Tema 11.- Fisiología comparada del trabajo físico y del ejercicio
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Ecofisiología animal. Tema 11.- Fisiología comparada del ejercicio. Entrenamiento. Open Courseware. Tema 11.- Fisiología comparada del trabajo físico y del ejercicio. Entrenamiento. 11.1.- Introducción: importancia de la intensidad y duración del ejercicio. • La actividad física es indispensable para la supervivencia: una respuesta locomotora frente a la presencia de un depredador o de una presa puede suponer, o un cambio ambiental indeseable, puede mantener, a corto o a largo plazo, la integridad funcional y estructural. • Existen una serie de adaptaciones que dependen del peso del animal, del medio en el que viva y de sus hábitos alimentarios. • Se han de desarrollar estrategias locomotoras que implican a capacidades metabólicas musculares: respuestas muy intensas y rápidas, fundamentalmente anaerobias, o respuestas lentas pero mantenidas en el tiempo, aerobias, pero también de otros sistemas (circulatorio, respiratorio, etc.). • Sobre el genotipo que determina la adaptación funcional hay un rango de posibilidades de modificación como respuesta a los cambios inmediatos (aclimatación o aclimatización, que, en el caso del ejercicio recibe un nombre específico: el entrenamiento). • Objetivo del tema: aproximación a la fisiología comparada del ejercicio y del entrenamiento. Ecofisiología animal. Tema 11.- Fisiología comparada del ejercicio. Entrenamiento. Open Courseware. 11.2.- Cambios metabólicos y fisiológicos que acompañan al ejercicio. 11.2.1.- Metabolismo muscular. 11.2.1.1.- Utilización de las reservas de ATP: reciclaje del ADP (mioquinasa y producción de amoniaco). 11.2.1.2.- Utilización de fosfágenos: tipos de fosfágenos en el reino animal. 11.2.1.3.- Utilización de las reservas endógenas de glucógeno. Glucolisis anaerobia y producción de lactato. 11.2.1.4.- Utilización de las reservas exógenas de hidratos de carbono y de lípidos. 11.2.1.4.1.- El papel del hígado y del tejido adiposo en los vertebrados. 11.2.1.4.2.- Órganos equivalentes en invertebrados: hepatopáncreas (crustáceos, moluscos) y cuerpo graso (insectos). 11.2.1.5.- Tipos metabólicos de fibras musculares. Plasticidad del músculo: ↑ en mamíferos. Ecofisiología animal. Tema 11.- Fisiología comparada del ejercicio. Entrenamiento. Open Courseware. (Modificada de Maillet, 1980) Ecofisiología animal. Tema 11.- Fisiología comparada del ejercicio. Entrenamiento. Open Courseware. ATP Ejercicio intenso Ejercicio moderado prolongado (Modificada de Devlin, 2006) Ecofisiología animal. Tema 11.- Fisiología comparada del ejercicio. Entrenamiento. (Modificada de Maillet, 1980) Open Courseware. Ecofisiología animal. Tema 11.- Fisiología comparada del ejercicio. Entrenamiento. Open Courseware. 11.2.- Cambios metabólicos y fisiológicos que acompañan al ejercicio. 11.2.2.- Cambios en la tasa metabólica y el consumo de oxígeno globales. 11.2.2.1.- Déficit de oxígeno. 11.2.2.2.- Exceso de consumo de oxígeno posterior al ejercicio (ECOPE) ← restauración de todos los sistemas → recuperación. 11.2.2.3.- La tasa máxima de consumo de oxígeno. 11.2.2.3.1.- Conceptos de: • Alcance aerobio para la actividad (Vo2máx-Vo2reposo) • Expansibilidad aerobia (Vo2máx/Vo2reposo) 11.2.2.3.2.- Variaciones interespecíficas: depende del peso, tipo de actividad locomotora (antílope). 11.2.3.- Sistema circulatorio. 11.2.3.1.- Cambios en la actividad y el gasto cardíacos. 11.2.3.2.- Redistribución del flujo sanguíneo (↑ músculo, corazón). 11.2.3.3.- Regulación nerviosa. 