Aunque existen diferencias en la forma de comportarse el
corazón en una sesión de ejercicio físico, existen unas constantes que forman
un modelo por el que se puede actualmente simular en una aplicación informática
y nos predice cual va a ser el comportamiento de nuestro corazón si lo
sometemos al ejercicio.
La presión sanguínea y los latidos dependen de muchos
factores tales como el estado fisiológico de la persona (joven, viejo,
embarazada, enferma, con fiebre, etc.) de las condiciones climáticas (frio,
calor, humedad), del grado de entrenamiento o sedentarismo, del tiempo que dura
el ejercicio, de las reservas energéticas ( principalmente de glucógeno) de la
persona, etc.
Cuando empezamos hacer ejercicio se van desencadenando
una serie de acciones fisiológicas producto de millones de años de evolución,
parecidas a las de los demás mamíferos.
Sistema muscular:
En los primeros segundos se utilizan las reservas de
fosfocreatina de los músculos, y a continuación la hidrolisis de glucosa sin
oxígeno durante unos minutos, hasta que se activa la oxidación en las
mitocondrias.
El músculo emite señales para activar la demanda de oxígeno para oxidar más glucosa y ácidos
grasos que le permitan obtener energía para el movimiento.
Se pone en funcionamiento el transporte, por los micro-túbulos
(de las fibras musculares), de los substratos que serán oxidados en las
mitocondrias.
Según incrementamos las necesidades de energía, por la
intensidad del ejercicio, se va produciendo una situación de hipoxia (falta
oxigeno) por lo que se incrementa la
cadencia respiratoria y los latidos del corazón.
Si seguimos incrementando la potencia se entra en
metabolismo anaeróbico, pues la oxidación no basta para cubrir las necesidades
de energía muscular.
Si la situación continua con ejercicio extenuante se producen
las proteínas de choque térmico y el factor de necrosis tumoral, para destruir
las células lesionadas por estrés oxidativo y micro-lesiones.
Cerebro y Sistema endocrino:
El cerebro envía las órdenes del movimiento a los
músculos, y activa el sistema de alerta y concentración en la labor del
movimiento.
El cerebro también
emite hormonas (adrenalina, tiroidea, somatropina, hormonas del
crecimiento, hormonas de la familia de la Insulina, etc.) y activa el sistema
nervioso simpático para que el corazón empiece a bombear más sangre, los
pulmones envíen más oxígeno y los músculos puedan fabricar más energía.
Una hora de ejercicio activa más funciones cerebrales que
una hora de sodoku.
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Sistema respiratorio:
Los pulmones envían más oxígeno y retiran el anhídrido
carbónico mejorando la saturación pulmonar.
El exceso de oxigeno consumido y las reacciones de
oxidación de glucosa y grasas produce más radicales libres que activan la
respuesta inflamatoria y antioxidante del organismo.
Las arterias y las venas conducen la sangre al corazón más
efectivamente para aumentar el gasto cardiaco.
Si el ejercicio es intenso y se pasa el umbral
anaeróbico, sube la producción de ácido láctico en los músculos y se ponen en
marcha los mecanismos para evitar la acidosis:
Liberación del bicarbonato, Aumento de la ventilación para
eliminar el CO2 producido, Conversión del lactato en piruvato para oxidarlo y
para formar glucosa en el hígado.
Con la practica continuada del entrenamiento se producen
adaptaciones fisiológicas para utilizar mejor la energía.
Durante los
últimos años, los pulsómetros se han hecho muy populares, no solo entre los
profesionales del deporte, sino también entre aficionados. Estos dispositivos
muestran la evolución temporal de los latidos durante una sesión de
entrenamiento, pero no ofrecen demasiada información sobre la condición
cardiovascular de la persona y los cambios sufridos con el entrenamiento.
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Para ello,
se han desarrollado modelos matemáticos que permiten simular y predecir la
respuesta del ritmo cardiaco durante el ejercicio y su posterior recuperación.
Estos caracterizan la condición cardiovascular y hacen posible analizar de una
manera más científica la efectividad de un periodo de entrenamiento o de un
programa de rehabilitación. Con dichos modelos se puede predecir cómo
responderá el corazón de una persona a cualquier tipo de ejercicio.
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El análisis y modelado de este fenómeno fisiológico se
ha convertido en un área de investigación de gran interés, con aplicaciones a
la fisiología, al control del peso, a las metodologías de entrenamiento, a la
competición deportiva, a la rehabilitación y, en general, a la salud.
Para
construir el modelo, se han de tener en cuenta los factores que afectan al
ritmo cardiaco durante el ejercicio. Se establece que el ritmo cardiaco es una
función que depende de la intensidad del ejercicio y la condición
cardiovascular del individuo. Se supone que otras cuestiones, se mantienen
constantes.
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Los nuevos
modelos, diseñados
por matemáticos en colaboración con médicos y científicos de los deportes, se
ajustan a los datos obtenidos midiendo la respuesta de una persona al ejercicio
de intensidad constante.
A partir de
ello, se calculan sus parámetros, y se describe la respuesta cardiaca como un
sistema dinámico, es decir, que evoluciona a lo largo tiempo, en el que las
variables son la intensidad del ejercicio y la fatiga (la cantidad de lactato
en sangre).
Con estas
herramientas, se pueden hacer
simulaciones para
cualquier intensidad de ejercicio, constante o variable a lo largo del tiempo,
y así obtener predicciones de la respuesta cardiaca de cada individuo para
ejercicios a intensidades de las que no se disponen datos.
Referencias:
María S.
Zakynthinaki es investigadora de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Creta,
Grecia. https://elpais.com/elpais/2017/11/02/ciencia/1509638275_339417.html
A model of oxygen uptake kinetics in response to exercise: Including a
means of calculating oxygen demand/deficit/debt. https://link.springer.com/article/10.1016/j.bulm.2004.12.005
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