Durante el ejercicio físico participan prácticamente todos los sistemas y órganos del cuerpo humano. El sistema muscular es el efector, es decir el que lleva a cabo las órdenes motoras generadas en el sistema nervioso central, mientras que los otros sistemas (ej.: cardiovascular, respiratorio, endocrino, renal) apoyan energéticamente al tejido muscular para mantener la actividad motora, esto último también regulado por el sistema nervioso.
Cuando se efectúa ejercicio físico ocurren cambios en el organismo. Es posible reconocer dos fenómenos:
- Respuesta o ajuste: son los cambios súbitos y transitorios que ocurren durante el ejercicio físico y que desaparecen al finalizar la actividad (ej.: aumento de la frecuencia cardíaca al correr).
- Adaptación: son los cambios en funciones y/o estructuras que permanecen en el tiempo como consecuencia de la repetición sistemática del ejercicio físico (entrenamiento). La adaptación facilita una mejor respuesta fisiológica cuando se realice la actividad física nuevamente (ej.: como consecuencia del entrenamiento de resistencia, se dilatan las cavidades del corazón y aumenta el espesor de este por lo que bombea más sangre y con más fuerza).
Respuestas fisiológicas y adaptaciones de algunos sistemas
Cuando realizamos ejercicio físico este afecta al organismo en su conjunto. La influencia en mayor o menor medida dependerá del tipo de ejercicio que se trate. En general, y de forma simplificada se diferencian dos categorías o modalidades:
Ejercicio aeróbico o dinámico: la contracción muscular es rítmica, con poco desarrollo de fuerza y se utilizan grandes grupos musculares (ej.: maratón, natación). Este tipo de ejercicio necesita un gran aporte de oxígeno para su realización y utiliza mayoritariamente la vía aeróbica parra obtener energía.
Ejercicio estático o isométrico: la contracción muscular es sostenida contra una resistencia fija o variable, hay un gran aumento de la fuerza muscular pero sin cambio en la longitud del músculo ni en el movimiento de la articulación englobada en el esfuerzo (ej: abdominales).
Respuestas y adaptaciones cardiovasculares
El sistema cardiovascular se encarga del aporte de nutrientes y oxígeno que las células necesitan para realizar sus funciones y de la eliminación de los desechos provenientes de estas. Cuando se realiza un trabajo muscular importante el flujo de sangre hacia los músculos activos debe incrementarse, por lo que aumentan el volumen de sangre bombeado por el corazón en un minuto (gasto cardíaco), la presión arterial media y la velocidad de circulación de la sangre. Además, se modifican las resistencias de la circulación periférica de manera de redirigir la sangre a los órganos que lo necesitan. Esta cascada de efectos integrados se pone de manifiesto antes de iniciar la actividad física mediante la llamada “anticipación de la respuesta al ejercicio”. Los receptores que se encuentran en las articulaciones y músculos sensan los cambios en el cuerpo, fundamentalmente en el tono muscular y la postura, activando al sistema nervioso que desencadena esa serie de eventos. Iniciado el esfuerzo, aumenta y se redistribuye el gasto cardíaco debido a la vasodilatación de los territorios activos (tejido muscular esquelético y cardíaco) y vasoconstricción de los no activos (aparato digestivo y excretor). Por ejemplo, durante un ejercicio intenso, los músculos esqueléticos pueden llegar a recibir el 80% del flujo sanguíneo, 25 veces más que en estado de reposo.
Algunas de las adaptaciones cardiovasculares a largo plazo que podemos mencionar son las siguientes: aumento del tamaño del corazón, sobre todo las paredes del cardíacas y la cavidad del ventrículo izquierdo, que es el encargado de bombear la sangre a todo el cuerpo. El corazón aumenta su capacidad de contracción y su elasticidad por lo que puede recibir más volumen de sangre, en consecuencia habrá un aumento del volumen sistólico. El aumento de este volumen hace que se necesiten menos latidos para distribuir la misma cantidad de sangre por lo que la frecuencia cardíaca (número de latidos en un minuto) en reposo y durante el ejercicio disminuirán.
También ocurren modificaciones a nivel de la sangre. El volumen de sangre en atletas altamente entrenados puede aumentar entre un 20-25% más que en personas no entrenadas. Los primeros cambios ocurren en el plasma, se cree que se deba a efectos hormonales (hormona antidiurética y aldosterona) que harían que se retuviese más agua. Posteriormente se produce un aumento en los glóbulos rojos, hemoglobina y mioglobina (proteína del músculo) que son los encargados de transportar el oxígeno.