11.2.3.3.1.- El papel del sistema nervioso central. 11.2.3.3.2.- El papel de los propioceptores musculares (mecano y metaboloceptores: medida de la actividad muscular). 11.2.3.3.3.- El papel de los barorreceptores y el reflejo barorreceptor. 11.2.3.3.4.- El papel de la regulación local. 11.2.3.3.5.- Respuestas de anticipación. 11.2.3.3.6.- Regulación de la actividad cardiovascular durante el ejercicio en vertebrados no mamíferos. Ecofisiología animal. Tema 11.- Fisiología comparada del ejercicio. Entrenamiento. Déficit de oxígeno: el uso celular de energía excede a la captación de O2 Open Courseware. ECOPE (EPOC) = Exceso de Consumo de Oxígeno Posterior al Ejercicio (deuda de O2) Estado estacionario: se utiliza la energía según se genera aerobiamente. Inicio del ejercicio (Modificada de Silverthorn, 2006) Final del ejercicio Ecofisiología animal. Tema 11.- Fisiología comparada del ejercicio. Entrenamiento. Open Courseware. (Modificada de McArdle et al., 2001) Metabolismo anaerobio Ecofisiología animal. Tema 11.- Fisiología comparada del ejercicio. Entrenamiento. Open Courseware. Antílope (Modificada de McMahon y Bonner, 1986) Ecofisiología animal. Tema 11.- Fisiología comparada del ejercicio. Entrenamiento. GC= frec. * Vol. latido Open Courseware. % frec. %Vol. Lat, depende de especie (Modificada de Wilmore y Costill, 2005) Ecofisiología animal. Tema 11.- Fisiología comparada del ejercicio. Entrenamiento. Open Courseware. 11.1.- Cambios metabólicos y fisiológicos que acompañan al ejercicio. 11.2.4.- Respiración. 11.2.4.1.- Cambios en el volumen de ventilación pulmonar por minuto en mamíferos: contribución del volumen de ventilación pulmonar (volumen corriente) y la frecuencia respiratoria. 11.2.4.2.- Modificaciones en las presiones parciales de gases en mamíferos. 11.2.4.2.1.- Alveolares y arteriales: mantenimiento de las Po2 y Pco2 arteriales. 11.2.4.2.2.- Caída de la Po2 y aumento de la Pco2 venosas. 11.2.4.3.- Regulación nerviosa. 11.2.4.3.1.- El papel del sistema nervioso central. 11.2.4.3.2.- El papel de los propioceptores musculares (mecano y metaboloceptores: medida de la actividad muscular). 11.2.4.3.3.- El papel de los quimiorreceptores y los reflejos mediados por ellos. 11.2.4.3.4.- Respuestas de anticipación. 11.2.4.4.- Regulación de la actividad ventilatoria durante el ejercicio en vertebrados no mamíferos. Ecofisiología animal. Tema 11.- Fisiología comparada del ejercicio. Entrenamiento. Open Courseware. (Modificada de Wilmore y Costill, 2005) Ecofisiología animal. Tema 11.- Fisiología comparada del ejercicio. Entrenamiento. Open Courseware. 11.1.- Cambios metabólicos y fisiológicos que acompañan al ejercicio. 11.2.4.- Respiración. 11.2.4.5.- Transporte de oxígeno y de dióxido de carbono en la sangre. 11.2.4.5.1.- Aumento del flujo sanguíneo. 11.2.4.5.2.- Aumento del coeficiente de utilización del O2. 11.2.4.5.3.- Caída de la Po2 tisular. 11.2.4.5.4.- Desplazamiento hacia la derecha de la curva de equilibrio. • Aumento de la Pco2 y del pH tisulares → incremento del efecto Bohr. • Aumento de la temperatura. 11.2.5.- Regulación endocrina del metabolismo durante y después del ejercicio: se mantiene la activación del sistema cardiovascular y se favorece la movilización de reservas de glucógeno y grasas en hígado y tejido adiposo. 11.2.5.1.- Hormonas pancreáticas y regulación de la glucemia y la lipemia. 11.2.5.2.- Las catecolaminas: papel en la regulación del sistema cardiovascular y en la metabólica. 11.2.5.3.- La hormona de crecimiento. 11.2.5.4.- Los corticosteroides y la ACTH. 11.2.5.5.- Hormonas tiroideas. 