Programas de entrenamiento en sala de entrenamiento polivalente. AFDA0210

7. Adaptación del sistema respiratorio

Antes de mencionar las adaptaciones producidas, es necesario tener claros algunos conceptos previos sobre volúmenes y capacidades:

1 Volumen Corriente (VC). Cantidad de aire introducida en cada inspiración (≈500 ml). Al multiplicarlo por la FR (≈12-16), se obtienen valores de 6-8 L/min, a esta cantidad se le denomina Volumen Ventilatorio por minuto o Volumen Minuto (VM), siendo esta la cantidad total de aire que entra y sale del pulmón por minuto.

2 Volumen de Reserva Inspiratorio (VRI). Cantidad de aire introducida con una inspiración profunda (≈3000 ml).

3 Volumen de Reserva Espiratorio (VRE). Cantidad de aire expulsada espiración profunda (≈1100 ml).

4 Volumen Residual (VR). Es el aire que permanece en los pulmones tras una espiración forzada (≈1200 ml).

De la combinación o suma de estas se obtienen las siguientes capacidades:

1 Capacidad Inspiratoria (CI). Cantidad de aire que puede introducirse en los pulmones con una inspiración.

2 Capacidad Funcional Residual (CFR). Cantidad de aire que permanece en los pulmones tras una espiración normal.

3 Capacidad Vital (CV). Cantidad de aire que puede expulsarse después de una inspiración máxima.

4 Capacidad Pulmonar Total (CPT). Cantidad total de aire que puede introducirse en los pulmones (incluyendo la inspiración máxima).

Las siguientes adaptaciones producidas con el entrenamiento aeróbico se pueden resumir como una mayor eficacia respiratoria:

1 Vías respiratorias. Mejora la difusión pulmonar, es decir, mayor eficiencia en el intercambio gaseoso alveolo-capilar.

2 Frecuencia respiratoria. La FR es mayor cuando se realiza ejercicio físico, ya que aumenta la presión de CO2, así se estimula el centro inspiratorio no con el objetivo de conseguir más O2, sino de expulsar el CO2 del cuerpo y minimizar los cambios del pH (regulando de este modo la frecuencia y profundidad). La principal adaptación en este sentido es la reducción de la FR durante el ejercicio submáximo y en reposo, realizán-dose al mismo tiempo inspiraciones más profundas.

3 Volumen pulmonar. El volumen inspiratorio aumenta durante una respiración corriente (inspiraciones más profundas), aumenta también el volumen ventilatorio máximo, en cambio el VR se reduce levemente. Otra adaptación es el aumento del VC en ejercicios submáximos.

4 Capacidad pulmonar. La CV sufre un ligero aumento.

5 Musculatura (principalmente diafragma, abdominales e intercostales). Aumenta su tono y elasticidad, mejorando la mecánica de la contracción y distensión de estos.

Actividades

11. ¿Por qué el gasto cardíaco (Q) es más eficiente en reposo?, y ¿cuáles son las adaptaciones cardiovasculares y respiratorias como consecuencia del entrenamiento aeróbico?

8. Adaptación del aparato locomotor

Las adaptaciones del aparato locomotor serán divididas en dos sistemas: sistema ósteoarticular y muscular.

8.1. Sistema ósteoarticular

La principal adaptación que produce el entrenamiento de fuerza sobre el sistema ósteoarticular es el fortalecimiento de los huesos (aumentan los procesos de remodelación ósea, osteogénesis) gracias a una mayor densidad mineral ósea, ayudando a retrasar o prevenir la osteopenia y osteoporosis. Los ejercicios de equilibrio son beneficiosos en este sentido para prevenir las caídas y, en consecuencia, las fracturas.

En cuanto a los demás elementos de este sistema destacar brevemente los siguientes, que serán beneficiosos sobre todo para la prevención de lesiones:

1 Articulaciones. Hay una mejor lubricación de la articulación. Previene la aparición de procesos artríticos.

2 Cápsulas articulares. Son membranas que se insertan en los segmentos óseos y que recubren a las diferentes articulaciones. Con el ejercicio se consigue mejorar la funcionalidad y la irrigación de las mismas.

3 Cartílagos articulares. Mejoran su funcionalidad (amortiguación y desplazamiento de las superficies óseas), retrasando la aparición de artrosis.

4 Ligamentos y tendones. Se mejora la estructura y las funciones de los mismos. La función del ligamento es proporcionar estabilidad a la articulación, y la del tendón unir al músculo con el hueso para que se pueda producir el movimiento.

