fisiologia del ejercicio

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Tema II: Manejo de la energía en el Ejercicio
•	Consumo de oxígeno: El consumo de oxígeno (VO2), en fisiología, corresponde al volumen de oxígeno que el cuerpo consume, que se relaciona con el metabolismo de la persona en determinadas condiciones fisiológicas (reposo o ejercicio). Es un valor complejo que varía con el sexo, la edad y la superficie corporal, además de variar en cuadros donde está afectada la actividad metabólica (por ejemplo hipertiroidismo, sepsis, etc.). El valor normal, en estado basal, es 3,5 ml/kg/min, donde el ml representa el volumen de oxígeno consumido, min el tiempo transcurrido y kg la masa corporal. El consumo de oxígeno es imprescindible para la vida humana.
•	Transición aeróbico-anaeróbico : La transición aeróbica-anaeróbica = aumento de la concentración de lactato en sangre (ejercicio físico de intensidad progresiva) = aporte inadecuado de oxígeno a los músculos metabólicamente activos durante esa actividad ( ver diapositivas mas).
•	Entrenamiento de resistencia aeróbica: El entrenamiento aeróbico fortalece el corazón y los pulmones y mejora el funcionamiento de los músculos. Un objetivo del entrenamiento aeróbico es mejorar el rendimiento deportivo y mejorar la respuesta al entrenamiento. La siguiente información de American Academy of Pediatrics (AAP) es acerca de los ejercicios de entrenamiento aeróbico.
Los ejercicios de entrenamiento aeróbico son todas las actividades que aumentan el ritmo cardíaco y hacen que la respiración sea un poco más difícil. La actividad que está realizando debe ser constante y continua. Algunos ejemplos de actividades aeróbicas son
•	Caminar o excursionismo
•	Trotar o correr
•	Montar en bicicleta
•	Nadar
•	Remar
•	Patinar en línea
•	Esquí a campo traviesa
•	Ejercitarse en una máquina escaladora o elíptica
Otras actividades cuando se realizan de manera constante y continua, pueden ser aeróbicas como el tenis, ráquetbol y las artes marciales. Sin embargo, el entrenamiento con pesas no es aeróbico ya que se realiza en breves períodos de algunos minutos a la vez.
El entrenamiento aeróbico aumenta la velocidad a la que el oxígeno inhalado pasa de los pulmones y el corazón al torrente sanguíneo para que lo usen los músculos. Los atletas que tienen un acondicionamiento físico aeróbico pueden ejercitarse más tiempo y más arduamente antes de sentirse cansados. Durante el ejercicio tienen un ritmo cardíaco más lento, una velocidad de respiración más lenta, menos fatiga muscular y más energía. Después del ejercicio, se recuperan más rápido. La condición física aeróbica se puede medir en un entorno de laboratorio mientras se ejercitan en una banda para caminar o en una bicicleta estacionaria. Esto se conoce como consumo máximo de oxígeno o VO2 máx.
•	Anaerobismo y adaptaciones al entrenamiento 
Adaptaciones al sistema anaerobico
Adaptaciones al musculo:
o	El entrenamiento anaerobico incluye un entrenamiento con esprines y entrenamiento resistido
o	Se reflejan cambios en los músculos esqueléticos.
o	Si trabajan a intensidades +1
o	Se reclutan fibras rápidas en mayor medida, pero las fibras lentas siguen reclutándose.
o	Las fibras musculares FTA y FTB en sus áreas transversales.
o	El área transversal de la fibra ST , - 
Adaptaciones a los sistemas energéticos:
Adaptaciones al sistema de ATP y PC:
o	Esfuerzos máximos de duración 6s
o	Imponen la parte más importante de sus demandas a la descomposición y recompensa de ATP Y PC.
o	este tipo de entrenamiento aumentara el rendimiento al mejorar la fuerza
o	 producirá poca o ninguna mejora en la liberación de energía de ATP y PC.
