Capacidad de Difusión de Oxígeno
Se incrementa al triple de su valor la capacidad de difusión entre el estado de reposo (23 ml/min) y el de ejercicio máximo (64 ml/min), esto se debe principalmente a que el flujo sanguíneo a través de los capilares pulmonares es muy lento e incluso nulo durante el estado de reposo, mientras que en el ejercicio el incremento del flujo sanguíneo en los pulmones hace que todos los capilares se hallen perfundidos al máximo, lo que brinda mayor superficie donde el O2 puede difundir.
Gases Sanguíneos
Tanto la PO2 como la PCO2 se mantienen casi normales, lo que indica gran capacidad del sistema respiratorio para suministrar aireación adecuada de la sangre incluso durante el ejercicio máximo. En el ejercicio la respiración se estimula principalmente por mecanismos neurógenos: por estímulo directo del centro respiratorio, por las mismas señales que se transmiten desde el cerebro a los músculos para producir movimientos, y por señales sensoriales hacia el centro respiratorio generadas en los músculos en contracción y las articulaciones en movimiento.
La capacidad respiratoria máxima es cerca del 50% mayor que la ventilación pulmonar real durante el ejercicio máximo, ello brinda un elemento de seguridad para los deportistas dándoles ventilación adicional en caso de ejercicios a grandes alturas, ambientes muy cálidos o anormalidades en el sistema respiratorio.
Efecto del Entrenamiento sobre la VO2 máx.
El consumo de O2 bajo un metabolismo aeróbico máximo (VO2 máx.) en períodos cortos de entrenamiento (2-3 meses) solo aumenta el 10%. Sin embargo los corredores de maratón presentan un VO2 máx. alrededor del 45% superior al de las personas no entrenadas. En parte ese valor superior corresponde a determinación genética, es decir, son personas que tienen mayor tamaño torácico en relación al tamaño corporal y que poseen músculos respiratorios más fuertes.
Adaptaciones Respiratorias
Consumo de O2 y Ventilación Pulmonar
El consumo normal de O2 para el varón adulto joven en reposo es de 250 ml/min, pero en condiciones extremas este valor puede llegar a 3600 ml/min sin entrenamiento, 4000 ml/min con entrenamiento deportivo, y 5100 ml/min en un corredor de maratón masculino.
El consumo de O2 y ventilación pulmonar total aumenta unas 20 veces desde el estado de reposo al de ejercicio de intensidad máxima.
El Músculo Esquelético: Estructura y Funciones
La contractilidad es una propiedad que poseen en grado variable casi todas las células. En el músculo, esta capacidad para convertir la energía química en trabajo mecánico se ha desarrollado de forma extraordinaria. Existen fundamentalmente tres tipos de fibras musculares:
- Músculo esquelético (estriado)
- Músculo cardíaco (estriado)
- Músculo liso
En el tejido muscular se ha desarrollado al máximo la capacidad de las células para convertir la energía química en trabajo mecánico por medio de la contracción. El músculo esquelético es el más abundante del cuerpo y esta conectado en general con los huesos del esqueleto.
El tejido muscular es un tejido compuesto, ya que incluye una cantidad mínima de tejido conectivo. El tejido muscular necesita del conectivo por dos razones:
- En primer término, las células musculares tienen un metabolismo muy activo y en consecuencia, requieren nutrientes y oxígeno en abundancia.
- En segundo lugar, es necesario que las células musculares ejerzan tracción sobre algo a fin de que el cuerpo aproveche su contracción.
Las fibras musculares las podemos clasificar en dos grandes grupos:
- Fibras musculares lisas
- Fibras musculares estriadas
Músculo Liso
Este tipo de músculo no presenta estrías. Su contracción no es voluntaria, por lo que constituye un tipo de músculo involuntario.
Músculo Estriado
Forma los órganos que conocemos como músculos, cuya contracción generalmente mueve alguna parte del esqueleto y se llama voluntario porque generalmente se contrae a voluntad del sujeto y estriado porque sus fibras presentan fibras transversas claras y oscuras que se alternan, llamadas estrías.
A este tipo de músculo le llamaremos músculo esquelético.
Músculo Cardíaco o Miocardio
Este tipo de músculo constituye gran parte del corazón. Sin embargo no se limita por completo al corazón, ya que está presente de manera mínima en las paredes de las venas pulmonar y vena cava superior.
Sus células también presentan estrías pero, a diferencia de las del tejido muscular estriado voluntario, no se contraen a voluntad del sujeto, es decir se trata de un tejido involuntario.
La Estructura General del Músculo
El músculo esquelético está envuelto en varias envolturas de tejido conjuntivo. Estas capas son:
- Endomisio: es la capa de tejido conjuntivo que envuelve a cada fibra muscular.
