Impresión de fax de página completaParte 1 Cuestiones esenciales del movimiento
Capítulo 1. Control muscular del movimiento
Estructura y función de los músculos esqueléticos Músculos esqueléticos y ejercicio
Capítulo 2. Control neurológico del movimiento
Estructura y función del sistema nervioso Sistema nervioso central (SNC) Sistema nervioso periférico (SNP) Integración sensomotora Reacción motora
Capítulo 3. Adaptaciones neuromusculares al entrenamiento contra resistencia
Terminología Ganancias de fuerza mediante el entrenamiento contra resistencia Inflamación muscular Diseño de programas de entrenamiento contra resistencia Análisis de la importancia del entrenamiento contra resistencia
IX
Xlll
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XVIII
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U Energía para el movimiento
Capítulo 4. Sistemas energéticos básicos
Energía para la actividad celular 810energética: producción de ATP \!edición de la utilización de energía durante el ejercicio Con umo energético en reposo y durante el ejercicio Causas de la fatiga
Capítulo 5. Regulación hormonal del ejercicio
. aturaleza de las hormonas Glándulas endocrinas y sus hormonas Respuesta endocrina al ejercicio Efectos hormonales sobre el metabolismo y la energía Efectos hormonales sobre el equilibrio de los fluidos y electrólitos durante el ejercicio
Capítulo 6. Adaptaciones metabólicas al entrenamiento
Adaptaciones al entrenamiento aeróbico Entrenamiento del sistema aeróbico Adaptaciones al entrenamiento anaeróbico Control de los cambios en el entrenamiento
..
Capítulo 7. Control cardiovascular durante el ejercicio
Estructura y función del sistema cardiovascular Respuesta cardiovascular al ejercicio
Capítulo 8. Regulación respiratoria durante el ejercicio
Ventilación pulmonar Difusión pulmonar Transporte de oxígeno y de dióxido de carbono Intercambio de gases en los músculos Regulación de la ventilación pulmonar Ventilación y metabolismo energético Limitaciones respiratorias al rendimiento Regulación respiratoria del equilibrio acidobásico
[N DICE
184 ~ 186 193 196 199
206 ~ 208 222
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1 FISIOLOG(A DEL ESFUERZO Y DEL DEPORTE - - ------ m Capítulo 9. Adaptaciones cardiorrespiratorias al entrenamiento
Capacidad de resistencia Evaluación de la resistencia Adaptaciones cardiovasculares al entrenamiento Adaptaciones respiratorias al entrenamiento Adaptaciones metabólicas Mejora de la resistencia a largo plazo Factores que inOuyen en la respuesta al entrenamiento aeróbico Resistencia cardiorrespiratoria y rendimiento
Parte IV Inftuendas ambientales sobre el rendimiento
Capítulo 10. Regulación térmica y ejercicio
Mecanismos de regulación de la temperatura corporal Respuestas fisiológicas al ejercicio con altas temperaturas Riesgos para la salud durante la realización de ejercicios en ambientes calurosos Aclimatación al ejercicio en ambientes calurosos Ejercicio en ambientes fríos
VI
Respuestas fisiológicas al ejercicio en ambientes fríos Riesgos para la salud durante el ejercicio en ambientes fríos Aclimatación al frío
Capítulo 11. Ejercicio en ambientes hipobáricos, hiperbáticos y de microgravedad
Ambientes bipobáricos: ejercicio en aJtitud Condiciones hiperbáricas: ejercicio bajo el agua Ambientes de microgravedad: ejercicio en el espacio
Parte V Optimizadón del rendimiento deportivo
Capítulo U. Cuantificación del entrenamiento deportivo
Entrenamiento excesivo Sobreentrenamiento Afinamiento para el máximo rendimiento Desentrenamiento Reentrenarniento
