Apuntes fisiologia

FISIOLOGÍA Curso de Directores Deportivos de Ciclismo: Nivel III BLOQUE COMÚN

Dra. Silvia Sedano Campo Universidad Europea Miguel de Cervantes (Valladolid)

Curso de directores de Ciclismo Nivel III

ESQUEMA DE LA ASIGNATURA 1.

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Conceptos básicos 1.1. Fisiología del Ejercicio 1.2. Valoración o evaluación funcional 1.2.1. Pruebas de laboratorio 1.2.2. Pruebas de campo 1.2.3. Factores a controlar en la evaluación funcional.

Sistemas energéticos en el ejercicio 2.1. Fuentes energéticas en el cuerpo humano 2.2. Bioenergética: Producción de ATP. 2.2.1. Sistema ATP-PC 2.2.2. Glucólisis anaeróbica 2.2.3. Sistema aeróbico u oxidativo Sistema cardiovascular y ejercicio 3.1. Conceptos básicos 3.2. Respuestas y adaptaciones del sistema cardiovascular al ejercicio 3.2.1. Flujo sanguíneo muscular 3.2.2. Frecuencia cardiaca 3.2.3. Volumen sistólico 3.2.4. Gasto cardiaco 3.2.5. Presión arterial 3.2.6. Corazón 3.3. Métodos de control y evaluación del funcionamiento del sistema cardiovascular 3.4. Conceptos básicos relacionados con el sistema sanguíneo 3.5. Respuestas y adaptaciones del sistema sanguíneo al ejercicio 3.5.1. Volumen plasmático 3.5.2. Serie roja sanguínea 3.5.3. Serie blanca sanguínea 3.5.4. Serie plaquetaria 3.5.5. Aparición de la anemia del deportista Sistema respiratorio y ejercicio 4.1. Conceptos básicos 4.2. Respuestas y adaptaciones del sistema respiratorio con el ejercicio 4.2.1. Ventilación pulmonar 4.2.2. Inspiración y espiración 4.2.3. Perfusión 4.2.4. Relación ventilación/perfusión 4.3. Métodos de control y evaluación del funcionamiento del sistema respiratorio 4.3.1. Espirometría 4.3.2. Ergoespirometría Capacidad funcional aeróbica y anaeróbica 5.1. Consumo máximo de oxígeno 5.1.1. Respuesta del consumo máximo de oxígeno durante el ejercicio 5.1.2. Factores que influyen en el consumo máximo de oxígeno 5.1.3. Valoración del consumo máximo de oxígeno 5.2. Umbral anaeróbico 5.2.1. Valoración del umbral anaeróbico Sistema muscular y ejercicio físico 6.1. Tipos de fibras musculares esqueléticas 6.2. Factores fisiológicos determinantes de la fuerza muscular 6.3. La fatiga muscular 6.4. Las agujetas o mialgia diferida Termorregulación 7.1. Ejercicio físico en ambiente caluroso Altitud y rendimiento deportivo 8.1. Respuestas de nuestro organismo ante una situación de hipoxia 8.2. Rendimiento deportivo en altitud 8.3. Entrenamiento en altitud Bibliografía

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1. Conceptos básicos.

1.1. Fisiología del Ejercicio La Fisiología Humana es la ciencia que trata de las funciones del organismo en su conjunto y de cada una de sus partes por separado, es decir, es la ciencia que se encarga de estudiar el funcionamiento de cada uno de los sistemas del cuerpo humano. Por otro lado, la Anatomía es la ciencia que se encarga del estudio de la estructura de un organismo y de la relación entre sus partes. Ambas disciplinas científicas se complementan para la comprensión de la función de cada una de las partes de nuestro cuerpo.

Por su parte la Fisiología del Ejercicio se define como el estudio de cómo las estructuras y funciones de nuestro cuerpo se ven alteradas cuando estamos expuestos a series agudas y crónicas de ejercicio. Para entender los fundamentos de fisiología del ejercicio, es necesario distinguir dos conceptos, la respuesta y la adaptación.

 Respuesta: Capacidad del cuerpo para detectar cambios y responder ante ellos en un momento dado. Toda respuesta tiene un carácter agudo.  Adaptación: Proceso por el cual cuando una respuesta se produce de manera repetida, el organismo produce una modificación de carácter crónico con el objetivo de adaptarse a esa situación que se repite. A diferencia de la respuesta, la adaptación tiene carácter crónico.

1.2. Valoración o evaluación funcional La evaluación funcional es el proceso por el cual se analiza la respuesta aguda de los sistemas corporales ante un ejercicio. Esta evaluación es esencial para controlar el proceso de entrenamiento y suele realizarse a través de diferentes pruebas estandarizadas que nos sirven para medir capacidades naturales o adquiridas y comprobar su evolución en el tiempo. Las evaluaciones repetidas son las que nos permiten controlar la adaptación del organismo a determinadas situaciones de entrenamiento.

La evaluación funcional es necesaria por dos razones fundamentales: Es la manera de conocer el nivel inicial del ciclista que va a trabajar con nosotros, así como su potencial de desarrollo.

Es el único modo que tenemos, como entrenadores-preparadores de controlar si los objetivos de entrenamiento se están consiguiendo con la planificación que planteamos. En caso de que no se estén logrando, nos permite detectar errores y hacer modificaciones precisas

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Curso de directores de Ciclismo Nivel III a tiempo. En definitiva, la evaluación funcional permite medir la eficacia de un programa de entrenamiento.

A la hora de plantear la evaluación funcional podemos utilizar dos tipos de pruebas, de campo y de laboratorio.

1.2.1 Pruebas de laboratorio Habitualmente se llevan a cabo en laboratorios pertenecientes a centros médicos o de investigación.

Como principales ventajas tienen el hecho de que las condiciones externas pueden controlarse y aislarse, las medidas normalmente son directas y exactas y son pruebas fácilmente reproducibles.

Por su parte, este tipo de pruebas tienen la desventaja de que suelen ser muy complejas, en ocasiones difíciles de interpretar, costosas y además en ellas es muy difícil mantener el gesto deportivo igual que en la realidad del deporte, es decir no tienen en cuenta la influencia del factor técnico.

1.2.2 Pruebas de campo Las pruebas de campo se desarrollan en el lugar habitual de práctica del deportista, que en el caso del ciclista, será la carretera o el velódromo.

Las principales ventajas radican en que las condiciones de realización se asemejan mucho más a las de la práctica real, de hecho, el ciclista puede utilizar incluso su propia bicicleta y efectuar la prueba en su medio habitual de entrenamiento y competición. Además, estas pruebas suelen ser más sencillas y económicas, simplificándose también la interpretación de los resultados.

Las principales desventajas se relacionan con el hecho de que las medidas que tomamos por lo general no son tan exactas y es muy difícil aislar y modificar las condiciones externas.

1.2.3 Factores a controlar en la evaluación funcional A la hora de realizar una evaluación funcional y que los datos sean válidos y útiles para nuestros propósitos tenemos que controlar una serie de aspectos que se resumen a continuación: - Las variables evaluadas han de corresponderse con los factores de rendimiento propios de la modalidad deportiva.

- Los protocolos de evaluación seleccionados han de estar estandarizados y, en la medida de lo posible, ser específicos de ciclismo.

- El protocolo ha de garantizar la validez, la fiabilidad y la objetividad de los resultados.

- Es necesario controlar aspectos externos que pueden influir en los resultados: condiciones climatológicas, ingesta alimenticia, descanso, carga de entrenamiento, ciclo diurno…

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2. Sistemas energéticos en el ejercicio Todos los movimientos que tienen lugar en el cuerpo humano precisan de energía, que es la capacidad para desarrollar un trabajo. En el caso del cuerpo humano, el músculo es el elemento activo del sistema locomotor y por ello está especializado en el desarrollo de energía mecánica a partir de la energía química procedente de los alimentos que ingerimos con nuestra dieta.

2.1. Fuentes energéticas en el cuerpo humano Los macronutrientes que ingerimos en la dieta se descomponen a través del proceso de la digestión en unidades básicas que pueden ser absorbidas para su utilización por parte de los músculos en la producción de energía. Por ejemplo las proteínas, los hidratos de carbono y las grasas son macronutrientes que la digestión descompone en aminoácidos, monosacáridos y ácidos grasos, respectivamente, sustancias que ya son utilizables.

Si bien con la dieta ingerimos hidratos de carbono, grasas, proteínas, vitaminas, minerales y agua, sólo las dos primeras tienen una función principal de carácter energético. A continuación se resumen las características generales de estos dos tipos de nutrientes y de las proteínas, que, aunque de manera secundaria, también tienen una función de carácter energético.

