Introducción.
ESQUEMA DEL TEMA :
1 Introducción.
- La sangre. Función y composición.
- El corazón. Estructura y Funciones.
- Sistema circulatorio. Vasos sanguíneos, Presión sanguínea, Onda del pulso, Control de la circulación y Circulación en órganos específicos.
- Sistema respiratorio. Estructura y funciones. Vías respiratorias, Inervación, Acondicionamiento del aire, Mecánica de la ventilación: músculos inspiratorios, músculos espiratorios, Resistencia a la ventilación, Volúmenes y capacidades respiratorias, Intercambio de gases, Cociente respiratorio, Transporte de gases, Regulación de la respiración.
6. Características particulares del periodo evolutivo correspondiente a la etapa.
6.1. Sistema cardiocirculatorio.
6.2. Sistema respiratorio.
- Consideraciones a tener en cuenta en las clases de Educación Física.
- Conclusiones.
- Bibliografía.
Introducción.
Los objetivos propuestos en los curriculos actuales de EF orientados entre otras cosas a la mejora de la calidad de vida así como el desarrollo integral que nos permita ser críticos con respecto a nuestra dieta y actividad, así como la capacitación de elaborarnos planes y métodos físicos que nos permitan mejorar nuestra calidad de vida dando como resultado un equilibrio psicofísico están estrechamente relacionados con un buen conocimiento del sistema cardiorrespiratorio así como el conocimiento de los diferentes sistemas de entrenamiento propio de otro tema van a ser esenciales para conseguir un desarrollo adecuado de éste sistema ayudando a conseguir lo anteriormente mencionado.
En concreto, en el currículo de secundaria podemos observar que el contenido del tema queda reflejado en todos los elementos que componen el currículo (introducción/objetivos generales de etapa/objetivos generales de área/criterios de evaluación).
El tema en cuestión está relacionado con los 4 primeros objetivos generales del área, relacionados con la mejora de la calidad de vida a través del conocimiento propio de su condición física y de l desarrollo de la misma , aunque no aparece explícitamente en ninguno de ellos.
Este contenido referido al sistema cardiorrespiratorio, está relacionado con el bloque de contenidos de Condición Física y Salud.
En primer curso de la ESO no aparece explícitamente, aunque como hemos dicho existe una relación con otros que hacen referencia a la salud, ya que el sistema cardiorrespiratorio es la base para desarrollar la resistencia cardiorrespiratoria un apartado de la mejora de la condición física relacionada con la salud.
En segundo curso de la ESO aparece como tal haciendo referencia al contenido conceptual à “ La respiración. Concepto. Tipos. Su importancia.”y Contenidos Procedimentales à “Control de la intensidad del esfuerzo por la frecuencia
cardiaca: toma de pulsaciones y cálculo de la zona de actividad” y “Práctica de diferentes tipos de respiración: clavicular, torácica y abdominal.” Y Contenidos Actitudinalesà “Valoración de la importancia de una respiración adecuada”.
El criterio de evaluación relacionado con el sistema respiratorio, es el número 5 el cuál dice “Emplear la respiración como técnica que favorece el autocontrol, conociendo sus tipos y su importancia”, con este criterio se comprueba si el alumno conoce las clases de respiración y las utiliza como medio de autocontrol. También si ha tomado conciencia de la importancia de la respiración, tanto para la realización de actividad físico-deportiva como para actividades de la vida cotidiana.
En segundo ciclo de la ESO, existe una relación en tercer curso con el bloque de contenidos de Condición Física y Salud donde hace referencia un contenido conceptual como es el “conocer Funciones de aparatos y sistemas orgánicos en relación con el ejercicio físico y su adaptación al mismo” de forma indirecta también haría referencia a otros que hacen mención a la condición física y que estarían relacionados también con otros bloques de contenidos. Los criterios de evaluación para 3º curso en relación al sistema cardiorrespiratorio se identifica con el número 3. que dice “Utilizar las modificaciones de la frecuencia cardíaca y respiratoria como indicadores de la intensidad del esfuerzo”. La finalidad de este criterio es verificar si el alumno utiliza la frecuencia cardíaca y respiratoria como medio para controlar y regular la intensidad del esfuerzo y comprobar si asocia el descenso de la frecuencia cardíaca en reposo como indicador de adaptación del organismo a esfuerzos continuados.
En cuarto curso el sistema cardiorrespiratorio estaría relacionado con el bloque de contenidos de Condición Física y Salud pero no existe ningún contenido que hable de forma explícita de él. Tampoco se hace referencia en los criterios de evaluación al sistema cardiorrespiratorio, aunque si que existiría relación con aquellos que hablan de la resistencia aeróbica y otros como la relajación.
En el apartado 1 se realiza una introducción donde se hace mención a los diferentes fluidos corporales.
En el apartado 2, se explica la composición y la función de la sangre durante la actividad físico deportiva.
En el apartado 3 se hace referencia a todo lo relacionado con el corazón, estructura, venas, arterias, inervación, y adaptaciones tras el entrenamiento de resistencia.
En el apartado 4 se habla del sistema circulatorio, su composición, control, presión y circulación específica en determinados órganos.
En el apartado 5, se explica el sistema respiratorio, su estructura, sus funciones y los procesos que se producen en ella, así como la musculatura que la produce.
En el apartado 6, está referido a las particularidades del sistema cardiorrespiratorio que Weineck clasifica según diferentes fases y las consideraciones del Dr Reiss sobre jóvenes y niños.
Por último se hace mención a las conclusiones y a la bibliografía más importante.
1. Introducción al contenido del tema.
Antes de comenzar a desarrollar el tema es necesario hacer una breve mención a los líquidos corporales, ya que en el cuerpo humano el 60% del peso corporal en el hombre y el 50% en la mujer es agua. La relación entre agua total y peso corporal libre de grasa (masa magra) es relativamente constante alrededor de un 72% de la masa corporal magra según Hernandez-Peón, 1961.
El espacio acuoso lo podemos dividir en 3 compartimentos:
1) Fluido intracelular separado del liquido intersticial por la membrana celular. La membrana celular actúa como una barrera especialmente para iones cargados positivamente,, principalmente se elimina Sodio para mantener el equilibrio intraceular y captando potasio.
2) Fluido intersticial o extracelular. Conforma un 30% del fluido corporal total, siendo sus características muy similar al agua de los océanos de antaño, algo más diluidos que en la actualidad.
3) Fluido intravascular donde tenemos la sangre como protagonista del tema a desarrollar.
2 EL SISTEMA CARDIORRESPIRATORIO. ESTRUCTURA Y FUNCIONES.
2.1. La sangre.
2.1.1. Función y composición.
(La sangre y la linfa se hacen cargo del transporte de material entre las diferentes células o tejidos. )
Ø La sangre trae material alimenticio desde el tubo digestivo hasta las células para el catabolismo ó síntesis de moléculas en estructuras tisulares o para depósitos que posteriormente serán movilizados y redistribuidos.
En fisiología es sabido que existe una estrecha relación entre la sangre y la linfa, donde parte del plasma de la sangre se filtra por los capilares convirtiéndose en fluido intersticial, y aunque después del intercambio el líquido intersticial vuelve a los capilares, éste se produce en menor cantidad del que se filtro originalmente.
Ø La linfa, además de ser la responsable de mantener un volumen de sangre apropiado, asegura que el fluido intersticial regrese. Durante el ejercicio, la linfa todavía cobra un mayor protagonismo ya que a pesar de la redistribución sanguínea hacia los músculos activos, y del aumento de la presión sanguínea, la linfa previene de la tumefacción en las áreas activas como el sistema cardiovascular.
Tres son las funciones principales que desempeña la sangre cuando se realiza una práctica físico-deportiva:
1) El transporte.(de oxígeno, nutrientes y otros elementos necesarios como sales , hormonas, etc).
2) La regulación de la temperatura. La sangre regula la temperatura disipando el calor de las zonas metabólicamente más activas hacia la piel, donde se enfría a modo de radiador de un coche.
3) Equilibrio ácido base. Los productos químicos del catabolismo así como el dióxido de carbono expelido a través de los pulmones, los metabolitos hacia los riñones e hígado para convertirlos de nuevo en energía, así como el balance de agua.
Se puede decir que la sangre es el sistema limpieza primario del cuerpo.
Por otro lado, hay que decir que el volumen sanguíneo puede variar según el volumen corporal del individuo o bien por su nivel de entrenamiento. Los grandes volúmenes de sangre están asociados a grandes tamaños corporales y a altos niveles de entrenamiento de resistencia. Los volúmenes de sangre de una persona con un tamaño corporal medio y una actividad física media (que no siguen entrenamientos aeróbicos) son de 5-6 litros en el caso de los hombres y de 4-5 en el caso de la mujer.
La sangre se compone principalmente de plasma 55% (principalmente agua 90%, proteína plasmáticas 7% y otros como enzimas, nutrientes celulares, electrolitos, anticuerpos y sustancias de desecho 3%) y células en suspensión ó fracción corpuscular 45% (99% glóbulos rojos, 1%glóbulos blancos y plaquetas).
2.2.Glóbulos rojos
Los glóbulos rojos maduros (eritrocitos), no tienen núcleo, por lo que no pueden reproducirse. Deben ser reemplazados por nuevas células. La duración normal de la vida del glóbulo rojo es tan solo de 4 meses. Por lo que estas células se producen y se destruyen al mismo ritmo. El número de glóbulos rojos es muy importante ya que son los responsables de llevar el oxígeno a los diferentes tejidos y su falta no solo dificultaría el aporte de oxígeno sino que disminuiría el rendimiento.
Antes del nacimiento, los glóbulos rojos se forman en la médula ósea, el hígado, el bazo, y los gánglios linfáticos. Después del nacimiento, la médula es la única fuente: en los primeros años de vida los huesos están llenos de médula roja, pero más tarde ésta se repliega a los extremos óseos, dejando la caña ocupada por médula grasa amarilla.
Los glóbulos rojos transportan oxígeno principalmente unidos a su hemoglobina, la cuál se compone de una proteína (globina) y un pigmento (hem) que contiene el hierro para la captación del oxígeno en los pulmones para formar oxihemoglobina (rojo brillante) pasando a un color púrpura cuando el oxígeno pasa a los tejidos.
Con el entrenamiento de resistencia, las situaciones estresantes y las altitudes elevadas, el número de glóbulos rojos puede aumentar respecto del intervalo normal que para mujeres oscila entre 11´5-16´5g/100ml de sangre. Y para hombres13´5-18g/100ml de sangre. Existen elementos que favorecen la creación de estos glóbulos rojos, así como: Los aminoácidos, el hierro, La vitamina B12, el ácido Fólico, así como el factor gástrico intrínseco esencial para la adecuada absorción de la vitamina B12 son necesarios para evitar la anemia perniciosa. Otros factores esenciales serían la hormona tiroidea, el cobre, la vitamina C y la eritropoyetina segregada por el riñón.