Adaptación al sistema glucolítico:
o	El entrenamiento anaerobico incrementa las actividades de enzimas glucolicas y oxidativas claves. Serie de 30s
o	fosforilasa, 
o	fosfofructocinasa,
o	lactatodeshidrogenasa, 
o	ejercicios de 30s, 10% a 20 %
Adaptación en el umbral de lactato 
o	el umbral de lactato es un marcador fisiológico muy relacionado con el rendimiento aerobico de fondo. 
o	A medida que uno está más entrenado la concentración de lactato en sangre es menor en el mismo ritmo de trabajo. 
Tema III: Fuentes energéticas en el movimiento
•	Sistemas energéticos del movimiento.
¿Qué es el ATP?
El ATP es la principal molécula energética de nuestro organismo. Recibe ese nombre porque es la abreviación de Adenosin Trifosfato o bien Trifosfato de Adenosina. Esta molécula está conformada por el núcleo (adenosín) y tres átomos de fosfato. Todos los organismos vivos recurren a este sustrato como fuente energética primaria.
El ATP se descompone mediante un proceso de hidrólisis en una molécula ADP (Adenosin bifosfato) y un átomo de fosfato. En el proceso, que requiere agua, se libera energía. Posteriormente, el ADP puede volver a convertirse en ATP a través de una fosforilación, la ganancia de un fosfato. Este mecanismo se conoce como ciclo ATP/ADP, y requiere energía.
El cuerpo humano está constantemente reciclando ATP. Es una de las funciones metabólicas más intensas. Cuando se realiza una actividad física de cualquier tipo, dependiendo de la intensidad, se va a requerir mayor o menor ritmo para evitar la demora en el suministro energético. A mayor necesidad, la intensidad se vuelve más notable, y es ahí donde juega un papel importante la condición física, pues si no se goza de un buen estado físico, el rendimiento no será tan alto.
ATP y los sistemas energéticos
Como decimos, el cuerpo necesita energía para realizar trabajo físico, para cualquier actividad: sentarse, caminar, realizar trabajos intensos. La energía viene en forma de ATP, por lo tanto, la rapidez con la que el organismo es capaz de hacer uso del ATP está determinada por los sistemas energéticos para producir esta molécula.
Los músculos, que son las estructuras en las que se produce el ATP, disponen de cinco moléculas de las que obtener energía: el ATP, el fosfato de creatina, el glucógeno, las grasas y las proteínas. Dependiendo de la vía a través de la cual se obtenga energía podemos hablar de diferentes sistemas energéticos.
Hablamos de sistema de fosfágenos, glucólisis anaeróbica y sistemas aeróbico u oxidativo, que vienen determinados por las moléculas que aportan esta energía necesaria y por el tiempo de duración de la actividad física y la intensidad.
Tipos de sistemas energéticos
Existen tres sistemas energéticos en el deporte, todos ellos se van solapando atendiendo a las demandas energéticas del deportista. El sistema de los fosfágenos: ATP y fosfocreatina, solo es capaz de suministrar energía durante unos segundos. El relevo lo marca el metabolismo anaeróbico, mediante la glucólisis anaeróbica, que encuentra su máximo de exposición a los dos minutos. Finalmente, el tercer sistema energético es el aeróbico, que es de mayor duración.
Sistema de los fosfágenos
Este sistema se denomina también sistema anaeróbico aláctico. La obtención de energía depende de las reservas de ATP y fosfocreatinas presentes en el músculo. Es la fórmula más rápida de obtención de energía y es la que se utiliza para movimientos explosivos en los que no hay tiempo para convertir otros combustibles en ATP.
Esta vía de obtención de energía no genera acumulación de ácido láctico en los músculos, lo que quiere decir que no se conlleva la aparición de las molestas “agujetas”. Sin embargo, solo es válido para esfuerzos de máxima intensidad durante periodos cortos de tiempo, no más de 10 segundos. Ofrece un aporte de energía máximo.
El sistema de fosfágenos es la vía energética habitual para deportes de potencia, con carácter explosivo, es decir, aquellos que implican distancias y tiempos cortos: halterofilia, las pruebas atléticas de velocidad, el crossfit, y por supuesto otros muchos deportes que, en ocasiones, requieren este tipo de esfuerzos explosivos e intensos.