 Hidratos de carbono: Se almacenan en forma de glucógeno en el hígado o el músculo. Su principal función es la de proporcionar energía al organismo. Existen dos tipos de hidratos de carbono, los simples y los complejos, dependiendo de si su índice glucémico es alto o bajo, respectivamente. Los hidratos de carbono son fácilmente accesibles para la obtención de energía pero las reservas son limitadas.  Grasas: Se almacenan en forma de triglicéridos en nuestra piel. Su principal función también es la energética. Las grasas son menos accesibles para la obtención de energía, sin embargo tienen una mayor capacidad de liberación de energía, aunque mucho más lenta.  Proteínas: La función principal de las proteínas no es energética, sino estructural. Son poco accesibles para la liberación de energía y sólo tienen importancia en ejercicios de larga duración donde los hidratos y las grasas no son capaces de hacer frente a todas las necesidades energéticas.

Dentro del cuerpo humano, la energía se almacena en forma de moléculas de ATP (Adenosín trifosfato), que puede considerarse la “moneda energética del organismo”. Los hidratos de carbono y las grasas que obtenemos de los alimentos tienen que convertirse en ATP para que se puedan aprovechar y almacenar. El músculo ha de ser capaz de utilizar con efectividad la energía almacenada en forma de ATP, pero como esos almacenes musculares son muy limitados, ha de tener, a su vez, muy desarrollados los mecanismos destinados a la resíntesis de ATP, para poder volver a utilizarlo.

Al proceso de almacenamiento de energía formando ATP a partir de otras fuentes químicas se le conoce como fosforilación.

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2.2 Bioenergética: Producción de ATP Este proceso de reposición del ATP puede producirse por dos grandes vías: vía anaeróbica y vía aeróbica, dependiendo de la presencia o ausencia de oxígeno.

En el cuerpo humano pueden distinguirse tres grandes vías metabólicas: - Sistema ATP-PC (anaeróbica).

- Sistema glucolítico (anaeróbica).

- Sistema aeróbico u oxidativo (aeróbica).

A continuación se irá explicando cada una de las vías metabólicas que utiliza nuestro cuerpo para la obtención y resíntesis del ATP necesario para la contracción muscular y el movimiento.

Es necesario indicar que todas las vías metabólicas están participando a la vez en los distintos esfuerzos, sin embargo la importancia de unas y otras depende de la duración y la intensidad del esfuerzo.

2.2.1. Sistema ATP-PC El sistema ATP-PC utiliza dos moléculas altamente energéticas presentes en las células, adenosin trifosfato (ATP) y fosfocreatina (PC).

El ATP produce gran cantidad de energía de manera inmediata rompiendo un enlace y convirtiéndose en ADP. Como ya hemos dicho, el ATP almacenado se gasta muy rápido y la primera fuente de reposición del mismo es la propia fosfocreatina. La PC se utiliza para reconstruir el ATP utilizado y mantener así un suministro constante.

Este sistema no requiere de la presencia de oxígeno y proporciona energía de manera inmediata puesto que no necesita ninguna estructura celular especial. Es el sistema fundamental en los primeros momentos de un esfuerzo intenso, pero se agota rápidamente (3-15 seg).

Es la vía conocida como vía anaeróbica aláctica porque además de no necesitar oxígeno, no produce como residuo el ácido láctico. Esta vía metabólica es utilizada en deportes de corta duración y alta intensidad.

2.2.2. Glucólisis anaeróbica Cuando el sistema ATP-PC no es capaz de garantizar el suministro energético adecuado para el mantenimiento de la intensidad de esfuerzo, han de entrar en juego otras vías. La primera que cobra importancia en este sentido es la glucólisis anaeróbica, que descompone la glucosa mediante enzimas glucolíticas para la liberación de energía. Esa glucosa puede provenir de dos lugares, de la digestión de los hidratos de carbono que hemos ingerido o bien de la descomposición del glucógeno que tenemos almacenado en el hígado y en los músculos.

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Curso de directores de Ciclismo Nivel III Esta vía se compone de 12 reacciones enzimáticas que tienen como objetivo descomponer el glucógeno, formando como producto final el ácido láctico, que rápidamente se convierte en lactato, que es uno de los causantes de la fatiga muscular.

La producción de energía por esta vía tampoco requiere la presencia de oxígeno, es una vía anaeróbica, pero al producir ácido láctico, a ésta la conocemos como vía anaeróbica láctica. Es la vía predominante durante los 23 primeros minutos de un esfuerzo intenso.

Produce energía a una velocidad más baja que la vía anterior, lo que hace que la intensidad de esfuerzo, aun siendo alta, sea menor que en los esfuerzos en los que predomina la vía ATP-PC. 2.2.3. Sistema aeróbico u oxidativo Cuando el músculo debe mantener una actividad prolongada durante más de 2-3 minutos necesita echar mano del sistema aeróbico u oxidativo. El sistema oxidativo produce energía a través de lo que se conoce como respiración celular, que es un proceso mediante el cual el cuerpo descompone combustibles con la ayuda de oxígeno para generar energía. Cuanto más oxígeno llegue al músculo, más energía va a ser capaz de producir éste. En este sistema de producción de energía podemos utilizar tanto los hidratos de carbono, como las grasas y las proteínas, dando lugar a tres subsistemas que aparecen en el siguiente orden dentro del continuo energético:  Glucólisis aeróbica.

 Oxidación de las grasas.  Metabolismo de las proteínas. a. Glucólisis aeróbica Al igual que la glucólisis anaeróbica esta vía se compone de 12 reacciones enzimáticas que tienen como objetivo descomponer el glucógeno (hidratos de carbono). El proceso es idéntico, pero como se desarrolla en presencia de oxígeno, el producto final no es el ácido láctico, sino Acetil CoA que es el combustible utilizado por las mitocondrias para producir energía. El Acetil CoA entra en la mitocondria y pasa por una serie de reacciones en lo que denominamos ciclo de Krebs, que irán produciendo energía que se utilizará para la síntesis de ATP. La glucólisis aeróbica es un proceso más elaborado que produce gran cantidad de energía aunque de manera más lenta que las vías metabólicas anteriores. Esto produce una disminución lógica de la intensidad del esfuerzo. b. Oxidación de las grasas Los lípidos siguen un camino muy parecido al explicado anteriormente en el caso de los hidratos de carbono. La grasa se almacena en forma de 6 Dra. Silvia Sedano Campo

Curso de directores de Ciclismo Nivel III triglicéridos bajo la piel y para poder utilizar estos triglicéridos es necesario que sufran un proceso de descomposición al que se conoce como lipólisis. Ese proceso hace que los triglicéridos se descompongan en ácidos grasos libres y pasen a la sangre y de ahí a las fibras musculares. En las fibras musculares sufrirán el proceso de betaoxidación, que son un conjunto de reacciones químicas que generan como producto final Acetil CoA que sigue el mismo camino que en la glucólisis aeróbica, es decir pasa al Ciclo de Krebs.

Esta vía metabólica aeróbica produce mayor cantidad de energía que la glucólisis aeróbica, pero de una manera mucho más lenta y prolongada.

Permite mantener un esfuerzo prolongado de menor intensidad.

El mayor potencial energético está en los lípidos, de ahí que deportistas entrenados puedan rendir a una buena intensidad de ejercicio utilizando esta fuente energética y prolongar su esfuerzo durante más tiempo, reservando el glucógeno para momentos de mayor intensidad. c. Metabolismo de las proteínas Esta vía de obtención de energía es secundaria, puesto que la principal función de las proteínas es la estructural y no la energética. De hecho, las estimaciones de consumo energético por lo general obvian la producción a partir de las proteínas. La utilización de las proteínas supone, en condiciones normales, un 2-3 % de la energía obtenida. Esta vía cobra importancia en esfuerzos muy prolongados en los que se produzcan disminuciones importantes en las reservas de glucógeno muscular. En estos casos la producción puede llegar a ser de hasta un 10%.

3. Sistema cardiovascular y ejercicio El Sistema Cardiovascular se define como la estructura anatómica que se encarga de hacer llegar la sangre a todos los tejidos del cuerpo humano. Se compone de dos grandes elementos, el corazón, que es un dispositivo muscular de bombeo, y un sistema cerrado de vasos llamados arterias, venas y capilares. El objetivo primordial de este sistema es hacer llegar a todas las células del cuerpo el oxígeno y los nutrientes que necesitan para realizar sus funciones así como recoger los productos de deshecho generados para que sean eliminados.

3.1 Conceptos básicos Para entender las modificaciones que se producen en el sistema cardiovascular en respuesta al esfuerzo es necesario conocer una serie de conceptos que a continuación se describen.

- Frecuencia cardiaca (FC): Cantidad de latidos que se producen en el corazón por minuto. Lo normal es que la FC esté situada entre 60 y 80 pulsaciones por minuto, aunque en deportistas es frecuente encontrar FC inferiores.

