Fisiología del Sistema Circulatorio y Respiratorio
Componentes Clave del Corazón y Vasos Principales
Los elementos fundamentales del circuito cardíaco incluyen:
- Vena cava superior
- Aurícula derecha
- Vena cava inferior
- Válvula tricúspide
- Ventrículo derecho
- Ventrículo izquierdo
- Válvula mitral
- Aurícula izquierda
- Vena pulmonar
- Arteria pulmonar
- Arteria aorta
La Circulación Sanguínea
Circulación Menor (Pulmonar)
Objetivo: Llevar la sangre a los pulmones para que sea oxigenada y devolverla al corazón.
Circuito: Ventrículo derecho → Arteria pulmonar → Pulmones → Vena pulmonar → Aurícula izquierda.
Circulación Mayor (Sistémica)
Objetivo: Llevar la sangre oxigenada a diversos órganos del cuerpo y después devolverla al corazón.
Circuito: Ventrículo izquierdo → Arteria aorta → Diferentes órganos corporales → Vena cava superior e inferior → Aurícula derecha.
El Aparato Respiratorio
Partes del Sistema Respiratorio
El sistema incluye:
- Vías aéreas (fosas nasales y boca)
- Faringe
- Laringe
- Tráquea
- Bronquios
- Pulmones
- Alvéolos
Respiración Alveolar (Intercambio Gaseoso)
El aire llega a los pulmones con gran cantidad de oxígeno. El aire entra en unas bolsas llamadas alvéolos, que están rodeados de capilares. La membrana de los alvéolos es muy delgada y permite que los gases pasen de un lado a otro de esta. Este fenómeno de intercambio de oxígeno y dióxido de carbono (anteriormente llamado anhídrido carbónico) a través de la membrana se produce mediante ósmosis. El aire expulsado contiene gran cantidad de dióxido de carbono.
Metabolismo Energético y Rendimiento Físico
Conceptos de Consumo de Oxígeno
Consumo de Oxígeno
Cantidad de oxígeno que se está consumiendo en un momento dado.Consumo Máximo de Oxígeno (VO₂ Máx)
Máxima cantidad de oxígeno que el cuerpo es capaz de consumir. Se relaciona directamente con la capacidad de obtener energía mediante la vía aeróbica.Equilibrio (Capacidad Aeróbica)
Se produce al trabajar a una intensidad moderada donde el consumo de oxígeno aporta la cantidad necesaria de energía. Permite mantener un esfuerzo durante tiempo prolongado y utilizar las grasas para conseguir ATP. Es la base de la capacidad aeróbica.Potencia Aeróbica
Máxima capacidad de trabajo aportando energía mediante el proceso de oxidación. El entrenamiento nos permitirá aumentar nuestra potencia aeróbica, transportando más oxígeno a nuestros músculos y mejorando la capacidad de las fibras musculares para utilizarlo y responder a la señal de contracción.Umbrales y Fatiga
Umbral Anaeróbico
Punto en el que ya no se puede obtener más energía a través de la oxidación, y el esfuerzo se produce mediante la glucólisis anaeróbica. El principal factor limitante es la capacidad del atleta de soportar la fatiga que provoca la acumulación de ácido láctico. Mejorar la eliminación de lactato permite utilizar esta vía durante más tiempo y con mayor intensidad.Deuda de Oxígeno (EPOC)
Energía que producimos por métodos anaeróbicos, lo cual crea un débito de oxígeno en el cuerpo que debemos pagar al terminar el ejercicio, entre otras cosas, para oxidar la acumulación de ácido láctico.Potencia Anaeróbica
En el trabajo de alta intensidad, además de la potencia aeróbica máxima, se utiliza la vía anaeróbica. Si el esfuerzo realizado es máximo, se acumula una gran cantidad de ácido láctico, generando una alta deuda de oxígeno y llevando las pulsaciones por encima de 200, lo que reduce el tiempo en que se puede mantener este gran esfuerzo.Definiciones Fisiológicas Adicionales
Ósmosis
Proceso por el cual se produce un flujo de gases o líquidos a través de una membrana semipermeable, debido a la diferencia de concentración de soluciones a ambos lados de dicha membrana.Sangre y Transporte de Oxígeno
La sangre transporta el oxígeno en los eritrocitos o glóbulos rojos. Estos contienen hemoglobina, formada entre otras sustancias por hierro. El hierro se combina con el oxígeno y de este modo es transportado por la sangre. El hierro oxidado se torna de color rojo. La escasez de eritrocitos se conoce como anemia y puede ser ocasionada por la falta de hierro.El Sistema Nervioso
El sistema nervioso se divide en:
- Central: Incluye el Encéfalo (cerebro, cerebelo y tronco cerebral) y la Médula espinal.
