SISTEMA CARDIOVASCULAR

SISTEMA CARDIOVASCULAR
INTRODUCCIÓN
El remo competitivo es uno de los deportes que mayor demanda física exigen.
La mayoría de las carreras son de 2000 metros, involucrando 5 a 6 minutos de
remo, lo que requiere condiciones aeróbicas y anaeróbicas. Aunque ha sido un
deporte históricamente de hombres, la liga femenina es tan popular como el de
hombres. El entrenamiento y la competición son idénticos para los dos.
DISCIPLINAS IMPLICADAS
Anatomía, Histología y Fisiología.
ESTRUCTURAS DE LA ACTIVIDAD
Esta unidd se trabajará en dos sesiones, según el horario de práctico que
corresponda a cada escuela.
OBJETIVO GENERAL
El desarrollo de esta unidad permitirá al estudiante integrar la estructura y
función del sistema cardiovascular en relación al sistema nervioso, respiratorio
y homeostático durante una demanda física de alta exigencia.
SITUACIÓN DE APRENDIZAJE PROBLEMA
Sesenta minutos antes de la carrera, Juan está sentado tranquilamente a orilla
del rio Calle Calle, imaginándose la carrera. Dos mil metros de intensa
actividad física donde debe llevar su cuerpo al límite de sus capacidades. Pero
sentado allí está calmado y relajado manteniendo su frecuencia respiratoria y
cardiaca baja. Ya hizo su precalentamiento pero su frecuencia cardiaca está
ahora en 65 latidos/min y respira 12 ciclos/min. Su temperatura corporal es
37°C, está bien hidratado y su peso es de 81,6 kg.
Los signos vitales señalados anteriormente son de hace una hora. Ahora
está sentado en el bote 8 con timonel en la pista 4 de la carrera y ve 2 botes
más a la derecha y tres a la izquierda. Todos los bogadores se ven más
grandes que él y su equipo, pero siempre ha sido así. El juez de partida está
hablando pero Juan no presta tención. Está concentrado en estar listo y
escuchando a su timonel. Estos últimos segundos antes de la carrera eran los
más estresantes se podía sentir la tensión en el aire. Él sabía que todos los
remeros y los timoneles estaban sintiendo lo mismo. Juan sudaba a pesar de lo
frio del aire. Su FC era ahora 85/min y respiraba 18 ciclos/min. Sentía una
excitación nerviosa. Su boca estaba seca y tomó el último sorbo de agua.
“manos abajo” dijo el juez de lanzada. Juan tensó sus músculos en su posición
de partida.
“¡Listo… PARTIMOS!!!!”
Tres remadas cortas para mover el bote y luego 20 remadas a máxima fuerza.
Su equipo estaba remando a 39 remadas por min y el agua volaba por todas
partes. Le parecía que podía oírlo todo, los gritos del timonel, los remeros
rugiendo, las palas golpiando. Lo que más oía era así mismo respirando.
Estaba dando todo de si en cada remada sabiendo que después de las
primeras 20 remadas, el ritmo y la fuerza disminuiría.
Al final del primer minuto, la FC de Juan era 201/min. Estaba respirando 2
veces por remada, rápido y con fuerza. La frecuencia de remadas era de
34/min. Sudaba más ahora, su TC era de 37,5°C y sus músculos le dolían y
sentía que ardían.
Dos minutos más tarde había remado los 100 metros y remaba a 34
remadas/min. Juan trató de ponerse en trance desconectándose del dolor y de
las distracciones externas y sólo concentrarse en mantener su fuerza. Juan
estaba dando el 80% de su capacidad máxima en cada remada. Su FC era 180
y su FR había disminuido lentamente. Su TC era 38°C.
Faltando 250 mts para la meta, Juan estaba a la par con el bote contiguo y se
peleaban el primer lugar en cada remada. Oyó a su timonel decir lo que él
temía, 5 remadas para el empuje final. Enfocó y forzó sus músculos para
responder con 38 remadas.
Juan cruzó la meta a los 6 minutos y 58 seg. De iniciada la carrera; 1/10 de
seg. Más tarde que el ganador y su FC era de 208/min. Paró de remar y se
abalanzó sobre su pala, respirando casi 80 veces/min pero aun sintiendo que
no recibía suficiente aire. Sentía que sus brazos y piernas estaban ardiendo.
El sudor brotaba por todos los poros. Sentía la cabeza liviana y su TC era de
39°C.
Diez minutos más tarde después de una triste remada a los muelles la FC de
Juan era casi normal, su temperatura estaba aún medio grado sobre lo normal.
Se sentía que le habían drenado la energía. Aún tenía mucha sed. Sólo había
tomado pequeños sorbos remando de regreso. Su peso ahora era de 79.8 kg.