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Curso de directores de Ciclismo Nivel III - Volumen sistólico (Vs): Cantidad de sangre que el corazón expulsa con cada latido. En reposo un corazón sano suele expulsar unos 70 ml de sangre.

- Gasto cardiaco (GC): Volumen de sangre que el corazón expulsa en un minuto. Se calcula multiplicando la frecuencia cardiaca por el volumen sistólico.

- Presión arterial (Tensión arterial): Fuerza que ejerce la sangre contra las paredes de las arterias. Existen dos tensiones diferentes: - T.A. Sistólica: Valor máximo de la tensión arterial en la sístole, es decir cuando el corazón se contrae. (120 mm de Hg) - T.A. Diastólica: Valor mínimo de la tensión arterial en la diástole, es decir cuando el corazón se relaja (entre latidos). (80 mm de Hg)

3.2 Respuestas y adaptaciones del sistema cardiovascular al ejercicio Como ya hemos dicho, el sistema cardiovascular es el encargado de garantizar el aporte suficiente de nutrientes y oxígeno a las células. Durante el esfuerzo físico la demanda de ambas sustancias por parte de las células es mayor, por lo que, para hacer frente a esa situación, el sistema tiene que realizar una serie de modificaciones en su funcionamiento que contribuyan a la consecución exitosa de su cometido principal.

3.2.1. Flujo sanguíneo muscular Durante el esfuerzo físico se produce un incremento metabólico en las fibras musculares lo que provoca que el flujo sanguíneo que se dirige a los grupos musculares implicados en un esfuerzo pueda incrementarse hasta 50 veces.

Con el entrenamiento repetido, el cuerpo detecta que esos grupos musculares habitualmente implicados en el ejercicio requieren mayor aporte sanguíneo, lo que a largo plazo provocará un incremento de la vascularización de la zona.

3.2.2. Frecuencia cardiaca Cuando un deportista está realizando un esfuerzo, se produce un incremento automático de la frecuencia cardiaca. Es más, la FC suele incrementarse antes del ejercicio físico con el objetivo de predisponer al organismo a las necesidades que se van a producir. Durante el esfuerzo se produce un incremento de la FC, que entre las 100 y las 170 p.p.m. es proporcional a la intensidad del esfuerzo. Al finalizar el esfuerzo se produce una primera bajada brusca de la FC y posteriormente una bajada más lenta y progresiva. La frecuencia cardiaca máxima es la mayor cantidad de latidos que el corazón de una persona puede efectuar en un minuto.

Con el entrenamiento suele generarse en los deportistas lo que se conoce como bradicardia que es observable en la mayoría de los ciclistas. La bradicardia es la disminución de la frecuencia cardiaca en estado de reposo.

Durante el esfuerzo, los deportistas entrenados necesitan menos pulsaciones para mantener una misma intensidad. Los deportistas entrenados además 8 Dra. Silvia Sedano Campo

Curso de directores de Ciclismo Nivel III tienen mayor capacidad para alcanzar el estado estable y para pasar de esa bradicardia que les caracteriza a la frecuencia cardiaca máxima. Una vez finalizado el esfuerzo, los deportistas entrenados consiguen recuperar más rápido las pulsaciones de reposo.

3.2.3. Volumen sistólico Durante un esfuerzo físico el volumen sistólico va aumentando de manera proporcional al esfuerzo hasta llegar al punto en el que los ventrículos quedan prácticamente vacíos en cada sístole. Esto se produce gracias al hecho de que con el ejercicio el retorno sanguíneo al corazón es mayor, lo que hace que las fibras elásticas del corazón se estiren más y la contracción que lleven a cabo sea más potente.

Con el entrenamiento se consigue que los deportistas tengan un mayor volumen sistólico en reposo, lo que disminuye su FC y permite la aparición de la bradicardia. Esto se debe a un incremento de la capacidad contráctil del corazón.

3.2.4. Gasto cardiaco Con el ejercicio, el GC se incrementa de manera proporcional a la intensidad hasta alcanzar una meseta. A altas intensidades de esfuerzo suele producirse una disminución del GC, disminución que se relaciona habitualmente con la aparición de la fatiga muscular por una incapacidad para suministrar oxígeno y nutrientes en cantidad suficiente a los músculos. Al finalizar el ejercicio se produce una disminución brusca del GC. Al iniciar un ejercicio físico, cuando la intensidad todavía no es elevada, el aumento del GC se debe fundamentalmente a un incremento del volumen sistólico, sin embargo a altas intensidades ese incremento en el GC se relaciona con incrementos en la FC. Con el entrenamiento se consigue que los deportistas sean capaces de alcanzar un mayor GC durante el ejercicio. Esto está motivado tanto por su mayor capacidad para alcanzar la FC máxima como por la mayor capacidad contráctil del corazón.

3.2.5. Presión arterial Durante un esfuerzo físico la tensión arterial, especialmente la sistólica, se eleva con el objetivo de garantizar la circulación rápida y la distribución de la sangre. Cuando el ejercicio finaliza se produce una situación de hipotensión que puede durar horas, es lo que se conoce como síndrome del “robo sanguíneo”.

El entrenamiento produce a largo plazo una disminución de los dos valores de presión arterial en reposo y una disminución de la presión diastólica al realizar un ejercicio.

3.2.6. Corazón Con el entrenamiento sistemático el corazón modifica su morfología, hipertrofiándose sus paredes, dilatándose las cavidades ventriculares e incrementando la vascularización del miocardio, que es la capa muscular del 9 Dra. Silvia Sedano Campo

Curso de directores de Ciclismo Nivel III mismo. La hipertrofia que se consigue con el entrenamiento es especialmente evidente en las paredes del ventrículo izquierdo puesto que es éste el encargado de bombear la sangre a la circulación sistémica.

3.3 Métodos de control y evaluación del funcionamiento del sistema cardiovascular En los controles efectuados habitualmente a los deportistas suelen controlarse cuatro aspectos relacionados con el funcionamiento del sistema cardiovascular:

- Control de la frecuencia cardiaca El registro de la frecuencia cardiaca es una de las maneras más sencillas de controlar el funcionamiento del corazón, que además nos permite determinar la intensidad de los entrenamientos y evaluar el rendimiento de los ciclistas en competición. Además es un método que en momentos determinados nos permite detectar determinadas anomalías en el proceso de entrenamiento relacionadas con la fatiga. El control de la FC puede realizarse manualmente en las arterias braquial, carótida o radial o bien utilizando sistemas más sofisticados como los pulsómetros. Las principales ventajas de este tipo de sistemas de evaluación son la economía, la inmediatez de los resultados y la sencillez en su interpretación.

- Control de la actividad eléctrica del corazón Es un tipo de prueba efectuada por lo general en un centro médico utilizando costosos aparatos denominados electrocardiógrafos que generan unas gráficas conocidas como electrocardiogramas. Un electrocardiograma es una representación gráfica de la actividad eléctrica del corazón, que nos permite conocer la duración del ciclo cardiaco y detectar enfermedades cardiovasculares y alteraciones metabólicas. Las principales desventajas de este método radican en el hecho de que se emplea un aparataje costoso y la interpretación de resultados es complicada.

- Control del funcionamiento mecánico del corazón Para conocer el funcionamiento mecánico del corazón se emplean los ecocardiogramas, que consisten en la utilización de técnicas de ultrasonido para obtener imágenes del corazón en dos dimensiones. Esta técnica permite evaluar el funcionamiento de las válvulas cardiacas, detectar pérdidas de sangre en alguna cavidad, diagnosticar determinadas enfermedades del corazón y detectar ciertas cardiopatías congénitas. De la misma manera que ocurre con el electrocardiograma, los ecocardiogramas son costosos y de difícil interpretación.

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- Control de la tensión arterial Existen diferentes aparatos de sencilla utilización como son los tensiómetros que nos permiten conocer de manera instantánea la tensión arterial de nuestros deportistas.

3.4 Conceptos básicos relacionados con el sistema sanguíneo Dentro del sistema cardiovascular vamos a hablar del sistema sanguíneo, que es el intermediario entre los tejidos y el aparato cardiovascular y que tiene una importancia vital en el rendimiento deportivo. La sangre tiene como principal función el transporte de gases, de nutrientes, de hormonas y de residuos. Además de ello participa en la regulación del equilibrio ácido-base (pH) y en la termorregulación y es una de las principales barreras defensivas de nuestro organismo. A continuación se describen brevemente una serie de conceptos que hay que conocer para entender las respuestas y adaptaciones hematológicas que se producen con el ejercicio.

 Plasma: Es la parte líquida de la sangre, compuesta en un 91% por agua y en un 9% por solutos como proteínas, nutrientes, anticuerpos o electrolitos.