Los valores por debajo de estos niveles mencionados anteriormente producen anemia, siendo sus efectos la palidez de la piel y las membranas mucosas, así como la fatiga y la falta de oxígeno.
2.3.Glóbulos blancos.
Los Glóbulos blancos forman parte del Sistema Inmunológico, también llamado sistema inmune. Éste es el sistema corporal cuya función primordial consiste en destruir los agentes patógenos que encuentra. Se compone de 3 tipos de células más las Proteínas.
Las tres categorías de células inmunológicas son granulocitos: Monocitos/Macrófagos y Linfocitos. Los granulocitos son las células con núcleo más abundantes en la sangre. Estas células fagocitan (ingieren) los antígenos que penetran en el cuerpo, sobre todo si estos antígenos han sido recubiertos en la sangre por inmunoglobulinas o por proteínas del sistema del complemento (descrito más adelante bajo el epígrafe proteínas). Una vez ingeridos, los antígenos suelen ser destruidos por las potentes enzimas de los granulocitos.
Los monocitos constituyen un pequeño porcentaje de la totalidad de las células sanguíneas; cuando se encuentran localizados en los tejidos, fuera de la circulación sanguínea, experimentan cambios físicos y morfológicos, y reciben el nombre de macrófagos. Al igual que los granulocitos, los monocitos también ingieren sustancias extrañas, interaccionan con las inmunoglobulinas y con las proteínas del complemento, y contienen enzimas potentes dentro de su citoplasma. Sin embargo, los monocitos alteran además los antígenos, haciendo que la respuesta inmune del tercer tipo de células inmunológicas, los linfocitos, sea más fácil y más eficaz.
En algunos aspectos, los linfocitos son las células más importantes del sistema inmunológico. Existen dos tipos principales de linfocitos: los linfocitos B y los linfocitos T. Los primeros son responsables de la inmunidad humoral o serológica; es decir, los linfocitos B y sus descendientes directos, que reciben el nombre de células plasmáticas, son las células responsables de la producción de unos componentes del suero de la sangre, denominados inmunoglobulinas (véase más adelante). Los linfocitos T son responsables de la inmunidad celular; es decir, atacan y destruyen directamente a los antígenos. Estas células también amplifican o suprimen la respuesta inmunológica global, regulando a los otros componentes del sistema inmunológico, y segregan gran variedad de citoquinas (véase más adelante). Los linfocitos T constituyen el 70% de todos los linfocitos. Tanto los linfocitos T como los linfocitos B tienen la capacidad de recordar, desde el punto de vista bioquímico, una exposición previa a un antígeno específico, de manera que si la exposición es repetida puede producirse una destrucción más eficaz del antígeno.
Proteínas
Los tres tipos de proteínas que forman parte del sistema inmunológico, son las inmunoglobulinas, las citoquinas y las proteínas del complemento. Hay miles de clases diferentes de inmunoglobulinas, que reciben el nombre de anticuerpos; cada una de ellas se combina de manera exacta con un tipo específico de antígeno y contribuye a su eliminación. Esta inmensa diversidad es la característica principal del sistema inmunológico en conjunto.
La respuesta inmunológica
Los seis componentes del sistema inmunológico actúan como un todo para desarrollar una respuesta inmunitaria eficaz. El proceso básico es el siguiente: cuando un antígeno patógeno, por ejemplo una bacteria, consigue superar la primera línea de defensa del cuerpo, por ejemplo la piel, se encuentra en primer lugar con los granulocitos y los monocitos, y es neutralizado en parte por anticuerpos preexistentes y por las proteínas del complemento. Después, los linfocitos y los macrófagos interaccionan en el lugar donde ha entrado la bacteria, amplificando la respuesta inmunológica; se sintetizan anticuerpos más específicos y eficaces, debido a la memoria inmunológica generada por la bacteria invasora. En los ganglios linfáticos más próximos puede tener lugar una amplificación similar de la respuesta inmunológica, así como en lugares más distantes, tales como el bazo y la médula ósea, donde también se sintetizan linfocitos.
Si todo funciona, el sistema inmunológico supera a la bacteria, de manera que la enfermedad está ya bajo control. En este momento se ponen en funcionamiento mecanismos autorreguladores supresores que detienen la respuesta inmunológica.Una vez que el antígeno es destruido mediante esta combinación de acciones, el sistema inmunológico está preparado para responder de una manera más eficaz si el mismo tipo de microorganismo invadiera de nuevo el cuerpo. Si dicha preparación es adecuada para neutralizar totalmente a una bacteria específica antes de que ésta produzca la enfermedad, se dice entonces que existe inmunidad frente a dicha bacteria.
2.4.Plaquetas.
No son células verdaderas, sino fragmentos de células de la médula ósea que han sido arrojados a la circulación para asistir en el proceso de la coagulación.
La sangre coagula a los pocos minutos de ser vertida. El coagulo es una trama de una sustancia llamada fibrina, con glóbulos rojos atrapados dentro, derivada de la proteína fibrinógeno del plasma. Pronto se contrae exprimiendo un líquido de color de paja (el suero).El coagulo estará compuesto por fibrina + corpúsculos + suero.
La coagulación es un proceso que requiere la presencia de sales cálcicas. La conversión de fibrinógeno a fibrina se activa por una enzima, la trombina que no está presente en la sangre normal, pero que se forma a partir de un precursor inactivo, la protrombina.
Los valores normales oscilan entre 150.000 a 400.000 por m3 y su función principal es la de activar el mecanismo de coagulación de la sangre.
La coagulación puede producirse en vasos sanguíneos dañados o en la sangre vertida en los tejidos. Cuando un vaso sanguíneo se divide, el extremo dañado se contrae, las plaquetas son atraídas hacia el endotelio dañado y lo cierran herméticamente. Después de esta fase inicial donde las plaquetas actúan como un tapón, se produce la segunda fase de la coagulación. Cuando el proceso de coagulación debe extenderse por el árbol vascular, existe un proceso complementario de fibrinolisis en el que la fibrina se disuelve, excepto allí donde se necesita. La coagulación se ve favorecida por sustancias dañadas de los propios tejidos lesionados, y si la sangre se acumula de forma adecuada en un vaso perfectamente claro, permanecerá fluida por bastante tiempo.
Otro agente coagulante es la vitamina K, almacenada en el hígado.
3. El corazón.
El corazón es una bomba que late de forma regular y continua con un intervalo de descanso no superior a una fracción de segundo. El corazón late aproximadamente unas 70 veces/minuto. La contracción se conoce como sístole y la relajación como diástole. Cada latido comienza con una contracción simultánea de ambas aurículas, que expelen la sangre a los ventrículos, proceso que sigue por una contracción ventricular que proyecta la sangre hacia las grandes arterias. Este ciclo tarda 8 décimas de segundos, de las cuáles la contracción auricular gasta 1 décima, la contracción ventricular 3 décimas y la diástole 4 décimas.
En el miocardio podemos distinguir 3 capas musculares:
a) El endocardio, que reviste las cavidades internas del corazón, muy lisa para reducir al mínimo el rozamiento de la sangre, así como las válvulas bicúspide y tricúspide.
b) El miocardio que constituye la masa muscular del corazón, formada por fibras estriadas especiales e involuntarias que presenta un estado más desarrollado en el ventrículo izquierdo.
c) Pericardio, que se haya en contacto con el mediastino, donde se puede decir que está flotando en el líquido pericárdico.
Es de forma más o menos cónica, con la base dirigida hacia arriba, hacia el lado derecho y algo hacia atrás; la punta está en contacto con la pared del tórax en el espacio entre la quinta y sexta costilla. El corazón se mantiene en esta posición gracias a su unión a las grandes venas y arterias, y a estar incluido en el pericardio, que es un saco de pared doble con una capa que envuelve al corazón y otra que está unida al esternón, al diafragma, y a las membranas del tórax.
En el interior del corazón del adulto hay dos sistemas paralelos independientes, cada uno formado por una aurícula y un ventrículo. Respecto a su posición anatómica, estos sistemas reciben el nombre de corazón derecho y corazón izquierdo.
El sistema cardiocirculatorio, está compuesto por 3 elementos: El corazón, los vasos sanguíneos y la sangre que desempeñan las siguientes funciones:
Ø Distribución. (nutrientes y oxígeno)
Ø Eliminación. (dióxido de carbono y productos metabólicos de desecho).
Ø Transporte.(hormonas desde las glándulas endocrinas).
Ø Mantenimiento.(la temperatura del cuerpo, amortiguamiento del Ph y mantenimiento de los niveles apropiados de fluido).
Ø Prevención.(deshidratación e infecciones).
2.1. Estructura.
3.1.1. Cavidades, arterias, venas, ciclo cardiaco.
CAVIDADES, ARTERIAS Y VENAS
En el corazón podemos diferenciar dos mitades diferentes, aunque es un único órgano. La aurícula y ventrículo del mismo lado constituyen un par de cámaras relacionadas con el bombeo de la sangre hacia un territorio particular. Las arterias son las vías de salida y las venas las de entrada al corazón, pero es en los capilares (ramificaciones muy pequeñas donde se confunden los dos tipos de vasos) donde se produce el intercambio.
Las vías aferentes o de salida, son las arterias, que salen de los ventrículos. Son más gruesas que las venas.
Arterias que salen del ventrículo derecho à Arteria pulmonar. (CO2)
Arterias que salen del ventrículo izquierdo à La aorta.(O2)
Las vías eferentes o de entrada, son las venas, que llegan a las aurículas.
Venas que entran a la aurícula derecha à venas cava inferior y superior.(CO2)
Venas que entran a la aurícula izquierda à Venas pulmonares.(O2)
Se diferencian 2 tipos de circulación :
a) Circulación menor o pulmonar. (Desde Ventrículo Derecho a Aurícula Izquierda).
b) Circulación mayor o sistémica. (Desde Ventrículo Izquierdo a Aurícula Derecha)
Las cavidades del músculo cardíaco o miocardio, son 4, dos aurículas (parte superior) y dos ventrículos (parte inferior). El espesor del miocardio dependerá de la tensión impuesta sobre las paredes de las cámaras del corazón. El ventrículo izquierdo es la más poderosa de las cuatro cámaras, ya que debe vencer el efecto de la gravedad que tiende a acumular la sangre en las extremidades inferiores. La potencia del ventrículo izquierdo se refleja en el mayor tamaño de su pared muscular (hipertrofia) respecto de las otras cámaras. Aunque estriado en apariencia, a diferencia de los músculos esqueléticos, el miocardio las fibras musculares cardíacas están interconectadas de un extremo a otro por regiones teñidas en tono oscuro llamadas discos intercalados, los cuales tienen desmosomas, que son estructuras que unen las células individuales para que no se separen durante la contracción y permitan una rápida transmisión del impulso que señala la contracción. Estas características permiten al corazón actuar como una sola fibra muscular grande en las 4 cámaras: todas las fibras se contraen a la vez.