Recuerde

El ejercicio físico produce un estrés sobre los huesos, haciendo que estos permanezcan fuertes y sanos, y por tanto, se prevenga la aparición de osteoporosis.

8.2. Sistema muscular

En los siguiente epígrafes se explican las principales adaptaciones en este sistema, la hipertrofia (principalmente con el trabajo de fuerza) y la elasticidad (principalmente con el trabajo de flexibilidad) muscular, retrasando la sarcopenia y la pérdida de movilidad articular, respectivamente. Resaltar además el fortalecimiento de las membranas que recubren y protegen al músculo (epimisio), a grupos de fibras (perimisio) y a cada fibra (endomisio).

Hipertrofia - hiperplasia

Una de las adaptaciones más perseguidas por los practicantes de actividad físico-deportiva es el aumento de masa muscular, ya sea con fines de salud, rendimiento o estética.

Cuando un músculo aumenta de tamaño y masa con el entrenamiento de fuerza a largo plazo, se le conoce como hipertrofia, que se produce como consecuencia de un aumento del tamaño de sus fibras (aumento de la sección transversal). Por otro lado, la hiperplasia, es decir, el aumento del número de fibras (división celular) por ahora solo es aceptado en animales.

Ahora bien, este aumento de la sección transversal de una fibra muscular es consecuencia del número de: miofibrillas, filamentos de actina y miosina y sarcoplasma, además del aumento de la densidad capilar.

Fisiológicamente, este es un proceso en el cual las reacciones anabólicas (formación de proteínas) superan a las catabólicas (destrucción o degradación). Para que esto ocurra es necesaria la contracción muscular a lo largo de un periodo de entrenamiento de fuerza relativamente largo, y que además la persona tenga una ingesta adecuada de proteínas en su alimentación.

Por ello, para entender el proceso de la hipertrofia es necesario tener nociones básicas sobre el fenómeno de la contracción. Este comienza cuando un grupo de fibras musculares son inervadas por una sola neurona motora (a este conjunto de fibras y a la neurona se les denomina unidad motora). El impulso se propaga desde la neurona motora al músculo, segregando Acetil CoA en las terminaciones del nervio. El impulso se desplaza por el sarcolema (membrana citoplasmática de la célula muscular) hasta llegar al retículo sarcoplasmático. Una vez aquí, se liberan grandes cantidades de calcio (Ca) en el sarcoplasma (citoplasma de las células musculares), este elemento químico, junto con las moléculas de ATP, hace posible que se produzca la tracción de la actina hacia el centro del sarcómero por parte de la miosina. Al conjunto de este proceso se le denomina contracción muscular.

Ahora bien, las fibras que se contraen pueden ser básicamente de dos tipos: fibras lentas (ST) y fibras rápidas (FT). Es bueno saber que los porcentajes de unas y otras no son los mismos en todos los sujetos (depende de la genética), ni en todos los músculos del cuerpo. Un mayor porcentaje de fibras ST será beneficioso para actividades aeróbicas, del mismo modo que un porcentaje mayor de FT lo será para actividades anaeróbicas.

Nota

Hay estudios que evidencian un mayor porcentaje de fibras FT en los sujetos que obtienen mejores resultados en un test de salto vertical, por lo que ésta podría ser una forma de evaluar el entrenamiento anaeróbico.

Distensibilidad muscular: límites - incremento adaptativo

De igual forma que es importante el ejercicio físico para la hipertrofia muscular, también es importante realizar ejercicio físico para la distensibilidad muscular. Esto es, el músculo tiene la propiedad de contraerse o aplicar tensión (el músculo se acorta y disminuye su longitud), y de estirarse o distenderse (el músculo se alarga y aumenta su longitud). Se entiende por distensión muscular la reducción de la tensión o elongación de un músculo.

Cuando se realiza ejercicio físico, fundamentalmente trabajo de fuerza, se suele hacer más énfasis contracción. Si se acostumbra a su práctica, especialmente con objetivos de hipertrofia, sin un trabajo de estiramiento muscular, se corre el riesgo de aumentar las pérdidas del rango de movimiento (ROM: Range of Motion) de una articulación. A mayor capacidad de distensión o estiramiento, mayor será el ROM alcanzado.

La distensibilidad muscular, y/o el ROM articular, tiene sus límites, que vienen determinados principalmente por:

1 Tejido muscular. El exceso de masa muscular (y/o exceso de grasa) puede perjudicar el ROM de la articulación involucrada.