- Perimisio: rodea un grupo de alrededor de 150 fibras llamado fascículo.
- Epimisio: alrededor del músculo entero hay una fascia de tejido conjuntivo fibroso.
Estas se mezclan finalmente y se combinan con el tendón y se unen al hueso. Este arnés permite la acción de los músculos sobre las palancas óseas, para transformar la energía química del ATP en energía mecánica y movimiento.
Composición Química del Músculo
El 75% del músculo esquelético es agua, el 20% es proteína, y el resto consta de sales inorgánicas, enzimas, pigmentos, grasas y carbohidratos.
El Riego Sanguíneo
En el ejercicio vigoroso el consumo de oxígeno del músculo aumenta casi 70 veces por encima del nivel de reposo. Para soportar este requerimiento metabólico hay ajustes inmediatos y adaptaciones de entrenamiento a largo plazo en el lecho vascular local.
El Sarcómero
Unas proyecciones o “puentes cruzados” proporcionan el eslabón estructural entre los filamentos contráctiles espesos y finos. La tropomiosina y la troponina, dos proteínas del complejo miofibrilar, regulan los contactos del todo-o-nada entre los filamentos durante la contracción. La tropomiosina inhibe la interacción de la actina y miosina; la troponina con calcio estimulan las miofibrillas para que interaccionen y deslicen entre sí.
El sarcómero es la unidad funcional de la célula muscular. Contiene las proteínas contráctiles actina y miosina. Hay 4.500 sarcómeros y un total de 16.000 millones de filamentos espesos (miosina) y 64.000 millones de filamentos finos (actina) en la fibra de tamaño medio.
El Sistema de Tríadas y Túbulos T
El sistema de tríadas y túbulos T sirve como una red de microtransporte para extender el potencial de acción de la membrana exterior de la célula hacia adentro a las regiones profundas de la célula. La contracción ocurre cuando el calcio activa la actina causando que los puentes cruzados de la miosina se unan a los lugares activos del filamento de actina. La relajación ocurre cuando disminuye la concentración de calcio.
La Teoría de los Filamentos Deslizantes
La “teoría de los filamentos deslizantes” propone que un músculo se acorta o se alarga porque filamentos de proteína se deslizan entre sí sin cambiar de longitud. El acoplamiento excitación-contracción es el mecanismo mediante el cual los acontecimientos electroquímicos y mecánicos están eslabonados para lograr la contracción muscular.
La Posición Estructural de los Miofilamentos en un Sarcómero
Un sarcómero esta limitando a ambos extremos por la línea Z.
Corte Longitudinal
Muestra bandas transversas, claras y oscuras = estriadas
- Banda A – anisótropas, no pasa luz, oscuras, filamentos gruesos, tiene miosina y poca actina.
- Banda I – isótropas, si pasa luz, clara, filamentos delgados, tiene actina.
- Zona H – región más clara en la porción media de la banda A, solo miosina.
- Línea Z – mitad de la banda I, entrecruzamiento de actina.
- Línea M – en medio de la zona H, entrecruzamiento de miosina.
Tipos de Fibras Musculares
De forma sencilla podemos decir que existen dos tipos de fibras, las fibras de contracción lenta (ST ó tipo I) y las fibras de contracción rápida (FT ó tipo II) y luego distintos sub-grupos.
Las diferencias las podemos agrupar en tres apartados:
Diferencias Estructurales
Salvo situaciones de hipertrofia selectiva las fibras ST tiene un diámetro menor que las de tipo FT, también presentan una mayor densidad mitocondrial y un retículo sarcoplasmático más estrecho y con menor desarrollo que las FT.
Diferencias Metabólicas
Las fibras ST, gracias a su mayor contenido en mioglobina, número y tamaño mitocondrial, y capacidad y actividad de enzimas del ciclo de Krebs y de la cadena respiratoria, presentan una elevada capacidad oxidativa. Sin embargo las FT tienen una elevada capacidad glicolítica y gran cantidad de enzimas relacionadas con el metabolismo anaeróbico.
Diferencias en la Inervación
De entrada no podemos olvidar que la fibra FT y ST son adaptativas desde el punto de vista funcional, esta adaptación esta dictada por la fuente de su inervación, específicamente por el patrón de impulsos nerviosos por los cuales son estimuladas. (West 1987). La distribución porcentual de los tipos de fibras difiere significativamente entre las personas y entre los distintos grupos musculares de una persona particular. Esta distribución esta probablemente determinada por el código genético y no puede cambiarse en gran medida mediante el entrenamiento físico. Sin embargo, ambos tipos de fibras pueden mejorarse de manera notable en cuanto a su capacidad metabólica con el entrenamiento específico de resistencia y de potencia.