CICLO CARDÍACO:
La sangre del organismo, sangre venosa, retorna a la aurícula derecha a través de dos grandes venas, la vena cava inferior y la cava superior. Además, la sangre que irriga el músculo cardiaco drena directamente en la aurícula derecha a través de los senos coronarios. El regreso de la sangre venosa a la aurícula derecha tiene lugar durante todo el ciclo cardiaco de contracción (sístole) y relajación (diástole) mientras que el paso desde la aurícula derecha al ventrículo derecho ocurre sólo durante el periodo de relajación o diástole, cuando las dos cavidades derechas forman una cámara común. Al final de la diástole la contracción de la aurícula derecha completa el llenado del ventrículo derecho con sangre. Las contracciones rítmicas del ventrículo derecho impulsan la sangre a través de las arterias pulmonares hacia los capilares pulmonares, donde la sangre se oxigena. Posteriormente los capilares pulmonares se vacían en las venas pulmonares, que a su vez desembocan en la aurícula izquierda. El retorno de sangre por las venas pulmonares a la aurícula izquierda y su paso hacia el ventrículo izquierdo se produce de forma simultánea, de la misma manera que el retorno venoso a las cavidades derechas. La contracción del ventrículo izquierdo impulsa de forma rítmica la sangre hacia la aorta y desde ésta a todas las arterias del organismo, incluyendo las arterias coronarias que irrigan el músculo cardiaco (miocardio).
Para evitar que la sangre impulsada desde los ventrículos durante la sístole, o contracción, refluya durante la diástole, hay válvulas localizadas junto a los orificios de apertura de la arteria aorta y de la arteria pulmonar. Estas válvulas, llamadas sigmoideas o semilunares, están formadas por tres repliegues membranosos semilunares incurvados en la dirección del flujo de sangre, y que se abren con rapidez bajo presión en dicha dirección. Cuando la presión original cesa la presión que retrocede favorece la unión de los bordes de los repliegues. Otras válvulas que impiden el reflujo de la sangre son la válvula tricúspide, interpuesta entre la aurícula derecha y el ventrículo derecho, compuesta por tres repliegues membranosos triangulares, y la válvula bicúspide o mitral, entre la aurícula y el ventrículo izquierdos, formada por dos repliegues. Las bases de los repliegues en las dos válvulas se unen a un surco que existe en la unión de la aurícula y el ventrículo, su borde libre está anclado por cuerdas tendinosas, denominadas chordae tendinae, a la pared muscular del corazón. Los repliegues permanecen abiertos hasta que los ventrículos se llenan de sangre. Cuando comienza la contracción del ventrículo la válvula se cierra por presión. Las chordae tendinae previenen la inversión de los repliegues durante este periodo de presión sistólica.
La frecuencia de los latidos del corazón está controlada por el sistema nervioso vegetativo, de modo que el sistema simpático la acelera y el parasimpático la retarda. Los impulsos nerviosos se originan de forma rítmica en un nodo o nudosidad nerviosa especial, conocido como seno, o nodo sinoauricular, localizado en la aurícula derecha cerca de la vena cava superior. Los impulsos viajan a lo largo de un delgado haz o entramado de fibras neuromusculares llamado haz de His o haz auriculoventricular, que tras detenerse en el nodo o nódulo auriculoventricular se ramifica en dos vertientes, una para cada ventrículo. A través de estas fibras especializadas el impulso nervioso estimula, a gran velocidad y en una secuencia ordenada conocida, la contracción de las fibras musculares cardiacas.
Aunque los nervios y algunos fármacos y ciertas sustancias químicas de tipo hormonal que segrega el corazón, influyen sobre la frecuencia cardiaca, el músculo cardiaco es por sí mismo contráctil y continúa latiendo con una frecuencia regular y constante, incluso cuando se interrumpen todas las conexiones con el sistema nervioso.
En el embrión el corazón deriva de la fusión de las dos aortas ventrales, que forman un órgano pulsátil único. Más tarde se formará un tabique interauricular y un tabique interventricular (partición) que lo dividirá en corazón izquierdo y derecho. Sin embargo, la separación no se completa hasta que los pulmones comienzan a funcionar tras el parto. Antes del nacimiento la sangre se oxigena en la placenta y regresa a la aurícula derecha a través de la vena cava inferior. Más tarde, la válvula de Eustaquio la dirige a través del agujero oval, que es un orificio persistente en el tabique interauricular. Después del nacimiento, la válvula de Eustaquio involuciona convirtiéndose en un vestigio y, por lo general, el agujero oval se cierra aunque puede persistir en el adulto con tamaño variable en una quinta parte de la población.
El corazón produce dos sonidos en cada ciclo del latido. El primer tono es sordo, y está causado por la vibración de las válvulas auriculoventriculares y por la contracción de las fibras musculares ventriculares. El segundo tono es más agudo y se debe al cierre repentino de las válvulas aórticas y pulmonares.
3.1.2. Actividad eléctrica
El músculo cardíaco tiene la capacidad única de generar su propia señal eléctrica, llamada “autoconducción”, lo que le permite contraerse rítmicamente sin estimulación neural. Sin estimulación neural ni hormonal, la frecuencia cardíaca normal oscila entre los 70-80 latidos/minuto, aunque en personas que entrenan la resistencia puede descender.
Existen 4 componentes en el sistema cardíaco de conducción:
1) Nódulo senoauricular.
2) Nódulo auriculoventricular.
3) Fascículo Atrioventricular (haz de His).
4) Fibras de Purkinge.
El impulso para la contracción cardíaca se inicia en el nódulo senoauricular (fibras especializadas situadas en la pared posterior de la aurícula derecha ). Este tejido genera un impulso alrededor de 60-80 pulsaciones/minuto. Al nódulo senoauricular se le conoce también como el marcapasos cardíaco y el ritmo de los latidos que genera reciben el nombre de Ritmo Sinusal. Este impulso se difunde por los 2 ventrículos, llegando al nódulo atrioventricular (haz de His) localizado en la pared auricular cerca del centro del corazón.
Por otro lado el nódulo auriculoventricular dirige el impulso desde las aurículas hasta los ventrículos, el cuál se retrasa 0´13 seg cuando se produce el paso por el nódulo auriculoventricular hacia el haz de His, permitiendo que las aurículas se contraigan antes que los ventrículos, maximizando el llenado ventricular. El impulso viaja por el tabique ventricular y posteriormente pasa a las ramificaciones que van hacia los dos ventrículos llamadas fibras de Purkinge.
3.1.3. Regulación nerviosa de la actividad cardiaca.
El control extrínseco de la actividad nerviosa es realizado por el sistema nervioso simpático, el sistema nervioso parasimpático y el sistema endocrino (hormonal).
Ø El sistema parasimpático, una rama del sistema nervioso autónomo, actúa sobre el corazón mediante el nervio vago (nervio craneal X). Las fibras parasimpáticas derivan de un nervio denominado vago, que se extiende desde la base del cerebro, a través del cuello y el tórax. En reposo, la actividad del sistema parasimpático predomina en un estado referido como tono vagal. El nervio vagal tiene un efecto depresor sobre el corazón disminuyendo la velocidad de impulso de conducción y por lo tanto reduciendo la fatiga cardiaca. El nervio vago reduce la fuerza de la contracción cardiaca.
Ø Por otro lado el sistema nervioso simpático, la otra rama del sistema autónomo, tiene efectos opuestos. Las fibras simpáticas derivan de la cadena simpática, que discurre a cada lado de la columna vertebral. La estimulación simpática incrementa la velocidad de conducción del impulso y por lo tanto, la frecuencia cardíaca. La estimulación simpática máxima permitirá que la frecuencia cardíaca se eleve hasta 250 latidos/minuto. La entrada simpática incrementa la fuerza de la contracción y predomina en situaciones de estrés físico o emocional, una vez haya remitido el estrés, vuelve a predominar el sistema parasimpático.
Ø El sistema endocrino, ejerce su efecto a través de las hormonas libradas por la médula adrenal: La adrenalina y la noradrenalina. Estas hormonas aceleran el corazón, y se liberan por la estimulación simpática.
Las últimas estaciones celulares de las que se derivan las fibras simpáticas y parasimpáticas se encuentran en la parte inferior del tronco cerebral o médula, donde forman 2 centros, uno inhibidor y otro excitador de la función cardíaca. Ejercen un control central sobre la base de la información recibida desde varias zonas del cuerpo, sobre todo de los receptores relacionados con la distensión o la presión del corazón y de las grandes arterias. Estos mensajes indican un llenado del corazón, la presión sanguínea y la extensión de la dilatación cardíaca. Los centros de control reaccionan para asegurar que el corazón late más rápida y vigorosamente si la entrada de flujo venoso aumenta o la presión arterial disminuye y que se enlentezca y lata más débilmente si los cambios son inversos.
3.2.Función del corazón: gasto cardiaco, volumen sistólico, frecuencia cardiaca.
- VOLUMEN SISTÓLICO
Durante la sístole, cierto volumen de sangre es eyectado desde el ventrículo izquierdo, esta cantidad es el volumen sistólico (VS) del corazón, o el volumen de sangre bombeada por cada latido (contracción). Para entender el volumen sistólico, consideremos la cantidad de sangre en el ventrículo antes y después de la contracción. Al final de la diástole, justo antes de la contracción, el ventrículo ha completado el llenado. El volumen de la sangre que ahora contiene se denomina volumen diastólico final (VDF). Al final de la sístole, justo antes de la contracción, el ventrículo ha completado su fase de eyección. El volumen de sangre restante en el ventrículo se denomina volumen sistólico final (VSF). El volumen sistólico es el volumen de sangre que ha sido eyectada y es meramente la diferencia entre la cantidad que originariamente había y la restante después de la contracción. Así el volumen sistólico es simplemente la diferencia entre VDF y VSF.