274 ~ 277 277 278 291 293 297 298 303
309
342 ~ 344 358 367
ÍNDICE
~ Capítulo 13. Ayudas ergogénicas y rendimiento 408 ~ Investigación de las ayudas ergogénicas 413 Agentes farmacológicos 415 Agentes hormonales 427 Agentes fisiológicos 433 Agentes nutricionales 442
Capítulo 14. Nutrición y ergogenia nutricional 450 ~ Las seis clases de nutrientes 452 Equilibrio del agua y de los electrólitos 469 Dieta del deportista 475 Función gastrointestinal durante el ejercicio 479 Diseño de bebidas deportivas 481
Capítulo 15. Peso corporal óptimo para el rendimiento 490 ~ Constitución, tamaño y composición corporal 492 Valoración de la composición corporal 494 Composición corporal y rendimiento deportivo 499 Estándares de peso 502 Logro de un peso óptimo 507
1 Parte VI Poblaciones especiales en el deporte y en el ejercicio 515
Capítulo 16. Crecimiento, desarrollo y el deportista joven 516 ~ Crecimiento y desarrollo de los tejidos 518 Rendimiento físico en los deportistas jóvenes 525 Entrenamiento de los deportistas jóvenes 535
Capítulo 17. El envejecimiento y el deportista anciano 544 ~ Rendimiento deportivo 547 Cambios en la resistencia cardiorrespiratoria con el envejecimiento 549 Cambios en la fuerza con el envejecimiento 557 Tensión ambiental y envejecimiento 560 Composición corporal y envejecimiento 561 Entrenabilidad de los deportistas ancianos 562
VIl
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FISIOLOGfA DEL ESFUERZO Y DEL DEPORTE
Capítulo 18. Cuestiones relativas al sexo y a la mujer deportista
Tamaño y composición corporal Respuestas fisiológicas aJ ejercicio intenso Adaptaciones fisiológicas a los ejercicios de entrenamiento Capacidad deportiva Consideraciones especiales
Parte Vll Actividad física para la salud y elfitness
VIII
Capítulo 19. Programación de ejercicios para la salud y elfimess
Autorización médica Programación del ejercicio Control de la intensidad del ejercicio Programa de ejercicios Ejercicio y rehabilitación de personas con enfermedades
Capítulo 20. Enfem1edades cardiovasculares y actividad física
..
Riesgo de ataque cardíaco y de muerte durante el ejercicio
Capítulo 21. Obesidad, diabetes y actividad física
Obesidad Diabetes
607
608
634
662
Visión general del capítulo
.=: -.uerpo humano es una máquina asombrosa. Mientras ~os sentados leyendo este capítulo, en nuestro cuer
están teniendo lugar simultáneamente innumerables -édlos perfectamente coordinados. Estos hechos permi-
- funciones complejas, tales como oír, ver, respirar y ~ .cesar la información, para continuar sin un esfuerzo _ csciente por nuestra parte. Si nos levantamos, pasa
la puerta y corremos alrededor de la manzana, casi ''ltalidad de nuestros sistemas corporales tendrán que aerse en acción, permitiéndonos pasar con éxito del
-;:onoso al ejercicio. Si continuamos esta rutina diaria- ;::::;::nte durante semanas o meses e incrementamos gra :_.]mente la duración y la intensidad de nuestra carre -- nuestro cuerpo se adaptará, con lo que podremos -~dir más.
Durante siglos, los científicos han estudiado cómo ..":Xiona el cuerpo humano. Durante los últimos siglos,
.::: pequeño pero creciente grupo de cientificos ha cen --iio sus estudios en cómo el funcionamiento, o la fisio- pa del cuerpo, se ve alterado durante la actividad físi
::.. ' el deporte. Este capítulo introducirá al lector en la 'llogía del esfuerzo y del deporte, presentando una vi tl histórica general, explicando así algunos conceptos
~-1cos que constituyen uno de los fundamentos de los .::.¡,ílUlos que siguen.
