CAPÍTULO 5 .- ADAPTACIONES CARDIOVASCULARES DURANTE EL

EJERCICIOO B J E T I V O S

- Describir los cambios originados por el ejercicio físico en los componentes del sistema cardiovascular.

- Conocer el concepto de gasto cardíaco, su regulación durante el ejercicio así como de la frecuencia cardíaca y del volumen sistólico.

- Conocer los factores que regulan la redistribución del flujo sanguíneo a los diferentes territorios y la respuesta de la tensión arterial al ejercicio.

- Enumerar las adaptaciones y respuestas hematológicas al ejercicio físico.

- Describir los efectos del ejercicio sobre la agregación plaquetaria y la fibrinolisis.

Se denomina respuesta al ejercicio a los cambios súbitos y temporales en la función causados por el ejercicio. La respuesta cardiovascular sigue el modelo general de respuesta al ejercicio. Es decir, el desequilibrio en la homeostasis del organismo es captado por distintos receptores, los cuales estimulan vías de respuestas que transmiten a los distintos órganos diana los cuales a su vez responden con cambios que intentan recuperar la normalidad del medio interno.

El conocimiento de los conceptos básicos de la Fisiología del sistema cardiovascular es de gran importancia para una mejor comprensión de su modificación con el ejercicio.

Durante el ejercicio existe una mayor demanda de oxígeno en los músculos activos, los procesos metabólicos se aceleran con la producción de más productos de desecho, todo ello implica una mayor demanda de flujo sanguíneo.

El gasto cardíaco aumenta para satisfacer la necesidad de un mayor aporte de oxígeno a los músculo en actividad. Este aumento se produce por un incremento tanto de la frecuencia cardíaca como de la cantidad de sangre bombeada por el corazón o volumen sistólico.

La mayor parte del gasto cardíaco en ejercicios muy intensos se desvía a los músculos activos. La sangre es redistribuida y dirigida desde áreas que pueden tolerar temporalmente una reducción de su flujo sanguíneo total.

Gracias a la respuesta de la tensión arterial durante el ejercicio físicos se garantiza un flujo sanguíneo adecuado a los músculos activos.

El volumen de plasmas se reduce durante el ejercicio provocando hemoconcentración. Sin embargo, la reducción del volumen plasmático se normaliza aproximadamente en una hora y por mecanismos compensatorios. Posteriormente puede producirse hemodilución.

5.1 Estructura y función del sistema cardiovascular

5.1.1 Corazón

El corazón (figura 5.1), tiene dos aurículas actuando como cámaras de recepción y dos ventrículos como unidades de emisión. El corazón es la bomba principal que hace circular la sangre por todo el sistema vascular.

La sangre que ha seguido su curso entre las células del cuerpo, aportando oxígeno y nutrientes y recogiendo los productos de deshecho, vuelve a través de las grandes venas (la vena cava superior y la vena cava inferior a la aurícula derecha). Esta cámara recibe toda la sangre desoxigenada del cuerpo.

Desde la aurícula derecha, la sangre pasa a través de la válvula tricúspide al ventrículo derecho (figura 5.2). Esta cámara bombea la sangre a través de la válvula pulmonar semilunar hasta la arteria pulmonar que lleva la sangre a los pulmones derecho e izquierdo. Así, el lado derecho del corazón es conocido como el lado pulmonar, enviando la sangre que ha circulado por el cuerpo hacia los pulmones para reoxigenarla.

Después de realizar la difusión de los gases a nivel de los alveolos, la sangre rica en oxígeno abandona los pulmones a través de las venas pulmonares, que la vuelven a llevar hacia el corazón y hacia la aurícula izquierda. Desde la aurícula izquierda, la sangre pasa a través de la válvula bicúspide (mitral) hacia el

ventrículo izquierdo. La sangre abandona el ventrículo izquierdo pasando a través de la válvula aórtica semilunar hacia la aorta, que finalmente la envía a todas las partes y sistemas del cuerpo. El lado izquierdo del corazón es conocido como el lado sistémico. Ester recibe la sangre oxigenada de los pulmones y luego la envía para abastecer a todos los tejidos del cuerpo.

5.1.2 Miocardio

El músculo cardíaco recibe en conjunto el nombre de miocardio. El espesor del miocardio depende directamente de la tensión impuesta sobre las paredes de las cámaras del corazón. El ventrículo izquierdo es la más poderosa de las cuatro cámaras, pues mediante sus contracciones, esta cámara debe bombear sangre por toda la ruta sistémica. En posición erecta o sentada el ventrículo izquierdo debe contraerse con suficiente fuerza como para vencer el efecto de la gravedad, que tiende a acumular la sangre en las extremidades inferiores.

Esta potencia del ventrículo izquierdo se refleja en el mayor tamaño (hipertrofia) de su pared muscular comparado con el de las otras cámaras del corazón. Esta hipertrofia es simplemente el resultado de las demandas impuestas sobre ella en reposo o bajo condiciones normales de actividad moderada. Con ejercicios más enérgicos, especialmente en las actividades aeróbicas intensas durante las cuales las necesidades de sangre de los músculos en funcionamiento aumentan considerablemente, las demandas sobre el ventrículo izquierdo son altas. Al igual que los músculos esqueléticos con el tiempo, reacciona incrementando su tamaño.

El miocardio, como el esquelético es un músculo estriado. Sin embargo las fibras musculares cardíacas están anatómicamente interconectadas de un extremo a

otro por regiones teñidas en tono oscuro llamadas discos intercalados. Estos discos poseen unas estructuras (desmosomas) que unen las fibras individuales para que no se separen durante la contracción y que permiten una transmisión del impulso más rápida. Estas características permiten al miocardio actuar como una sola fibra muscular grande en las cuatro cámaras, todas las fibras se contraen a la vez.

Sistema cardíaco de conducción

El músculo cardíaco tiene la capacidad única de generar su propia señal eléctrica, llamada autoconducción, lo que le permite contraerse rítmicamente sin estimulación neural. Sin estimulación neural ni hormonal, la frecuencia cardíaca intrínseca efectúa entre 70 y 80 latidos (contracciones) por minuto pero en las personas que siguen entrenamientos de resistencia puede descender a niveles inferiores.

El impulso para la contracción cardíaca se inicia en el nódulo senoauricular, un grupo de fibras musculares cardíacas especializadas situadas en la pared posterior de la aurícula derecha Dado que este tejido genera el impulso, generalmente a una frecuencia de alrededor de 60 u 80 latidos por minuto (lpm) al nódulo senoauricular se le conoce como el marcapasos cardíaco, y el ritmo de los latidos que establece recibe el nombre de ritmo sinusal. El impulso eléctrico generado se difunde por las dos aurículas y llega hasta el nódulo auriculoventricular, localizado en la pared auricular cerca del centro del corazón. Cuando el impulso se difunde a través de las aurículas, reciben la señal de contraerse lo que hacen casi inmediatamente.

El nódulo auriculoventricular dirige el impulso desde las aurículas hasta los ventrículos. El impulso es retrasado aproximadamente 0,13 s y este retraso

permite que las aurículas se contraigan antes de que lo hagan los ventrículos, maximizando el llenado ventricular. El fascículo auriculoventricular viaja a lo largo del tabique ventricular y luego envía ramificaciones de los fascículos derecho e izquierdo hacia ambos ventrículos. Estas ramificaciones envían el impulso hacia el ápice cardíaco, y luego hacia fuera. Cada rama del fascículo se divide en otras mucho menores que se extienden por toda la pared ventricular. Estas ramas terminales del fascículo auriculoventricular son las fibras de Purkinje. Transmiten el impulso a través de los ventrículos aproximadamente seis veces más deprisa que a través del resto del sistema de conducción cardíaca. Esta rápida conducción permite que todas las partes del ventrículo se contraigan aproximadamente al mismo tiempo.

5.1.3 Electrocardiograma (ECG)

La actividad eléctrica del corazón debe registrarse para diagnosticar potenciales problemas cardíacos o para controlar cambios en el corazón. El principio implicado es sencillo: los fluidos corporales son buenos conductores eléctricos. Los impulsos eléctricos generados en el corazón son conducidos a través de los fluidos corporales hasta la piel, donde pueden detectarse e imprimirse mediante un electrocardiógrafo. Esta impresión se llama electrocardiograma o ECG (figura 5.4). Tres componentes del ECG representan aspectos de la función cardíaca: onda P, complejo QRS y onda T.