La fracción de eyección, es la proporción de sangre bombeada fuera del ventrículo izquierdo en cada latido. Se determina dividiendo el volumen sistólico por el volumen diastólico final. Revela la parte de sangre que realmente sale del ventrículo durante la contracción. La fracción de eyección en reposo suele ser del 60% por lo que se suele lanzar fuera del corazón el 60% de su capacidad, quedando en el un 40%.
El volumen sistólico, después de un entrenamiento de la resistencia, aumenta tanto si se está en reposo y durante la realización de los esfuerzos submáximos y máximos a causa de factores como: El aumento del volumen diastólico final (VDF) producido por incremento del % de plasma sanguíneo y por el mecanismo de Frank Starling + la hipertrofia del miocardio que aumentan la contractilidad del ventrículo izquierdo.
El entrenamiento de resistencia produce un aumento del flujo sanguíneo a los músculos, cuyas causas son:
a) Una mayor capilarización de los músculos entrenados en resistencia. Un 5-10% de capilares por fibra Muscular, por lo que la densidad capilar aumenta por mm3de superficie muscular.
b) Mayor apertura de los capilares en los músculos entrenados, disminuyendo el tono vasomotor.
c) Mayor efectividad en la redistribución del gasto cardíaco. (aumentando el tono venoso y distribuyendo más sangre a las FM más activas).
El Volumen Sanguíneo, se ve aumentado por los entrenamientos de resistencia que repercuten en un aumento del plasma sanguíneo por las siguientes causas:
a) Aumento de la ADH (hormona antidiurética), segregada por el lóbulo posterior de la hipófisis.
b) Aumento de la Aldosterona, segregada por la corteza adrenal.
c) Aumento de la retención de agua por los riñones, debido al incremento de las proteínas en el plasma que van a aumentar también la presión osmótica.
Ø GASTO CARDÍACO. Conocido por la inicial (Q), es el volumen total de sangre bombeada por los ventrículos por minuto, o simplemente el producto de la frecuencia cardíaca x el volumen sistólico. Q = FC x VS.
El volumen sistólico en reposo y en posición de pie, suele oscilar entre 60-80 ml de sangre en la mayoría de los sujetos. Por lo tanto, con una frecuencia cardíaca de 80 p/min el gasto cardíaco oscilará entre 4´8 y 6´4 l/min. El cuerpo adulto contiene alrededor de 5 litros de sangre, por lo tanto, esto significa que toda nuestra sangre será bombeada a través del corazón por minuto.
Los cambios en la Frec.Cardíaca y el Volumen Sistólico en respuesta al entrenamiento, van a permitir que el corazón expulse la mayor cantidad de sangre oxigenada (aumentando el Q) con el menor coste energético posible. Todo parece indicar que el corazón gasta menos energía al contraerse con menos frecuencia pero con más fuerza.
- El gasto cardíaco en reposo o durante el ejercicio submáximo permanece invariable o se reduce ligeramente con el entrenamiento.
- En esfuerzos máximos, en personas entrenadas en resistencia, al tener aumentado su Volumen Sistólico tienen un mayor Q (gasto cardíaco) que es el producto de la FC x VS, llegando a los 40litros/min respecto de los 20-25 de los entrenados y los 14/16 de los no entrenados.
Ø FRECUENCIA CARDÍACA
La frecuencia cardíaca se puede modificar con el entrenamiento siendo las adaptaciones al entrenamiento de resistencia las siguientes:
a) La FC en reposo se reduce considerablemente en las personas sedentarias suele reducirse una pulsación por cada semana de entrenamiento durante las primeras fases de entrenamiento. En los deportistas de resistencia muy entrenados, pueden llegar a FC en reposo de 40p/min e incluso menores.
b) Descenso de la FC ante esfuerzos submáximos, proporcional a la cantidad de entrenamiento aeróbico. Después de un programa de entrenamiento de resistencia de 6 meses de duración, es frecuente que la FC se reduzca 20-40 latidos/minuto en esfuerzos submáximos.
c) La FC a intensidades máximas, permanece invariable o se reduce levemente con el entrenamiento de resistencia, a causa de un mayor VS necesitando una menor FC que además va a permitir un mayor llenado del ventrículo izquierdo y por lo tanto mayor cantidad de sangre que puede eyectar con su contracción.
d) Disminuye el periodo de recuperación de la FC con la mejora de la resistencia. Es sabido que la curva de recuperación de la FC es un indicador muy fiable del acondicionamiento cardiorrespiratorio del deportista.
4. Sistema circulatorio.
4.1.Vasos sanguíneos.
Es sistema vascular se compone de una serie de vasos que transportan sangre del corazón a los tejidos y a la inversa:
Ø Arterias. Las arterias sirven como tanques de presión durante la eyección de la sangre desde el corazón y el tejido elástico tiende a retroceder cuando es estirado. Esta propiedad le permite almacenar y liberar energía generada por el corazón y convertir un flujo intermitente en un flujo continuo. La resistencia al flujo de las grandes arterias y venas es muy baja. El diámetro de los vasos es grande y la velocidad de flujo es alta. La expansión de la pared arterial durante la eyección de sangre genera una onda de presión que viaja a lo largo de los vasos sanguíneos periféricos a una velocidad de 5-9m/s. Cuanto más elástica es la pared arterial más lenta es la velocidad de la onda de pulso.
Ø Arteriolas. En ellas la resistencia periférica es alta, provocando una marcada caída de la presión. La velocidad todavía es alta, porque el área transversal total de las arteriolas no es tan grande. En sus paredes tienen fibras de músculo liso colocadas transversalmente pudiendo ser activadas por estímulos de sustancias neurotransmisoras o componentes químicos. Las arteriolas y los capilares están dispuestos en paralelo entre las arterias y las venas, de modo que regulan el flujo sanguíneo a través de órganos y tejidos, como ya hemos dicho las arteriolas pueden aumentar el flujo reduciendo la resistencia en un área determinada, la cuál deberá compensarse con una vasoconstricción en otra para que la tensión arterial no decaiga.
Ø Capilares. La microarquitectura en la red capilar no se conoce con exactitud, aunque según Zweifach (1973) puede suponerse de la siguiente forma:
1. Las arteriolas se ramifican en arteriolas terminales o finales, donde el músculo liso está dispuesto de forma circular o espiral. Esta arteriola terminal finaliza en un canal del tipo de capilares o canal de tránsito a partir del cuál se ramifican los capilares. Los capilares son tubos endoteliales con una pared delgada y sin fibras musculares o fibrosas. Son mantenidos en su sitio por finas fibras de tejido conectivo. En las fibras musculares los capilares son un 8-10% más numerosos que en los canales preferenciales. Los capilares y canales preferenciales drenan en las vénulas, las cuales a su vez drenan de las venas más grandes.
2. Otro patrón de la microcirculación, es que ésta puede ser una red de arteriolas que se divide en capilares verdaderos que se anastomosan (delgados tubos endotelialiales sin células muscular) pudiendo verse esfínteres precapilares. Los capilares convergen hacia las vénulas, no hallándose vasos que parezcan canales de tránsito.
El gradiente de presión y la actividad de las células de músculo liso en las paredes precapilares deciden qué ruta tomará la sangre.
Ø Vénulas. Las vénulas colectoras tienen una capa de sostén de tejido conectivo y células de músculo liso irregularmente espaciadas. En la parte distal de las vénulas hay una capa muscular bien definida.
Ø Venas.Las venas tienen músculos en su pared para reducir la luz del vaso y en las venas más grandes sobre todo en las de las extremidades del cuerpo son frecuentes las válvulas. Las venas dentro del músculo esquelético pueden ser comprimidas mecánicamente por la contracción muscular, facilitando su retorno al corazón. durante la relajación muscular, las venas superficiales se anastomosan con venas profundas. El flujo sanguíneo en un músculo es mayor en la relajación que durante la contracción. La presión venosa tiene su mínimo en la relajación aumentando la diferencia de presión arteriovenosa y por ende la perfución.
Se ha calculado que los sistemas venosos contienen un 60-70% del volumen sanguíneo de los cuales las venas pulmonares podrían llevar un 10-15%.En los capilares solo habría un 5%,y en reposo habría un 8-10% en el corazón y un 10-15% en las arterias.
Hay que recordar que las arterias, son normalmente los vasos más grandes, más musculosos y más elásticos, y siempre llevan la sangre del corazón a las arteriolas. Desde éstas, la sangre entra en los capilares, los cuáles son los vasos más estrechos, frecuentemente con espesor de una sola célula, teniendo lugar en ellos todos los intercambios entre la sangre y los tejidos.
La sangre abandona los capilares para iniciar el camino de regreso hasta el corazón en las vénulas, y de éstas a los vasos más grandes, las venas, que completan el circuito.
Además de las divisiones pulmonar y sistémica del sistema vascular, el corazón como músculo activo, requiere su propio sistema vascular para suministrar los nutrientes necesarios y para eliminar los productos de desecho. Las arterias coronarias, que tienen su origen en la base de la aorta cuando abandona el corazón, abastecen el miocardio. Estas arterias son susceptibles de arterioesclerosis o estrechamiento, pudiendo hacer enfermar las arterias coronarias. Durante la contracción del ventrículo izquierdo, la válvula semilunar es forzada a abrirse, siendo sus aletas las que bloquearán las entradas de las arterias coronarias. Cuando la presión de la aorta disminuye, la válvula semilunar se cierra y estas entradas quedan libres, por lo que la sangre puede pasar a las arterias coronarias. De este modo las arterias coronarias, se evitan someterse a las enormes presiones que genera el ventrículo izquierdo.
4.2.Presión sanguínea.
Tensión arterial, presión ejercida por la sangre sobre las paredes de las arterias. La tensión arterial es un índice de diagnóstico importante, en especial de la función circulatoria. Debido a que el corazón puede impulsar hacia las grandes arterias un volumen de sangre mayor que el que las pequeñas arteriolas y capilares pueden absorber, la presión retrógrada resultante se ejerce contra las arterias. Cualquier trastorno que dilate o contraiga los vasos sanguíneos, o afecte a su elasticidad, o cualquier enfermedad cardiaca que interfiera con la función de bombeo del corazón, afecta a la presión sanguínea. En las personas sanas la tensión arterial normal se suele mantener dentro de un margen determinado. El complejo mecanismo nervioso que equilibra y coordina la actividad del corazón y de las fibras musculares de las arterias, controlado por los centros nerviosos cerebroespinal y simpático, permite una amplia variación local de la tasa de flujo sanguíneo sin alterar la tensión arterial sistémica.
Para medir la tensión arterial se tienen en cuenta dos valores: el punto alto o máximo, en el que el corazón se contrae para vaciar su sangre en la circulación, llamado sístole; y el punto bajo o mínimo, en el que el corazón se relaja para llenarse con la sangre que regresa de la circulación, llamado diástole.
