógeno en los músculos y el hígado. El glucógeno pasa a la sangre en forma de glucosa que al degradarse produce 4,1 kcal/g. las grasas en forma de ácidos grasos libres proporcionan 9,3 Kcal/g, mientras que las proteínas en forma de aminoácidos produce 4,1 Kcal/g. La oxidación de los carbohidratos implica la puesta en marcha de diferentes reacciones químicas que completan los procesos de glucolisis, el ciclo de kreps y la cadena transportadora de electrones o cadena respiratoria mitocondrial. Tanto el ciclo de kreps como la cadena respiratoria mitocondrial se llevan a cabo en el interior de la mitocondria celular. El resultado final de estos procesos será, por lo tanto, agua, anhídrido de carbónico y 38 o 34 moleculas de ATP, dependiendo de si provienen de la degradación del glucógeno o de la glucosa. La capacidad oxidativa muscular depende de los niveles de enzimas oxidativas, de la composición del tipo de fibra muscular y de la disponibilidad de oxigeno.

Vías energéticas oxídativas

Tanto la glucosa como los ácidos grasos pueden metabolizarse en presencia de oxigeno para producir energía en mediante un complejo proceso oxidativo. Cuando se utiliza el mecanismo oxidativo, pueden obtenerse 38 moléculas de ATP, por lo que este mecanismo resulta 19 veces mas eficiente que el de la glucolisis anaeróbica. Las grasas proveen mas energía por gramo que los carbohidratos, pero la oxidación de las grasas requiere mas oxigeno que la oxidación de los hidratos de carbono. La energía producida por la grasa es de 5,6 moléculas de ATP por moléculas de oxigeno usadas, mientras que la producida por los carbohidratos es de 6,3 moléculas de ATP por molécula de oxigeno; por ello, los hidratos de carbono son el combustible preferido en los ejercicios de alta intensidad.

Dentro de las vías oxidativas encontramos:

Oxidación de carbohidratos
Oxidación de las grasas
Oxidación de las proteínas

Ciclo de la glucólisis y respiración celular














































Nota: Para ver mejor las imágenes del ciclo de la glucólisis, hacer click en ellas.

Video tomado de www.youtube.com

Glucólisis anaeróbica

Durante la glucolisis anaeróbica, los sustratos utilizados para producir energía son el glucógeno, almacenado en los músculos y el hígado y la glucosa sanguínea disponible en el cuerpo en cantidades limitadas. La reserva del glucógeno del organismo puede aumentarse mediante el entrenamiento y la ingestión de dietas ricas en carbohidratos. Cuanto más glucógeno haya en el musculo, mas tiempo podrá trabajar este, hecho que reviste una gran importancia en el trabajo físico de larga duración. El deposito de hidratos de carbono en el hígado y en el musculo esquelético esta limitado a menos de 2000 kcal de energía necesaria para realizar unos 30 km de carrera. Los depósitos de grasa, sin embargo, exceden de 70000 kcal de reserva de energía.

La formación de acido piruvato a través de la glucolisis anaeróbica conduce a la formación de acido láctico. Este permite que los procesos generadores de energía no se detengan y que se pueda realizar ejercicio de eleva intensidad durante un tiempo mas prolongado. Sin embargo llega un momento en que la concentración muscular de acido láctico es tan elevada que dificulta el proceso de la contracción muscular, lo que obliga a disminuir la intensidad del ejercicio. Para poder mantener la contracción muscular, el acido láctico debe ser eliminado de las fibras musculares en contracción. Este fenómeno se realiza mediante procesos metabólicos que se llevan a cabo en la propia musculatura y en el hígado principalmente. La metabolización del acido láctico se produce durante la realización del ejercicio t sobre todo, en los momentos de reposo una ves finalizada la contracción muscular. La glucolisis anaeróbica tiene una importancia esencial para las actividades físicas que duran entre 15 y 20 segundos 3 minutos en intensidades elevadas. Este mecanismo, que se pone en funcionamiento rápidamente, proporciona 2 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa utilizada.

Ciclo de la glucólisis y respiración celular

Fuentes energéticas anaeróbicas alacticas


El ATP y la fosfocreatina son fuentes energéticas anaeróbicas. La energía derivada de la degradación de la fosfocreatina se utiliza para formar ADP y PI (fosfatos inorgánicos), que producen ATP. Estas dos fuentes de energía se consideran anaeróbicas alacticas, es decir, son reacciones que ocurren en ausencia de oxigeno.