La glucólisis anaeróbica
La glucólisis anaeróbica es la vía que sustituye al sistema de los fosfágenos. Es la fuente energética principal en esfuerzos deportivos de alta intensidad que siguen siendo cortos en duración pero van más allá de unos pocos segundos. Este sistema energéticoaparece cuando las reservas de ATP y fosfocreatina se agotan y el músculo debe volver a sintetizar ATP a partir de la glucosa en un proceso denominado glucolisis.
La glucólisis anaeróbica proporciona energía suficiente para mantener esfuerzos de alta intensidad por un tiempo no superior a un minuto. El límite de esta vía energética es que, como resultado final, se forma ácido láctico en el organismo, una acidosis que limita la capacidad de realizar ejercicio produciendo fatiga muscular. La acumulación de ácido láctico y su posterior cristalización es lo que se conoce como agujetas.
Los deportistas deben adaptarse a estos mecanismos de producción de energía y desarrollar tolerancia a moléculas como el ácido láctico. Esto se consigue planificando bien los entrenamientos y regulando el nivel de ejercicio físico.
El sistema aeróbico u oxidativo
Tras ATP, fosfocreatina y glucosa que se obtiene en primer término del glucógeno, el organismo ha de echar mano del sistema oxidativo, es decir, los músculos utilizan como combustibles el oxígeno presente en hidratos de carbono y grasas. Si se agotan las reservas de hidratos de carbono y grasas, las proteínas también ofrecen energía, pero en menor grado.
Esta es la vía más lenta para conseguir ATP, pero la energía que se genera puede ser utilizada durante un largo periodo de tiempo. Tal es así que los esfuerzos aeróbicos son aquellos en los que una persona se mantiene practicando deporte o haciendo actividad física durante un tiempo prolongado y a una intensidad más baja.
El sistema aeróbico es el que se pone en marcha cuando se practican deportes de resistencia: pruebas de atletismo de fondo, triatlón, natación de larga distancia, ciclismo, y por supuesto deportes de equipo o individuales de larga duración y no sometidos a esfuerzos intensos, sino prolongas en el tiempo.
Para los deportistas de estas disciplinas, el objetivo es hacer llegar el suficiente oxígeno a los músculos para facilitar el esfuerzo físico. Con el sistema aeróbico u oxidativo, la mayor parte del tiempo de entreno o competición se realza trabajo por debajo de la capacidad máxima de oxigenación, y no se genera ácido láctico.
Tanto en el sistema de fosfágenos como la glucólisis anaeróbica son sistemas que funcionan sin oxígeno, anaeróbicos; mientras que el sistema oxidativo requiere la entrada constante de oxígeno. Estas tres fuentes energéticas se mantienen activas de manera simultánea en todo momento, lo que ocurre es que dependiendo del tipo de actividad, su duración y la intensidad predominan unos u otros.
Todos los deportistas necesitan desarrollar un funcionamiento óptimo de los sistemas energéticos en deporte. La resistencia aeróbica es la base sobre la que se sustenta cualquier otro trabajo físico, pero la explosividad es también muy necesaria, de ahí que ejercicios tipo HIIT (de alta intensidad y duración corta) sean igualmente interesantes para ayudar a mejorar las capacidades deportivas y el rendimiento.
•	Gasto energético.
El gasto energético es la relación entre el consumo de energía y la energía que necesita el organismo.Para mantener el organismo en equilibrio la energía consumida debe de ser igual a la utilizada, o sea que las necesidades energéticas diarias han de ser igual al gasto energético total diario. Si se consume más energía de la necesaria se engorda y si se consume por debajo de las necesidades se entra en desnutrición y por ende se adelgaza al utilizar las reservas de energía del organismo. El organismo no es una excepción al primer principio de la termodinámica.