Respuestas y adaptaciones respiratorias durante el ejercicio
Durante el ejercicio hay una mayor necesidad de aporte de oxígeno y eliminación de dióxido de carbono en los tejidos activos y esto conduce a un aumento de la ventilación pulmonar (que es el intercambio de aire entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares).
Al inicio se produce un incremento rápido de la respiración, incluso antes de que inicie la actividad física. Esto se debe, al igual que con el sistema cardiovascular, a los cambios posturales y en el tono muscular, que estimulan a los receptores. Estos envían la información a la corteza cerebral motora que activará a los centros que regulan la actividad respiratoria.
En un segundo momento la adaptación al ejercicio es más lenta y tiene relación con la regulación el medio interno. El metabolismo del músculo activo produce un aumento de la temperatura, de la concentración de dióxido de carbono y de la disminución del pH, estos cambios favorecen el transporte de oxígeno al músculo. Estas variaciones son captadas por los quimiorreceptores que enviarán la información a los centros nerviosos para aumentar la frecuencia y profundidad respiratoria a fin de evitar que la sangre se acidifique.
Por último, cuando las demandas de oxígeno por parte del músculo descienden, hay un período de recuperación que se extiende en el tiempo. Esto es necesario para mantener el equilibrio ácido-base y restablecer la deuda de oxígeno. Si bien el músculo tiene una pequeña reserva de oxígeno en la mioglobina y en la hemoglobina sanguínea, al iniciar una actividad física el organismo demora un breve período de tiempo (2 a 3 minutos) para que pueda aportar el oxígeno necesario a los músculos que están activos. Por este razón, al comienzo del ejercicio se utilizan fuentes anaeróbicas de energía. Este déficit de oxígeno se recuperará al finalizar el ejercicio, manteniendo en un nivel elevado la ventilación pulmonar. Este fenómeno se denomina deuda de oxígeno. El oxígeno en la recuperación tendrá la función de reponer las reservas anaeróbicas utilizadas, amortiguar la acidez producida por el ácido láctico y favorecer la disminución del nivel de dióxido de carbono acumulado.
En lo que respecta a las adaptaciones durante el entrenamiento, se puede obtener una mayor tolerancia al lactato debido a una mayor eficacia en el metabolismo oxidativo y en los mecanismos de eliminación de este. Además hay mayor eficiencia en el transporte de oxígeno que se relaciona con las adaptaciones que ocurren en el sistema cardivascular (mayor capilarización y aumento del gasto cardíaco).
Respuestas y adaptaciones renales
El aparato urninario o excretor, más precisamente los riñones se encargan de eliminar las sustancias que de desecho, de regular la osmolaridad y el volumen de los líquidos corporales y el equilibrio ácido-base modificando el pH de la orina excretada según las necesidades.
Durante la actividad física baja el flujo sanguíneo renal, modificándose la composición de la orina. Si el cuerpo se encuentra en una situación en la cual existe déficit de fluidos (ej.: pérdida durante la transpiración), se produce una reducción compensatoria en la producción de orina y esta se haya altamente concentrada.
Respuestas y adaptaciones hormonales
El sistema endocrino, junto al sistema nervioso vegetativo, se encargan de regular numerosas funciones metabólicas que se modifican durante el ejercicio. Los cambios varían según el tiempo e intensidad del ejercicio y dependen del nivel de entrenamiento, están relacionados fudamentalmente con los requerimientos energéticos y la regulación del medio interno. Al comenzar el ejercicio aumentan los valores plasmáticos de las catecolaminas y glucagón y disminuye el nivel de insulina. Posteriormente, pueden aumentar las concentraciones de hormona del crecimiento, hormona tiroidea y los glucocorticoides.
En los ejercicios extenuantes y de muy larga duración destaca la función del cortisol, responsable de la movilización final de reservas energéticas, previa a la fatiga.
Cuando se altera el balance hídrico, por ejemplo por sudoración, las modificaciones endocrinas afectan también a las hormonas del metabolismo hidromineral.
Información extraída y adaptada de:
http://www.sld.cu/sitios/rehabilitacion-bio/temas.php?idv=20619
Calderón, F. Fisiología aplicada al deporte. 2da ed. Editorial Tébar, S.L., 2007.
Córdova, A. Fisiología deportiva. Editorial Síntesis, 1997.
Tresguerres, J. Fisiología Humana. 3º ed. Madrid: McGraw-Hill, Interamericana, 2005.