BIBLIOGRAFÍA
Berne, R y Levy, M Fisiología
Ganong, William. F. Fisiología Medica
INFORMACIÓN PARA EL TUTOR
A la partida
1.- ¿Cuál es la causa del aumento de la frecuencia cardíaca y respiratoria así
como de la estimulación de la sudoración de Jim justo antes de la carrera?
R: La anticipación consciente de la carrera estimula la sección simpática del
S.N.A., lo que estimula estas variables fisiológicas.
2.- ¿Por qué la el sistema simpático se activa justo antes de la carrera?
R: Pensar acerca de la carrera genera stress.
3.- ¿Qué cambios crees que ocurren en los sistemas digestivos y urinarios al
mismo tiempo?
R: Mientras el sistema simpático estimula los órganos que ayudarán en la
acción, también inhibe los que no se necesitan o podrían interferir en la acción.
Por lo tanto la actividad gástrica está disminuida o detenida (malas noticias si
Jim cometió el error de comer antes de la carrera). La estimulación simpática
también va a disminuir el filtrado glomerular disminuyendo la producción de
orina. Esto va a conservar los volúmenes de sangre y va a permitir un mayor
flujo de sangre a otros tejidos como los músculos.
4.- ¿Qué le está pasando a los niveles de glucosa de Jim justo antes de la
carrera?
R: La estimulación simpática del hígado va a estimular la glucogenólisis, lo que
va a mandar más glucosa a la sangre.
5.- ¿Por qué la boca de Jim está seca?
R: La estimulación parasimpática causa producción de saliva; la estimulación
simpática hace lo contrario.
Un minuto en...
1- El remar a velocidad máxima crea nuevas demandas en el cuerpo de Jim.
¿Cuáles son esas demandas y cómo el cuerpo responde a éstas?
R: Desde el momento que se empieza a remar, la demanda de ATP por los
músculos aumenta en gran cantidad. La forma más eficiente de producir ATP
es la respiración celular aeróbica, por lo tanto, la demanda de oxígeno por los
músculos aumenta. El cuerpo responde a estas demandas incrementando la
frecuencia respiratoria y cardíaca.
Que tan detallado va a ser el mecanismo fisiológico esperado en la respuesta
queda a criterio del instructor. Podría al menos discutirse como el mecanismo
actual para aumentar las frecuencias cardiaca y respiratoria están relacionadas
al aumento de CO2 y producción de lactato, lo que baja el ph sanguíneo y
estimula los quimiorreceptores, incrementando aumentando la Presión arterial
monitoreada por los baro receptores y la estimulación nerviosa de parte de los
propioceptores, (Lactato es producido a través de la respiración anaeróbicaInstructor quizás quiera revisar glicólisis, ciclo de Krebs, etc.)
2.- ¿Qué cambios en los músculos de Jim promueve la liberación de O2 de la
hemoglobina para ser usado por las células musculares?
La afinidad de la hemoglobina por el oxígeno disminuye en función de un
aumento de acidez (pH bajo) y aumento de temperatura. El pH en los músculos
activos disminuye debido a un aumento en la producción de CO2 y ácido
láctico. También la temperatura de los músculos en actividad aumenta.
También se podría aprovechar esta oportunidad para discutir los efectos de la
altitud. Supón por ejemplo que en vez de correr en valdivia, la carrera fuera en
el lago chungara o Titicaca.
3.- ¿Por qué Jim siente sus músculos como si se estuvieran quemando?
R: La sensación de quemazón es atribuida generalmente a la acumulación del
ácido láctico dentro de las fibras musculares en el propio músculo.
4.- ¿Cuál es el conflicto producido entre la necesidad de Jim de mantener su
cuerpo helado y su necesidad de remover los desechos nitrogenados de su
sangre? ¿Qué hizo él antes de la carrera para aliviar este conflicto?
A medida que los músculos generan mayor calor, la temperatura corporal
empieza a aumentar. La respuesta es estimular las glándulas sudoríparas para
el enfriamiento por evaporación. Esto, aumenta la pérdida de agua. Los
ríñones, disminuidos en su acción, están removiendo agua de la sangre para
sacar los desechos nitrogenados, los que se producen de forma más rápida
durante el ejercicio intenso. En preparación para la pérdida de agua, él
inteligentemente tomó grandes cantidades de agua antes de la carrera.
A la marca de la mitad......
1.- Desde el final del primer minuto, Jim ha disminuido las demandas que le
estaban haciendo sus músculos. ¿Cómo ha hecho esto?, ¿Por qué ha hecho
esto?
R: Las primeras 20 remadas fueron al máximo poder y a una frecuencia de 39
por minuto. Después de esto el timonel les dijo que bajaran las remadas,
disminuyendo a 34 por minuto. Los remeros bajaron ligeramente la fuerza de la
remada. Esto disminuyo la necesidad por ATP disminuyendo la necesidad por
O2.