Esquema del capítulo
Enfoque de la fisiología del esfuerzo y del deporte, 3
Perspectiva hlstórica, 3 Los inicios de la anatomía
y de la fisiología, 4 La aparición de la fisiología del esfuerzo, 4 El Harvard Fatigue Laboratory, 5 La influencia escandinava, 7 Fisiología contemporánea del esfuerzo
y del deporte, 8
Reacciones fisiológicas agudas al ejercicio, 11 Factores a considerar durante el control, 11 Utilización de ergórnetros, 12 Especificidad de las pruebas de esfuerzo, 16
Adaptaciones fisiológicas crónicas al entrenamiento, 17
Principios básicos del entrenamiento, 17 Principio de individualidad, 17 Principio de especificidad, 18 Principio de desuso, 18 Principio de sobrecarga progresiva, 18 Principio de los días duros/fáciles, 18 Principio de periodización, 19
Metodología de investigación, 20 Diseño de la investigación, 20 Lugares de investigación,21
Conclusión, 22
ASIOLOG>A DEl ESqJERZO Y O& OEPO;::r"E
Una buena parte de la historia de la fisiología del esfuerzo en Estados Unidos puede atribuir se a un granjero de Kansas, David Bruce (0.8.) Dill , cuyo interés por la fisiología le llevó pri mero a estudiar la composición de la sangre del cocodrilo. Afortunadamente para nosotros, este joven científico redirigió sus investigaciones hacia los humanos cuando se convirtió en el primer director del Harvard Fatigue La.boratory, establecido en 1927. A lo largo de su vida, estuvo intrigado por la fisiología y la adaptabilidad de muchos animales que sobreviven a condiciones ambientales extremas, pero se le recuerda mejor por sus investigaciones sobre las reacciones humanas al ejercicio, al calor, a las grandes alturas y a otros factores ambien tales. El Dr. Dill sirvió siempre como "conejillo de Indias" en sus estudios. Durante el vigésimo año de existencia del Harvard Fatigue Laboratory, él y sus colaboradores elaboraron 330 ar tículos científicos junto con un libro clásico titulado Ufe, heat, and altitude. 5
Después de que el Harvard Fatigue L.aboratory cerrara sus puertas en 1947, comenzó una segunda carrera como subdirector de investigación médica para el Army Chemical Corps, una posición que conservó hasta su jubilación en 1961. El Dr. Dill tenía entonces 70 años (una edad que él consideraba demasiado temprana para retirarse) por lo que trasladó su investiga ción sobre el ejercicio a la Universidad ele Indiana, donde trabajó como fisiólogo especialista hasta 1966. En 1967 obtuvo financiación para crear el Desert Research Laboratory en la Uni versidad de Nevada, en Las Vegas. El Dr. Dill empleó este laboratorio como base para sus es tudios sobre la tolerancia humana al ejercicio en el desierto y en las grandes alturas. Siguió in vestigando y escribiendo hasta su retiro final a la edad de 93 años, el mismo año en que se hizo su última publicación, un libro titulado The hot life of man and beast. 6 El Dr. Dill una vez se jactó ante mi (DLC) de que era el único científico que se habla retirado cuatro veces.
Cuando el atareado ejecutivo sale por la mañana para correr o cuando el base dirige con rapidez a su equipo hacia delante de la pista de baloncesto, sus cuerpos de ben llevar a cabo muchas adaptaciones que requieren una serie de interacciones complejas que implican a la mayoría de los sistemas corporales. Consideremos algu nos ejemplos:
Las adaptaciones se producen incluso a nivel celu lar y molecular. Por ejemplo, para que el músculo bíceps se contrruga y eleve 20 kg de peso. las neuronas del cere bro, llamadas motoneu.ronas. conducen impulso eléctri cos por la médula espinal hasta el brazo. AJ llegar al músculo bíceps, estas neuronas liberan mensajeros quí micos que salvan el espacio entre el nervio y el músculo, excitando cada neurona un número de miocitos o fibras musculares. Una vez salvan este espacio los impulsos nerviosos., se extienden todo a lo largo de las fibras mus culares y entran en ellas por pequeños poros. Una vez dentro de las fibras musculares, el impulso activa los procesos de contracción de estas fibras, lo cual afecta moléculas de proteínas específicas -actina y mio ina- y un elaborado sistema de energía <p.~é aportan ~ fuente energética necesaria para realizar una contracción y las siguientes. Es a este nivel dond otras molécula's, como el adenosintrifosfato ATP) y (a fosfocreatin¡¡ (P<;r) son criticas para aportar la energíá necesana para la contrac ción de la fuente energética.
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• El esqueleto proporciona la estructura básica con la que actúan los músculos.
• El sistema cardjovascular suministra nutrientes a las diversas células corporales y elimina los pro ducto de deshecho.
• El sistema carruovascular y el aparato respirato rio juntos proporcionan oxígeno a las células y eliminan el dióxido de carbono.
• El sistema integumentario (piel) ayuda a mante ner la temperatura corporal permüiendo el inter cambio de calor entre el cuerpo y el ambiente.
• El aparato urinario ayuda a mantener el equili brio de fluidos y electrólitos y facilita la regula ción a largo plazo de la tensión arterial.
• Los sistemas nervioso y endocrino coordinan y dirigen toda esta actividad para satisfacer las ne cesidades del cuerpo.
La actividad física es un proce o complicado. Los científicos deben examjoar cada ajust que hace el cuer po observailldO estos hechos tanto individual como co lectivamente. En este capítulq, analizaremos cómo enfo- car esta tarea.