2 Tejido conectivo. Formado por tejido fibroso con gran resistencia a la tensión (tendones, fascias y ligamentos), y el tejido elástico con menor resistencia (como sarcolema). Así, a mayor proporción de tejido elástico mayor será la posibilidad de distensión, y por tanto, mayor ROM articular.

3 Hueso. Su forma y el tipo de articulación limitan ciertos ROM.

4 Reflejos neuromusculares. Los husos musculares provocan la contracción de un músculo tras un excesivo estiramiento, y por otro lado, el órgano tendinoso de Golgi provoca una relajación de un músculo tras una contracción desmesurada.

Nota

Otros factores influyentes en la distensibilidad muscular, son: edad (con el paso de los años la capacidad de distensión decrece), sexo (las mujeres generalmente son más flexibles), temperatura muscular y de ambiente (un músculo caliente es más flexible), desequilibrio muscular, envejecimiento y e inmovilización (empeoran el ROM), hora del día (por la mañana la capacidad de distensión será menor), estado emocional, actitud corporal, modo de vida y trabajo habitual, herencia, fuerza muscular agonista, coordinación intermuscular, enfermedades, lesiones...

Al nacer se pueden alcanzar ROM máximos o casi máximos; no obstante, con los años estos se van reduciendo progresivamente. Si bien la mayoría de las veces su trabajo se centra en reducir pérdidas o mantener niveles, hay evidencias que demuestran que con los programas de estiramientos se consiguen mejoras en este sentido.

Las mejoras no se producen al momento, sino que se deben a adaptaciones crónicas del organismo (reversibles si se cesa la práctica) al ejercicio realizado. Las técnicas de estiramiento (por ejemplo, estiramiento estático-activo) son muy utilizadas en este sentido para aumentar los procesos adaptativos de distensión muscular. Ayala [et al.] (2012) mencionan diferentes estudios en los cuales todos mejoran el ROM, los tiempos van desde 3 a 12 semanas con una frecuencia semanal que varía entre 3 y 7 usando diferentes técnicas y regiones para su trabajo.

Nota

Los estudios evidencian que, con programas de estiramiento de más de tres semanas de duración, se producen aumentos progresivos del ROM, debido sobre todo a la elasticidad muscular (además previenen lesiones).

Actividades

12. Describe el proceso de la contracción muscular desde que es inervado por la neurona.

13. ¿Cuáles son las adaptaciones estructurales del entrenamiento de fuerza a nivel del aparato locomotor?, ¿qué previene y/o retrasa?

9. Adaptación del sistema nervioso y endocrino

Dos sistemas fundamentales para la práctica física son el nervioso y endocrino, cuyas funciones principales en relación a esta son inervar al músculo para que este se contraiga (sistema nervioso) y liberar determinadas sustancias, ya sea durante la práctica física o tras ella (sistema endocrino).

9.1. Sistema nervioso

En cuanto a las adaptaciones de este sistema, se destacan las siguientes:

1 Impulso nervioso. Mejora la transmisión de impulsos nerviosos, por lo que beneficia al tiempo de reacción y la rapidez de contracción muscular (beneficioso para acciones explosivas). En la práctica físico-deportiva (en acciones explosivas) será fundamental la rapidez de transmisión de estímulos nerviosos, habida cuenta que la velocidad es uno de los factores clave en el deporte (así la madurez de este sistema por la experiencia motriz, es de gran relevancia para el rendimiento deportivo).

2 Unidades motoras. Mayor reclutamiento de unidades motoras, y por tanto más fuerza se puede aplicar. La fuerza de un sujeto no siempre se explica por un aumento de la sección transversal del músculo, sino que también dependen de adaptaciones neurales (y hormonales).

3 Coordinación. Mejora la intramuscular (sincronización de fibras y de unidades motoras) e intermuscular (sincronización de la musculatura agonista y antagonista), lo que otorga mayor precisión y fluidez a los movimientos.

4 Economía de las funciones vitales. Gracias a la actuación del SN parasimpático (por ejemplo, menor FR y FCB, y FC durante la actividad).

9.2. Sistema endocrino

Las principales adaptaciones en relación al sistema endocrino son: pérdida de peso y el crecimiento muscular.

