Tema 11.- Fisiología comparada del trabajo físico y del ejercicio

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.
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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.
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(Modificada de Maillet, 1980)
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ATP
Ejercicio intenso
Ejercicio moderado prolongado
(Modificada de Devlin, 2006)
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(Modificada de Maillet, 1980)
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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.
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Déficit de oxígeno: el uso
celular de energía excede a
la captación de O2
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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
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(Modificada de McArdle et al., 2001)
Metabolismo anaerobio
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Antílope
(Modificada de McMahon y Bonner, 1986)
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GC= frec. * Vol. latido
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% frec.
%Vol. Lat,
depende
de
especie
(Modificada de Wilmore y Costill, 2005)
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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.
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(Modificada de Wilmore y Costill, 2005)
Ecofisiología animal.
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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.
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Coeficiente de utilización
Org. respiratorio
Tejidos
(Modificado de Bray et al., 1994)
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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.
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(Modificadas de McArdle et al., 2001)
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Ecofisiología animal.
Tema 11.- Fisiología comparada del ejercicio. Entrenamiento.
(Modificada de Wilmore y Costill, 2005)
↑ Tipo IIb
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↑ Tipo I
Ecofisiología animal.
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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.
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Bibliografía de consulta.
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