 Elementos celulares: Entre los que cabe destacar los siguientes: o Glóbulos rojos: También conocidos como hematíes o eritrocitos.

Su principal función es el transporte de gases, es decir oxígeno y dióxido de carbono. Se componen fundamentalmente de hemoglobina, que es la proteína que se encarga directamente del transporte de oxígeno. o Glóbulos blancos: Más conocidos como leucocitos, su principal función está relacionada con la respuesta inmunitaria ante agentes patógenos. o Plaquetas: Son fragmentos celulares cuya función es la coagulación sanguínea.

 Hematócrito: Es el porcentaje del volumen total de sangre ocupado por glóbulos rojos. Normalmente el valor promedio de hematocrito en hombres es de 45% (40-54%) y en mujeres de 42% (38-46%).

3.5 Respuestas y adaptaciones del sistema sanguíneo al ejercicio Las respuestas y adaptaciones que se producen en el sistema sanguíneo con el esfuerzo dependen del tipo de ejercicio que se realice, de su intensidad y de su duración.

3.5.1. Volumen plasmático

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Curso de directores de Ciclismo Nivel III El ejercicio físico conlleva un incremento en la pérdida de líquidos corporales principalmente por un aumento de la sudoración y de las pérdidas respiratorias. Esto hace que en el cuerpo del deportista se produzca una hemoconcentración, es decir un incremento de la concentración de los componentes intravasculares (celulas sanguíneas, proteínas, etc...) debido a una pérdida de líquido plamástico. El grado de hemoconcentración va a depender de diferentes factores como las condiciones ambientales, la intensidad del esfuerzo, la hidratación y el estado de condición física del sujeto.

Aquí podríamos destacar la importancia de la hidratación, antes y durante el ejercicio, para paliar, en la medida de lo posible esta hemoconcentración.

Al finalizar el esfuerzo suele aparecer una situación de hemodilución, es decir, una disminución de la concentración de componentes intravasculares debido a un aumento en el plasma. Esta hemodilución puede prolongarse hasta 48 horas y depende en gran medida de la rehidratación post-ejercicio.

3.5.2. Serie roja sanguínea El entrenamiento hace que los deportistas posean, por lo general, un mayor número de glóbulos rojos y además, se recambian con mayor frecuencia, lo que significa que la población eritrocitaria es más joven, o lo que es lo mismo el tamaño de los glóbulos rojos es mayor. En sujetos entrenados además disminuye la concentración de hemoglobina, sin embargo los deportistas son capaces de transportar más oxígeno, lo que significa que la eficiencia de la hemoglobina es mayor.

El hematocrito se incrementa con el entrenamiento de resistencia, pudiendo alcanzarse en algunos casos el 52%, que supone el límite ideal y legal para este factor de rendimiento.

3.5.3. Serie blanca sanguínea Al finalizar cualquier ejercicio la cantidad de glóbulos blancos está elevada puesto que el cuerpo al detectar una situación de estrés ha activado sus mecanismos de defensa. Este incremento en la liberación de glóbulos blancos es mayor en sujetos no entrenados que en los entrenados.

Por lo general, el entrenamiento sistematizado produce un incremento de los distintos glóbulos blancos del organismo.

3.5.4. Serie plaquetaria Con el ejercicio físico se incrementa el número de plaquetas en sangre como respuesta defensiva, sin embargo la función de éstas no se ve modificada. Este incremento suele desaparecer rápidamente tras el esfuerzo (20-40 min).

El entrenamiento de carácter aeróbico se traduce en una mayor estabilidad en el funcionamiento de las plaquetas y en un menor riesgo de formación de coágulos.

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Curso de directores de Ciclismo Nivel III 3.5.5. Aparición de la anemia del deportista La anemia del deportista es una situación en la que en un deportista, en ausencia de enfermedad conocida, la concentración de hemoglobina está por debajo de lo normal.

Se detecta con una simple analítica sanguínea observando los valores de hemoglobina, (valores de hemoglobina por debajo de 14 g/dL en hombres y 12 g/dL en mujeres).

Las principales causas de la anemia se localizan en la ingesta insuficiente de hierro en la dieta y en un incremento de las pérdidas de hierro con el ejercicio. También influyen la hemólisis, los problemas de absorción de hierro, las pérdidas menstruales en mujeres y déficit alimenticios, sobre todo relacionados con el ácido fólico y las vitaminas B6 y B12.

Entre los principales síntomas de la anemia se pueden destacar el cansancio, la debilidad, la caída de pelo, la palidez, la hipotensión y sobre todo la disminución progresiva del rendimiento deportivo, especialmente en modalidades de larga duración como el ciclismo en ruta.

4. Sistema respiratorio y ejercicio Las funciones del sistema respiratorio son la distribución del aire y el intercambio gaseoso para aportar oxígeno y eliminar dióxido de carbono de las células del organismo. Dichos procesos requieren el funcionamiento de dos sistemas de manera coordinada, el sistema respiratorio y el sistema circulatorio.

4.1 Conceptos básicos Al igual que ocurría en el caso del sistema cardiovascular, para entender el funcionamiento del sistema respiratorio en respuesta al ejercicio es necesario conocer varios conceptos básicos.

- Ventilación pulmonar: La ventilación es un proceso mecánico por el cual

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se introduce aire procedente del exterior en nuestros pulmones y se expulsa aire de éstos hacia el exterior. La ventilación tiene dos grandes fases: inspiración y espiración. La inspiración es siempre un proceso activo mientras que la espiración, en reposo es pasiva y cuando hacemos un esfuerzo se convierte en un proceso activo.

Frecuencia respiratoria: Cantidad de veces que se introduce y expulsa aire por minuto. Las personas adultas respiran unas 12-15 veces por minuto.

Volumen corriente: Cantidad de aire que se introduce en nuestros pulmones con cada respiración. En un individuo adulto está en torno a los 500 ml en situación de reposo.

Músculos respiratorios: Tal y como se ha señalado con anterioridad, tanto la inspiración como la espiración pueden ser procesos activos, esto quiere decir que para que puedan llevarse a cabo es necesaria la existencia de contracciones musculares, en este caso de los músculos 13

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respiratorios. El diafragma es el músculo respiratorio por excelencia, que forma el suelo de la cavidad torácica y su contracción justifica la entrada de un 75% de aire en los pulmones. Por otro lado cabe destacar el papel de los intercostales externos, los escalenos y el estrenocleidomastoideo en la fase de inspiración. Por otro lado los intercostales internos y los abdominales son músculos que participan cuando la espiración se convierte en un proceso activo.

Perfusión: Cantidad de sangre que llega a la zona pulmonar y que, por lo tanto, puede participar en el proceso de intercambio gaseoso que se produce en los alveolos.

Relación ventilación/perfusión: Relación entre la cantidad de aire que llega a los alveolos y la cantidad de sangre que llega a los capilares pulmonares.

4.2 Respuestas y adaptaciones del con el ejercicio

sistema respiratorio

Teniendo en cuenta que el sistema respiratorio es el encargado de introducir el oxígeno y hacerlo llegar a la sangre para que ésta lo transporte hasta las células, es lógico por tanto que, durante un esfuerzo físico su actividad se vea alterada por una mayor necesidad celular de oxígeno. Además durante el esfuerzo se genera más CO2 en las células, sustancia que hay que eliminar.

4.2.1 Ventilación pulmonar La ventilación pulmonar se incrementa antes, durante y después del ejercicio por un aumento tanto en la frecuencia respiratoria como en el volumen corriente. En ejercicios ligeros o al principio del esfuerzo la respuesta fundamental es la de incrementar el volumen corriente. En ejercicios máximos la respuesta fundamental es la de incrementar la frecuencia respiratoria.

Durante el ejercicio continuo se pueden distinguir tres fases en la respuesta de la ventilación: una primera fase de incremento fuerte y rápido, una segunda fase de incremento más lento y progresivo hasta alcanzar el estado estable y una tercera fase de disminución progresiva al finalizar el esfuerzo.

Con el entrenamiento sistemático se consigue en el deportista necesite una menor ventilación para hacer el mismo esfuerzo y además éste deportista puede alcanzar un mayor nivel de ventilación máxima.

4.2.2 Inspiración y espiración Durante un esfuerzo la cantidad de aire que introducimos en cada inspiración es mayor y por lo tanto se produce un incremento de las tres dimensiones de la caja torácica para que los pulmones puedan expandirse.

Esto conlleva una mayor participación muscular en esta fase de la respiración cuando estamos haciendo ejercicio.

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Curso de directores de Ciclismo Nivel III Por otro lado, como ya hemos indicado, la espiración durante el esfuerzo se convierte en un proceso activo que depende de la contracción muscular de músculos como los intercostales internos y los abdominales.