Pérdida de peso

Como ya se ha comentado anteriormente, si se gastan más calorías de las que se ingieren con la alimentación, la persona en cuestión podrá bajar de peso. Para aumentar el gasto calórico es esencial la práctica de actividad física aeróbica. Sin olvidar que el aumento de masa muscular a causa de los ejercicios de fuerza hace que se aumente el GER y con ello el gasto calórico diario (un músculo grande necesita más energía que uno pequeño).

Esto no es todo en relación a la pérdida de peso, ya que de la misma manera también se puede combatir con otros factores de riesgo cardiovascular, y relacionados con la obesidad y el sobrepeso:

1 Disminución del colesterol LDL (“malo”) y aumento del HDL (“bueno”).

2 La diabetes tipo II se caracteriza por un aumento de los niveles de glucosa en sangre debido a un déficit en la producción de insulina o una resistencia a la misma. Con el ejercicio se aumenta la sensibilidad de las células a la insulina, consiguiendo que se bajen los niveles en sangre; y lo más importante, como ya se ha visto anteriormente, el músculo necesita glucosa para obtener ATP, al captar glucosa sanguínea (también se obtenía del propio músculo y del hígado) se consiguen reducir también estos niveles.

3 Una característica de los diabéticos (tipo II) y las personas con sobrepeso, es el aumento de los ácidos grasos y los niveles de triglicéridos. La vía aeróbica utiliza sobre todo hidratos de carbono, predomina cuando la intensidad es relativamente alta y las grasas, predomina cuando la intensidad es más baja (por eficiencia del metabolismo que trata de ahorrar hidratos), así caminar o trotar serán actividades esenciales para la movilización de grasas como fuente energética a partir de los triglicéridos (almacenados en células grasas o fibras musculares).

4 Aumento del funcionamiento de los órganos desintoxicadores (riñón, hígado, piel, etc.).

Consejo

La obesidad y el sobrepeso son el resultado del desequilibrio entre la ingesta calórica y el gasto energético, por ello combinar una dieta equilibrada y ejercicio físico serán esenciales para su prevención y tratamiento.

Crecimiento muscular

Por otro lado, con el entrenamiento de fuerza se aumentan los niveles en sangre de la hormona de crecimiento y la testosterona (hormonas anabólicas), por lo que favorece el crecimiento muscular y el desarrollo de la fuerza. Así mismo, el cortisol que favorece los catabólicos e inhibe la síntesis de proteínas se ve disminuido. Las mujeres hipertrofian menos el músculo porque producen una menor cantidad de testosterona, entre otros aspectos.

Aplicación práctica

Pedro aumentó su repetición máxima (RM) en un test de fuerza, tras varias semanas entrenamiento. Sin embargo, no aumentó las dimensiones del músculo ¿Por qué un sujeto aumenta de fuerza en las primeras semanas, aún sin apenas hipertrofiar su musculatura?

SOLUCIÓN

Esto se explica debido a que el aumento de la fuerza no solo depende de factores estructurales (hipertrofia), sino también de factores neurales (mayor sincronización de unidades motoras, mayor coordinación intermuscular...) y hormonales (cantidad de hormonas anabólicas: testosterona, hormona de crecimiento...).

10. Fatiga y recuperación

Toda actividad física trae consigo unos niveles de fatiga que dependerán de la intensidad, volumen, nivel de CF, etc. Para que esta no se prolongue en el tiempo, son necesarios unos tiempos de descanso óptimos que permitan el restablecimiento de las funciones orgánicas (recuperación). Cuando este descanso se acorta sesión tras sesión, el organismo puede llegar a un estado de fatiga crónica, lo cual ha de evitarse, sobre todo, por motivos de salud.

10.1. Fatiga postejercicio: merma metabólica y desgaste estructural

Cuando una persona realiza un esfuerzo físico al máximo de sus capacidades, ya sea durante un corto periodo de tiempo o durante un periodo más prolongado (lógicamente el primero más intenso que el segundo), esta llegará un momento que no podrá seguir soportando la carga de trabajo y tendrá que parar o disminuir la intensidad; en este caso se suele decir que el sujeto se ha fatigado o ha entrado en fase de fatiga.

No obstante, se debe tener presente que la fatiga se va produciendo a lo largo del ejercicio, por tanto, esta tiene un carácter progresivo. Así, puede definirse como una reducción progresiva y temporal de la capacidad de trabajo.