La onda P representa la despolarización auricular y tiene lugar cuando el impulso eléctrico viaja desde el nódulo senoauricular a través de la aurícula hasta el nódulo auriculoventricular. El complejo QRS representa una despolarización ventricular y se produce cuando el impulso se difunde desde el fascículo auriculoventricular hasta las fibras de Purkinje y a través de los ventrículos. La onda T representa la repolarización ventricular. La repolarización auricular no puede verse, ya que tiene lugar durante la despolarización ventricular (complejo QRS).

Con frecuencia se obtienen ECG de esfuerzo que son valiosas pruebas diagnósticas. Cuando la intensidad del ejercicio aumenta, el corazón debe latir más deprisa y realizar un esfuerzo más duro para aportar más sangre a los músculos activos. Si el corazón está enfermo, puede aparecer una indicación en el ECG cuando el corazón incrementa su ritmo de trabajo. Los ECG de esfuerzo han sido también herramientas extremadamente valiosas para investigar en fisiología del esfuerzo ya que facilitan un cómodo método para rastrear los cambios cardíacos durante el ejercicio agudo y crónico.

5.1.4 Terminología de la función cardíaca

- Ciclo cardíaco. El ciclo cardíaco incluye todos los hechos que se producen entre dos latidos cardíacos consecutivos. En términos mecánicos, consiste en que todas las cámaras del corazón pasan por una fase de relajación (diástole) y una fase de contracción (sístole). Durante la diástole, las cámaras se llenan de sangre. Durante la sístole, las cámaras se contraen y expulsan su contenido. La fase diastólica es más larga que la fase sistólica. Cuando la frecuencia cardíaca aumenta, estos intervalos absolutos de tiempo se reducen proporcionalmente.

- En el ECG normal un ciclo cardíaco comprende el tiempo transcurrido entre una sístole y la siguiente. Es decir desde una contracción ventricular (complejo QRS) hasta la siguiente contracción.

- Volumen sistólico. Durante la sístole, el volumen de sangre bombeado por cada latido (contracción) es el volumen sistólico (VS) del corazón.

- El volumen de la sangre que contiene el ventrículo justo antes de la sístole se denomina volumen diastólico final o VDF y justo después de la contracción ventricular, el volumen de sangre restante en el ventrículo se denomina volumen sistólico final o VSF. Por tanto el volumen sistólico es el volumen de sangre que ha sido bombeado, y es la diferencia entre la cantidad que originariamente había y la

restante después de la contracción. Así el volumen sistólico es simplemente la diferencia entre VDF y el VSF.

- Fracción de eyección. Es la proporción de sangre bombeada por el ventrículo izquierdo en cada latido y se determina dividiendo el volumen sistólico por el volumen diastólico final. Revela qué parte de la sangre que entra en el ventrículo es expulsada durante la sístole y parte permanece en el ventrículo. La fracción de eyección, expresada generalmente como un porcentaje, es de promedio de un 60% en reposo. Por lo tanto el 60% de la sangre en los ventrículos al final de una diástole es expulsada con la siguiente contracción y el 40% restante permanece.

- Gasto cardíaco (Q): Es el volumen total de sangre bombeada por los ventrículos por minuto o simplemente, el producto de la frecuencia cardíaca (FC) por el volumen sistólico (VS). El volumen sistólico en reposo en posición de pie es de promedio de 60 a 80 mL de sangre en la mayoría de adultos. Por lo tanto, con una frecuencia cardíaca en reposo de 80 lpm el gasto cardíaco oscilará entre 4,8 y 6,4 L/min. El cuerpo adulto medio contiene alrededor de 5 litros de sangre por lo tanto, esto significa que toda la sangre es bombeada a través del corazón una vez cada minuto.

- Resistencia vascular: se define como la dificultad de un fluido (la sangre) al circular por un conducto o tubo (vasos sanguíneos). Depende de las características del conducto y de las propiedades del fluido principalmente la viscosidad del mismo.

5.1.5 Vasos sanguíneos

La sangre oxigenada es bombeada desde el corazón a los tejidos a través de las arterias. La arteria mayor que nace en el corazón es la aorta. Las arterias son normalmente los vasos mas grandes, más musculares y más elásticos, y siempre llevan la sangre del corazón a las arteriolas. Posteriormente desde éstas la sangre pasa a los capilares frecuentemente con paredes del espesor de una sola célula. Virtualmente, todos los intercambios entre la sangre y los tejidos tienen lugar en los capilares. La sangre abandona los capilares para iniciar el camino de regreso hasta el corazón en las vénulas, y de éstas a los vasos más grandes, las vena, que completan el circuito. Las venas más grandes del organismo son la cava superior y la cava inferior.

El flujo de sangre desde el ventrículo izquierdo del corazón a través de los vasos sanguíneos a todas las partes del cuerpo y de regreso a la aurícula derecha se denomina circulación sistémica. La circulación pulmonar va desde la aurícula derecha, ventrículo derecho a la arteria pulmonar y arteriolas pulmonares donde tiene lugar la oxigenación de la sangre. Esta sangre oxigenada fluye posteriormente a través de las vénulas y venas pulmonares para volver a la aurícula izquierda.

Además de las divisiones pulmonar y sistémica del sistema vascular, el corazón, como músculo activo, requiere su propio sistema vascular para suministrar los nutrientes necesarios y para eliminar los productos de deshecho. Las arterias coronarias, que tienen su origen en la base de la aorta cuando abandona el corazón, abastecen el miocardio.

Retorno sanguíneo al corazón

El sistema cardiovascular precisa de tres mecanismos básicos para superar la fuerza de la gravedad cuando la sangre que regresa de las partes inferiores del cuerpo vuelve al corazón. Estos mecanismos que facilitan el retorno venoso son la respiración, la bomba muscular y las válvulas venosas.

Cada vez que inspiramos y espiramos, los cambios de presión en las cavidades abdominal y torácica facilitan el retorno sanguíneo al corazón. Cuando se contraen, los músculos esqueléticos de las piernas o del abdomen comparten esta función. Durante la respiración y la contracción muscular esquelética, las venas de la zona inmediata se comprimen y la sangre es empujada hacia arriba en dirección al corazón. Estas acciones son facilitadas por una serie de válvulas en las venas que permiten que la sangre fluya en una sola dirección, impidiendo así el reflujo y la acumulación de la sangre en la parte inferior del cuerpo.

Distribución de la sangre

La distribución de la sangre hacia los diversos tejidos del cuerpo varía tremendamente en función de las necesidades inmediatas de un tejido específico y de todo el cuerpo. En reposo bajo condiciones normales, los tejidos más activos metabólicamente reciben el mayor aporte sanguíneo. El hígado y los riñones reciben casi la mitad de la sangre que circula (el 27 y el 22%, respectivamente), y los músculos esqueléticos en reposo reciben solamente alrededor del 15%.

Como las necesidades de los diversos tejidos del cuerpo están cambiando constantemente el sistema cardiovascular debe responder garantizando un adecuado flujo de sangre a las áreas donde es más necesario. Así después de una gran comida, el sistema digestivo recibe más sangre que en reposo o durante una creciente tensión ambiental por el calor, el aporte de sangre a la piel aumenta mantener la temperatura normal. En ejercicios de resistencia existe una redistribución del flujo hacia las zonas activas y de esta forma los músculos reciben hasta un 80% o incluso más de la sangre disponible. Esto, junto con incrementos en el gasto cardíaco, permite un flujo de sangre hasta 25 veces mayor hacia los músculos activos.

Esta distribución de la sangre a las diversas áreas es controlada principalmente por las arteriolas. Estos vasos presentan dos características importantes. Tienen una fuerte pared muscular que puede alterar significativamente el diámetro de los vasos y responden también a los mecanismos que controlan el flujo de sangre fundamentalmente a la autorregulación y el control nervioso extrínseco.

Tensión arterial

La tensión arterial (TA) es la presión ejercida por la sangre sobre las paredes de los vasos, y el término se refiere generalmente a la presión de la sangre en las arterias, se puede calcular teniendo en cuenta el gasto cardíaco y la resistencia periférica total. Se expresa con dos números: la tensión arterial sistólica (TAS) y la tensión arterial diastólica (TAD). El número más elevado es la TAS, representa la presión más alta en la arteria y corresponde a la sístole ventricular del corazón. La contracción ventricular empuja la sangre a través de las arterias con una fuerza tremenda, que ejerce una elevada presión sobre la pared arterial. El número más bajo es la TAD, representa la presión más baja en las arterias, correspondiendo a la diástole ventricular cuando el corazón está en reposo.