Los músculos respiratorios cobran una importancia fundamental durante el esfuerzo físico, de ahí que cada vez se dé más importancia a su tonificación y fortalecimiento. Teniendo en cuenta que durante un esfuerzo estos grupos musculares consumen un 15% del oxígeno, cuanto mayor sea su eficiencia mayor será el ahorro energético y por lo tanto podrá retrasarse la aparición de la fatiga.

4.2.3 Perfusión Según se ha señalado con anterioridad, durante un esfuerzo físico se produce un incremento en la tensión arterial, especialmente la sistólica. Al incrementarse la tensión arterial, automáticamente se eleva también la presión sanguínea pulmonar incrementándose el flujo sanguíneo pulmonar.

Con el entrenamiento sistemático se consigue una mayor vascularización de la zona y sobre todo una perfusión más eficaz en todo el parénquima pulmonar, con lo que se ve facilitado el proceso de intercambio gaseoso en los alveolos pulmonares.

4.2.4 Relación ventilación/perfusión En estado de reposo la ventilación pulmonar es de aproximadamente 4-5 l de aire por minuto mientras que el flujo sanguíneo pulmonar es de unos 5-5,5 l de sangre por minuto. Esto supone una relación de 0,85-0,9 l de aire por cada litro de sangre. Cuando efectuamos ejercicio físico la ventilación se incrementa de forma paralela a las necesidades metabólicas, pero el flujo sanguíneo aumenta en menor proporción, lo que significa que la relación ventilación/perfusión se multiplica por 3 ó 4.

4.3 Métodos de control y evaluación del funcionamiento del sistema respiratorio A la hora de hablar de los métodos de evaluación del funcionamiento del sistema respiratorio tenemos que distinguir entre la espirometría, que evalúa el funcionamiento en situación de reposo y la ergoespirometría que lo evalúa durante el esfuerzo.

4.3.1 Espirometría La espirometría puede ser estática o dinámica.

La estática nos permite conocer una serie de volúmenes y capacidades pulmonares que se enumeran y definen a continuación:

 Volumen corriente o volumen tidal (VT): Volumen inspirado o espirado con cada respiración tranquila. (500 ml) 15 Dra. Silvia Sedano Campo

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 Volumen de reserva inspiratoria (VRI): Cantidad de aire que se puede inspirar de manera forzada tras una inspiración normal

 Volumen de reserva espiratoria (VRE): Cantidad de aire que todavía se puede espirar después de haber expulsado el volumen corriente

 Volumen residual (VR): Cantidad de aire que queda atrapado en los pulmones después de una espiración forzada

 Capacidad vital (CV): Mayor cantidad de aire que una persona puede movilizar dentro y fuera de los pulmones. VRI + VT + VRE.

 Capacidad inspiratoria (CI): Máxima cantidad de aire que una persona puede inspirar después de una espiración normal

 Capacidad espiratoria (CE): Máxima cantidad de aire que una persona puede espirar después de una inspiración normal.

 Capacidad pulmonar total (CPT): Volumen total de aire que un pulmón puede contener En realidad el volumen residual y la capacidad pulmonar total no se pueden medir con espirometría sino que son necesarias técnicas más complejas como la pletismografía.

Por su parte la espirometría dinámica nos permite registrar otra serie de valores:

 Capacidad vital forzada (CVF): Volumen máximo espirado desde el punto de inspiración máxima, realizando la maniobra con el máximo esfuerzo espiratorio por parte del individuo.

 VEF1 o VEMS: Volumen espirado en el primer segundo de una espiración máxima partiendo de la posición final de una inspiración también máxima (volumen espirado en el primer segundo de una maniobra de CVF).

La espirometría dinámica también nos permite obtener la curva tiempovolumen y lo que se conoce como Índice de Tiffeneau que es la expresión en porcentaje de la capacidad vital forzada.

4.3.2 Ergoespirometría La ergoespirometría es una técnica médico-diagnóstica, que consiste en el registro gasométrico durante una prueba de esfuerzo mediante un analizador de gases. La ergoespirometría suele realizarse para conocer cómo responde nuestro sistema respiratorio durante un esfuerzo y nos permite conocer aspectos vitales para el rendimiento deportivo como son el consumo máximo de oxígeno o el umbral anaeróbico, factores especialmente importantes en una modalidad como es el ciclismo en ruta.

16 Dra. Silvia Sedano Campo

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5. Capacidad funcional aeróbica y anaeróbica 5.1 Consumo máximo de oxígeno El consumo de oxígeno (VO2) es un término empleado para expresar un parámetro fisiológico que indica la cantidad de oxígeno que se utiliza en el organismo por unidad de tiempo. Medir este parámetro permite cuantificar el metabolismo energético. El oxígeno que se consume en situación de reposo permite establecer lo que se denomina metabolismo basal y es de aproximadamente 3,5 ml/kg/min. A medida que se establece una demanda energética superior, el consumo de oxígeno va siendo cada vez mayor pudiendo alcanzar el consumo máximo de oxígeno (VO2max).

El VO2max se define como la cantidad máxima de O2 que el organismo es capaz de absorber, transportar y consumir por unidad de tiempo. Son numerosos los estudios que han establecido una alta correlación entre el VO2max y el rendimiento en ciclistas por lo que es fundamental conocer y controlar este parámetro.

5.1.1. Respuesta del consumo de oxígeno durante el ejercicio El esfuerzo físico produce un incremento del consumo de oxígeno puesto que las necesidades musculares de O2 se ven elevadas. El consumo de oxígeno presenta una relación lineal con la intensidad del ejercicio en cargas de trabajo submáximas. Si en el momento en el que el sujeto alcanza su consumo máximo de oxígeno es capaz de seguir incrementando la intensidad del esfuerzo, aparece una meseta, es decir el VO2 se mantiene constante.

5.1.2 Factores que influyen en el consumo máximo de oxígeno El consumo de oxígeno por tanto expresa en cada momento las necesidades metabólicas del organismo. El oxígeno necesita llegar hasta los pulmones y ser transportado por la sangre hasta las células por lo que todos los componentes del sistema de absorción y transporte de oxígeno determinan el VO2. A continuación se enumeran una serie de factores que influyen directamente en el consumo de oxígeno.

- Presión parcial de oxígeno en el aire inspirado - Ventilación pulmonar - Capacidad de intercambio gaseoso en los pulmones - Gasto cardiaco - Cantidad de glóbulos rojos y concentración.

- Nivel de vascularización muscular.

- Capacidad enzimática oxidativa.

17 Dra. Silvia Sedano Campo

Curso de directores de Ciclismo Nivel III El VO2max es un parámetro indicador de la potencia aeróbica de los individuos y existen numerosos factores que determinan las diferencias existentes entre individuos.

 Herencia genética: Hay autores que señalan que un 70-80% del VO2max viene condicionado por la herencia y que las posibilidades de modificación a través del entrenamiento, aunque importantes, son muy limitadas.

 Edad: El VO2max aumenta gradualmente desde el nacimiento alcanzándose el máximo entre los 18 y los 25 años de edad. A partir de esta edad va disminuyendo progresivamente debido a la disminución de la masa muscular, de la FC máxima y del volumen sanguíneo.

 Composición corporal: A mayor masa libre de grasa, mayor será el VO2max.

 Sexo: Para cualquier edad el VO2máx es más elevado en hombres que en mujeres, debido a factores relacionados con la composición corporal y con aspectos hormonales y cardiovasculares.

 Nivel de entrenamiento: El entrenamiento conlleva incrementos importantes del VO2máx que dependen de la capacidad de adaptación del organismo.

5.1.3 Valoración del consumo máximo de oxígeno A la hora de medir o estimar el consumo máximo de oxígeno podemos optar por dos tipos de unidades, absolutas y relativas. Las mediciones absolutas (l/min) hacen referencia al consumo de oxígeno total sin tener en cuenta la masa corporal del sujeto. Son valores no comparables. Las mediciones relativas (ml/kg/min) sí que hacen referencia a la masa corporal del sujeto implicado y, por lo tanto, son comparables.

Existen gran cantidad de protocolos diferentes para medir o estimar el VO2max. Estos protocolos se pueden dividir en dos tipos: directos e indirectos.

- Medición directa del consumo de oxígeno: Las mediciones directas del consumo de oxígeno suelen llevarse a cabo en pruebas de esfuerzo efectuadas en cicloergómetros, que permiten el control y el incremento gradual de la intensidad del esfuerzo. Al realizar estas pruebas de esfuerzo, se efectúa una ergoespirometría, a través de la cual, con un analizador de gases medimos directamente el contenido de oxígeno del aire inspirado y espirado en cada respiración. Como a través del analizador conocemos el volumen de aire inspirado y espirado es fácil conocer la cantidad de oxígeno consumido.