Cuando el trabajo físico se realiza con un máximo de intensidad y es de corta duración (hasta 10 segundos), la resintesis del ATP se lleva a cabo con la propia desintegración del ATP y con la fosfocreatina, que también es almacenada en los músculos. Ejemplo 100m, lanzamiento de disco, jabalina, levantamiento de pesas, etc.
El ATP debe ser sintetizado continuamente, pues no hay un depósito apreciable de esta sustancia en el musculo. Esta fuente de energía solo dura 2 o 3 segundos. A si los movimientos bastante rápidos, cuya duración no supera este intervalo de tiempo, son los que principalmente utilizan esa fuente de energía. La primera vía energética que se pone en funcionamiento para mantener estables los niveles musculares de ATP es la fosfocreatina:

Creatina +Pi ------> ADP +Pi + energía ------> ATP.

Los depósitos de fosfocreatina en el musculo también son limitados, por lo que esta fuente de energía permite realizar esfuerzos que pueden durar 10-15 segundos. Por ejemplo el contrataque en baloncesto o una carrera de 100m en atletismo son actividades físicas que utilizan esta fuente de energía.

Imágen tomada de http://www.sabemosdeperros.com/saberde/imagenes/digestion2.gif

Trifosfato de adenosina (ATP)

El ATP constituye una forma de almacenar y producir energía en compuestos o enlaces de alto valor energético. El ATP es una fuente energética necesaria para todas las formas de trabajo biológico, como la contracción muscular, la digestión, la transmisión nerviosa, la secreción de las glándulas, la fabricación de nuevos tejidos, la circulación de la sangre, etc. El ATP es la fuente directa de energía para la actividad muscular. La liberación de energía proviene de la hidrólisis del ATP en difosfato de adenocina (ADP). Al separarse los enlaces fosfato mediante la introducción de una molécula de agua (hidrólisis), se obtiene gran cantidad de energía. El ATP es generado a través de tres sistemas de energía: los fosfatos (ATP-PC), el sistema glucolitico y el sistema oxidativo.

Metabolismo muscular

El musculo puede considerarse un motor complejo cuya capacidad de trabajo depende de la disponibilidad de energía. Esta energía adopta diversas formas: química, eléctrica, electromagnética, térmica, mecánica y nuclear. Entre el 60 y el 70% de la energía corporal humana se degrada en forma de calor. El resto es utilizado para realizar trabajos mecánicos y actividades celulares. El ser humano obtiene energía a partir de principios inmediatos, como los hidratos de carbono, las grasas y las proteínas. Los carbohidratos y las proteínas proveen de 4kcal/g, mientras que las grasas proporcionan 9kcal/g. Esta energía derivada de los alimentos es almacenada en compuestos de alta energía, que se denominan trifosfato de adenosina (ATP).

El musculo utiliza diferentes combustibles y consigue regenerar por si mismo algunos de ellos. La evaluación de su actividad es bastante complicada y requiere un conocimiento amplio y detallado de cada fuente de energía, de su duración y de la participación de cada una de ellas. En los últimos años las investigaciones científicas han logrado establecer un cuadro razonablemente comprensible de las actividades de las fuentes de energía en el ejercicio muscular. De esta manera, es posible sugerir regímenes de entrenamiento más racionales para utilizar eficientemente los músculos. Estos conocimientos deben aplicarse a todos los deportes y en cualquier tipo de actividad física, para mejorar la capacidad productora, el bienestar y la salud de las personas que suelen practicar estas actividades.


Dentro del metabolismo muscular podemos destacar dos fuentes de energía:

Trifosfato de adenosina (ATP)
Fuentes energéticas anaeróbicas alácticas

Imágen tomada de http://www.educa.madrid.org/web/ies.rayuela.mostoles/deptos/dbiogeo/recursos/Examenes/xx1BachBioFuncionesVitales03/CuadroMetabolismo.png

domingo, 5 de abril de 2009

Introduccion

El conocimiento detallado de la respuesta del organismo al ejercicio físico es fundamental a la hora de diseñar programas de entrenamiento deportivo, como en el más modesto del ocio y la salud.
Toda actividad física supone un estrés que provoca una respuesta fisiológica en el organismo. Cuando dicho estrés se presenta de una manera repetida, como seria el caso de la persona que practica ejercicio regularmente, el organismo sufre un proceso de adaptación que le permite realizar la activa con menor esfuerzo. En definitiva, el objeto principal de los programas de entrenamiento es provocar adaptaciones fisiológicas que mejoren el rendimiento o la salud de los practicantes.

La fisiología se encarga del estudio de los procesos metabólicos y funcionales que se llevan acabo durante la realización de la actividad física y también durante los periodos de recuperación y por lo tanto de adaptación, que son posteriores al ejercicio. Si bien debido a la complejidad de estos procesos todavía no se conoce por completo el funcionamiento del cuerpo humano durante el ejercicio físico, en la actualidad los entrenadores deportivos pueden disponer de toda la información necesaria para elaborar y diseñar los programas de entrenamiento con bases científicas suficientemente contrastadas.

Imagen tomada de www.enfermedad-crohn.com