Este documento describe las adaptaciones cardiopulmonares y metabólicas que ocurren en el cuerpo durante el ejercicio físico. Explica cómo el gasto cardíaco, la frecuencia respiratoria y los volúmenes pulmonares aumentan para satisfacer las mayores demandas de oxígeno de los músculos activos. También describe cómo se produce una redistribución del flujo sanguíneo hacia los músculos activos, y las funciones del sistema respiratorio durante el ejercicio como oxigenar la sangre y disminuir la acidosis metabólica

1. ADAPTACIONES
CARDIOPULMONARES Y
METABOLICAS AL EJERCICIO
DR. OSCAR DAVID MEZA OLGUÍN

2.  GASTO CARDÍACO =
Frecuencia cardíaca x Volumen latido
*Volumen latido= Cantidad de sangre expelida
por el corazón a las arterias en cada latido.

3.  Cuando se lleva a cabo un ejercicio de intensidad
creciente se produce un incremento en el consumo de
oxígeno (VO2) proporcional a la carga que se ha
desarrollado y al tiempo que ha durado el ejercicio.

4.  Si se aumenta la carga, el organismo aumenta su gasto
energético hasta alcanzar un nivel de esfuerzo en el cual, a
pesar de incrementar la carga, el consumo de oxígeno no se
incrementa más (meseta de VO2).
 Este máximo consumo de O2 que se ha alcanzado es
indicativo de la máxima potencia del sistema de transporte
de O2 y es conocido como el consumo máximo de oxígeno
o VO2 máximo. (Cantidad máxima de O2 que el organismo
puede absorber de la atmósfera, transportar a los tejidos y
consumir por unidad de tiempo).

5.  Conforme se va produciendo una progresión en el
ejercicio físico, la información con las características
de la composición del medio interno llega al cerebro
(hipotálamo) .
 Este canaliza una respuesta a la médula suprarrenal.
 En ella se liberan catecolaminas (adrenalinas y
noradrenalinas) que, a través del flujo sanguíneo,
actúan sobre los receptores simpáticos cardíacos y
vasculares.

6.  La liberación de noradrenalina favorece un
incremento de la frecuencia cardíaca y un
incremento de la contractilidad miocárdica con
un aumento del volumen de latido.

7.  Simultáneamente, la actividad simpática lleva a cabo
una redistribución de flujo sanguíneo hacia las zonas
con más demanda de oxígeno y nutrientes dando lugar
a una vasodilatación en los músculos activos y
vasoconstricción en las áreas inactivas.

9.  La respuesta adrenérgica tiene influencia en la función
respiratoria.
 Incrementando la ventilación y la frecuencia
respiratoria
 Papel principal en la termorregulación,
incrementando la secreción de sudor y favoreciendo la
disipación de calor mediante la vasodilatación cutánea
cuando se aumenta la temperatura del medio interno.

10. ANATOMIA Y FISIOLOGIA DELL
APARATO RESPIRATORIO
ANATOMÍA DEL APARATO RESPIRATORIO.
 Para llegar a los pulmones el aire atmosférico sigue un largo
conducto que se conoce con el nombre de tracto
respiratorio o vías aéreas; constituida por:
VÍA RESPIRATORIA ALTA:
 Fosas nasales.
 Faringe.
VÍA RESPIRATORIA BAJA:
 Laringe.
 Tráquea.
 Bronquios y sus ramificaciones.
 Pulmones.

11.  FOSAS NASALES
Es la parte inicial del aparato respiratorio, en ella el
aire inspirado antes de ponerse en contacto con el
delicado tejido de los pulmones debe ser purificado de
partículas de polvo, calentado y humidificado.

12.  FARINGE
Es la parte del tubo digestivo y de las vías respiratorias
que forma el eslabón entre las cavidades nasal y bucal
por un lado, y el esófago y la laringe por otro. Se
extiende desde la base del cráneo hasta el nivel de las
VI - VII vértebras cervicales.
Esta dividida en 3 partes:
Porción nasal o rinofaringe.
Porción oral u orofaringe.
Porción laríngea o laringofaringe.