Tal y como señalamos con anterioridad, según vamos aumentando la intensidad del esfuerzo al que sometemos al deportista el consumo de 18 Dra. Silvia Sedano Campo

Curso de directores de Ciclismo Nivel III oxígeno se irá incrementando progresivamente hasta llegar un momento en el que el incremento de intensidad no se corresponde con un incremento en el VO2. A este nivel se le denomina consumo máximo de oxígeno.

- Medición indirecta del consumo de oxígeno: Debido a la dificultad técnica, al coste económico y a la poca especificidad de una prueba de esfuerzo, es frecuente la utilización de pruebas indirectas de estimación del consumo de oxígeno. Son pruebas en las que a través de fórmulas, que emplean parámetros como la FC, la FC máxima o la potencia desarrollada nos permiten calcular lo que sería una estimación del VO2máx. Los resultados son menos exactos que en las pruebas directas pero pueden ser igual de útiles para el entrenamiento, siempre y cuando las pruebas se realicen bajo las mismas condiciones.

5.2 Umbral anaeróbico Durante un esfuerzo continuo y prolongado actúan tanto el metabolismo aeróbico como el anaeróbico, pero la participación de la vía anaeróbica no es excesivamente importante y todo el ácido láctico que se genera es fácilmente eliminado por el sistema aeróbico. Existe por tanto una situación de equilibrio.

Sin embargo, a cargas de trabajo superiores a una intensidad determinada la energía requerida para desarrollar el ejercicio físico proviene de una manera importante también de las fuentes anaeróbicas, especialmente de la glucólisis anaeróbica, teniendo como consecuencia un aumento de la producción de ácido láctico y por tanto un incremento de la concentración de lactato en sangre.

Teniendo en cuenta todo lo anterior, el umbral anaeróbico es definido de manera genérica como la intensidad de esfuerzo a partir de la cual el lactato generado por el sistema anaeróbico empieza a acumularse en la sangre.

Entre las características más destacables del umbral anaeróbico está el hecho de que se puede mejorar de manera importante con el entrenamiento debido a un incremento en la capacidad de eliminación de lactato y en la capacidad de trabajo de las enzimas oxidativas. Además, el umbral anaeróbico es individual y varía mucho en función del deporte y del período de la temporada en el que el deportista se encuentre.

Dentro de este apartado hay que hacer mención especial al concepto de umbral aeróbico que se define como el punto que indica el inicio de la zona de transición aeróbica-anaeróbica que termina en el umbral anaeróbico.

Hoy en día el umbral anaeróbico está siendo utilizado en la programación de los entrenamientos y, parece ser una de las medidas más fiables a la hora de establecer las intensidades de esfuerzo. También es un parámetro que se está utilizando para predecir el rendimiento en determinadas disciplinas de resistencia como el ciclismo. Se ha demostrado que el rendimiento en ciclistas correlaciona mejor con el umbral anaeróbico que con el consumo máximo de oxígeno.

19 Dra. Silvia Sedano Campo

Curso de directores de Ciclismo Nivel III 5.2.1 Valoración del umbral anaeróbico Debido a esa alta correlación entre el umbral anaeróbico y el rendimiento en deportistas de resistencia, además de su utilidad en la programación de los entrenamientos, en la actualidad se concede gran importancia a la determinación de este parámetro, más incluso que al VO2max.

Al igual que ocurría con el VO2máx existen dos métodos de medición, directos e indirectos. Normalmente el umbral anaeróbico se mide en términos de frecuencia cardiaca, de porcentaje de la frecuencia cardiaca máxima o de porcentaje del consumo máximo de oxígeno.

- Métodos directos de medición del umbral anaeróbico Debido a que el umbral anaeróbico está directamente relacionado con el equilibrio entre la formación y eliminación del lactato, cuando hablamos de método directo nos referimos a la medición de los niveles de lactato en sangre.

Es un método cruento de evaluación dado que hay que tomar sangre varias veces, sin embargo puede decirse que es considerada como la medida más fiable del umbral anaeróbico. En este caso lo que se evalúa es el umbral anaeróbico láctico y suele efectuarse a través de una prueba de esfuerzo maximal con estadios relativamente largos (3-5 min) efectuando tomas de lactato bien en la yema de los dedos, bien en la oreja. Con los registros efectuados se elabora una gráfica en la que se puede determinar el umbral láctico siguiendo diferentes procedimientos.

- Métodos indirectos de medición del umbral anaeróbico En este tipo de métodos no se efectúan tomas de sangre, por lo que pueden considerarse métodos no cruentos. El más habitual es la determinación del umbral anaeróbico ventilatorio utilizando para ello un analizador de gases durante la realización de una prueba de esfuerzo. Es algo similar a lo que indicábamos para la determinación directa del VO2máx. Durante la realización de la prueba de esfuerzo el analizador de gases va ofreciendo datos relativos a parámetros como los equivalentes ventilatorios, la presión parcial de CO2 o el cociente respiratorio. Dichos parámetros se vinculan con el umbral anaeróbico, por lo que, indirectamente nos permiten determinar el valor de éste.

Es una técnica indirecta compleja tanto en su realización, como en la interpretación de los resultados y además es económicamente costosa.

6. Sistema muscular y ejercicio físico La mayor parte de los movimientos corporales son producidos por la actuación conjunta del tejido esquelético y el tejido muscular, en concreto el tejido muscular esquelético, a través de contracciones musculares.

Para que pueda producirse la contracción muscular voluntaria, es preciso que el cerebro envíe una orden a través de las neuronas motoras, que son las que se dirigen directamente al músculo. Esas neuronas contactan con el 20 Dra. Silvia Sedano Campo

Curso de directores de Ciclismo Nivel III músculo en lo que se denomina unión neuromuscular, donde se libera acetilcolina, que es un neurotransmisor que permite que el potencial de acción (estímulo eléctrico) se desplace por la membrana celular. Ese potencial de acción se introducirá en el interior de la célula a través de los túbulos T hasta llegar al retículo sarcoplásmico y a las cisternas terminales. Al llegar a estas cisternas terminales provocará la liberación de calcio (Ca) que se unirá con la troponina en los filamentos delgados. De esa manera, la tropomiosina, que estaba unida a la troponina, se aparta permitiendo la unión de los filamentos de actina con los de miosina, formando “puentes cruzados” que son la base de la contracción muscular. Una vez producida la contracción, el Ca es recuperado por parte del retículo sarcoplásmico, lo que hace que la tropomiosina vuelva a bloquear la zona de formación de los puentes cruzados, separándose la actina y la miosina. Es la fase de relajación posterior a la contracción.

6.1 Tipos de fibras musculares esqueléticas Aunque son muchas las clasificaciones existentes acerca de los tipos de fibras musculares esqueléticas, nosotros vamos a distinguir tres grandes grupos.

- Fibras musculares tipo I o lentas Son fibras más pequeñas, con menor cantidad de miofibrillas. Su fuente de obtención de energía es de carácter aeróbico, procediendo de las grasas y los hidratos de carbono. Su contracción es más lenta y menos potente, pero al ser más eficientes tienen una mayor resistencia a la fatiga. Son determinantes en el rendimiento en deportes de larga duración como el ciclismo.

- Fibras musculares tipo IIX o rápidas Son fibras más grandes, con mayor cantidad de miofibrillas. Obtienen la energía de manera anaeróbica mediante la glucosa y el glucógeno. Su velocidad de contracción es rápida y son más potentes, pero también menos eficientes y, por lo tanto, tienen una menor resistencia a la fatiga. Son determinantes en el rendimiento en deportes explosivos de corta duración como los lanzamientos, los saltos o determinadas pruebas de ciclismo en pista.

- Fibras musculares tipo IIB o intermedias Son fibras grandes pero con menor cantidad de miofibrillas. Tienen una vía de obtención de energía mixta aeróbica-anaeróbica. Su velocidad de contracción es intermedia, al igual que su resistencia a la fatiga.

Todos los músculos del cuerpo humano presentan una combinación de fibras. La distribución es diferente en cada persona y en cada músculo, dependiendo fundamentalmente de tres aspectos:

- Genética.

- Acción muscular.

- Régimen de entrenamiento.

21 Dra. Silvia Sedano Campo

Curso de directores de Ciclismo Nivel III Al realizar un movimiento, el orden de reclutamiento de fibras será siempre el mismo. Primero se reclutan las tipo I, luego las tipo IIB y luego las IIX. Que se alcance a reclutar las fibras tipo IIB y IIX dependerá fundamentalmente de la intensidad de la contracción.

6.2 Factores fisiológicos determinantes de la fuerza muscular Son cuatro los tipos de factores de los que depende el desarrollo y la manifestación de la fuerza muscular.