11.2.5.6.- Hormonas sexuales. 11.2.5.7.- Leptina y otras hormonas. Ecofisiología animal. Tema 11.- Fisiología comparada del ejercicio. Entrenamiento. Open Courseware. Coeficiente de utilización Org. respiratorio Tejidos (Modificado de Bray et al., 1994) Ecofisiología animal. Tema 11.- Fisiología comparada del ejercicio. Entrenamiento. Open Courseware. 11.2.- Cambios metabólicos y fisiológicos que acompañan al ejercicio. 11.2.6.- Límites de la capacidad de rendimiento. 11.2.6.1.- Fatiga y agotamiento: origen. 11.2.6.2.- Variabilidad de la capacidad de rendimiento. 11.3.- El entrenamiento y su efecto sobre las respuestas fisiológicas y metabólicas. 11.3.1.- Músculo: potenciación del metabolismo aerobio y plasticidad muscular. 11.3.2.- Sistema circulatorio. 11.3.2.1.- Modificación del volumen ventricular y del volumen latido. 11.3.2.2.- Estímulo de la vascularización local. 11.3.3.- Respiración: cambios en el volumen de ventilación pulmonar. 11.3.4.- Cambios en el sistema endocrino con el entrenamiento: modificación de las respuestas agudas. 11.3.5.- Respuestas en vertebrados no mamíferos. Ecofisiología animal. Tema 11.- Fisiología comparada del ejercicio. Entrenamiento. (Modificadas de McArdle et al., 2001) Open Courseware. Ecofisiología animal. Tema 11.- Fisiología comparada del ejercicio. Entrenamiento. (Modificada de Wilmore y Costill, 2005) ↑ Tipo IIb Open Courseware. ↑ Tipo I Ecofisiología animal. Tema 11.- Fisiología comparada del ejercicio. Entrenamiento. Open Courseware. 11.4.- Adaptaciones: actividades locomotoras. 11.4.1.- Otras modificaciones del rendimiento en el ejercicio: cambios comportamentales. 11.4.2.- Migraciones. 11.4.2.1.- Variaciones cíclicas en la deposición de reservas energéticas (lípidos). 11.4.2.1.1.- Mejor lípidos que glucógeno (más energía en menos peso). 11.4.2.1.2.- Comportamiento de hiperfagia en periodo anterior a migración peso corporal de más del 50% en ocasiones. 11.4.2.1.3.- Patrón de locomoción (vuelo en aves) a una velocidad que permita recorrer la mayor distancia posible con el menor consumo energético y sin interrupciones. 11.4.2.2.- Regulación endocrina: cambio hacia estímulo de la deposición de reservas desencadenado por factores ambientales y ritmos endógenos. Ecofisiología animal. 1. Tema 11.- Fisiología comparada del ejercicio. Entrenamiento. Open Courseware. Bibliografía de consulta. 1. 1. 2. 3. 4. 5. 2. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Textos básicos. Hill, R.W., Wyse, G.A. y Anderson, M. 2006. Fisiología animal. 3ª ed. Editorial Médica Panamericana, Madrid. 655 págs. ISBN: 84-7903-990-6. http://www.sinauer.com/detail.php?id=3158 Hoar, W.S. 1983. General and Comparative Physiology. 3 ed. Prentice-Hall, New Jersey. 600 págs. Moyes, C.D. y Schulte, P.M. 2007. Fisiología animal. Pearson/Addison Wesley, Madrid. 769 págs. ISBN: 9788478290826 Randall, D.J., Burggren, W.W., French, K. y Fernald, R. 2002. Eckert's animal physiology. 5 ed. W.H. Freeman, New York. 768 págs. http://www.whfreeman.com/animalphys5/ Willmer, P.G., Stone, G.N. y Johnston, I.A. 2005. Environmental physiology of animals. 2ª ed. Blackwell Science, Oxford, U.K. 816 págs. Textos complementarios. Bray, J.J., Cragg, P.A., Macknight, A.D.C., Mills, R.G. y Taylor, D.W. 1994. Lecture notes on human physiology. 3ª ed. 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Physiology of sport and exercise. 3ª ed. Human Kinetics Books, Champaign, Illinois. 729 págs. http://www.humankinetics.com/products/showproduct.cfm?isbn=0736062262
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