Según la zona afectada la fatiga puede ser local, por ejemplo, en los brazos al realizar un ejercicio de bíceps, o general, que es la que se produce en todo el organismo. Independientemente de una u otra, esta se produce por algún fallo en el proceso de producción de fuerza, considerándose central cuando aún no se ha producido la inervación muscular y periférica cuando ya se ha producido la conexión neuromuscular (fallos en la activación del calcio, aportes insuficientes de energía, acumulación de metabolitos...).

La fatiga guarda una estrecha relación con variables objetivas como los niveles de lactato, la FCB, FC durante el ejercicio y postejercicio, etc., pero también puede estimarse de forma subjetiva, particularmente suelen utilizarse escalas gráficas que valoran el cansancio producido durante el ejercicio, como es el caso de la escala de Borg o RPE (rating perceived exertion).

Recuerde

La fatiga es una reducción progresiva y temporal de la capacidad de trabajo. Todo trabajo produce una fatiga, así la reducción de la capacidad de trabajo dependerá del estrés producido.

Merma metabólica

Como ya se vio en epígrafes anteriores, existen sustratos capaces de aportar energía al músculo; sin embargo, los principales sustratos no se encuentran en el organismo en cantidades ilimitadas, por lo que llegados a un límite se puede producir una merma metabólica, es decir, una reducción de sustratos y por consiguiente la entrada del sujeto en situación de fatiga.

Se ha demostrado que ante contracciones máximas repetidas, el agotamiento del PC muscular coincide con la fatiga del sujeto (en este caso llegando a la incapacidad de trabajo por falta de sustratos). Recuerde que era el sustrato predominante en esfuerzos anaeróbicos de hasta 15 s.

Así mismo las reservas de glucógeno también puede ser un factor limitante en esfuerzos anaeróbicos y aeróbicos. Los síntomas de fatiga aguda suelen aparecer cuando el glucógeno muscular está casi agotado, también se debe saber que un aumento en la intensidad produce una disminución superior de los niveles de glucógeno. Este agotamiento reducirá progresivamente el número de fibras capaces de producir la fuerza necesaria para terminar el esfuerzo.

También se considera un factor limitante a la glucosa sanguínea en esfuerzos aeróbicos de larga duración, ya que esta depende del aporte de glucógeno hepático, y este no es capaz de producir glucosa rápidamente a partir de otros sustratos (como el lactato, el glicerol o los aminoácidos).

Pero no solo la depleción puede llevar a fatiga, sino también la acumulación de metabolitos musculares (H+, lactato, amoniaco...). Recuerde que el ácido láctico se producía en exceso cuando se llevaba al límite acciones donde la energía provenía especialmente de la vía anaeróbica láctica. No obstante, el ácido láctico no es el que produce la fatiga, sino la acumulación de iones de hidrógeno (H+) que se separan del lactato, creándose una situación de acidosis muscular debido al descenso del pH. Este descenso es limitado por tampones como el bicarbonato (HC0₃), permitiendo una reducción, del 7,1 a no menos del 6,4. Aun así, con ese descenso la capacidad para producir energía y para realizar contracciones musculares disminuyen. Por tanto, es el pH el factor limitante de este tipo de ejercicios.

Desgaste estructural

Es sabido que uno de los signos frecuentes que acontecen tras un esfuerzo que supuso elevada fatiga, es una sensación de dolor conocida popularmente como agujetas. Suele darse en sujetos que comienzan a entrenar, cuando se hace ejercicio esporádico, cuando predomina el ejercicio con contracciones excéntricas, e incluso en deportistas de alto nivel cuando se les aplica una carga más intensa o duradera de la aplicada habitualmente. La comunidad científica ha denominado al suceso como dolor muscular de aparición tardía (DOMS: del inglés delayed onset muscular soreness).

Realmente no se trata de una acumulación de “cristales de lactato”, ni tampoco tiene ningún efecto preventivo consumir agua con azúcar; sino que se trata de un desgaste estructural en el músculo, una microrotura seguida de una inflamación local que produce dolor a las pocas horas de concluir el esfuerzo, y sobre todo, entre las 24 y 48 horas siguientes. A veces, es tal la importancia que causa impotencia muscular y reducción del ROM.

Las recomendaciones derivan en un aumento progresivo en el programa de trabajo, sin cambios bruscos en la carga, así como realizar un calentamiento y estirar tras la práctica física (aunque estos últimos no evitan su aparición).

Recuerde

Las agujetas son desgastes estructurales o microroturas que producen dolor agudo. No son “cristales de lactato”, por lo que no sirve de nada consumir agua con azúcar.