La energía se define como la capacidad para trabajar en distintas funciones. En el estudio de la nutrición, se refiere a la manera en la que el cuerpo utiliza la energía localizada en las uniones químicas dentro de los alimentos. En el organismo, la energía se libera mediante el metabolismo de los alimentos, los cuales deben suministrarse regularmente para satisfacer las necesidades energéticas para la supervivencia del cuerpo. Si bien, a la larga, toda la energía aparece en forma de calor, el cual se disipa hacia la atmósfera, los procesos únicos que ocurren dentro de las células hacen posible primero su uso para todas las tareas que se requieren para mantener la vida. Entre estos procesos se encuentran reacciones químicas que llevan a cabo la GUP síntesis y mantenimiento de los tejidos corporales, conducción eléctrica de la actividad nerviosa, el trabajo mecánico del esfuerzo muscular y la producción de calor para mantener la temperatura corporal.
El gasto energético es la relación entre el consumo de energía y la energía necesaria por el organismo. Para que el organismo pueda mantener su equilibrio, la energía consumida debe de ser igual a la utilizada, o sea que las necesidades energéticas diarias han de ser igual al gasto energético total diario.
El cuerpo humano gasta la energía a través de varias maneras en las que destacan: en la forma de gasto energético de reposo, actividad voluntaria (física) y el efecto térmico de los alimentos . Excepto en sujetos extremadamente activos, el GER constituye la mayor porción del gasto energético total . La contribución de la actividad física varía mucho entre los individuos.
El conjunto del gasto energético podemos dividirlo en:
-Tasa metabólica basal
-Gasto de actividad Física
-Acción dinámica de los alimento
Gasto metabólico basal o metabolismo basal
Depende de la masa celular activa, es decir, del número y tamaño de células activas que posee un organismo. La masa celular activa varía de una persona a otra según:
•	Tamaño y composición corporal
•	Edad
•	Etapa de crecimiento
La energía que se emplea en el metabolismo basal está destinada a:
•	Metabolismo celular (50%)
•	Síntesis de moléculas, sobre todo de proteínas (40%)
•	Trabajo mecánico interno (movimiento de los músculos respiratorios, contracción del corazón, etc) (10%)
Es el estado en el que se consume energía para las actividades mecánicas que brindan sostén a los procesos vitales, como respiración y circulación, se sintetizan constituyentes orgánicos, se bombean iones a través de las membranas y se conserva la temperatura corporal. La mitad de la energía consumida se emplea para satisfacer las necesidades metabólicas del sistema nervioso. Los términos Tasa Metabólica Basal y Gasto energético en reposo, a menudo tienden a confundirse, la diferencia está en la medición de ambos.
La Tasa metabólica basal se mide en la mañana, con el cuerpo en descanso físico y mental completo, relajado, después de que el sujeto se despierta y está en estado de postabsorción (10 – 12 horas después de última comida) y esta representa entre el 60 – 75% del Gasto energético total; mientras que el Gasto energético en reposo, se mide en cualquier momento del día y 3 a 4 horas después de la última comida. El metabolismo basal diario se puede calcular de manera aproximada de la siguiente forma, según Harris-Benedict:
Hombre: 66,473 + (13,752 x peso (kg)) + (5,0033 x estatura (cm)) - (6,775 x edad (años)); Mujer: 655,0955 + (9,563 x peso (kg)) + (1,850 x estatura (cm)) - (4,676 x edad (años))
Factores que afectan la Tasa Metabólica Basal
Tamaño y composición corporal, que se relacionan con la pérdida de calor y de energía que se requieren para mantener la masa muscular magra en reposo.
Efecto térmico de los alimentos
Los periodos de crecimiento rápido, como en los primeros dos años de vida, así como durante el embarazo.
Las secreciones de las glándulas endocrinas, en particular hormonas tiroideas (tiroxina) y norepinefrina, reguladores principales de la tasa metabólica. Cuando el suministro es inadecuado, el metabolismo basal puede caer hasta un 30 – 50%. Una glándula tiroides muy activa puede aumentar la TMB a casi el doble de la cantidad normal. Durante el sueño, la TMB disminuye aproximadamente en un 10% respecto a los niveles medidos en sujetos despiertos. Los episodios de fiebre o enfermedad, aumentan la TMB aproximadamente en 7% por cada grado de elevación de la temperatura corporal superior a 37 °C. Temperaturas ambientalesextremas. Personas que viven en climas tropicales por lo general tienen una TMB de 5 – 20% más elevados que aquellas en áreas templadas.
