Principios del entrenamiento de la fuerza y del acondicionamiento físico NSCA (Color)
sistemas se reduce mediante la constricción de las arteriolas. En reposo, el 15-20% del gasto cardíaco se distribuye por el músculo esquelético, mientras que con un ejercicio vigoroso este valor tal vez se eleve hasta el 90% del gasto cardíaco (32, 91).
Respuestas respiratorias
El ejercicio aeróbico genera un impacto máximo sobre el consumo de oxígeno y sobre la producción de dióxido de carbono en comparación con otros tipos de ejercicio, como el entrenamiento de la resistencia anaeróbica. Los significativos incrementos en el aporte de oxígeno a los tejidos, en el dióxido de carbono que vuelve a los pulmones y en la ventilación minuto (el volumen de aire respirado por minuto) procuran niveles apropiados de concentración de gas alveolar durante el ejercicio aeróbico (91).
Con el ejercicio aeróbico, el aumento de la ventilación minuto se produce como resultado de una mayor profundidad de la respiración, una mayor frecuencia respiratoria, o ambas. Durante un ejercicio vigoroso, la frecuencia respiratoria de adultos jóvenes y saludables se suele elevar de 12-15 inspiraciones por minuto en reposo a 35-45 inspiraciones por minuto, mientras que en el volumen corriente (VC), la cantidad de aire inhalado y exhalado en cada respiración, se eleva respecto a los valores en reposo (de 0,4 a 1 L) hasta 3 L o más. Por consiguiente, la ventilación minuto puede aumentar hasta 15 a 25 veces el valor en reposo, o hasta valores de 90 a 150 L de aire por minuto (32, 46, 91).
Durante el ejercicio aeróbico de intensidad baja a moderada, hay un aumento en la ventilación directamente asociado con el incremento del consumo de oxígeno y la producción de dióxido de carbono. En este caso, el aumento de la ventilación se debe principalmente al aumento del volumen corriente. La relación entre ventilación minuto y consumo de oxígeno se denomina equivalente respiratorio, y oscila entre 20 y 25 L de aire por litro de oxígeno consumido. En casos de ejercicio más intenso (por lo general por encima del 45% al 65% del consumo máximo de oxígeno en personas no entrenadas, y del 70% al 90% en personas entrenadas), la frecuencia respiratoria asume un papel mayor. A estos niveles, la ventilación minuto se eleva desproporcionadamente respecto a los aumentos del consumo de oxígeno y comienza de forma paralela a la brusca elevación de los niveles de lactato en la sangre. En este punto, el equivalente respiratorio tal vez se eleve hasta 35 a 40 L de aire por litro de oxígeno consumido con esta actividad de alta intensidad (32, 91).
Con la inspiración, el aire entra en los alvéolos, la unidad funcional del sistema pulmonar donde ocurre el intercambio gaseoso. Sin embargo, con la inspiración, el aire también ocupa áreas de las vías respiratorias: la nariz, la boca, la tráquea, los bronquios y los bronquiolos. Esta área no es funcional para el intercambio gaseoso y se llama espacio muerto anatómico. El volumen normal de este espacio es aproximadamente de 150 ml en los adultos jóvenes y aumenta con la edad. Como las vías respiratorias se dilatan con la respiración profunda, el espacio muerto anatómico aumenta a medida que también lo hace el volumen corriente (figura 6.1). No obstante, el aumento del volumen corriente con una respiración profunda es proporcionalmente mayor que cualquier aumento del espacio muerto anatómico. Por tanto, el incremento del volumen corriente (respiración más honda) consigue una ventilación más eficaz que el aumento de la frecuencia respiratoria por sí solo (46, 91).
El espacio muerto fisiológico hace referencia a los alvéolos porque un deficiente riego sanguíneo, una ventilación escasa u otros problemas con la superficie alveolar alteran el intercambio gaseoso. El espacio muerto fisiológico de los pulmones de personas sanas suele ser insignificante porque todos o casi todos los alvéolos son funcionales. Ciertos tipos de neumopatías reducen significativamente la función alveolar y aumentan el espacio muerto fisiológico hasta diez veces el volumen del espacio muerto anatómico (46, 91).
FIGURA 6.1 Distribución del volumen corriente de un atleta sano en reposo. El volumen corriente comprende en torno a 350 ml de aire ambiental que se mezcla con aire alveolar, alrededor de 150 ml de aire en las vías más grandes (espacio muerto anatómico) y una pequeña porción de aire distribuido por los alvéolos mal ventilados o parcialmente llenos de aire (espacio muerto fisiológico).
FIGURA 6.2 Gradientes de presión para la transferencia de gases en el cuerpo en reposo. Se muestran las presiones de oxígeno (PO2) y dióxido de carbono (PCO2) en el aire alveolar, la sangre venosa y arterial, y el tejido muscular.
Respuestas de los gases
La difusión es el movimiento del oxígeno y el dióxido de carbono a través de la membrana celular, y es una función de la concentración de cada gas y de la presión parcial resultante ejercida por el movimiento molecular de cada gas. La difusión se produce por el movimiento de gas de una concentración elevada a otra baja. A nivel tisular, cuando el oxígeno se emplea en el metabolismo y se produce dióxido de carbono, las presiones parciales de estos gases difieren considerablemente en algunos casos de los de la sangre arterial (figura 6.2). En reposo, la presión parcial de oxígeno en el líquido intersticial (líquido situado justo fuera de una célula muscular) baja rápidamente de 100 mm Hg en la sangre arterial a un valor tan bajo como 40 mm Hg, mientras que la presión parcial de dióxido de carbono se eleva por encima del valor de la sangre arterial hasta 46 mm Hg. Durante un ejercicio aeróbico de alta intensidad, las presiones parciales de estos gases son aproximadamente 3 mm Hg para el oxígeno y 90 mm Hg para el dióxido de carbono. Por consiguiente, estos gradientes de presión causan el desplazamiento de gases por las membranas celulares. Además, las capacidades de difusión del oxígeno y, en concreto, del dióxido de carbono aumentan bruscamente con el ejercicio, lo cual facilita su intercambio (32, 46, 91).
Transporte de gases en la sangre y desechos metabólicos
El oxígeno se transporta en la sangre disuelto en el plasma o combinado con hemoglobina. Como el oxígeno no es inmediatamente soluble en líquidos, solo en torno a 3 ml de oxígeno se pueden transportar por litro de plasma. No obstante, esta cantidad limitada de oxígeno transportado en el plasma contribuye a la presión parcial de oxígeno en la sangre y otros fluidos corporales, con lo cual desempeña un papel en los mecanismos que regulan la respiración y en la difusión de oxígeno por la sangre alveolar y las células de los tejidos corporales (46, 91).
Dada la limitada capacidad del plasma para transportar oxígeno, la mayor parte del oxígeno en la sangre es transportado por la hemoglobina. Los hombres tienen en torno a 15 a 16 g de hemoglobina por 100 ml de sangre, y las mujeres poseen alrededor de 14 g de hemoglobina por 100 ml de sangre. Un gramo de hemoglobina puede transportar 1,34 ml de oxígeno; por tanto, la capacidad transportadora de oxígeno de 100 ml de sangre ronda los 20 ml de oxígeno en los hombres y un poco menos en las mujeres (91).
El dióxido de carbono se elimina del sistema de forma similar a como se transporta el oxígeno, si bien la mayoría del dióxido de carbono se elimina mediante un proceso más complejo. Después de que el dióxido de carbono se forma en la célula, se