La tensión arterial media representa la presión media ejercida por la sangre cuando se mueve por las arterias. Una aproximación de la tensión arterial media es:

Tensión arterial media TA diastólica [0,333 (TA sistólica TA diastólica)]

 

Las modificaciones de la tensión arterial se producen en gran medida por cambios específicos en las arterias, arteriolas y venas. Así, la constricción generalizada de los vasos sanguíneos incrementa la tensión arterial, y la dilatación generalizada la reduce. La hipertensión es el término clínico que describe la condición en la cual la tensión arterial está crónicamente por encima de su nivel normal. La causa de la hipertensión suele ser desconocida en el 90% de los casos pero generalmente se puede controlar efectivamente perdiendo peso, con una dieta adecuada y con ejercicio, aunque puede requerir también una medicación apropiada.

La modificación de los flujos locales produce un cambio en las resistencias periféricas globales que se estima por técnicas indirectas a partir de la medición del flujo y de la presión sanguínea.

Así, según las leyes de la hemodinámica el gasto cardíaco se puede calcular mediante el cociente entre la tensión arterial media y las resistencias vasculares. Por lo que las resistencias vasculares serán la relación entre la tensión arterial media y el gasto cardíaco.

5.1.6 Sangre

El tercer componente del sistema circulatorio es fluido: la sangre y la linfa. Son responsables del verdadero transporte de sustancias entre las diferentes células o tejidos del cuerpo.

Recordemos de la fisiología básica la relación existente entre la sangre y la linfa: cierta cantidad del plasma de la sangre se filtra desde los capilares a los tejidos, convirtiéndose en fluido (tejido) intersticial. Gran parte del fluido intersticial vuelve a los capilares después de que se haya producido el intercambio pero regresa menos del que se había filtrado originalmente. El exceso de fluido entra en los capilares de la linfa, y entonces recibe la denominación de linfa, que acaba por volver a la sangre.

De esta forma el sistema linfático juega un papel crucial en el mantenimiento de niveles apropiados de fluidos en los tejidos, así como en el mantenimiento de un volumen adecuado de sangre, asegurando que el fluido intersticial regrese. Esta función adquiere mayor importancia durante el ejercicio, cuando el flujo de sangre hacia los músculos activos es mayor y la tensión arterial incrementada provocan la formación de más fluido intersticial. El sistema linfático previene la tumefacción en las áreas activas y mantiene al sistema cardiovascular funcionando eficazmente.

Con respecto a la sangre posee tres funciones de gran importancia en el ejercicio y el deporte: el transporte, la regulación de la temperatura y el equilibrio ácido-básico (pH).

La sangre transporta todas las sustancias químicas necesarias para la vida como alimentos, oxígeno, así como sustancias de desecho para su eliminación. Además, la sangre tiene una importancia crítica en la regulación de la temperatura llevando el calor desde el centro del cuerpo o desde áreas de actividad metabólica incrementada hacia la superficie. La sangre puede amortiguar los ácidos producidos por el metabolismo anaeróbico, manteniendo el pH apropiado para una actividad eficaz de los procesos metabólicos.

Volumen y composición de la sangre

El volumen total de sangre en el cuerpo varía considerablemente con el tamaño del individuo y el sexo. Los volúmenes de sangre de personas con un tamaño corporal medio y una actividad física normal (que no siguen entrenamientos aeróbicos) generalmente oscilan entre 5 y 6 litros en el caso de los hombres y entre 4 y 5 litros en el caso de las mujeres.

La sangre se compone de plasma (principalmente agua) y de células en suspensión (figura 5.5). El plasma normalmente constituye entre el 55 y el 60% del volumen total de la sangre pero puede reducirse un 10% o más con ejercicios intensos realizados en un ambiente caluroso o incrementarse un 10% o más con el entrenamiento de resistencia o con la aclimatación al calor y a la humedad. Aproximadamente, el 91% del volumen del plasma es agua, un 7% son proteínas plasmáticas y el restante 2% son nutrientes celulares, electrólitos, enzimas, hormonas, anticuerpos y productos de deshecho.

La fracción corpuscular, que suele constituir aproximadamente entre el 40 y el 45% del volumen total de la sangre, son los glóbulos rojos (eritrocitos), glóbulos blancos (leucocitos) y plaquetas (trombocitos).

Las plaquetas en realidad son fragmentos de células que son necesarios para la coagulación ya que impiden la pérdida excesiva de sangre.

Los glóbulos blancos protegen el cuerpo de la invasión de organismos patógenos, destruyendo directamente a los agentes invasores mediante fagocitosis (ingestión) o formando anticuerpos para destruirlos. Los adultos tienen unos 5000-9000 glóbulos blancos por milímetro cúbico de sangre

Los glóbulos rojos constituyen más del 99% del volumen de la fracción corpuscular; los glóbulos blancos y las plaquetas juntos representan menos del 1%. El porcentaje del volumen total de la sangre compuesto por glóbulos rojos se denomina hematocrito y normalmente oscila entre el 40 y el 45%. Los glóbulos rojos maduros (eritrocitos) tienen una vida media de 120 días (4 meses), por lo tanto, estas células se están produciendo y destruyendo constantemente al mismo ritmo. Este equilibrio es muy importante, porque el aporte adecuado de oxígeno a los tejidos del cuerpo depende de que se disponga de un número suficiente de elementos de transporte, los glóbulos rojos. La disminución en su número o en su función pueden dificultar el aporte de oxígeno y afectar, por lo tanto, el rendimiento.

Los glóbulos rojos pueden ser destruidos durante el ejercicio pues la membrana celular sufre una alteración por el desgaste y el desgarro asociados a un ritmo mayor de circulación y con una mayor temperatura corporal. Hay incluso estudios que han demostrado que el constante golpeteo de la planta de un pie contra el zapato durante las carreras de fondo puede aumentar la fragilidad y la destrucción de los glóbulos rojos.

Los glóbulos rojos transportan oxígeno principalmente unido a molécula de hemoglobina. La hemoglobina se compone de una proteína (globina) y un pigmento (hemo) que contiene hierro que se combina con el oxígeno. Cada glóbulo rojo contiene aproximadamente 250 millones de moléculas de hemoglobina y cada una de ellas es capaz de unirse con 4 moléculas de oxígeno, por lo que cada glóbulo rojo puede unirse con hasta un billón de moléculas de oxígeno. Hay un promedio de 15 g de hemoglobina por cada 100 mL de sangre completa y como cada gramo de hemoglobina puede combinarse con 1,33 mL de oxígeno, el resultado final es que puede haber hasta 20 mL de oxígeno en cada 100 mL de sangre.

Viscosidad de la sangre

Cuanto más espeso (viscoso) es un fluido, más resistencia opone a la circulación. La densidad de la sangre suele ser el doble de la del agua y se incrementa con la elevación del hematocrito.

Como los glóbulos rojos transportan oxígeno parece lógico pensar que un incremento en su número mejora el transporte de oxígeno. Sin embargo, si el aumento del número de glóbulos rojos no va acompañado de un incremento

similar en el volumen del plasma, la viscosidad de la sangre aumentará, lo cual puede restringir el flujo sanguíneo. En general, esto no es un problema, a menos que el hematocrito llegue al 55-60% o más.

Por el contrario la combinación de un hematocrito bajo con un alto volumen de plasma, reduce la viscosidad de la sangre, y podría parecer beneficiosa para la función de transporte de la sangre porque ésta puede fluir más fácilmente. Desgraciadamente, un hematocrito bajo es con frecuencia el resultado de un número reducido de glóbulos rojos, como en enfermedades tales como la anemia. Bajo estas circunstancias, la sangre puede fluir fácilmente, pero contiene menos transportadores, por lo que el transporte de oxígeno se ve dificultado.

Para la actividad física, es deseable un bajo hematocrito con un número normal o ligeramente elevado de glóbulos rojos. Esta combinación debe facilitar el transporte de oxígeno. Muchos deportistas de deportes de resistencia alcanzan esta condición como parte de la adaptación normal de su sistema cardiovascular.