En las personas sanas la tensión arterial varía desde 80/45 en lactantes, a unos 120/80 a los 30 años, y hasta 140/85 a los 40 o más. Este aumento se produce cuando las arterias pierden su elasticidad que, en las personas jóvenes, absorbe el impulso de las contracciones cardiacas. La tensión arterial varía entre las personas, y en un mismo individuo, en momentos diferentes. Suele ser más elevada en los hombres que en las mujeres y los niños; es menor durante el sueño y está influida por una gran variedad de factores.
La tensión arterial, tras el entrenamiento de resistencia tiene pocos o ningún efecto sobre la TA durante esfuerzos máximos y submáximos, aunque si que produce modificaciones en la TA de reposo disminuyéndola incluso a personas que se encuentran al borde de la hipertensión. Por otro lado, a pesar de las grandes presiones arteriales que se alcanzan en los entrenamientos contra resistencia, estas prácticas llegan incluso a disminuir la TA en reposo válido para todas las personas.
4.3.Onda del pulso.
Cuando la sangre es impulsada hacia las arterias por la contracción ventricular, su pared se distiende. Durante la diástole, las arterias recuperan su diámetro normal, debido en gran medida a la elasticidad del tejido conjuntivo y a la contracción de las fibras musculares de las paredes de las arterias. Esta recuperación del tamaño normal es importante para mantener el flujo continuo de sangre a través de los capilares durante el periodo de reposo del corazón. La dilatación y contracción de las paredes arteriales que se puede percibir cerca de la superficie cutánea en todas las arterias recibe el nombre de pulso.
4.4.Control de la circulación.
Podemos diferenciar 2 tipos de control en la regulación de la circulación:
La autorregulación con que se conoce el control de la distribución de la sangre, se debe a una red de arteriolas de áreas específicas que llegan a controlarse ellas mismas abasteciendo a los tejidos según las necesidades. Las arteriolas experimentan una vasodilatación, abriéndose para permitir que entre más sangre en el área que la necesita. El incremento de flujo es una respuesta al ambiente químico local de los tejidos aunque la demanda de oxígeno parece ser el estímulo más fuerte.
Cuando aumenta la utilización de oxígeno por los tejidos, el oxígeno disponible disminuye, dilatándose las arteriolas locales para permitir el paso de más sangre y por lo tanto de más oxígeno. Otros cambios químicos que pueden proporcionar estímulo son las disminución de nutrientes o incrementos en los productos de desecho (CO2,K,H,ácido láctico) o sustancias químicas inflamatorias. Por lo tanto el incremento de sangre puede traer sustancias necesarias o bien eliminar otras perjudiciales.
Control nervioso extrínseco
Aunque el concepto de autorregulación explica la distribución local de la sangre dentro de un órgano o de la masa de un tejido, no puede explicar cómo el sistema cardiovascular como un todo sabe enviar menos sangre a una parte del cuerpo cuando hace falta en otra, ésta redistribución es controlada por los mecanismos neurales, lo que se conoce como control nervioso extrínseco del flujo sanguíneo, porque el control viene desde fuera del área específica (extrínseco) al revés que ocurre con la autorregulación.
En la circulación mayor o sistémica todos sus vasos se encuentran inervados por el sistema simpático, siendo él responsable de regular el flujo sanguíneo a casi todas las partes del cuerpo.
En condiciones normales, lo que ocurre es que el sistema simpático transmite impulsos continuamente a los vasos sanguíneos, manteniéndolos en un estado de constricción moderada para mantener la tensión arterial adecuada.
Cuando aumenta la estimulación simpática, lo que ocurre es que se produce una vasoconstricción de la zona estimulada reduciendo su flujo y llevando más sangre a otras zonas donde se necesite.
Si la estimulación simpática disminuye por debajo de lo necesario para mantener el tono la constricción se reduce y estos se dilatan incrementando el flujo de sangre aumentando el tono vasomotor (regulado por la estimulación simpática).
Existe un tipo diferente de fibra simpática relativa a las situaciones de riesgo que activa principalmente los músculos esqueléticos y el corazón en las situaciones conocidas como de “Lucha o huida” siendo la respuesta al ejercicio físico muy similar.
4.5.Circulación en algunos órganos específicos: pulmonar, coronaria, CEREBRAL
Circulación pulmonar
La sangre procedente de todo el organismo llega a la aurícula derecha a través de dos venas principales: la vena cava superior y la vena cava inferior. Cuando la aurícula derecha se contrae, impulsa la sangre a través de un orificio —el de la válvula tricúspide cuando se abre— hacia el ventrículo derecho. La contracción de este ventrículo conduce la sangre hacia los pulmones. La válvula tricúspide evita el reflujo de sangre hacia la aurícula, ya que se cierra por completo durante la contracción del ventrículo derecho. En su recorrido a través de los pulmones, la sangre se oxigena, es decir, se satura de oxígeno. Después regresa al corazón por medio de las cuatro venas pulmonares que desembocan en la aurícula izquierda. Cuando esta cavidad se contrae, la sangre pasa al ventrículo izquierdo y desde allí a la aorta gracias a la contracción ventricular. La válvula bicúspide o mitral evita el reflujo de sangre hacia la aurícula y las válvulas semilunares o sigmoideas, que se localizan en la raíz de la aorta, el reflujo hacia el ventrículo. En la arteria pulmonar también hay válvulas semilunares o sigmoideas.
Ramificaciones
La aorta se divide en una serie de ramas principales que a su vez se ramifican en otras más pequeñas, de modo que todo el organismo recibe la sangre a través de un proceso complicado de múltiples derivaciones. Las arterias menores se dividen en una fina red de vasos aún más pequeños, los llamados capilares, que tienen paredes muy delgadas. De esta manera la sangre entra en estrecho contacto con los líquidos y los tejidos del organismo. En los vasos capilares la sangre desempeña tres funciones: libera el oxígeno hacia los tejidos, proporciona a las células del organismo nutrientes y otras sustancias esenciales que transporta, y capta los productos de desecho de los tejidos. Después los capilares se unen para formar venas pequeñas. A su vez, las venas se unen para formar venas mayores, hasta que, por último, la sangre se reúne en la vena cava superior e inferior y confluye en el corazón completando el circuito.
Circulación portal
Además de la circulación pulmonar y sistémica descritas, hay un sistema auxiliar del sistema venoso que recibe el nombre de circulación portal. Un cierto volumen de sangre procedente del intestino confluye en la vena porta y es transportado hacia el hígado. Aquí penetra en unos capilares abiertos denominados sinusoides, donde entra en contacto directo con las células hepáticas. En el hígado se producen cambios importantes en la sangre, vehículo de los productos de la digestión que acaban de absorberse a través de los capilares intestinales. Las venas recogen la sangre de nuevo y la incorporan a la circulación general hacia la aurícula derecha. A medida que avanza a través de otros órganos, la sangre sufre más modificaciones.
Circulación coronaria
La circulación coronaria irriga los tejidos del corazón aportando nutrientes y oxígeno, y retirando los productos de degradación De la aorta, justo en la parte superior de las válvulas semilunares, nacen dos arterias coronarias. Después, éstas se dividen en una complicada red capilar en el tejido muscular cardiaco y en las válvulas. La sangre procedente de la circulación capilar coronaria se reúne en diversas venas pequeñas, que después desembocan directamente en la aurícula derecha sin pasar por la vena
El oxígeno y la glucosa llegan a las células nerviosas por dos pares de arterias craneales. Justo debajo del cuello, cada una de las arterias carótidas comunes se divide en una rama externa, la arteria cerebral exterior que lleva sangre a la parte externa craneal, y una rama interna, la arteria cerebral media, que lleva sangre al polo anterior del cerebro. El resto del cerebro es irrigado por las dos arterias vertebrales, que se unen junto con las dos carótidas internas en la base del cerebro formando una estructura llamada polígono de Willis, éste es un dispositivo que sirve como compensación si ocurre la obstrucción de algunas de las arterias. El 25% del gasto cardiaco llega a los tejidos cerebrales a partir de una enorme red de arterias cerebrales y cerebelosas.
5. Sistema respiratorio. Estructura y funciones.
El proceso mediante el cuál entra el aire ambiental dentro de los pulmones donde se intercambia con el aire que estaba allí se denomina ventilación pulmonar. El aire que entra por la boca y nariz, fluye por la parte conductora del sistema ventilatorio donde es ajustado a la temperatura corporal, filtrado y humidificado casi completamente al pasar por la tráquea. Este proceso de aire acondicionado continua al pasar el aire inspirado hacia los 2 bronquios (los grandes tubos) que sirven de conductos principales de cada uno de los 2 pulmones. Los bronquios se dividen en numerosos bronquíolos que conducen el aire inspirado a través de una ruta estrecha y tortuosa hasta que finalmente se mezcla con el aire existente en los alvéolos, las ramas terminales del tracto respiratorio.
Como resumen de lo anterior decir que el aparato respiratorio está compuesto por los siguientes órganos: Nariz, Boca, Faringe, Laringe, Traquea, Bronquios y Pulmones.
El sistema respiratorio y el sistema cardiovascular se combinan para facilitar un eficaz sistema de suministro que lleva oxígeno a los tejidos de nuestro cuerpo y elimina el CO2 de los mismos. Este transporte comprende 4 procesos separados:
1. Ventilación Pulmonar (respiración), que es el movimiento de gases hacia dentro y hacia fuera de los pulmones.
2. Difusión Pulmonar, que es el intercambio de gases entre los pulmones y la sangre.
3. Transporte de oxígeno y dióxido de carbono por la sangre.
4. Intercambio capilar de gases, que es el intercambio de gases entre la sangre capilar y los tejidos metabólicamente activos.
Los dos primeros procesos reciben el nombre de respiración externa porque suponen el traslado de gases desde el exterior a los pulmones y luego a la sangre.
El intercambio de gases entre la sangre y los tejidos se llama respiración interna.
La Boca.
En los seres humanos, la boca está formada por dos cavidades: la cavidad bucal, entre los labios y mejillas y el frontal de los dientes, y la cavidad oral, entre la parte interior de los dientes y la faringe. Las glándulas salivares parótidas vierten en la cavidad bucal y las demás glándulas salivares en la cavidad oral. El paladar de la cavidad oral es de hueso, es duro en la parte frontal y fibroso y más blando en la parte posterior. El cielo de la boca termina por detrás, a la altura de la faringe, en varios pliegues sueltos y membranosos.
