Laboratorio Nro 8 de Fisiología Humana para TTL 2023 - Ejercicio

Vista previa del material en texto

Cátedra de Fisiología Humana - 2023 
AREA TRABAJO Y TIEMPO LIBRE 
LABORATORIO DISCIPLINAR No 8 – Ejercicio físico 
Autores: Mujica Guillermo, Molinas Jorge, Pablo Arias 
Introducción: 
La realización de un ejercicio muscular comprende no sólo una coordinación neuromuscular de 
los movimientos corporales finamente regulada, sino también múltiples y complejos ajustes 
metabólicos, hemáticos, respiratorios y circulatorios. El trabajo realizado por los músculos en 
contracción, así como, en menor grado, por el aumento de la frecuencia y la fuerza de 
contracción del corazón y del trabajo respiratorio, requiere del aporte de energía, obtenida a 
partir de reacciones químicas. La energía, finalmente, deriva de la oxidación de sustancias 
combustibles, por lo cual los tejidos deben recibir O2 y ceder CO2 en cantidades proporcionales 
a las necesidades energéticas de la actividad. 
Entre la absorción intestinal y la utilización de los nutrientes (que aportan los combustibles 
requeridos) por parte de las células musculares median procesos de transporte, almacenamiento 
y transformación, agrupados bajo la denominación común de metabolismo intermedio. Una 
parte de la energía obtenida por los músculos mediante la oxidación de estos sustratos se disipa 
en forma de calor, que debe ser eliminado a través de la piel, gracias a un aumento del flujo 
sanguíneo cutáneo, de la transpiración, y a través de la respiración. 
Además, los productos resultantes de la actividad muscular incrementada deben ser 
procesados/eliminados por hígado (lactato), pulmones (CO2) o riñón (H
+). Como se puede ver, 
la realización de un ejercicio físico requiere de una respuesta integrada que involucra numerosos 
aparatos y tejidos, controlada desde el sistema nervioso central que la regula a través sus 
divisiones somática y autónoma, y a través de la activación del sistema endócrino. 
Objetivos de la presente actividad 
1- Registrar las modificaciones que se producen las frecuencias cardíaca y
respiratoria en el ejercicio y durante la recuperación, con respecto al estado de reposo
previo.
2- Estimar la capacidad aeróbica a partir del cálculo del consumo de oxígeno (VO2)
durante un ejercicio, y relacionar este parámetro con el entrenamiento de los sujetos
evaluados.
3- Comprender y analizar los mecanismos fisiológicos que subyace a la modificación
de variables cardiovasculares, respiratorias, hemáticas y metabólicas durante el
ejercicio.
Lectura previa: Estimación del consumo máximo de oxígeno (VO2max) 
La potencia aeróbica máxima es la máxima capacidad del organismo de extraer oxígeno de la 
atmósfera y utilizarlo en los tejidos. Es un concepto al que nos podemos acercar a través del 
VO2max. Dicho parámetro puede ser medido (método directo) o puede ser estimado (métodos 
indirectos). El método directo en general usa pruebas en las que el sujeto realiza un ejercicio que 
lo hace llegar a la frecuencia cardíaca (FC) máxima teórica (220-edad) o se lo sigue hasta que la 
FC llegue a la meseta a pesar de seguir aumentando la carga. En este momento se mide el 
VO2max con un analizador de gases conectado al espirómetro. 
La estimación por método indirectos se realiza con tablas diseñadas por investigadores que 
realizan mediciones directas del VO2max comparándolas con la respuesta del organismo a 
pruebas submáximas. Si bien son menos precisas, no requieren de una aparatología costosa 
como la medición directa. 
El desarrollo de ejercicios submáximos (70-85% de la FC máxima teórica) implica un menor 
esfuerzo para el individuo, permitiendo estimar por extrapolación el VO2max que hubiera sido 
posible de alcanzar si la tarea hubiese llegado hasta el máximo esfuerzo. Astrand y 
colaboradores han normatizado dos pruebas y su correspondiente nomograma que permite 
estimar el VO2 (en l/min) en forma indirecta utilizando la frecuencia cardíaca alcanzada, el sexo 
y la potencia al final de la prueba (prueba del cicloergómetro) o sexo y el peso del individuo 
(prueba del escalón). A partir del consumo de oxígeno (VO2) se calcula el consumo máximo 
(VO2max ) expresado en ml/kg/min. 
Método de trabajo: 
Las actividades se desarrollarán en una reunión (120 minutos totales): 
Tareas previas 
a) Lectura y comprensión global de las tareas a realizar en el laboratorio.
b) Lectura y análisis de los contenidos de fisiología del ejercicio muscular, utilizando las
fuentes citadas en el cuaderno del alumno.
Tareas a desarrollar en el Laboratorio (descripción general) 
a) En las aulas se encontrarán los equipos (cicloergómetro, escalones de 40 y 33 cm de altura).
Se iniciará la actividad eligiendo voluntarios/as, en un número acorde con la disponibilidad
de tiempo. Se espera que al menos un sujeto realice la prueba del escalón y otro la del
cicloergómetro. Como máximo podrán ser realizadas 8 pruebas (3 con el cicloergómetro
y 5 con los escalones)
b) Con cada voluntario trabajará un equipo compuesto por un responsable de transcribir los
datos (edad, peso, talla, número de horas de ejercicio semanales, tipo de ejercicio,
frecuencia cardíaca, frecuencia respiratoria ) y tres encargados de su recolección. La toma
de los parámetros se prolongará por 10 min tras concluir el ejercicio.
c) Al finalizar la recolección de datos se compararán los resultados obtenidos y se realizará
una discusión de los mismos bajo la guía del docente a cargo, intentando finalmente
responder las preguntas adjuntas
Instrucciones para la realización de las pruebas 
Prueba con cicloergómetro: 
Determinar la frecuencia respiratoria (FR) y la frecuencia cardíaca (FC) basales (a través 
de la frecuencia del pulso radial) y registrarlas. El sujeto comienza la prueba pedaleando a 70 
revoluciones por minuto con una carga que logre una potencia aproximada de 2 W/kg (12 
kgm/min) durante 6 minutos. Sin interrumpir el ejercicio, a los 5 minutos se determina 
nuevamente la FC. Si la FC se encuentra entre 140 y 160 lpm se termina el ejercicio a los 6 
minutos y se anotan la FR y la FC, de lo contrario se aumenta o disminuye la carga hasta lograr 
el estado de carga submáxima (FC 140-160 lpm) y se registran FC y FR un minuto después de 
alcanzar dicho estado. 
Utilizando la FC (según sexo) y la potencia de la prueba se estima el VO2max expresado en 
l/min) mediante el nomograma. Se continuarán registrando FC y FR cada 2 min hasta 10 minutos 
después de finalizado el ejercicio. 
Recordar: en el cicloergómetro cada pesa de 1 kg representa 50 W (300 kgm/min) y la de 0,5 kg 
así como el portapesas representan 25 W (150 kgm/min). Para un sujeto de 75 kg la carga sería 
entonces de 150 W y es necesario colocar el portapesas + 1 pesa chica + 2 pesas grandes) 
Watts= kgm/min / 6 
 