- Periférico: Compuesto por los nervios que envían las órdenes a los músculos.
- Vegetativo: Encargado de mantener las funciones de algunos órganos del cuerpo.
Las Neuronas son las células que forman el tejido nervioso (axón, dendritas, cuerpo neuronal, sinapsis).
Aprendizaje y Desarrollo Neuronal
El aprendizaje está ligado al desarrollo neuronal y a la comunicación de las neuronas a través de contactos funcionales llamados sinapsis. La mayor parte de las sinapsis son de tipo químico y utilizan neurotransmisores. El desarrollo del sistema nervioso va ligado al aprendizaje.
El Adenosín Trifosfato (ATP)
El ATP (Adenosín Trifosfato) se compone de una molécula de adenosina y tres enlaces de fósforo. La molécula de ATP se degrada y libera una molécula de fosfato inorgánico, poniendo energía a disposición de las fibras musculares. Este proceso se llama hidrólisis del ATP. Podemos resumir la reacción como:
ATP = ADP + P + E (Adenosín Difosfato + Fosfato + Energía)
En el músculo, el ATP se encuentra en pequeñas cantidades y solo puede facilitar energía para unos 6 segundos. La contracción muscular no puede continuarse si no se resintetiza la molécula de ATP.
Las Tres Vías de Obtención de Energía (Metabolismo)
1. Vía Anaeróbica Aláctica (Fosfocreatina)
Se consigue energía sin utilizar oxígeno y sin producir ácido láctico. Para conseguir ATP intramuscular, utiliza la fosfocreatina: el fósforo de esta se combina con el ADP para crear nuevo ATP. Este proceso, llamado transformación, dura entre 6 y 20 segundos.
2. Vía Anaeróbica Láctica (Glucólisis)
Se consigue energía sin utilizar oxígeno, pero produciendo ácido láctico. A partir de hidratos de carbono se obtiene glucosa (almacenada en músculo, sangre o hígado como glucógeno) y a partir de esta, ATP. Durante el proceso de obtención de ATP (glucólisis anaeróbica láctica), se producen 2 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa y se genera ácido láctico (que produce fatiga). Esta vía es predominante durante esfuerzos de 40 segundos hasta 3 minutos.
Hidratos → Glucosa → ATP = ADP + P + E + Ácido Láctico
3. Vía Aeróbica (Oxidación)
Se consigue energía utilizando oxígeno. A partir de hidratos de carbono y grasas se obtiene glucosa y de esta, ATP. Mediante la oxidación, se utiliza oxígeno y se produce dióxido de carbono y agua, además de energía. Por cada molécula de glucosa se pueden resintetizar hasta 38 moléculas de ATP.
Esta vía dura incluso horas. Si se busca la eliminación de grasas, se deben hacer esfuerzos cuya duración sea superior a una hora. La vía aeróbica va aumentando progresivamente su capacidad de aporte energético, pero alcanza su máxima potencia a partir de los 3 minutos.
HC/Grasas → Glucosa → ATP = ADP + P + E
Capacidad vs. Potencia en las Vías Energéticas
Cada vía de obtención de energía puede desarrollarse de dos formas:
- Capacidad: Mantener una intensidad de trabajo menor a lo largo de la duración de los procesos de obtención de energía.
- Potencia: Intensidad de trabajo máxima, aportando una mayor cantidad de energía y reduciendo el tiempo en que se puede utilizar cada vía.