Nariz, órgano del sentido del olfato, que también forma parte del aparato respiratorio y vocal. Desde el punto de vista anatómico, puede dividirse en una región externa, el apéndice nasal, al cual se restringe el término en lenguaje coloquial, y una región interna, constituida por dos cavidades principales, o fosas nasales, que están separadas entre sí por un tabique vertical. Las fosas nasales se subdividen por medio de huesos esponjosos o turbinados, llamados cornetas, que se proyectan desde la pared externa. Entre ésta y cada cornete queda un espacio llamado meato, por ellos se comunican varios senos de los huesos maxilar superior, frontal, esfenoides y etmoides, a través de aberturas estrechas.
Por lo general, los bordes de los orificios nasales están recubiertos de pelos fuertes que atraviesan las aberturas y sirven para impedir el paso de sustancias extrañas, tales como polvo o insectos pequeños, que podrían ser inhalados con la corriente de aire que se produce durante la respiración. Una parte del esqueleto, o armazón, de la nariz está constituido por los huesos que forman la parte superior y los laterales del puente, y la otra parte está constituida por cartílago. En cada lado existe un cartílago lateral superior y un cartílago lateral inferior. A este último están unidas tres o cuatro placas cartilaginosas pequeñas, que reciben el nombre de cartílagos sesamoides. El cartílago del septo separa las fosas nasales entre sí y, asociado a la placa perpendicular del etmoides y al vómer, da lugar a una división completa entre la fosa nasal derecha y la izquierda.
Las cavidades nasales son altas y muy profundas, y constituyen la parte interna de la nariz. Se abren en la parte frontal por los orificios nasales y, en el fondo, terminan en una abertura en cada lado de la parte superior de la faringe, por encima del paladar blando, y cerca de los orificios de las trompas de Eustaquio que conducen a la cavidad timpánica del oído.
Faringe
Bronquio, estructura tubular que conduce el aire desde la tráquea a los alvéolos pulmonares. Los bronquios son tubos con ramificaciones progresivas arboriformes (25 divisiones en el hombre) y diámetro decreciente, cuya pared está formada por cartílagos y capas muscular, elástica y mucosa. Al disminuir el diámetro pierden los cartílagos, adelgazando las capas muscular y elástica.
Pulmones, órganos pares situados en la cavidad torácica que llevan a cabo la respiración. En el ser humano adulto, cada pulmón mide entre 25 y 30 cm de largo y tiene una forma más o menos cónica. Los dos pulmones están separados por una estructura denominada mediastino, que contiene el corazón, la tráquea, el esófago y vasos sanguíneos. Los pulmones están cubiertos por una membrana protectora llamada pleura pulmonar, que está separada de la pleura parietal —una membrana similar situada en la pared de la cavidad torácica— por un fluido lubricante. El aire inhalado pasa a través de la tráquea, que se divide en dos tubos denominados bronquios; cada bronquio conduce a un pulmón. Dentro de los pulmones, los bronquios se subdividen en bronquiolos, que dan lugar a los conductos alveolares; éstos terminan en unos saquitos llamados alveolos.
5.1.Vías respiratorias.
A través de la nariz o la boca los gases inspirados pasan por de la faringe, laringe y tráquea hacia el árbol bronquial. Las vías aéreas se ramifican simétricamente en dos, terminando en los alveolos, bolsillos poliédricos formando estructuras en forma de esponja.
Los bronquios y los bronquilos que tienen aproximadamente 1mm de ancho poseen un sostén cartilaginoso discontinuo en la pared. Las fibras musculares se entrecruzan y están incorporados en un complejo entramado de tejido conectivo de fibras de colágeno elásticas. La superficie interna está recubierta por un epitelio ciliado. Hay células calciformes solas o en grupos entre las células epiteliales que producen una secreción. En los bronquiolos más finos, los elementos que secretan moco se hacen escasos y finalmente desaparecen, carecen de cartílago y las células ciliadas también desaparecen gradualmente. Las fibras musculares así como elásticas, colágenas y reticulares proporcionan las red de sostén del tabique interalveolar y un entramado para la entrada de los alveolos, sacos y conductos alveolares.
5.2.Inervación.
Los principales centros nerviosos que controlan el ritmo y la intensidad de la respiración están en el bulbo raquídeo (o médula oblongada) y en la protuberancia anular (o puente de Varolio) del tronco encefálico. Las células de este núcleo son sensibles a la acidez de la sangre que depende de la concentración de dióxido de carbono en el plasma sanguíneo. Cuando la acidez de la sangre es alta se debe, en general, a un exceso de este gas en disolución; en este caso, el centro respiratorio estimula a los músculos respiratorios para que aumenten su actividad. Cuando la concentración de dióxido de carbono es baja, la respiración se ralentiza.
Un fallo circulatorio puede provocar anoxia en los tejidos del cuerpo cuando el volumen circulatorio es inadecuado o cuando la capacidad de transporte de oxígeno está alterada.
5.3.Acondicionamiento del aire.
El aire inspirado puede estar frio o caliente, seco o húmedo, pero debido a la rica irrigación de las muscosas de la nariz, boca y faringe, la temperatura del aire es ajustada a la temperatura corporal y el aire es humedecido antes de llegar a los alveolos. En clima normal, aproximadamente el 10% de la pérdida total del calor corporal en reposo o durante el ejercicio ocurre a través del tracto respiratorio por el acondicionamiento del aire inspirado.
El tracto respiratorio sirve como un sistema regenerador: El calentamiento y humidificación del aire inspirado enfrían la mucosa, pero durante la espiración, parte del calor y el agua son recuperados por la mucosa gracias al aire alveolar que pasa.
5.4.Mecánica de la ventilación: músculos inspiratorios, músculos espiratorios, transmisión de los movimientos de la caja torácica.
Los músculos de la respiración se pueden clasificar en 2 categorías, por una parte los músculos de la inspiración, que elevan las costillas y el esternón y por el otro, los músculos de la espiración, que hacen descender las costillas y el esternón. En estas dos categorías se distinguen además dos grupos, el de los músculos principales y el de los músculos accesorios siendo estos últimos utilizados sólo ante movimientos anormalmente fuertes.
GRUPO DE LOS MUSCULOS DE LA INSPIRACIÓN:
Ø MUSCULOS PRINCIPALES DE LA INSPIRACIÓN à Son los intercostales externos y los supracostales y sobre todo el diafragma.
Ø MUSCULOS ACCESORIOS DE LA INSPIRACIÓN à
· Los esternocleidomastideos, los escalenos anteriores, medios y posteriores (todos estos músculos no son inspiradores más que cuando toman como punto fijo el raquis cervical rígido por la acción de otros músculos).
· El pectoral mayor y pectoral menor, cuando estos dos músculos toman como punto fijo la cintura escapular y los miembros superiores en abducción.
· Los haces inferiores del serrato mayor y el dorsal ancho cuando éste toma como punto fijo los miembros superiores previamente abducidos.
· El serrato menor posterior y superior.
· Las fibras superiores del sacrolumbar que toman como punto fijo por arriba, las últimas transversas cervicales y se insertan por abajo en los 6 primeros arcos costales, con lo que de este modo tienen una disposición semejante a la de los músculos supracostales de gran longitud.
MUSCULOS PRINCIPALES DE LA ESPIRACIÓN à
· Este grupo está compuesto por los intercostales internos aunque el movimiento de espiración normal (pasivo) suele ser producto del retorno del tórax a sí mismo por simple elasticidad de los elementos osteocartilaginosos del tórax y el pulmón. La gravedad y la verticalidad del cuerpo favorecen este mecanismo de espiración.
MUSCULOS ACCESORIOS E LA ESPIRACIÓN à
· No por ser músculos accesorios son menos importantes o menos potentes, ya que condicionan la espiración forzada y el esfuerzo abdominal.
· Los músculos abdominales, el recto abdominal, el oblicuo mayor y el oblicuo menor descienden con fuerza el orificio inferior del tórax.
· En la región dorsolumbar se encuentran otros músculos accesorios de la espiración: La porción inferior del músculo sacrolumbar, el dorsal largo, el serrato menor posterior e inferior, y el cuadrado lumbar.
5.5.Resistencia a la ventilación.
Además de superar la resistencia elástica del aparato respiratorio, parte de la energía de los músculos respiratorios debe aplicarse a superar 2 tipos de resistencia no elástica: Una resistencia tisular viscosa debido a la fricción y otra debida a la resistencia del movimiento del aire en las vías aéreas.
La contracción del músculo liso bronquial puede aumentar esta resistencia o reducirse a la mitad por broncodilatación. La resistencia también puede verse aumentada por la secreción mucosa.
El sistema simpático y la epinefrina sobre el tono bronquial tiende a dilatar las vías aéreas. El tono simpático aumentado durante un esfuerzo muscular tiende a reducir las resistencias en las vías aéreas. La humidificación y calentamiento el aire favorece la dilatación, reduciendo las resistencias.
5.6.Volúmenes y capacidades respiratorias.
Se denominan volúmenes respiratorios o volúmenes pulmonares a las cantidades de aire puestas en movimiento durante las distintas fases de la respiración y los diferentes tipos respiratorios. Durante la respiración tranquila tenemos: Volumen corriente (VC), volumen de reserva inspiratoria (VRI), capacidad inspiratoria (CI), volumen de reserva espitaroria (VRE), capacidad vital (CV), volumen residual (VR), capacidad residual funcional (CRF),y capacidad pulmonar total.
Durante el esfuerzo, el único que no varía es el volumen residual. Por otro lado a medida que se acelera la frecuencia respiratoria se produce un aumento del volumen corriente (VC) hasta un máximo y a continuación como la frecuencia respiratoria continua aumentando el volumen corriente tiende a descender ligeramente. Se le denomina à Débito respiratorio = Volumen Corriente (VC) x Frecuencia Respiratoria. El débito respiratorio alcanza un máximo debido a: Un aumento del volumen reserva espiratorio (ampliándose en la respiración rápida la dilatación máxima del tórax.) y una disminución del volumen reserva inspiratorio causado por un incremento del volumen corriente y del volumen reserva espiratorio.
5.6.1. Volúmenes:
· Volumen corriente
· Volumen de Reserva Inspiratorio (VRI)à Si se prolonga una inspiración normal forzándola, penetrará en los pulmones una cantidad adicional de aire que oscila entre 1-1´5litros.
· Volumen de Reserva Espiratorio (VRE)à Es el volumen de aire que después de una exhalación normal, el sujeto sigue exhalando y expulsa tanto aire como le sea posible.
· Volumen residual (VR)à Una vez acabada un espiración forzada y completa, todavía queda en los pulmones una cierta cantidad de aire próxima a medio litro, a esa cantidad se le denomina volumen residual. Permite un intercambio ininterrumpido de gases entre los alvéolos y la sangre.