El corazón es la bomba principal que hace circular la sangre por todo el sistema vascular. El músculo cardíaco tiene la capacidad de generar su propia señal eléctrica, llamada autoconducción, lo que le permite contraerse rítmicamente sin estimulación nerviosa. El impulso para la contracción cardíaca se inicia en el nódulo senoauricular.

Los impulsos eléctricos generados en el corazón son conducidos a través de los fluidos corporales hasta la piel, donde pueden detectarse e imprimirse mediante un electrocardiógrafo prueba denominada electrocardiograma o ECG.

Gasto cardíaco (Q): Es el volumen total de sangre bombeada por los ventrículos por minuto, o simplemente el producto de la frecuencia cardíaca (FC) por el volumen sistólico (VS).

Los vasos sanguíneos son arterias, arteriolas, capilares, vénulas y venas que distribuyen la sangre por todo el organismo. La sangre se redistribuye según las necesidades de los tejidos individuales, es decir los tejidos más activos son los que reciben más sangre.

La sangre está constituida un 50-60% de plasma y un 40-45% de células (plaquetas, glóbulos rojos y blancos). El oxígeno es transportado por los glóbulos rojos unido a la molécula de hemoglobina. Pero un elevado número de glóbulos rojos incrementa la viscosidad de la sangre dificultando su circulación.

5.2 Gasto cardíaco durante el ejercicioCon la actividad física es necesario aumentar el gasto cardíaco, siendo este incremento proporcional a la intensidad del ejercicio en ejercicios de intensidad baja y moderada pero en ejercicios intensos se pierde esta linealidad y a partir de valores de potencia cercanos al 60-70% del VO2máx se llega a una meseta. En este momento, el flujo sanguíneo es supuestamente suficiente para satisfacer los requerimientos metabólicos del ejercicio.

Las cifras máximas alcanzables varían en función del nivel de entrenamiento llegando a cifras de 40 L/min (figura 5.6) o más gracias a una mayor repleción ventricular, mayor volumen sistólico y superior capacidad contráctil de miocardio.

5.2.1 Volumen sistólico (VS) durante el ejercicio

 

El aumento del volumen sistólico es el factor más importante en la determinación de las diferencias individuales del VO2máx. Los volúmenes sistólicos del sujeto entrenado y del sedentario son aproximadamente de 170 y 90 mL, respectivamente.

Durante el ejercicio el volumen sistólico alcanza valores máximos alrededor del 40%-60% del VO2máx (figura 5.7) tanto en sujetos entrenados como sedentarios, varones y mujeres; a partir de esa intensidad se inicia una fase de estabilización hasta intensidades muy altas de trabajo (90% VO2máx) en las que el volumen sistólico puede llegar a disminuir, ya que el incremento progresivo de la frecuencia cardíaca produce un descenso del llenado diastólico. En mujeres, los valores alcanzados son menores debido exclusivamente al menor tamaño del corazón, en relación a los varones.

Los dos mecanismos principales que pueden ser responsables del incremento del volumen sistólico son: el mecanismo de Frank-Starlíng (aumento de la precarga) que la mejora de la contractilidad y un mayor retorno venoso por movilización de los depósitos sanguíneos (venas pulmonares, extremidades inferiores y bazo).

El aumento en el volumen del final de la diástole estira las fibras miocárdicas y causa un potente latido de eyección al contraerse el corazón. Como resultado, es expulsado el VS normal más la sangre adicional que entró en los ventrículos y estiró el miocardio. La relación entre la fuerza de la contracción y la longitud de las fibras musculares fue descrita por dos fisiólogos, Frank y Starling, al comienzo del s. XX. La mejor contractibilidad resulta probablemente de una colocación más óptima de los miofilamentos al estirarse el músculo.

5.2.2 Modificaciones de la frecuencia cardíaca (FC)

Como la frecuencia cardíaca es fácilmente valorable por palpación, por técnicas electrocardiográficas u otros procedimientos (pulsómetros), cabe efectuar un seguimiento continuado de las modificaciones de la frecuencia, durante la ejecución de un determinado trabajo físico y en el periodo de recuperación, procedimientos muy útiles para la valoración funcional indirecta de la capacidad física para el ejercicio aerobio o el nivel de entrenamiento.

Factores que modifican la FC en condiciones basales

En condiciones de reposo la frecuencia cardíaca, presenta un valor promedio comprendido entre los 65-75 lpm, aunque existe una gran variabilidad dependiendo de factores genéticos, edad, sexo, etc. También influye la posición espacial, la temperatura, estímulos de alarma visuales y acústicos, digestión, sueño, emociones, ritmos circadianos, etc.

a) Edad. En el nacimiento la frecuencia cardíaca es de aproximadamente 140 lpm y va disminuyendo progresivamente.

b) Sexo. Como promedio, la FC de la mujer es de unas 5-10 lpm superior a la del varón.

c) Posición. Respecto de la posición de decúbito, los valores de la FC son superiores tanto en un individuo sentado (del 10%) como cuando se encuentra de pie (20-30%).

d) Temperatura. Con el calor aumenta la frecuencia cardíaca.

e) Movimientos respiratorios. Durante la inspiración aumenta la el ritmo cardíaco en la espiración se enlentece.

f) Emociones y alarma. Producen modificaciones importantes.

g) Digestión. La frecuencia cardíaca es más elevada en las tres horas posteriores a una comida abundante, como consecuencia de la demanda de irrigación del área esplácnica.

h) Sueño. Durante el sueño profundo, puede disminuir en 10 las lpm. Poco antes de levantarse, en la fase de sueño superficial, se recuperan los valores basales.

i) Ritmos circadianos. La FC varía a lo largo del día de modo que los valores máximos acostumbran a alcanzarse por la tarde.

Frecuencia cardíaca en el ejercicio

La frecuencia cardíaca es el factor más importante en el aumento del gasto cardíaco durante el ejercicio físico. Así durante un ejercicio ligero o moderado en posición supina el aumento del gasto cardíaco se realiza básicamente a expensas de la frecuencia cardíaca, que aumenta paralelamente, ya que el volumen sistólico se mantiene prácticamente constante. Durante ejercicios dinámicos, la frecuencia cardíaca aumenta con la carga de trabajo y el VO2 hasta alcanzar el VO2máx. (figura 5.7).

La causa más importante de aumento de la frecuencia cardíaca es la estimulación del sistema nervioso simpático junto con una inhibición del sistema nervioso parasimpático. Los impulsos desde la corteza cerebral pasan a través del centro vasomotor de la médula espinal. Estos impulsos nerviosos provocan que la frecuencia cardíaca aumente rápidamente y significativamente antes de comenzar el ejercicio (respuesta anticipatoria), siendo esto igualmente el resultado de un incremento de la actividad simpática y un descenso de la parasimpática. La magnitud de la respuesta anticipatoria es mayor en pruebas de corta distancia (74% de la frecuencia cardíaca alcanzada durante la actividad), que en larga distancia (33%), perdiéndose esta relación en sujetos no entrenados.

Hay que tener en cuenta que las relaciones lineales de la frecuencia cardíaca con el trabajo realizado, existen en una zona de frecuencia cardíaca entre 100 y 170 lpm, en personas de edad adulta. Más allá de las 170 Ipm, se produce un retardo creciente del incremento de la frecuencia cardíaca con cierta tendencia a acercarse asintóticamente a un valor máximo (FCmax). Este comportamiento de alguna manera ha sido utilizado por algunos autores (Conconi) para determinar de forma no invasiva el umbral anaeróbico durante el ejercicio.

La respuesta de la frecuencia cardíaca ante una misma intensidad de trabajo varía con el tipo de ejercicio. Esto parece debido a los diferentes grupos musculares que entran en acción en cada actividad. En ejercicios con brazos por ejemplo, se exigen mayores porcentajes de su máxima capacidad a pequeños grupos musculares, que a los músculos de las piernas durante un trabajo en tapiz rodante.

Una vez finalizado el ejercicio la recuperación de la frecuencia cardíaca es más rápida cuanto mayor sea la aptitud y preparación física del deportista o su nivel de entrenamiento. El índice de recuperación cardíaca en el 2° minuto posterior al esfuerzo máximo (IR2) parece ser un índice útil para valorar en cierta medida el grado de entrenamiento aeróbico. Este índice fue descrito por Lamiel-Luengo en 1988 como el cociente de la caída de la frecuencia cardíaca en el 2° minuto postesfuerzo con respecto a la relación existente entre la frecuencia cardíaca máxima teórica y la frecuencia cardíaca máxima alcanzada en la prueba de esfuerzo gradual.

