21.11A: Ajustes Durante el Ejercicio

El ejercicio aeróbico y anaeróbico trabaja para aumentar la eficiencia mecánica del corazón.

Objetivos de aprendizaje

• Describir los ajustes respiratorios durante el ejercicio

Puntos Clave

• Hay una tremenda variación en la respuesta de un individuo al ejercicio.
• Los efectos beneficiosos de la actividad física incluyen la mejora de la cognición por el aumento del flujo de sangre y oxígeno al cerebro, y la reducción de la respuesta al estrés.
• La respiración anaeróbica ocurre durante el ejercicio si el cuerpo no recibe suficiente oxígeno para satisfacer sus demandas metabólicas.
• El ejercicio cardiovascular extremadamente intenso a largo plazo puede ser deletéreo y se ha asociado con asma y muerte súbita cardíaca.
• La muerte súbita cardíaca por ejercicio tiene un componente genético que se ve agravado por la hipertrofia cardíaca.

Términos Clave

• Ejercicio anaeróbico: Esto ocurre durante el ejercicio cuando la ingesta de oxígeno del cuerpo no satisface las demandas de oxígeno para producir suficiente ATP.
• asma: Una afección respiratoria de larga duración, marcada por obstrucción de las vías respiratorias por broncospams. A menudo es en respuesta a un alérgeno, aire frío, ejercicio o estrés emocional.

Durante el ejercicio, el cuerpo humano necesita una mayor cantidad de oxígeno para satisfacer las crecientes demandas metabólicas de los tejidos musculares. Deben ocurrir diversos cambios respiratorios a corto plazo para que se alcancen esas demandas metabólicas. Eventualmente el ejercicio puede inducir cambios cardiovasculares y respiratorios a largo plazo, que pueden ser saludables e insalubres.

Cambios a corto plazo

Durante el ejercicio, los niveles de dióxido de carbono (los desechos metabólicos) aumentan en la sangre arterial. El dióxido de carbono induce vasodilatación en las arterias mientras aumenta la frecuencia cardíaca, lo que conduce a un mejor flujo sanguíneo y perfusión tisular, y una mejor entrega de oxígeno a los tejidos.

En particular, se incrementa el flujo sanguíneo al cerebro y al corazón, mientras que el aumento del flujo sanguíneo a los músculos facilita el ejercicio. Adicionalmente, la frecuencia respiratoria aumenta como resultado de mayores niveles de dióxido de carbono (a través de la regulación quimiorreceptora), lo que permite que el cuerpo libere más dióxido de carbono al tiempo que aumenta la ingesta de oxígeno.

Si el ejercicio es demasiado intenso para satisfacer las demandas de oxígeno a corto plazo, se utilizará la respiración anaeróbica para suplir el déficit de ATP en los músculos. Esto puede provocar una acumulación de ácido láctico en los músculos, que es el subproducto de la fermentación del ácido láctico (el proceso de respiración anaeróbica más común en el cuerpo humano).

Esta es una de las razones por las que los músculos pueden doler durante el ejercicio, aunque el ácido láctico finalmente se elimina a través de la conversión a glucosa en el hígado.

Cambios beneficiosos a largo plazo

A la larga, el ejercicio da como resultado mayores niveles de oxígeno arterial en reposo, debido a la desensibilización de los quimiorreceptores a los niveles de dióxido de carbono y la falta de suministro de oxígeno en relación con las demandas de oxígeno durante el ejercicio. Con el tiempo, la elevada frecuencia respiratoria más allá de lo necesario para restaurar los niveles normales de pH en la sangre después del ejercicio provoca un aumento a largo plazo en los niveles de oxígeno arterial.

El aumento de los niveles de oxígeno en el cuerpo es especialmente importante para la salud a largo plazo del cerebro y el corazón, dos órganos que son vitales para sostener la vida y que requieren grandes cantidades de oxígeno para funcionar bien. La plasticidad cerebral y la cognición también mejoran como resultado.

El ejercicio también tiene efectos beneficiosos para reducir las respuestas al estrés en el cuerpo debido al aumento de la producción de endorfinas en el cerebro a partir del ejercicio. En el ejercicio a largo plazo de intensidad apropiada, se mejora el volumen y la fuerza del corazón, lo que facilita el ejercicio adicional.

Cambios adversos a largo plazo

Cuando el ejercicio se realiza a niveles demasiado intensos durante demasiado tiempo o sin un descanso adecuado, puede causar efectos adversos a largo plazo para la salud. La reparación del tejido muscular se ve afectada en aquellos que hacen ejercicio con demasiada frecuencia. El asma inducida por el ejercicio es otra complicación común de demasiado ejercicio.

Normalmente el asma es causada por una respuesta alérgica dentro de los pulmones, pero el ejercicio puede inducir una respuesta similar por la ingesta excesiva de aire seco y frío durante el aumento de la frecuencia respiratoria del ejercicio. Es más común en aquellos que hacen más ejercicio cardiaco.

El aire en los pulmones está destinado a ser humedecido y humidificado antes de ingresar a los pulmones, pero si no se trata adecuadamente en las vías respiratorias superiores, puede inducir broncospams en los brionchioles, que provocan las sibilancias y tos que se producen durante un ataque de asma. Los tratamientos para el asma (como los medicamentos de un inhalador) pueden ayudar a prevenir el asma inducida por el ejercicio, aunque solo es un riesgo particular en quienes ya tienen asma alérgica, o que simplemente hacen ejercicio a demasiada intensidad para lo que su cuerpo es capaz de manejar.

La muerte súbita cardíaca es notable por ocurrir en atletas por lo demás sanos y jóvenes que entrenan demasiado para correr de larga distancia. Si bien muchos factores que pueden conducir a la muerte súbita cardíaca en los atletas son genéticos (como problemas heredados con el ritmo cardíaco o el suministro de sangre de las arterias coronarias), muchas de estas muertes son causadas por hipertrofia cardíaca, en la que el corazón se vuelve demasiado grueso por daños y cicatrices por ejercicio demasiado intenso durante mucho tiempo periodos de tiempo.

Inicialmente, la hipertrofia mejora el flujo sanguíneo debido a aumentos en la fuerza del corazón, pero eventualmente conduce a insuficiencia cardíaca ya que los tejidos se vuelven demasiado gruesos para bombear normalmente.

Los atletas con susceptibilidades genéticas tienen más probabilidades de experimentar muerte súbita cardíaca como respuesta a su corazón hipertrofiado, lo que puede contribuir al desarrollo de una arritmia severa (como la fibrilación ventricular). Hacer ejercicio a las intensidades adecuadas reduce significativamente el riesgo de muerte súbita cardíaca, aunque aquellos con susceptibilidades genéticas deben tener más precaución.

Asma: Obstrucción de la luz del bronquiolo por exudado mucoide, metaplasia de células caliciformes, engrosamiento de la membrana basal epitelial e inflamación severa del bronquiolo.