· Volumen espirado (VE)à Cantidad de aire que exhalamos en una espiración normal.
· Volumen minuto respiratorio à Cantidad de aire respirado por minuto.
5.6.2. Capacidades:
· Capacidad Inspiratoria à Es próxima 2 litros y consiste en la suma del volumen de reserva inspiratoria y del volumen corriente (VRI+VC).
· Capacidad Vital à Es de aproximadamente 3´5 litros. Volumen máximo por respiración. Procede de la suma del volumen reserva inspiratoria, del volumen corriente y del volumen reserva espiratoria(VRE+VC+VRI).
· Capacidad Funcional Residual à Es de 2 litros y proviene de la suma del volumen residual y del volumen de reserva espiratoria(VR+VRE). Es el aire que permanece al final de una espiración normal.
· Capacidad Pulmonar Total. à Es de 4 litros constituye la suma de la capacidad vital y del volumen residual (CV+VR).
5.7.Intercambio de gases.
El intercambio de gases entre el aire de los alveolos y de la sangre en los capilares pulmonares, tiene lugar a través de la Membrana Respiratoria (Mb alveolo capilar).
Los gases de casi 300 millones de alveolos están muy próximos a la sangre que circula por los capilares ya que la membrana es muy delgada (0´4-0´5 micrametros).
El intercambio de gases en los alveolos se produce gracias al gradiente de presión establecido a través de la membrana respiratoria por las diferencias de las presiones parciales de los gases de los alveolos y la sangre. También son importantes la solubilidad de los gases en el fluido y la temperatura.
Las presiones parciales son las presiones individuales de cada gas en una mezcla de gases. La presión que ejerce cada uno de estos gases es proporcional a su concentración en la mezcla de gases.
El aire atmosférico está compuesto por :
N2 = 79´04%
O2 = 20´93%
CO2 = 0´03%
A presión atmosférica (760 mmHg = presión total del aire) según la ley de Dalton “la presión total de una mezcla es igual a la suma de las presiones parciales de esta mezcla”.
Presiones parciales de los diferentes gases: N2 (600´7mmHg); O2 (159 mmHg)CO2 (0´03mmHg).
INTERCAMBIO DEL O2:
· La Presión parcial del O2 del aire en los alvéolos es de casi 100-105 mmHg (no de 159mmHg, ya que se mezcla el aire que llega en la inspiración y el aire que existía previamente) y la de la sangre que llega desde el ventrículo derecho de 40-45 mmHg. à El gradiente de presión para el O2 a través de la membrana respiratoria es de unos 55-65 mmHg lo que lleva el oxígeno desde los alvéolos hacia la sangre para equilibrar la Presión parcial de O2 a los dos lados de la membrana (difusión).
· Al pasar por los alvéolos, la Presión parcial de O2 de la sangre iguala la de los alvéolos 104 mmHg.
· La capacidad de difusión del oxígeno, ósea, el ritmo con el que se difunde desde los alvéolos hacia la sangre es mayor cuanto mayor es la presión a través de la membrana respiratoria.
INTERCAMBIO DEL CO2:
· El gradiente de presión para el intercambio de CO2 es menor que para el intercambio de O2. La solubilidad del CO2 en la membrana es de 20 veces superior a la del O2, por lo que el CO2 cruza la Membrana fácilmente, incluso sin un gradiente de presión.
INTERCAMBIO CAPILAR DE GASES:
· La diferencia arterio-venosa de O2 en sangre, diferencia que el contenido de O2 de la sangre arterial (20ml de O2 en cada 100ml de sangre) y venosa (15-16ml de O2 por cada 100ml de sangre) = 4-5 ml de O2 por cada 100ml de sangre.
· Este valor refleja el VO2 de los tejidos, proporcional a su uso para la producción de energía oxidativa. Depende de el contenido de O2 d la sangre; La intensidad del flujo de la sangre; y las condiciones locales (producción de lactato, CO2 y temperatura).
· El intercambio de CO2 en los tejidos es similar al intercambio de O2, con la salvedad de que el primero abandona los músculos, donde se forma y entra en la sangre para ser transportado a los pulmones para su eliminación.
5.8.Cociente respiratorio.
El cociente respiratorio R es la proporción de CO2 liberado respecto del O2 consumido durante el metabolismo energético. Refleja el tipo de sustrato energético que se está consumiendo:
Después del entrenamiento de Resistencia las adaptaciones del organismo son las siguiente con respecto a (R):
A Intensidades de Esfuerzo Submáximas à El cociente respiratorio se reduce (R) por una mayor utilización de ácidos grasos libres en lugar de hidratos de carbono.
A intensidades máximas à El cociente respiratorio aumenta en individuos entrenados, refleja una sostenida hiperventilación con una gran cantidad de CO2 liberada. Es el resultado de la capacidad de rendir a niveles máximos durante periodos más largos de tiempo de lo que se era capaz antes del entrenamiento de resistencia.
5.9.Transporte de gases.
TRANSPORTE DE O2:
· El O2 es transportado en la sangre principalmente combinado con la hemoglobina (>98%) es decir como oxihemoglobina. Por otro lado una pequeña parte de O2 es transportada por la sangre disuelta en el plasma (<2%).
· La combinación del O2 con la hemogobina depende de la Presión parcial de O2 en sangre. Una elevada PO2 en la sangre produce una casi completa saturación de la hemoglobina, que indica la cantidad máxima de O2 que se combina. Cuando la Po2 se reduce, también lo hace la saturación de la hemoglobina.
· La fuerza de enlace o afinidad entre la hemoglobina y elO2 y por lo tanto la saturación de la hemoglobina, depende también del pH y la temperatura:
· El PH. La acidificación de la sangre facilita que el O2 se disocie de la hemoglobina, lo que reduce la saturación de la hemoglobina. El pH sanguíneo en los pulmones suele ser alto por lo que la hemoglobina que pasa a través de los pulmones tien una fuerte afinidad por el O2, sin embargo el pH en los tejidos es más bajo lo que favorece la liberación del O2.
· La TEMPERATURA. El aumento de temperatura de la sangre rebaja la afinidad entre el O2 y la Hemoglobina, lo que favorece la liberación de O2 y produce un descenso en la saturación de la hemoglobina.
· La Hemoglobina suele estar saturada aproximadamente al 98% de O2 tras su paso por los pulmones. Esta saturación refleja un contenido de O2 de 16-24 ml de O2 por cada 100ml de sangre, mucho más alto del que necesita nuestro cuerpo. Por ello, la capacidad de transporte de O2 casi nunca limita el rendimiento, sin embargo en personas con anemia pueden verse limitadas en ejercicios aeróbicos de alta intensidad por falta de hemoglobina.
TRANSPORTE DE CO2:
· Disuelto en plasma (7-10% del total transportado).
· Como iones bicarbonato (60-70%) siendo el proceso el siguiente:
· En los tejidos.
· El H+ se combina con la hemoglobina (tampón) y se reduce el pH, lo cuál favorece la descarga de O2 hacia los tejidos (Efecto Borh à la reducción del pH desplaza hacia la derecha a la curva de disociación del O2 y la hemoglobina).
· En los pulmones, donde el PCO2 es menor.
· Combinado con la hemoglobina = carboxihemoglobina:
· El Co2 se combina con amioácidos en la parte globina de la molécula.
· La combinación depende de 2 cosas:
1. La oxigenación de la hemoglobina à La desoxihemoglobina se combina con el CO2 más facilmente que la oxihemoglobina.
2. La PCO2 à El CO2 es liberado desde la hemoglobina cuando la PCO2 es baja.
5.10. Regulación de la respiración.
1) Los centros respiratorios (tronco cerebral): encargados de regular el ritmo y la profundidad de la respiración con el objeto de mantener el equilibrio homeostático en la PO2, la de PCO2 y el pH en sangre.
· Estos centros reciben la información del ambiente químico del cuerpo desde los quimiorreceptores en el cerebro, en arco aórtico y arteria carótida. También reciben información del nivel de estiramiento desde mecanorreceptores en la pleura, en los bronquiolos y en los alveolos.
· Podemos realizar cierto control voluntario sobre nuestra respiración a través de la corteza motora central. Aunque este control voluntario puede ser invalidado por el control involuntario ed los centros respiratorios.
· De todos los estímulos, la PCO2, parece ser el estímulo más fuerte para la regulación de la respiración.
6. Características particulares del periodo evolutivo correspondiente a la etapa.
El aparato cardiovascular crece de una forma regular y progresiva, variando la frecuencia cardiaca de 150 p/min o más en el recién nacido y bajando progresivamente conforma el niño crece de forma que a los 13 años alcanza como término medio unas 80 p/min, siendo la frecuencia cardiaca ligeramente mayor en las niñas que en los niños.
La tensión arterial se comporta de manera inversa a la frecuencia cardiaca, es decir, en los niños es menor que en los adulatos y las niñas adolescentes tienen una tensión arterial ligeramente inferior a la de los niños.
En relación al aparato respiratorio, su crecimiento se realiza simultáneamente al desarrollo corporal general. La frecuencia respiratoria en niños de 7 años por ejemplo es rítmica y de unas 30 veces por minuto, disminuyendo con el paso de los años de manera que a los 12 años es de 24 resp/minuto llegando a la edad adulta a ser de unas 15.
6.1.Sistema cardiocirculatorio.
En el niño es rendimiento cardiaco es menor debido al menor volumen de expulsión obligándolo a una mayor frecuencia cardiaca. Se compromete el aporte de oxígeno y la redistribución del calor al someterlo a ejercicios extremos en climas poco apropiados. El torrente sanguíneo se acopla a las demandas exigidas, aumentando el riego sanguíneo en los músculos activos y disminuyendo en otros como el bazo, riñones y músculos inactivos. En el niño el flujo sanguíneo muscular en estas condiciones es menor que en el adulto ya que éste tiene mayor aporte de O2 al músculo activo y consecuentemente menor contenido venoso de oxígeno.
En cuanto al rendimiento cardiaco existen diferencias intersexuales ya que las mujeres tienen menor volumen de expulsión cardiaco que los hombres.
La frecuencia cardiaca máxima es superior en el niño que en el adulto y comienza a descender con la edad sólo cuando se ha concluido el proceso de madurez. (independientemente del nivel de entrenamiento).
La frecuencia cardiaca submáxima ante una misma carga es menor en el adolescente que en el niño.
La reserva cardiaca (diferencia entre la frecuencia cardiaca máxima y la submáxima) es el índice de reserva metabólica y es menor en niños y que estos y los adultos.