Parece que el IR2 aumenta con los años de entrenamiento, es mayor en los deportes predominantemente aeróbicos y es más alto cuanto mayor es el volumen telediastólico del ventrículo izquierdo corregido por la superficie corporal.

Frecuencia cardíaca máxima (FCmáx)

La frecuencia cardíaca máxima se incrementa directamente cuando aumenta la intensidad del ejercicio hasta llegar cerca del punto de agotamiento. En este momento la frecuencia cardíaca comienza a estabilizarse indicando que se aproxima al valor máximo o frecuencia cardíaca máxima. Ésta es el valor de la frecuencia cardíaca más alto que se alcanzará en un esfuerzo hasta el punto de agotamiento.

Para apreciar la frecuencia máx del corazón hay que considerar la edad del sujeto (tabla 5.1). Los adolescentes pueden alcanzar frecuencias de 220 latidos por minuto sin perjuicio alguno. Con la edad la frecuencia máxima que se puede alcanzar sin sufrir daño disminuye. Este hecho puede ser explicado por: alteraciones en las propiedades eléctricas de las células del nódulo sinusal, invasión del tejido nodal por tejido adiposo y fibroso, y disminución de la actividad simpática o de la respuesta de las células marcapasos a las catecolaminas.

Edad 10-14 17-20 21-30 31-40 41-50 >50

Hombres 220 200 180 160-170 140 130-140

Mujeres 220 190 170 150 140 130

Como regla empírica se considera 220-edad en años como nivel de carga máxima, no obstante esto es solamente una estimación; los valores individuales varían considerablemente de este valor promedio.

Existen una serie de factores tanto endógenos como exógenos que pueden modificar la respuesta de la frecuencia cardíaca al ejercicio. Los más importantes son:

a) Edad. Existe una tendencia hacia la reducción regular de la frecuencia cardíaca para esfuerzos de igual intensidad a medida que aumenta la edad. La frecuencia cardíaca máxima disminuye según va avanzando la edad.

b) Grado de entrenamiento. Para una misma intensidad de ejercicio la frecuencia cardíaca de un deportista entrenado, y más si es un entrenamiento de fondo, es menor que en un desentrenado y además la recuperación será más rápida. Existe una clara relación entre la respuesta de la frecuencia cardíaca al ejercicio físico y la adaptación crónica al entrenamiento, de forma que la respuesta será diferente

en función del grado de entrenamiento. Deportistas entrenados son capaces de superar su frecuencia cardíaca máxima teórica e incluso mantenerla antes del agotamiento.

c) Tipo de ejercicio. En aquellos ejercicios en los que se movilice mayor masa muscular, la frecuencia cardíaca será más elevada.

d) Condiciones ambientales. Temperatura: La frecuencia cardíaca para una misma intensidad de trabajo es mayor con temperaturas elevadas. Humedad del aire: el aumento del porcentaje de humedad relativa del aire obliga a medidas de regulación térmica que hacen aumentar la frecuencia cardíaca. Presión atmosférica: la disminución de la presión barométrica con la altitud, y en consecuencia la disminución de la presión parcial de oxígeno del aire, crea una situación de hipoxia relativa con descenso de la tensión arterial de oxígeno que origina un aumento en la actividad simpática con una mayor frecuencia cardíaca en reposo y en respuesta al ejercicio. Hora del día: igual que la frecuencia cardíaca en reposo, pueden existir variaciones con el ejercicio dependiendo del momento horario en el que se realice.

e) Condiciones patológicas. Los pacientes anémicos, con alteraciones en las válvulas o convalecientes de enfermedades infecciosas, entre otras patologías, presentan una frecuencia cardíaca en esfuerzo mayor que los individuos sanos para una misma intensidad de trabajo físico.

Durante el ejercicio el gasto cardíaco aumenta para satisfacer la necesidad de un mayor aporte de oxígeno a los

músculos en actividad.

El aumento del gasto cardíaco se produce por un incremento tanto de la frecuencia cardíaca como de la cantidad de sangre bombeada por el

corazón. La frecuencia cardíaca es el factor más importante en el aumento del gasto cardíaco durante el ejercicio físico.

La causa más importante del aumento de la frecuencia cardíaca es la estimulación del sistema cardíaco simpático junto con una inhibición del sistema nervioso parasimpático. Para calcular la FC máxima de un

individuo: 220 - edad en años, no obstante esto es solamente una estimación; los valores individuales varían considerablemente de este

valor promedio.

Existen una serie de factores tanto endógenos como exógenos que pueden modificar la respuesta de la frecuencia cardíaca al ejercicio.

Los más importantes son la edad, el grado de entrenamiento, el tipo de ejercicio, las condiciones ambientales y determinadas patologías.

5.3 Distribución del gasto cardíaco durante el ejercicio

Durante el reposo cerca de 1/5 del gasto cardíaco se dirige al tejido muscular mientras que la mayor parte de la sangre riega el tracto digestivo, el hígado, el bazo, el cerebro y los riñones. Aunque el riego sanguíneo local durante la actividad física varía considerablemente según las condiciones ambientales, el nivel de fatiga, el tipo de ejercicio, etc.; la mayor parte del gasto cardíaco en el ejercicio se desvía a los músculos activos (figura 5.8).

Este aumento en el riego sanguíneo muscular durante el ejercicio se debe en gran parte al mayor gasto cardíaco. Sin embargo, el riego sanguíneo muscular es desproporcionadamente grande en relación al flujo que se dirige a otros tejidos. Debido a la regulación nerviosa y hormonal y a las condiciones metabólicas locales de los mismos músculos, la sangre es redistribuida y dirigida desde áreas que pueden tolerar temporalmente una reducción de su flujo sanguíneo normal. Este desplazamiento de la sangre de tejidos específicos se produce principalmente durante ejercicios máximos.

Con un menor riego sanguíneo se mantienen las necesidades energéticas de los tejidos, aumentando la extracción del oxígeno de la provisión disponible de sangre. Una reducción sustancial del riego sanguíneo a los órganos viscerales puede soportarse durante más de una hora de ejercicio vigoroso. Sin embargo una reducción prolongada del riego sanguíneo del hígado y de los riñones puede tener

sus consecuencias y puede explicar parcialmente la fatiga observada en el ejercicio submáximo continuo.

El flujo cerebral se mantiene constante durante el ejercicio, independientemente de su duración e intensidad, constituye lo que se llama un "circuito protegido". Sin embargo, dado que el gasto cardíaco aumenta de forma importante con el esfuerzo, en términos relativos el porcentaje destinado a la circulación cerebral disminuye. La constancia de la circulación cerebral se explica porque si bien con el movimiento aumenta la actividad neuronal de los centros responsables de la motricidad, otras estructuras nerviosas tienen una actividad disminuida. Es decir que se produce un desplazamiento del flujo sanguíneo desde unas zonas del cerebro a otras ahora más activas.

El flujo sanguíneo a la piel aumenta durante el ejercicio ligero y moderado, para que el calor metabólico generado en el músculo pueda disiparse en la superficie de la piel. Durante un ejercicio de corta duración aunque sea intenso, este tejido restringe su flujo sanguíneo, incluso cuando el ejercicio se realiza en un ambiente caluroso.

El flujo renal disminuye de forma moderada en ejercicios débiles y se halla muy restringido en los intensos. Ello explica las clásicas disminuciones de la diuresis en el transcurso e inmediatamente después de la práctica física (oligurias de esfuerzo). Sin embargo, si el ejercicio persiste durante un periodo de tiempo prolongado, la circulación renal tiende a normalizarse progresivamente, aunque situándose todavía muy por debajo de los valores de reposo, dado que una limitación demasiado persistente o prolongada de la función depuradora renal podría originar alteraciones funcionales graves de la nefrona.

El flujo sanguíneo en la zona esplácnica se reduce muy intensamente de manera proporcional a la intensidad del ejercicio. De ahí la inoportunidad de la práctica física intensa en periodos de tiempo inferiores a las tres horas después de comidas copiosas.