Trabajando al máximo poder, los músculos están produciendo ATP
primariamente anaeróbicamente, simplemente porque el cuerpo no puede
enviar oxígeno tan rápidamente. Pero la acumulación de ácido láctico
rápidamente fatiga a las células.
Después de 45 ó 60 segundos, la demanda de O2 por los músculos debe
bajarse o simplemente dejarán de trabajar.
2.- ¿Cuáles son ios cambios en su condición como resultado?
La frecuencia cardiaca y respiratoria han bajado levemente. ( El todavía está
tratando de deshacerse de la acumulación del lactato del primer minuto, así
que las frecuencias son mayores de lo que hubiese sido si en el primer minuto
no hubiese sido tan intenso.
Al final....
1 .- Jim ha parado de remar y sus músculos ahora están descansando. ¿Por
qué su frecuencia cardíaca y respiratoria están todavía tan altas?
R: Siete minutos de trabajo intenso, especialmente al principio y al final, han
producido los que se llama deuda de oxígeno. Esto significa que la única forma
que las fibras musculares tienen para deshacerse de la gran cantidad de ácido
láctico que han acumulado es proporcionarles oxígeno. Ya que el estímulo
real para el incremento de la frecuencia cardíaca y respiratoria es el pH
sanguíneo, estas permanecerán altas hasta que el pH vuelva a sus valores
normales. Esto normalmente toma por lo menos algunos minutos.
2.- ¿Por qué la sudoración es mayor ahora que durante la carrera?
No estoy exactamente seguro de esta respuesta, pero es interesante ver que
piensan los estudiantes. Yo creo que es porque después de detener el
ejercicio mucha más sangre está disponible para ir a la piel, calentando
significativamente y produciendo mayor sudor. También podría estar
relacionado a la diferencia psicológica entre justo antes de la carrera - stress
psicológico alto- y justo después de la carrera - disipación total del stress.
3.- ¿Qué cambios han ocurrido a su química sanguínea desde el inicio de la
carrera? Piense acerca de los niveles de glucosa, pH, niveles de lactato,
niveles de creatinina y temperatura.
R: Los niveles de glucosa probablemente bajaron al inicio, pero la
gluconeogenesis por el hígado a satisfecho la demanda.6 minutos no es
suficiente para acabar las reservas de glucógeno.
El pH de la sangre se hizo más ácido con el trabajo muscular, debido a la
producción adicional de CO2 y ácido láctico. Creatinina es el residuo
proveniente de la utilización de creatina fosfato por las fibras musculares para
la producción de ATP. Los niveles se elevaron significativamente al inicio, luego
probablemente estuvieron relativamente constantes durante la carrera. La
temperatura corporal se elevó.
Vuelta al muelle...
1.- ¿Qué cambios han ocurrido en los últimos 10 minutos que permitieron bajar
los rangos cardíacos y respiratorias?
En los 10 minutos después del ejercicio, el mayor cambio que ocurrió fue que
los músculos ya no están demandando grandes cantidades de ATP y oxígeno.
Esto ha permitido que el ácido láctico que se acumuló en la sangre pueda ser
convertido en piruvato y pueda ser usado para energía. Por lo tanto, el pH de la
sangre ha subido al rango normal y las frecuencias respiratoria y sanguínea
han disminuido. La temperatura del cuerpo también ha disminuido un poco lo
que podría hacer que la frecuencia cardíaca baje.
2.- ¿Por qué Jim es 4 libras más delgado al final de la carrera?
La pérdida de peso está dada por la eliminación de grandes cantidades de
agua por la transpiración. El probablemente perdió 2 litros de agua en forma
de sudor.
3.- ¿Qué efecto tiene la pérdida de agua en su sistema endocrino?
La pérdida de agua a incrementado la presión osmótica de la sangre. La vías
renina angiotensina pudieron haber incrementado la producción de la hormona
antidiurética (ADH) y aldosterona. Lo que resulta en la conservación de agua
por el riñón. Esto también produce sensación de sed, y él rápidamente
reemplazará la pérdida de los 2 litros de agua bebiendo durante la próxima
hora.
4.- ¿Por qué sólo tomó sorbos de agua antes de la carrera? ¿Qué hubiese
pasado si hubiese tomado todo lo que hubiese querido?
R: Como atleta debió haber estado en conocimiento de los peligros de la
intoxicación por agua. Una vez que el agua bebida ha restaurado los niveles de
osmolaridad en la sangre, una mayor cantidad de agua resultará en un exceso
de agua que sólo puede ser eliminada por la orina. Si una persona que ha
perdido agua y sodio por sudor la reemplaza bebiendo agua pura, el resultado
será el movimiento de agua desde el espacio intersticial hacia el intracelular. La
célula se hincha y su osmoralidad baja peligrosamente. Convulsiones, coma, y
posiblemente muerte puede ocurrir. Tomar una de las bebidas para deportistas
puede reemplazar los electrolitos y el agua evitando consecuencias nocivas.