La mujer tiene una mayor frecuencia cardiaca que el hombre, lo que puede ser debido a un menor volumen cardiaco de expulsión o por una menor concentración e hemoglobina ó una menor actividad habitual.
Durante el ejercicio, la presión sistólica que tiene como objetivo hacer frente a las demandas de flujo sanguíneo periférico y su pico de presión es proporcional a la intensidad del ejercicio desarrollado, por otro lado la presión diastólica depende de la resistencia vascular periférica y no sufre variaciones durante el ejercicio.
El niño responde con una presión sistólica y diastólica menor que el adolescente y el adulto, debido al menor rendimiento cardiaco y al menor volumen de expulsión. Las diferencias en cuanto a la presión diastólica pueden deberse a una resistencia periférica menor y a un circuito vascular más corto.
Los chicos responden con un pico de presión arterial sistólica más alto que las chicas, loo cual puede ser debido a un mayor volumen cardiaco de expulsión.
6.2.Sistema respiratorio.
DESARROLLO DEL SITEMA RESPIRATORIO EN EL NIÑO
Conforme aumenta el flujo sanguíneo en los capilares pulmonares, hay un incremento proporcional de la ventilación alveolar y de la ventilación pulmonar facilitando por tanto el intercambio gaseoso y el equilibrio ácido-base.
£ La ventilación pulmonar se desarrolla con la edad, siendo en el adolescente 3 veces el volumen pulmonar de un niño de 6 años. Pero expresado en relación al peso corporal no encontramos diferencias entre el adulto y niño.
£ Durante el ejercicio físico, el niño responde con una frecuencia respiratoria más alta que el adulto y con unas respiraciones menos profundas, siendo su respuesta respiratoria menos económica debido a un mayor costo de oxígeno en cada respiración a causa de una mayor demanda metabólica en el niño durante ejercicios submáximos. La frecuencia respiratoria más alta en el niño durante el ejercicio da lugar a una hiperventilación alveolar con un aumento del intercambio gaseoso a expensas de la difusión del CO2 responsable de las inferiores presiones parciales de CO2 en sangre en relación con el adulto, siendo proporcional al nivel de ejercicio.
£ La capacidad vital, máximo aire expulsado tras una inspiración profunda, está en relación directa con la altura de los niños y adolescentes, aunque excluyendo la medida corporal, no hay relación entre la capacidad vital y la capacidad atlética.
£ El VO2máx es el exponente de la máxima potencia aeróbica y representa el máximo volumen de oxígeno que puede consumir el organismo por unidad de tiempo: Es decir, la máxima energía aprovechable aeróbicamente.
£ Con el desarrollo del niño, hay un crecimiento paralelo del VO2máx siendo este crecimiento igual en ambos sexos hasta la edad de 12 años, aunque ya desde los 5 años el niño tiene un mayor VO2máx. En los varones se incrementa el VO2máx hasta los 18 años, en las hembras difícilmente se incrementa después e los 14 años. La potencia aeróbica máxima está relacionada con la masa corporal magra, lo que explica las diferencias intersexuales, por lo tanto la potencia aeróbica máxima depende de la maduración de los individuos y no solo de sus dimensiones corporales.
£ El VO2máx en el niño es inferior al del adulto si se refiere en valores absolutos, de forma relativa si tenemos en cuenta el peso corporallos valores de VO2máx son similares a los del adulto.
£ El niño por tener un mayor costo metabólico en el ejercicio, como consecuencia de una menor eficiencia mecánica es menos capaz que el adolescente y el adulto para competir en largas distancias.
£ El umbral anaeróbico, o punto en el que el lactato comienza a acumularse por exceso de producción y cuando se expresa de forma porcentual al VO2máx podemos encontrar diferencias elevadas entre el niño y el adulto, no siendo así entre el adolescente y el niño.
£ Tras un ejercicio anaeróbico, se adquiere un déficit de oxígeno que es compensado por el sistema aeróbico. Los niños tienen una captación de oxígeno más acelerada, ya que no necesitan recurrir a la vía anaeróbica tan pronto como lo hace el adulto, por lo que produce menor déficit de oxígeno y una menor producción de lactato. Es probable que la mayor captación de oxígeno sea la resultante de la actividad glucolítica deficiente o producto de un tiempo de circulación sanguínea más corto al ser el organismo más pequeño.
7. Consideraciones a tener en cuenta en las clases de Educación Física.
Según Jurgen Weinecken en su obra “Entrenamiento Óptimo: Como lograr el máximo rendimiento” dice que para optimizar el entrenamiento de los niños y de los adolescentes hay que tener en cuenta unos conocimientos básicos sobre las particularidades psicofísicas de los inherentes a las diferentes edades. Solo con estros conocimientos podremos poner en marcha un entrenamiento adecuado a la edad y al nivel de desarrollo que responda a las necesidades y deseos de los niños y adolescentes.
Para comenzar expondremos la distribución de los niveles de edad según la edad cronológica.
NIVEL DE EDAD | EDAD CRONOLOGICA (AÑOS) |
LACTANCIA | 0-1 |
PRIMERA INFANCIA | 1-3 |
EDAD PREESCOLAR | 3-6 |
EDAD ESCOLAR PRECOZ | DE 6-11/12 NIÑAS Y DE 6-12/13 NIÑOS |
PRIMERA FASE DE LA PUBERTAD (PUBESCENCIA) | NIÑAS DESDE 11/12 HASTA 13/14 Y NIÑOS DESDE 12/13 HASTA 14/15. |
SEGUNDA FASE DE LA PUBERTAD (ADOLESCENCIA) | NIÑAS DESDE 13/14 HASTA 17/18 Y NIÑOS DESDE 14/15 HASTA 18/19. |
EDAD ADULTA | DESPUÉS DE 17/18 NIÑAS Ó 18/19 NIÑOS. |
Es sabido que el entrenamiento adulto no es válido para los niños y adolescentes, por lo que habrá que acoplar las tareas didácticas específicas según sus características de desarrollo propias del nivel de edad con que se esté trabajando.
· En la primera fase de la pubertad existen modificaciones drásticas, tanto en el aspecto físico como en el psicológico, además de producirse un cambio en los intereses. El interés por el deporte disminuye bruscamente con la llegada de la pubertad, pasando la actividad deportiva de ser “vital”, búsqueda de los propios límites personales, competición etc a no serlo, siendo la necesidad de práctica sólo por la relación social. El derecho a pronunciarse democráticamente y la cooperación activa pasan a ser las reivindicaciones de este grupo de edad, por lo que el profesor deberá tenerlas en cuenta.
· En la pubescencia hay un incremento muy importante del peso y la talla que frecuentemente se traduce a una disminución de la coordinación sobre todo las que requieren mayor precisión.
· La primera fase de la pubertad representa la edad de máxima capacidad de rendimiento de los determinantes de la condición física, que nosotros además de cuidarlas todas tendremos que prestar especial atención a la de coordinación. Al calcular las dosis de las cargas de entrenamiento hay que tener en cuenta la gran inestabilidad de la motivación que existe en esta fase cosa que el entrenador tendrá que tener en cuenta.
· En la segunda fase de la pubertad o adolescencia, hay un predominio del crecimiento en anchura sobre la altura o talla. Las proporciones se hacen más armónicas y permiten la mejora de las facultades de coordinación. El aumento de fuerza y de las capacidades de almacenar y fijar esquemas gestuales, crean condiciones óptimas para la mejora de la capacidad de rendimiento. Se aprenden más rápidamente y se retienen mejor los movimientos difíciles.
· El aumento de la capacidad psíquica y física (estabilidad hormonal, gran adaptabilidad del sistema nervioso central, estabilización psíquica, gran capacidad de observación etc) permiten mantener un entrenamiento voluminoso e intenso. Precisamente al final de la adolescencia se sitúa el periodo de rendimiento máximo para algunos deportes, lo que permite utilizar ya todos los contenidos y métodos de entrenamiento.
CONSIDERACIONES ESPECÍFICAS
La resistencia es la cualidad que utilizada de forma inadecuada puede producir en los niños y jóvenes mayores problemas. Tanto la sobrecarga excesiva sobre el aparato locomotor, como por la desmedida exigencia de esfuerzos con grandes deudas de oxígeno a las que biológicamente no están preparados para soportar.
Cuando se habla e planes de entrenamiento e la resistencia en jóvenes, se hace referencia a los diversos sistemas de carrera (carrera continua, velocidad-resistencia, circuitos etc) algunos entrenadores transfieren al mundo infantil los planes adultos cargando excesivamente produciendo alteraciones negativas en el desarrollo del niño.
Lo fundamental sería adecuar el entrenamiento a las verdaderas posibilidades del niño según su desarrollo biológico.
Según el Dr M.Reiss afirma que los jóvenes y los niños responden mejor a los esfuerzos de larga duración, tipo resistencia aeróbica bien dosificados y que son más provechosos que los estímulos de velocidad, resistencia velocidad etc.
En lo que se refiere a la capacidad de tolerar deudas de oxígeno, los adolescentes quedan retrasados en doble o triple medida en su capacidad de tolerar y superar la deuda de oxígeno con respecto a los adultos.
Podemos resumir de la siguiente forma:
· En cuanto al rendimiento aeróbico, este se realiza de forma lineal y con un incremento continuo a lo largo del periodo de desarrollo. En cambio el desarrollo anaeróbico se realiza a saltos.
· No son aconsejadas las carreras de cortas distancias realizadas a gran velocidad, de manera repetida y con recuperación incompleta.
· Como principio fundamental, con los jóvenes hay que ir de la cantidad a la calidad, del trabajo general al específico.
· En los primeros estadios se aconseja evitar los trabajos anaeróbicos. De los 12 a los 15 años es la edad en la que se pueden iniciar de forma progresiva esfuerzos de este tipo en movimientos simples y sin acentuarlos en esfuerzos prolongados.
· La resistencia anaeróbica se ve afectada por el sexo. Siendo las mujeres las que tienen mejor nivel para cargas submáximas.
8. Conclusiones.
El Sistema Cardiorrespiratorio, como parte de los contenidos de la ESO es importante como base para mejorar la Condición Física orientada a la salud a través de los sistemas aeróbicos vistos en otros temas. Además es vital, saber además cómo está estructurado este sistema, lo que ayudará al alumno a formarse una imagen corporal equilibrada y por otro lado cómo se desarrolla del mismo, lo que nos va a facilitar la elección de los métodos de trabajo más adecuados según la edad para su desarrollo.
Por último se debe decir que es importante conocer las diferencias que ofrece el niño respecto del adulto sobre la forma como éste responde ante el ejercicio así como sus limitaciones frente al mismo.
9. Bibliografía.
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