V
INTRODUCCIÓN A LA FISIOLOGiA DEL ESFUERZO Y DEL DEPORTE
Enfoque de la fisiología del esfuerzo y del deporte La fisiología del esfuerzo y del deporte ha evolucionado _ partir de la anatomía y de la fisiología. La anatomía es t estudio de la estructura de un organismo, o morfolo ;ta. Con la anatomía aprendemos la estructura básica de JJ\'ersas partes del cuerpo y sus relaciones. La fisiología t' el estudio de la función del cuerpo. En fisiología estu jjamos cómo funcionan nuestros sistemas orgánicos, te- dos y células, y cómo se integran sus funciones para
·egular nuestros ambientes internos. Puesto que la fisio ---gia se centra en !as funciones de las estructuras. no po
.:iemos discutir fácilmente sobre fisiología sin entender • anatomía.
La fisiología del esfuerzo es el estudio de cómo las • -ucturas y funciones de nuestros cuerpos se ven alte ·~ cuando estamos expuestos a series agudas y cróni - de ejercicio. La fisiología del deporte aplica además
- .:onceptos de la fisiología del ejercicio al entrena- -e-w del deportista y a mejorar el rendimiento depor-
del mismo. Por lo tanto, la fisiología del deporte de de la fisiología del esfuerzo.
La fisiología del esfueno ba evolucionado a partir de su disciplina madre, la fisiología. Se ocupa del estudio de cómo se adapta fisiológi· camente el cuerpo al estrés agudo del ejercido, o a la actividad física, y al estrés crónico del en· trenamiento físico. La fisiología del deporte ba e~olucionado a partir de la fisiología del esfuer- zo. Aplica la fisiología del esfuerzo a los proble mas especiales del deporte.
Consideremos un ejemplo para ayudarnos a distin _....: entre dos ramas estrechamente relacionadas de la fi ~a. En La fisiología del esfuerzo, mediante una in
-- gación considerable, ahora conocemos mejor el ....o en que nuestros cuerpos extraen energía de los ali
- -:os que tomamos para permitir que se inicien las ac- ... o musculares y se mantenga el movimiento. Hemos
a:-~-dtdo que las grasas son nuestra principal fuente de ::::l!:;ía cuando estamos en reposo y durante la realiza .:n- de ejercicios de baja intensidad, pero que nuestros .:::e-:-os usan proporcionalmente más hidratos de carbo-
:-...ando la intensidad del ejercicio se incrementa. hasta --= .os hidratos de carbono se convierten en nuestra .,..--~paJ fuente de energía. Los ejercicios prolongados ~ ;::¡ensidad elevada pueden reducir sustancialmente
las reservas de hidratos de carbono de nuestros cuerpos, lo cual puede contribuir al agotamiento.
La fisiología del deporte, entonces, toma esta infor mación y, comprendiendo que el cuerpo tiene unas re servas energéticas limitadas de hidratos de carbono, in tenta encontrar modos de:
• aumentar los depósitos de hidratos de carbono del cuerpo (carga de hidratos de carbono);
• reducir el ritmo con el que el cuerpo utiliza los hi dratos de carbono durante el rendimiento físico (ahorro de hidratos de carbono),y ·
• mejorar la dieta del deportista tanto antes como durante la competición para minimizar el riesgo de agotamiento de las reservas de hidratos de carbono .
El área de nutrición deportiva. una subdisciplina de la fisiología del deporte. es una de las áreas de investiga ción en este campo con un crecimiento más rápido.
Como otrro ejemplo más, la fisiología del esfuerzo ha descubierto una importante secuencia de hechos que se producen cuando el cuerpo es entrenado más allá de su capacidad de adaptación, una condición conocida co mo sobreentrenamiento. La fisiología del deporte ha aplicado esta información tanto al diseño como a la eva luación de programas de entrenamiento, para reducir el riesgo de sobreentrenamiento.
Pero la fisiología del deporte no es meramente la fisiología del esfuerzo aplicada. Puesto que la fisiología del ejercicio tiene también sus propias aplicaciones. con frecuencia resulta difícil hacer claramente la distinción entre las dos. Por esta razón, la fisiología del esfuerzo y del deporte frecuentemente se consideran juntas. talco mo ocurre en este texto. Veamos ahora cómo la fisiolo gía del esfuerzo, la disciplina madre de la fisiología del deporte, ha evolucionado a lo largo de los años.