Prueba del escalón: 
Se utilizarán para la misma el escalón de 40 cm de altura para varones y de 33 cm para mujeres. 
Tras determinar datos personales y frecuencia respiratoria (FR) y frecuencia cardíaca (FC) 
basales el sujeto deberá subir y bajar en 4 tiempos un escalón a una velocidad de 22,5 veces por 
minuto. Para ello se utilizará un metrónomo que emite una señal de 90 pulsos por minuto. 
A los 6 min finalizará el ejercicio y se determinarán la FC y la FR. Dicho registro continuará 
durante 10 min midiendo estos parámetros cada 2 min. Utilizando la FC según el sexo, el peso 
del sujeto y la altura del escalón se estima el VO2 mediante el nomograma adjunto. 
 
Nomograma de Astrand 
(Step test) 
Preguntas guía para la discusión: 
 
¿Qué otros cambios, además del aumento de la frecuencia respiratoria y cardíaca, tienen lugar 
durante el ejercicio físico a nivel de estos aparatos? 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
 
 
¿Qué otros componentes fisiológicos puede mencionar como formando parte de la respuesta al 
ejercicio? 
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
 
 
¿Cómo obtienen los grupos musculares involucrados la energía requerida para la realización de 
un ejercicio de corta duración e intensidad moderada como los que formaron parte de este 
laboratorio? ¿Y si dicho ejercicio se prolongara por un período de 45 min? 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
 
 
Mencione qué factores/sistemas intervendrían en la coordinación de los distintos elementos de 
la respuesta al ejercicio. Por ejemplo, ¿qué señales activan las respuestas cardiovasculares y 
respiratorias al iniciarse la actividad física? 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
 
 
¿Por qué, a pesar de desaparecer el estímulo aferente (movilización de grupos musculares) la 
actividad cardiorrespiratoria continúa aumentada hasta varios minutos de finalizado el ejercicio? 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
 
 
¿Qué factores determinarían que la ventilación continúe incrementada más allá del cese de la 
taquicardia inducida por el ejercicio? 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
 
 
Para terminar, se puede especular, siguiendo a Astrand, que el aumento de la frecuencia 
cardíaca en respuesta a un ejercicio submáximo está en relación inversa con grado de 
entrenamiento del sujeto, que determina un aumento del VO2max. ¿Qué cambios relacionados 
con el entrenamiento podrían ser responsables, a nivel de la musculatura esquelética 
involucrada, del incremento del aprovechamiento del O2 ? 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
…………………………………………………………………………………………………… 
……………………………………………………………………………………………………