1- Estructurales: a. Hipertrofia: El tamaño de la sección transversal del músculo se relaciona directamente con la cantidad de fuerza que éste puede desarrollar en una contracción. Un músculo más hipertrofiado es un músculo más fuerte. b. Tipo de fibras musculares predominantes: Tal y como hemos señalado con anterioridad, en función del tipo de fibras que predominen en ese grupo muscular, la contracción podrá ser más o menos potente y el músculo podrá resistir más o menos a la fatiga.

2- Nerviosos: a. Coordinación intramuscular: Hace referencia a la acción conjunta de las distintas unidades motoras. Depende directamente de la frecuencia de estímulos, del reclutamiento de unidades motoras y de la sincronización de éstas. b. Coordinación intermuscular: Pocos movimientos deportivos son efectuados por un solo músculo, de ahí que las acciones llevadas a cabo requieran que cada músculo realice su función en el momento adecuado, es decir, se necesita una perfecta coordinación entre músculos agonistas, antagonistas y sinergistas.

3- Elásticos: a. Elasticidad muscular: El comportamiento del músculo es similar al de una goma, de ahí que si antes de efectuar la contracción existe un preestiramiento, ésta podrá ser más potente. b. Reflejo miotático: Es un mecanismo de defensa que tiene el organismo por el que ante un estiramiento brusco del músculo produce una contracción del mismo en sentido contrario al del estiramiento para evitar una distensión o una rotura. Si esa contracción muscular se aprovecha, puede hacer que la contracción voluntaria sea más intensa. c. Ciclo de estiramiento-acortamiento: La mayor parte de movimientos deportivos requieren de la suma de varios tipos de contracciones musculares (excéntrica, isométrica y concéntrica).

Es lo que se conoce como ciclo de estiramiento acortamiento y su correcta realización determina el rendimiento en multitud de gestos técnicos.

22 Dra. Silvia Sedano Campo

Curso de directores de Ciclismo Nivel III 4- Hormonales: Hay determinadas hormonas como la testosterona o la hormona del crecimiento que influyen directamente en el desarrollo y la manifestación de la fuerza.

6.3 La fatiga muscular La fatiga puede definirse como la imposibilidad física, psíquica u orgánica para continuar un trabajo al mismo ritmo que se venía realizando. Es una alteración que resulta reversible con el reposo y que constituye un mecanismo de defensa del organismo para evitar la aparición de estados patológicos.

Podemos distinguir dos tipos de fatiga:

- Central o general: El origen de este tipo de fatiga va a estar relacionado con factores psicológicos, emocionales e incluso hormonales. Es una fatiga que se localiza a nivel del sistema nervioso y que en ocasiones es resultado del acúmulo de fatiga a nivel local.

La fatiga general puede dividirse en fatiga aguda o fatiga crónica

- Fatiga general aguda Alteración del equilibrio corporal como consecuencia de un ejercicio físico puntual y que se recupera con el reposo. Afecta al sistema nervioso disminuyendo la capacidad del sistema nervioso central (encéfalo y médula espinal), produciéndose anomalías en la coordinación de movimientos y disminuyendo además la eficiencia en la realización de éstos. También se ve afectado el sistema endocrino, bajando los niveles de testosterona e incrementándose los niveles de cortisol.

- Fatiga general crónica Es lo que se conoce como sobreentrenamiento, que suele estar motivado por un exceso en la carga de entrenamiento, una incorrecta alternancia entre la carga y la recuperación y un exceso de competiciones. El sobreentrenamiento conduce a una disminución progresiva del rendimiento que puede prolongarse varios meses. Se caracteriza además por un estado de cansancio permanente, falta de motivación, cambios de humor, pérdida de peso, alteraciones del sueño, disminución del apetito... El único método de recuperación es el descanso y la interrupción del entrenamiento y la competición.

- Local o muscular Es un tipo de fatiga localizado a nivel muscular que se caracteriza por una pérdida de fuerza y de velocidad de contracción. Los factores que se enumeran 23 Dra. Silvia Sedano Campo

Curso de directores de Ciclismo Nivel III a continuación influyen directamente en la aparición de la fatiga muscular: duración del ejercicio, tipo de contracciones empleadas, tipo de fibras musculares predominantes, grado de entrenamiento, factores nutricionales, factores hormonales y factores psicológicos.

Cuando efectuamos un trabajo muscular mantenido, podemos observar que cada vez se van necesitando más fibras musculares para realizar un mismo esfuerzo, lo que es indicativo de que está apareciendo la fatiga. Dicha fatiga se produce fundamentalmente debido a la disminución de los sustratos energéticos disponibles y al acúmulo de ácido láctico, lo que nos impide mantener un nivel de esfuerzo determinado.

6.4 Las agujetas o mialgia diferida La mialgia diferida es un dolor muscular que aparece tras realizar un esfuerzo muscular. Existen dos tipos de mialgia diferida: DOMPAR: Dolor muscular post-esfuerzo de aparición rápida.

Aparece justo después de un esfuerzo muscular y puede durar varias horas. Está provocado por la acumulación de productos tóxicos como el lactato.

Se recupera con el descanso.

DOMPAT: Dolor muscular post-esfuerzo de aparición tardía. (También conocido como DOMS- Delayed onset muscular soreness) Es un tipo de dolor que aparece a las pocas horas de concluir el esfuerzo y que alcanza su pico entre las 24 y las 48 horas posteriores al ejercicio. Sus síntomas son el dolor muscular, la rigidez, la hinchazón, la impotencia funcional, el dolor a la palpación y la reducción de la movilidad articular. Además el riesgo de lesión está incrementado.

Durante un tiempo se pensó que la causa de este dolor radicaba en la cristalización del lactato que se había quedado acumulado en los músculos.

Hoy en día sin embargo esta teoría está descartada y se aboga más por la idea de que el dolor lo producen microrroturas en la unión músculo-tendinosa.

Actualmente se emplean diferentes métodos de recuperación para aliviar los síntomas y hacer que la funcionalidad muscular se restablezca más rápido.

Entre los métodos empleados se encuentran la crioterapia, los antiinflamatorios, los ultrasonidos, el masaje, la utilización de plataformas vibratorias, las ayudas ergogénicas y la ropa compresiva. Todos estos mecanismos no parecen regenerar la capacidad funcional del músculo, pero sí que logran una analgesia muscular que conlleva una sensación psicológica de menor dolor. Parece que una buena tonificación de la musculatura implicada en el esfuerzo es el mejor medio para la prevención del daño muscular.

7. Termorregulación

24 Dra. Silvia Sedano Campo

Curso de directores de Ciclismo Nivel III El cuerpo humano tiene mecanismos suficientes para mantener su temperatura más o menos constante y así garantizar el correcto funcionamiento de los mecanismos fisiológicos, que se verían alterados si se produjeran importantes modificaciones de la misma. Las únicas y pequeñas variaciones que se pueden producir en la temperatura son motivadas por el propio ritmo circadiano.

Al realizar ejercicio físico generamos gran cantidad de calor, ya que la eficiencia mecánica de la contracción muscular es de un 25% y por tanto el resto de energía se transforma en calor (75%). La transmisión del calor en el cuerpo humano se realiza a través de la sangre llevándolo a la piel para poder ser eliminado al exterior. El organismo humano es homeotermo y dispone de varios mecanismos para eliminar el calor siendo el más importante la evaporación a través del sudor.

En nuestro organismo existen una serie de termorreceptores localizados bajo la piel y en la cavidad abdominal que informan continuamente acerca de la temperatura al hipotálamo, que podríamos denominar como el centro de control de la temperatura.

El organismo dispone de cuatro grandes mecanismos para disipar calor:

- Radiación: Transmisión de calor entre dos objetos sin que

-

exista contacto entre ellos. Estrechamente relacionado con la vasodilatación periférica. Cuantitativamente es el método más importante para eliminar calor. (60%) Evaporación: Eliminación de calor a través del sudor y de la respiración. Cualitativamente es la vía de eliminación de calor más importante. (20%) Conducción: Transmisión de calor entre dos objetos existiendo contacto entre ellos. (5%) Convección: Transmisión de calor desde una superficie por el movimiento del aire (15%)

También existen unos mecanismos de ganancia de calor que pueden ser externos o internos.

- Externos: Radiación solar y radiación procedente de otras -

fuentes de calor.

Internas: Vasoconstricción periférica, piloerección, espasmos musculares y termogénesis hormonal.

7.1. Ejercicio físico en ambiente caluroso A la hora de hacer ejercicio físico siempre es más fácil la protección contra el frío que contra el calor. Como ya hemos dicho, durante el esfuerzo físico la temperatura interna se eleva, acumulándose fundamentalmente en los músculos que se están ejercitando. Ante ese aumento de la temperatura, el cuerpo necesita perder calor y para ello se incrementa la vasodilatación periférica y las pérdidas por el sudor y por la respiración.