Perspectiva histórica Como estudiante principiante de la fisiología del esfuer zo, el lector pUJede tener la tentación de creer que la in formación de este libro es nueva y que es la última pala bra sobre cada uno de los temas. Puede parecer que las contribuciones de los fisiólogos del esfuerzo contempo ráneos ofrecen nuevas ideas jamás sometidas con an terioridad a los rigores de la ciencia, pero éste no es el caso. Más bien, la información que vamos a explorar re presenta los esfuerzos de toda una vida de muchos cien tíficos destacados que han ayudado a ordenar las piezas del rompecabezas del movimiento humano. Con fre cuencia, los pensamientos y las teorías de Jos investiga dores actuales de la fisiología han sido conformados por los esfuerzos de científicos olvidados hace mucho. Lo
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FISIOLOGIA DEL ESFUERZO Y DEL DEPORTE
que consideramos como original o nuevo es en la mayo ría de los casos una asimilación de descubrimiento pre vios o la aplicación de ciencia básica a problemas en la fi siología del esfuerzo. Para facilitar la comprensión de esto, vamos a reflejar brevemente la historia y la perso nas que han dado forma al campo de la fisiología del es fuerzo.
Los inicios de la anatomía y de la fisiología Aunque los antiguos griegos tuvieron un buen comien zo en el estudio de la función del cuerpo humano, no fue hasta el siglo XVI cuando se hicieron contribuciones verdaderamente significativas a la comprensión de la estructura y de la función del cuerpo humano. La anato mía fue el precedente de la fisiología. Un texto de taca do de Andreas Vesaliu , titulado Fabrica Humani Cor poris ( Esrrucwra del cuerpo humano), publicado en L543, cambió la dirección de futuros estudios. Aunque el libro de Vesalius se centraba principalmente en las des cripciones anatómicas de varios órganos. el libro inten taba ocasionalmente explicar también sus funciones. El historiador británico Sir Micha el Foster dijo: "Este libro es el principio no sólo de la anatomía moderna, sino también de la fisiología moderna. Acabó, para siempre, con el largo reinado de los catorce siglos precedentes e inició en un verdadero sentido el renacimiento de la medicina".g
La mayoría de los intentos anteriores para explicar la fisiología eran incorrectos o bien tan vagos que sólo podían considerarse como especulación. Los intentos para explicar cómo un músculo genera fuerza , por ejem plo. se limitaban generalmente a· la descripción de sus cambios en tamaño y forma durante la acción, ya que las observaciones quedaban limitadas a lo que podía verse con los ojos. A partir de dichas observaciones, Hierony mus Fabricius (alrededor de 1574) sugirió que la poten cia contráctil de un músculo residía en sus tendones fibrosos, no en su "carne". Los anatomistas no descu brieron la existencia de fibras musculares individuales hasta que el científico holandés Anton van Leeuwenho ek introdujo el microscopio (alrededor de 1660). Pero cómo estas fibras se acortaban y creaban fuerza siguió siendo un misterio hasta mediados del siglo XX, cuando los intrincados trabajos de las proteínas musculares pu dieron estudiarse con el microscopio electrónico.
La aparición de la fisiología del esfuerzo La fisiología del esfuerzo es un. relativamente, recién llegado al mundo de la ciencia. Antes de finales del siglo XIX, el principal objetivo de los fisiólogo era obtener
información de valor clínico. La reacción del cuerpo al ejercicio casi no recibía atención alguna. Aunque el va lor de la actividad física regular era bien conocido a me diado del iglo XIX, la fisiología de la actividad muscu lar obtuvo poca atención hasta la última parte de dicho siglo.
El primer libro de texto publicado sobre fisiología del esfuerzo fue escrito por Femand LaGrange en 1889. titulado Physiology of bodily exercise. 1° Considerando la poca cantidad de investigacione sobre el ejercicio que se habían llevado a cabo hasta aquel momento, resulta fascinante leer los relatos del autor sobre temas tales co mo "trabajo muscular", ''fatiga", ''habituación al trabajo" y "la función del cerebro en el ejercicio". Este primer in tento de explicar la reacción del cuerpo al ejercicio esta ba, en muchos sentidos. limitado a teorizar mucho de forma confusa y a pocos hechos. Aunque alguno con ceptos bá icos de la bioquímica del ejercicio estaban emergiendo por aquellos tiempos, LaGrange admitió con rapidez que muchos detalles estaban todavía en la fa se de formación. Por ejemplo, declaró que:" ... la combus tión vital {el metabolismo energético) se ha complicado mucho últimamente; podemos decir que es un poco con fusa. y que es difícil hacer con pocas palabras un claro y conci o resumen de la misma. Es un capítulo de la…