El flujo pulmonar se encuentra aumentado en la misma medida que el flujo sanguíneo cardíaco. Con respecto al primero este incremento es fundamental para potenciar el intercambio de gases respiratorios en el transcurso del ejercicio.

El miocardio utiliza de forma normal, aproximadamente el 75% del oxígeno de la sangre que fluye por la circulación coronaria en reposo (ya que el tejido muscular cardíaco, posee un número más elevado de mitocondrias que el tejido muscular esquelético). Con este limitado margen de seguridad, los incrementos en las demandas de oxígeno del miocardio durante el ejercicio pueden satisfacerse principalmente aumentando el riego coronario. Así, un aumento de 4-5 veces el gasto cardíaco es acompañado de un incremento similar en la circulación coronaria; en el ejercicio máximo esto supone alrededor de un litro de sangre/min.

La mayor parte del gasto cardíaco en el ejercicios muy intensos se desvía a los músculos activos.

Debido a la regulación nerviosa y hormonal y a las condiciones metabólicas locales de los mismos músculos, la sangre es

redistribuida y dirigida desde áreas que pueden tolerar temporalmente una reducción de su flujo sanguíneo normal.

5.4 Ejercicio y presión arterialLa respuesta de la tensión arterial al ejercicio físico tiene como objetivo garantizar un flujo sanguíneo adecuado a los músculos activos. La tensión arterial depende del gasto cardíaco, de la frecuencia cardíaca, de la volemia y de las resistencias vasculares periféricas.

En las diferencias en la tensión arterial durante el ejercicio es importante diferenciar entre la tensión arterial sistólica (TAS) y la diastólica (TAD), puesto que muestran cambios distintos. Con actividades físicas dinámicas se incrementa la TAD mientras que la sistólica se modifica muy poco, sin embargo en ejercicios estáticos se incrementan ambas tanto la TAD como la TAS.

La tensión arterial alcanza un punto en que se estabiliza durante la realización de ejercicios de resistencia con una intensidad submáxima constante. Si el ejercicio de intensidad estable se prolonga, la TAS puede comenzar a reducirse gradualmente, pero la TAD permanece constante. La reducción de la TAS, si se produce, es una respuesta normal que simplemente refleja una dilatación incrementada de las arteriolas de los músculos activos, lo cual reduce la resistencia periférica total (tensión arterial = gasto cardíaco x resistencia periférica total).

Las respuestas de la tensión arterial al ejercicio contra resistencia, tales como la halterofilia, son exageradas. Con los entrenamientos contra resistencia de alta intensidad, la tensión arterial puede superar los 480/350 mmHg. En este tipo de ejercicios, el uso de la maniobra de Valsalva es muy común. Esta maniobra tiene lugar cuando una persona intenta espirar mientras su boca, nariz y glotis están cerradas. Esta acción produce un enorme incremento en la presión intratorácica. Gran parte del incremento en la subsecuente tensión arterial es la consecuencia del esfuerzo del cuerpo por superar las elevadas presiones internas creadas durante la maniobra de Valsalva.

En ejercicios del mismo ritmo absoluto de consumo energético, el uso de la musculatura de la parte superior del cuerpo, en contraposición a la musculatura de la parte inferior, produce también una respuesta de incremento de la tensión

arterial (figura 5.9). Lo más probable es que ello se deba a la menor masa muscular y menor número de vasos de la parte superior del cuerpo en comparación con la parte inferior del mismo. Esta diferencia de tamaño produce una mayor resistencia al flujo sanguíneo y, por lo tanto, un incremento de la tensión arterial para superar esta resistencia.

Esta diferencia en la respuesta de la TAS al ejercicio en las partes superior e inferior del cuerpo tiene importantes implicaciones para el corazón. El consumo miocárdico de oxígeno y el flujo miocárdico de sangre son directamente proporcionales al producto de la frecuencia cardíaca y de la TAS. Este valor es llamado doble producto (DP = FC x TAS). En los ejercicios estáticos o dinámicos contra resistencia o esfuerzos con la parte superior del cuerpo el doble producto es elevado, lo cual indica un coste mucho más alto para el corazón.

5.4.1 Factores que condicionan la respuesta de la tensión arterial al ejercicio

En el control y respuesta de la presión arterial durante el esfuerzo físico intervienen muchos factores. El sistema nervioso simpático modula la relación entre los vasos periféricos y el corazón. Cuando comienza el ejercicio se produce a un nivel muscular una disminución de las resistencias periféricas al flujo sanguíneo. Otros lechos vasculares que no se encuentran en actividad, como por ejemplo el área esplácnica, sufren una vaso constricción. Con esto lo que se

consigue es aumentar el retorno venoso hacia el corazón favoreciendo el aumento del gasto cardíaco al mantener la precarga.

Además de las diferencias individuales los valores de la tensión arterial alcanzada durante el ejercicio físico depende de los siguientes factores:

a) Edad. A medida que aumenta se incrementan las resistencias periféricas, por lo que la presión sistólica también lo hace. Al finalizar el esfuerzo físico las personas mayores pueden sufrir otro incremento de tensión, en los primeros 30 segundos lo cual no ocurre en los individuos de menor edad. En cuanto a la presión diastólica no se han encontrado diferencias de comportamiento entre las personas jóvenes y las adultas, tanto durante el esfuerzo como en la fase de recuperación.

b) Estado de entrenamiento. Los atletas de pruebas de resistencia tienen, por lo general, valores de presión arterial sistólica más bajos y de presión diastólica más altos. No obstante, para que se puedan apreciar diferencias, el nivel de entrenamiento tiene que ser elevado.

c) Sexo. No hay variaciones en el comportamiento de la presión sistólica como respuesta al esfuerzo entre hombres y mujeres; lo que sí se ha constatado es una mayor rapidez en ellos para recuperar los valores basales.

d) Variaciones diarias y estaciónales. La presión sanguínea tiene una serie de variaciones de acuerdo con el momento del día. Los valores mínimos se presentan durante las horas de sueño y el máximo a últimas horas de la tarde, con valores hasta 20 mm de Hg por encima de lo normal, para cada caso. Las estaciones del año también son origen de fluctuaciones, siendo el verano la época del año en la que los valores tensionales son mayores.

5.4.2 Respuesta hipertensiva al ejercicio

Se ha demostrado mediante estudios ergométricos que los sujetos que con tensión normal en reposo muestran una reacción hipertensiva con el ejercicio, tienen grandes posibilidades de desarrollar, en el futuro, una hipertensión clínica.

La OMS definió la hipertensión arterial (HTA) como la elevación mantenida de las cifras de presión sistólica, diastólica o ambas, por encima de los límites considerados normales según grupo de edades y sexo.

El objetivo del tratamiento de la hipertensión arterial es minimizar la posible repercusión sobre los órganos diana: riñón, cerebro y corazón. El ejercicio físico realizado de forma regular reduce las cifras de tensión arterial en hipertensos y normotensos. El ejercicio físico actúa directamente a través de mecanismos

hemodinámicos e indirectamente ya que produce cambios nutricionales, metabólicos, etc.

La reducción de las tasas plasmáticas de catecolaminas en reposo constituye uno de los mecanismos hipotensores directos del ejercicio físico continuado ya que se produce una disminución de la liberación endógena de noradrenalina y de adrenalina.

El ejercicio dinámico es el más recomendado y seguro en la HTA leve, mientras que se ha desaconsejado el ejercicio isométrico. Pero existen importantes evidencias de que tanto el ejercicio dinámico como los que tienen un componente estático, si se practican con regularidad, resultan beneficiosos para los pacientes hipertensos. Sin embargo, en el paciente hipertenso, debido a la variabilidad personal es fundamental la valoración individualizada de todos los hipertensos que practiquen algún tipo de deporte.

La respuesta de la tensión arterial al ejercicio físico tiene como objetivo garantizar un flujo sanguíneo adecuado a los músculos activos. La tensión

arterial depende del gasto cardíaco, de la frecuencia cardíaca, de la volemia y de las resistencias vasculares periféricas.

Durante el ejercicio es importante diferenciar entre la tensión arterial sistólica (TAS) y la diastólica (TAD), puesto que muestran cambios distintos. Con

actividades físicas dinámicas se incrementa la TAD mientras que la sistólica se modifica muy poco, sin embargo en ejercicios estáticos se incrementan

ambas tanto la TAD como la TAS.