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Curso de directores de Ciclismo Nivel III En sujetos entrenados por lo general la variación de la temperatura es menor puesto que tienen un mayor control de los mecanismos de eliminación de calor.

Al elevarse la temperatura corporal, existen una serie de factores que limitan el esfuerzo:

- Disminución del volumen plasmático con la consiguiente -

dificultad para mantener el gasto cardiaco.

Incremento de la temperatura muscular que provoca alteraciones metabólicas.

Aparición de la deshidratación, que hace que el funcionamiento muscular sea peor y que la fatiga aparezca mucho antes.

La aclimatación al calor consiste en que el organismo responda cuanto antes al incremento de la temperatura sin que se produzca una reducción del rendimiento. Para poderse aclimatar al calor el cuerpo del deportista sufre una serie de adaptaciones fisiológicas:

- La sudoración comienza antes - Se incrementa la tasa de sudoración en áreas del cuerpo en -

las que es más fácil disipar el calor Se distribuye más homogéneamente el sudor por la superficie de la piel Se produce un sudor más diluido Hay mayor necesidad de ingerir líquidos

Las principales adaptaciones fisiológicas se llevan a cabo en los cinco primeros días. Cuando vamos a someter a un deportista a un período de entrenamiento en ambiente caluroso es importante llevar a cabo un control diario del peso corporal y si observamos que las pérdidas de sudor son elevadas puede ser recomendable incrementar la ingesta de sales con las comidas. Aquí cobra especial importancia el proceso de hidratación antes, durante y después del esfuerzo.

Hoy en día se utilizan, con mayor o menor acierto, ciertas técnicas que tratan de ayudar al deportista en su intento de hacer frente a un ambiente caluroso. Entre ellas podemos destacar los sistemas de enfriamiento precompetición que tienen su base en la idea de que en situaciones de altas temperaturas, las maniobras que permitan disminuir la temperatura del organismo antes del ejercicio pueden mejorar el rendimiento puesto que la duración del esfuerzo en lugares con temperaturas elevadas se ve limitada por una temperatura interna crítica. En teoría cuanto menor sea la temperatura al inicio del ejercicio, mayor podrá ser la duración de éste. Entre estos mecanismos cabe destacar el uso de los chalecos refrigerantes.

8. Altitud y rendimiento deportivo 26 Dra. Silvia Sedano Campo

Curso de directores de Ciclismo Nivel III

8.1 Respuestas de nuestro organismo ante una situación de hipoxia A medida que ascendemos en altitud para realizar ejercicio físico nuestro cuerpo ha de ir aclimatándose a una serie de factores que van modificándose: disminución de la presión atmosférica, disminución de la temperatura, mayor irradiación solar y disminución de la presión parcial de oxígeno en el aire inspirado. Esta última condición, a la que denominamos hipoxia, es uno de los factores que más condiciona el rendimiento deportivo en altitud. Aunque es imposible aclimatarse al 100% a la hipoxia, nuestro cuerpo sí que puede llevar a cabo una serie de cambios funcionales y estructurales para hacer frente a esa carencia de oxígeno haciendo que la lógica disminución del rendimiento sea lo más pequeña posible.

Al estar sometidos a la hipoxia, a nivel cardiorrespiratorio se producen incrementos en la ventilación, la frecuencia cardiaca, el gasto cardiaco y la tensión arterial, en un intento de aprovechar al máximo la cantidad de O2 disponible. Por otra parte, en el sistema sanguíneo se produce un incremento de la capacidad de transporte de oxígeno por un aumento en la cantidad de glóbulos rojos en sangre, que a su vez conlleva un incremento del hematocrito.

A nivel hormonal además se produce un aumento en la liberación de eritropoyetina (EPO) que es la hormona encargada de estimular la producción de glóbulos rojos. Por otro lado, a nivel celular aumenta el número de mitocondrias y mejora su funcionalidad.

Si analizamos las respuestas de nuestro organismo, observaremos que el fin último de todas ellas es mejorar la capacidad de transporte de oxígeno de nuestro cuerpo para aprovechar al máximo la cantidad de oxígeno disponible.

8.2 Rendimiento deportivo en altitud En una situación de hipoxia no todos los deportes se ven igual de afectados. Así por ejemplo, deportes de carácter aeróbico como el ciclismo en ruta sufren una disminución enorme del rendimiento a medida que se eleva la altitud. Son deportes en los que el sistema de transporte de oxígeno es fundamental para el rendimiento y si la cantidad de oxígeno disponible es limitada es lógico que el rendimiento de vea afectado. Hay autores que señalan que el VO2max sufre una disminución de un 7-9% por cada 1000 m de altitud.

Por otro lado, los deportes de carácter anaeróbico, como pueden ser ciertas pruebas de ciclismo en pista no se ven tan afectados por esta situación de hipoxia, debido a que como ya hemos dicho, el metabolismo predominante en estas modalidades es de carácter anaeróbico. En ocasiones se ha observado una mejora del rendimiento en este tipo de disciplinas debido a una disminución de la densidad del aire en la altitud.

Por su parte, los deportes intermitentes pueden verse afectados debido a la importancia que el sistema oxidativo tiene por ejemplo en la recuperación entre esfuerzos

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Curso de directores de Ciclismo Nivel III

8.3 Entrenamiento en altitud Desde la década de los 70 el entrenamiento en altitud se ha configurado como un factor importante para el rendimiento en modalidades de resistencia como el ciclismo. El entrenamiento en altitud puede tener dos objetivos:

- Aclimatarse a la altitud para poder competir en ella.

Para ello los deportistas realizan estancias previas en el mismo lugar donde va a celebrarse la competición o bien en lugares con una altitud similar.

- Aclimatarse a la altitud para posteriormente competir a nivel del mar.

Las estancias de entrenamiento en altitud son frecuentes especialmente en deportes de carácter aeróbico como el ciclismo. Aunque hay bastante controversia entre los autores, todo parece indicar que la altitud mínima para lograr adaptaciones funcionales en el organismo está por encima de los 2000 m. En cuanto a la metodología a seguir, tampoco existe unanimidad aunque parece que el tiempo mínimo para conseguir adaptaciones es de tres semanas aproximadamente. Siempre hay que tener como punto de referencia la competición objetivo. Desde que realizamos la estancia han de pasar aproximadamente otras tres semanas hasta el día de la competición. En total estaríamos hablando de un ciclo de unas 6 semanas La intensidad de entrenamiento ha de ir aumentando progresivamente alcanzando su máximo a los 15 días de estancia.

Hoy en día siguen existiendo muchas dudas en cuanto a la efectividad de este tipo de estancias en el rendimiento a nivel del mar. Esta falta de efectividad puede relacionarse con el hecho de que al elevar la altitud limitamos la capacidad de trabajo del deportista y, por tanto, la intensidad de los entrenamientos se ve automáticamente disminuida. Debido a esto surgió lo que se conoce como “Living High, Training Low” (Vivir arriba, entrenar abajo”) con el objetivo de aprovechar la condición de hipoxia que nos ofrece la altitud pero que ésta no limite la capacidad de trabajo de nuestros deportistas.

Hoy en día son pocos los deportistas que realizan estancias de larga duración en altitud y lo que parece estar en boga es lo que se denomina “hipoxia intermitente” que puede lograrse gracias a diferentes aparatos diseñados para simular situaciones de hipoxia y lograr adaptaciones similares a las conseguidas con el entrenamiento en altitud. Son las cámaras presurizadas, tiendas hipobáricas o los aparatos con mezcla hipóxica de gases. Tampoco existe unanimidad en cuanto a la validez de estos métodos simuladores, sin embargo sí que son muchos los autores que abogan por su utilización en deportistas de resistencia, especialmente en aquellos a los que se conoce como “respondedores” a la hipoxia, siempre y cuando la carga hipóxica sea suficiente para estimular la respuestas en el organismo y se vaya incrementando progresivamente. Si bien las primeras adaptaciones se producen de manera inmediata, casi todos los autores coinciden en afirmar que para obtener mejoras significativas es necesario emplear la hipoxia intermitente

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Curso de directores de Ciclismo Nivel III durante al menos 6 semanas meses.

e incluso mantenerla hasta alcanzar los 3-4

9- Bibliografía  Chicharro, J.L; Fernández, A. (2006). Fisiología del Ejercicio. Panamericana: Madrid.  Córdova A. (2003). Fisiología Dinámica. Masson: Barcelona.  Guyton, A.C; Hall, J.E. (2007). Tratado de Fisiología Médica. 11 ed. Elsevier: Madrid.  Thibodeau, G; Patton, K.T. (2007). Anatomía y fisiología. Elsevier Mosby.  Wilmore, J.H; Costill, D.L. (2004). Fisiología del deporte y del ejercicio físico.

Paidotribo: Barcelona.

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