Efecto térmico de los alimentos
También llamado proceso de Termogénesis, es la energía que se requiere para digerir, absorber y metabolizar los nutrientes. Aunque anteriormente se pensaba que esta energía era la necesaria para metabolizar proteínas, ahora parece ser el resultado de la síntesis de grasas y glucógeno a partir de carbohidratos. El consumo de carbohidratos o grasas aumenta la tasa metabólica cerca del 5% de calorías totales consumidas. Si la ingesta consta de proteínas de forma exclusiva la tasa metabólica aumenta cerca del 25%. Sin embargo, estos efectos disminuyen cuando los alimentos se mezclan en cada comida. Por lo general, el gasto por termogénesis se calcula en un 10% del gasto energético total. Cuando la comida es seguida de ejercicio, el (ETA) casi se duplica (2), proceso llamado Termogénesis adaptativa, la cual también es estimulada por el frío, la cafeína y la nicotina. Se ha demostrado que la cantidad de cafeína en una taza de café dada cada 2 horas durante 12 horas aumenta la ETA en un 8-11% (3). La nicotina tiene un efecto similar. Todo el trabajo empleado en la digestión, transporte y almacenamiento de nutrientes ocasiona un gasto energético que puede cifrarse, como promedio, en un 8 – 10 % del contenido energético del alimento ingerido.
La termogénesis de los alimentos es cualquier cambio en el gasto energético inducido por la dieta y es mayor aproximadamente 1 hora después de la ingesta y desaparece aproximadamente a las 4 horas después de la ingesta. Esta termogénesis es la energía que se requiere “invertir” para los procesos de digestión, absorción y metabolismo de los nutrientes obtenidos a través de los alimentos.1
Termogénesis Adaptativa
La termogénesis también llamada termoregulación, es el proceso de cuando los seres humanos y otros organismos producen calor, lo cual es una pequeña contribución al gasto energético total. El calor que se produce en la termogénesis de adaptación es producida cuando el cuerpo gasta energía debido a una actividad física no voluntaria desencadenada por condiciones ambientales de frío, o debido a una ingesta excesiva de alimentos. Algunos ejemplos de actividades no voluntarias son, el movimiento por intranquilidad, escalofrío cuando hace frío, mantenimiento del tono muscular, y el tratar de mantener el cuerpo vertical cuando no se está acostado. Algunos estudios demuestran que las personas pueden controlar el aumento de peso mediante la termogénesis aunque no todas las personas experimentan suficiente como para regular su peso.
El tejido adiposo pardo es una variación de tejido adiposo que tiene gran participación en la termogenésis, la apariencia parda tiene mucho que ver con la gran cantidad de capilares que contiene; la podemos encontrar en los animales en hibernación, pues la ocupan para generar calor en los fríos meses de invierno y también en pequeñas cantidades en los lactantes pues se ha encontrado que en esta etapa el 5% del peso corporal es de grasa parda. La diferencia de la grasa parda con la grasa normal es que tiene una proteína "desacopladora" que utiliza el alimento que se consume para generar calor al cuerpo en lugar de crear energía en forma de ATP.2
Termogénesis inducida por la temperatura ambiente
Para mantener constante la temperatura corporal a 36.5 °C.
Actividad física diaria
La contribución de la actividad física diaria al Gasto energético total es muy variable, pudiendo ir desde un 10% hasta un 50% (atleta). Este gasto varía considerablemente dependiendo del tamaño corporal, de la masa muscular magra y de los hábitos individuales de movimiento. Los patrones de actividad física varían con la edad, los niños por lo general son más activos que los ancianos. El ejercicio aeróbico y un aumento de la masa muscular pueden incrementar esta tasa. Es la parte más variable del gasto energético diario e incluye a la actividad física espontánea (ej. movimiento de las manos al hablar, corrección de la postura mientras se permanece sentado, gestos de la cara, etc) como la voluntaria (trabajo, deporte, etc).