El ejercicio físico realizado de forma regular reduce las cifras de tensión arterial en hipertensos y normotensos. El ejercicio dinámico es el más

recomendado y seguro en la HTA leve, mientras que se ha desaconsejado el ejercicio isométrico.

5.5 Efectos de entrenamiento sobre la respuesta cardiovascular al ejercicioSon muy variables en función del modelo de entrenamiento. Con el entrenamiento aerobio se modifican el gasto cardíaco, la frecuencia cardíaca y el volumen sistólico, aumentando la volemia y la cantidad de hemoglobina circulante por la sangre.

El entrenamiento anaeróbio actúa más localmente con menor incidencia sobre parámetros funcionales generales. Se modifican la presión arterial y las resistencias vasculares a nivel de la zona afectada. La hipertrofia cardíaca inducida por el entrenamineto es específica para cada modalidad.

5.6 Regulación e integración cardiovascular

5.6.1 Regulación de la frecuencia cardíaca

El músculo cardíaco es único porque tiene la capacidad de mantener su propio ritmo. Si se le deja late entre 70-80 latidos por minuto. Sin embargo, este ritmo se ve modificado por los nervios que llegan al miocardio, así como por las sustancias químicas que circulan por la sangre. Estos controles extrínsecos de la función cardíaca causan la aceleración del corazón incluso antes del comienzo del ejercicio. La regulación extrínseca de la función cardíaca proporciona frecuencias que pueden llegar a ser tan lentas como 30 lpm (en reposo) en atletas altamente entrenados y tan rápidas como 220 lpm durante el ejercicio máximo.

Regulación extrínseca de la frecuencia cardíaca

Existen influencias nerviosas que se superponen sobre la ritmicidad y conductividad propia del miocardio. Estas influencias se originan en el centro cardiovascular de la médula y se transmiten a través de los componentes simpáticos y parasimpáticos del Sistema Nervioso Autónomo.

- Influencia simpática: La estimulación de los nervios simpáticos cardioaceleradores liberan adrenalina y noradrenalina (catecolaminas). Actúan acelerando la despolarización del nódulo S-A, lo que hace que el corazón lata más aprisa. Esta aceleración de la FC recibe el nombre de taquicardia. Las catecolaminas también aumentan significativamente la contractilidad cardíaca.

- Influencia parasimpática: La acetilcolina, hormona del sistema nervioso parasimpático, disminuye el ritmo de descarga sinusal y disminuye el ritmo del corazón. Esta bajada de la frecuencia cardíaca recibe el nombre de bradicardia. Este efecto viene provocado por la acción del nervio vago cuyos cuerpos celulares se encuentran en el centro cardioinhibidor de la médula. La estimulación vagal no tiene ningún efecto sobre la contractilidad del miocardio.

- Efectos del entrenamiento: El entrenamiento físico parece que crea un desequilibrio entre la actividad tónica del acelerador simpático y las neuronas depresoras parasimpáticas a favor de un mayor dominio vagal. Esto está probablemente mediado por un aumento de la actividad parasimpática y una disminución de la descarga simpática. Además el entrenamiento puede también disminuir el ritmo intrínseco de descarga del nódulo senoauricular. Estas adaptaciones son responsables probablemente de la bradicardia observada a menudo en los atletas de resistencia altamente entrenados o en sujetos sedentarios después del entrenamiento aeróbico.

- Información cortical: Variaciones en el estado emocional de la persona pueden afectar significativamente las respuestas cardiovasculares y dificultar la obtención de valores verdaderos de la frecuencia cardíaca en reposo.

Los impulsos cerebrales también pueden provocar una aceleración del corazón en anticipación al ejercicio. Esta frecuencia cardíaca anticipatoria es probablemente el resultado de un aumento en la descarga simpática y una bajada en el tono vagal.

Los individuos pueden también revelar un control voluntario sobre la FC durante el ejercicio. En un estudio, los sujetos que veían una representación gráfica de la FC por latido y a quienes se les decía que disminuyesen la frecuencia, tuvieron un aumento un 22% menor que los controles que no recibieron dicha instrucción ni la representación gráfica.

5.6.2 Regulación del riego sanguíneo

Adaptación local

La escasa concentración de elementos energéticos en la célula muscular (ATP y creatinfosfato), provoca que a los pocos segundos de iniciarse el trabajo muscular, se activen una serie de mecanismos locales que dan lugar a una gran vasodilatación por caída de las resistencias vasculares. Con ello, se consigue un aumento de hasta 15 veces en el flujo del músculo activo.

A la vasodilatación arteriolar se asocia una relajación de los esfínteres precapilares, con lo que el flujo sanguíneo deja los canales preferenciales y arterio-venosos para dirigirse a los capilares finos e irrigar la intimidad de las fibras

musculares. En reposo, sólo uno de cada 30-40 capilares del tejido muscular está abierto. La apertura de los capilares inactivos durante el ejercicio cumple tres propósitos:

a) Proporciona un aumento significativo en el riego sanguíneo.

b) Dado que están abiertos más canales, un mayor volumen de sangre puede suministrarse con sólo un aumento mínimo en la velocidad de riego.

c) La mayor vascularización aumenta la superficie efectiva para el intercambio entre la sangre y las células musculares.

Entre los factores que contribuyen a regular localmente el flujo sanguíneo muscular se cuentan:

- Tensión reducida de O2 en los tejidos.

- Niveles incrementados de CO2.

- Acumulación de ácido láctico.

- Liberación de potasio intracelular, histamina y/o compuestos de adenina, resultantes de la hidrólisis del ATP.

Una disminución del suministro local de O2 al tejido produce un estímulo que causa la vasodilatación en el músculo esquelético y cardíaco. Además aumentos locales en la temperatura, el CO2 la acidez, intensifican el flujo sanguíneo regional.

Está establecida la relación directa de la vasodilatación con la carga de trabajo y con el consumo de oxígeno. Por ello, se apunta al déficit de oxígeno en el músculo como el principal vasodilatador, ya sea directamente o mediatizado por otro metabolito liberado con el ejercicio y relacionado con el déficit de éste.

La vasodilatación repercutirá a un nivel circulatorio general ya que si las resistencias al flujo muscular disminuyen, también lo hacen las resistencias al retorno venoso, que influyen finalmente en un aumento del retorno venoso al corazón. Este mecanismo será suficiente para, mantener la presión en ejercicios ligeros pero cuando la masa muscular en actividad es muy grande o el esfuerzo intenso, la gran vasodilatación que se produce provocaría una caída drástica de la presión arterial y sobrevendría el colapso. Por ello, se ponen en marcha un segundo grupo de respuestas, mediadas por el sistema nervioso autónomo, y que tienen como misión el mantenimiento de una presión de perfusión suficiente para asegurar el flujo sanguíneo a los músculos que trabajan y a los órganos vitales, corazón y cerebro.

Factores nerviosos

Sobreimpuesto a la vasorregulación provocada por los factores locales hay un control vascular central del S.N. autónomo.

Los músculos tienen pequeñas fibras nerviosas sensoriales que son sensibles a las sustancias liberadas en el tejido local durante el ejercicio. Cuando se estimulan estas fibras, proporcionan una entrada de información al sistema nervioso central para ocasionar la respuesta cardiovascular apropiada.

Esta regulación central permite que el flujo sanguíneo de un área no pueda dominar cuando existe una necesidad simultánea de oxígeno en otros tejidos "más necesitados". En el ejercicio, por ejemplo, el riego sanguíneo a través de la piel y los riñones se reduce temporalmente, mientras que los vasos que conducen a los músculos activos se dilatan. Esta respuesta vascular se produce incluso antes del ejercicio.

La noradrenalina actúa como un vasoconstrictor general y es liberada en terminaciones nerviosas simpáticas, fibras adrenérgicas. Otras neuronas simpáticas, especialmente las que están en el músculo esquelético o cardíaco, liberan acetilcolina; son las fibras colinérgicas y su acción es vasodilatadora. Por tanto el sistema nervioso simpático consta tanto de fibras adrenérgicas constrictoras como colinérgicas dilatadoras. Los nervios constrictores están constantemente activos de manera que ciertos vasos sanguíneos están siempre en un estado de constricción. El grado relativo de este estado de actividad constrictora se denomina tono vasomotor.

La dilatación de los vasos sanguíneos que se encuentra bajo la influencia de las neuronas adrenérgicas se debe más a una reducción del tono vasomotor que a un aumento de la acción de las fibras dilatadoras simpáticas o parasimpáticas. Además sea cual sea el grado de vasoconstricción activada simpáticamente en el tejido activo es rápidamente dominado por la vasodilatación inducida por el metabolismo.

Existen influencias nerviosas que se superponen sobre la ritmicidad y conductividad propia del miocardio (ritmo intrínseco). Estas influencias se

originan en el centro cardiovascular de la médula y se transmiten a través de los componentes simpáticos y parasimpáticos del Sistema Nervioso

Autónomo.

La redistribución del flujo sanguíneo se realiza gracias a una regulación local que produce vasodilatación en las zonas activas debido a la hipoxia y al sistema nervioso autónomo que mediante la adrenalina, noradrenalina y

acetilcolina producirá vasodilatación o vasoconstricción dependiendo del tejio.

5.7 Respuestas hematológicas al ejercicioUna vez examinados los cambios cardiovasculares inducidos por el ejercicio el único componente que queda por estudiar es la sangre.

5.7.1 Volumen de plasma. Hemoconcentración

Tras finalizar una actividad física intensa o duradera, y siempre dependiendo de la sudoración, se va a producir una disminución del volumen sanguíneo y plasmático, pues el plasma es lo primero que abandona la sangre porque la alta presión sanguínea en los capilares de los músculos activos fuerza a que el agua pase a los espacios intersticiales. La transferencia del agua del plasma a los músculos produce hemoconcentración.

La reducción del volumen plasmático parece ser que se normaliza aproximadamente en una hora, y que, incluso por mecanismos compensatorios, puede producirse una hemodilución, justificada por algunos autores porque el exceso de agua en los tejidos regresa a la corriente sanguínea.

Está pérdida hídrica durante el ejercicio se traduce en una disminución del volumen plasmático que implica un aumento del hematocrito postesfuerzo (más acusado en los individuos no entrenados o sedentarios). El valor hematocrito no se modifica cuando el nivel de deshidratación alcanzado es menor al 3,6% de pérdida de masa corporal.

En estudios secuenciales se ha encontrado que después de este incremento aparece una reducción, de tal forma que el hematocrito permanece con valores disminuidos durante 2-3 días, antes de normalizarse.

Las modificaciones del hematocrito están directamente relacionadas con las modificaciones de la viscosidad de la sangre. Siempre que haya factores que supongan un aumento del hematocrito habrá también una mayor viscosidad sanguínea. Se ha demostrado que la sangre con un valor hematocrito normal del orden del 45% es 2,1 veces más viscosa que el agua, incrementándose hasta un 2,6 cuando el valor hematocrito asciende hasta el 55%.

Por esto, las policitemias post-aclimatación a estancias en altura, al igual que las transfusiones sanguíneas en corredores, dopaje con eritropoyetina influirán en la circulación sanguínea y por tanto, en el trabajo del corazón.

5.7.2 Modificaciones de los glóbulos rojos

Con el ejercicio intenso se produce un notable aumento del recuento eritrocitario de hasta el 10% respecto de los valores de reposo, explicable por la hemoconcentración.

Por el contrario, en ejercicios de muy larga duración, con una correcta hidratación, el líquido intersticial pasará a la sangre y la dilución resultante disminuye la cantidad relativa de glóbulos rojos. Además de las adaptaciones anteriormente citadas el ejercicio físico puede producir una cierta disminución de la concentración de hematíes en la sangre por diferentes motivos.

Así el paso de los hematíes por los capilares es relativamente forzado y algunos de ellos se rompen por fricción, especialmente si su velocidad de flujo es elevada (destrucción por fractura mecánica). En ejercicios extenuantes de larga duración se pueden producir ligeras pérdidas de sangre por las heces, a consecuencia de la erosión sufrida por la mucosa intestinal, en este caso la compensación de las pérdidas de plasma es mucho más rápida que la de los hematíes y por ello puede producirse una cierta hemodilución de los mismos. Finalmente en ciertas condiciones pueden aparecer pequeñas pérdidas de hematíes por la orina.

Es necesario resaltar que estos fenómenos se producen principalmente en personas sedentarias y que esta disminución de la población de glóbulos rojos se compensa en pocos días.

5.7.3 Modificaciones en los glóbulos blancos y la respuesta inmune

Inmediatamente después del ejercicio, los leucocitos totales aumentan en un 50-100%, especialmente linfocitos y granulocitos neutrófilos y en menor medida monocitos. En lo relativo a las subpoblaciones de linfocitos es destacable el aumento de las subpoblaciones NK ("natural killer"), expresión de un efecto potenciador de la respuesta defensiva inespecífica frente a la infección. Estas modificaciones persisten en algunos casos durante horas con posterioridad al ejercicio.

La leucocitosis del ejercicio se debe a la salida del "pool" marginal de la circulación pulmonar como consecuencia de un efecto mecánico producido por el mayor gasto cardíaco, aunque no se puede excluir la contribución de algún hecho humoral que haga descender durante el ejercicio la adherencia de los leucocitos al endotelio. También es posible un aumento de la entrada de leucocitos procedentes de la médula ósea aunque en la actualidad no están totalmente claros los mecanismos que intervienen en estos procesos.

La actividad física regular moderada aumenta la capacidad inmune, disminuyendo la incidencia y la gravedad de los procesos infecciosos, en especial en las poblaciones de mayor riesgo (ancianos). Por el contrario, el entrenamiento intensivo la disminuye, lo que explica la elevada susceptibilidad de los deportistas de competición a las infecciones, en especial de carácter vírico.

5.7.4 Modificaciones de las funciones de las plaquetas y la coagulación

Se ha señalado un aumento de la población y de las dimensiones de las plaquetas después del ejercicio intenso aunque no parece que las funciones de agregabilidad plaquetaria se vean afectadas en el transcurso del ejercicio, por lo menos en sujetos sanos. Algunos estudios parecen indicar que en fumadores, el ejercicio físico podría aumentar la coagulabilidad de la sangre y la tendencia a la trombosis.

El entrenamiento aerobio disminuye la agregabilidad plaquetaria, lo que podría tener interés en la rehabilitación por el ejercicio de pacientes con patologías cardiovasculares y riesgo de trombosis.

Inmediatamente tras un ejercicio agudo, está demostrado, que se eleva la actividad fibrinolítica del plasma incremento que se relaciona tanto con la intensidad como con la duración del mismo.

La respuesta fibrinolítica de mayor cuantía corresponde a ejercicios máximos, pero también se podía alcanzar una respuesta similar con ejercicios del 70% del máximo si se realizaban por períodos más prolongados. El ejercicio submáximo (40%), incluso mantenido durante 30 min, sólo originaba una ligera estimulación de la respuesta fibrinolítica.

Por lo que se refiere al ejercicio crónico, se ha observado que el entrenamiento induce un descenso en la actividad fibrinolítica en reposo. La actividad fibrinolítica tras ejercicio máximo se incrementa en mayor medida en individuos entrenados que sedentarios. La diferencia puede atribuirse exclusivamente a la mayor carga de trabajo alcanzada en los primeros, pues tras cargas de trabajo submáximas (10

min en tapiz rodante a velocidad de 5 km/h y con una pendiente de 10º) las modificaciones de la capacidad fibrinolítica resultan de la misma intensidad en ambos grupos.

Tras finalizar una actividad física intensa o duradera, y siempre dependiendo de la sudoración, se va a producir una disminución del volumen sanguíneo y

plasmático originando una hemoconcentración. La reducción del volumen plasmático se normaliza aproximadamente en una hora, y por mecanismos

compensatorios, puede producirse una hemodilución.

Además de las adaptaciones anteriormente citadas el ejercicio físico puede producir una cierta disminución de la concentración de hematíes en la sangre por diferentes motivos. Como por destrucción mecánica o salida en heces y

orina.

Inmediatamente después del ejercicio se produce un incremento en el número de glóbulos blancos (leucocitosis), de plaquetas y en la actividad fibrinolítica

del plasma.

La actividad física regular moderada aumenta la capacidad inmune, disminuyendo la incidencia y la gravedad de los procesos infecciosos, en

especial en las poblaciones de mayor riesgo (ancianos). Por el contrario, el entrenamiento intensivo la disminuye, lo que explica la elevada

susceptibilidad de los deportistas de competición a las infecciones, en especial de carácter vírico.