14.  LARINGE:
 Es un órgano impar, situado en la región del cuello a nivel
de las IV, V y VI vértebras cervicales. Por detrás de la laringe
se encuentra la faringe, con la que se comunica
directamente a través del orificio de entrada, por debajo
continúa con la tráquea.
 Esta constituido por una armazón de cartílagos articulados
entre sí y unidos por músculos y membranas.
 Los principales cartílagos son 5:
Tiroide.
Epiglotis.
Aritenoideos (2).

15.  Cerrando la glotis se encuentra
un cartílago en forma de
lengüeta que recibe el nombre
de EPIGLOTIS y que evita el
paso de líquidos y alimentos al
aparato respiratorio durante la
deglución y el vómito, si
permanece abierto se produce la
bronco aspiración.

16.  TRAQUEA:
 Es la prolongación de la laringe que se inicia a nivel del
borde inferior de la VI vértebra cervical y termina a
nivel del borde superior de la V vértebra torácica,
donde se bifurca, en el mediastino, en los dos
bronquios.
 Aproximadamente la mitad de la tráquea se encuentra
en el cuello mientras que el resto es intratorácico.
Consta de 16 a 20 anillos cartilaginosos incompletos
(cartílagos traqueales) unidos entre sí por un
ligamento fibroso denominándose ligamentos
anulares

17.  La pared membranosa posterior
de la tráquea es aplanada y
contiene fascículos de tejido
muscular liso de dirección
transversal y longitudinal que
aseguran los movimientos
activos de la tráquea durante la
respiración, tos, etc.

18.  BRONQUIOS Y SUS RAMIFICACIONES:
 A nivel de la IV vértebra torácica la tráquea se divide en
los bronquios principales, derecho e izquierdo. El
lugar de la división de la tráquea en dos bronquios
recibe el nombre de bifurcación traqueal.
 La parte interna del lugar de la bifurcación presenta un
saliente semilunar penetrante en la tráquea, la
CARINA TRAQUEAL.

19.  Los bronquios se dirigen asimétricamente hacia los
lados, el bronquio derecho es más corto (3 cm), pero
más ancho y se aleja de la tráquea casi en ángulo
obtuso, el bronquio izquierdo es más largo (4 - 5 cm),
más estrecho y más horizontal.

20.  PULMONES:
 El pulmón es un órgano par, rodeado por la pleura.
 El espacio que queda entre ambos recesos pleurales, se
denomina MEDIASTINO, ocupado por órganos
importantes como el corazón, el timo y los grandes
vasos.

21.  Por otra parte el DIAFRAGMA es un músculo que
separa a los pulmones de los órganos abdominales.
 Cada pulmón tiene forma de un semicono irregular
con una base dirigida hacia abajo y un ápice o vértice
redondeado que por delante rebasa en 3 - 4 cm el nivel
de la I costilla o en 2 - 3 cm el nivel de la clavícula,
alcanzando por detrás el nivel de la VII vértebra
cervical.

23.  Los pulmones se componen de lóbulos; el derecho
tiene 3 (superior, medio e inferior) y el izquierdo tiene
2 (superior e inferior).Cada lóbulo pulmonar recibe
una de las ramas bronquiales que se dividen en
segmentos, los que a su vez están constituidos por
infinidad de LOBULILLOS PULMONARES. A cada
lobulillo pulmonar va a para un bronquiolo, que se
divide en varias ramas y después de múltiples
ramificaciones, termina en cavidades llamadas
ALVEOLOS PULMONARES.

24.  Los alvéolos constituyen la unidad terminal de la vía
aérea y su función fundamental es el intercambio
gaseoso. Tiene forma redondeada y su diámetro varía
en la profundidad de la respiración.

25. ADAPTACIONES RESPIRATORIAS AL
EJERCICIO
 VOLUMENES PULMONARES.
 La inspiración dura aproximadamente 2 segundos, y la espiración
2 ó 3 segundos.
 Por lo tanto, el ciclo ventilatorio dura 4 ó 5 segundos.
 La Frecuencia respiratoria es el número de ciclos que se repiten
en 1 minuto y es de 12 a 15 (resp./min.).
 La cantidad de aire que entra en cada inspiración, que es igual a
la misma que se expulsa en cada espiración, es aproximadamente
500 ml (0´5 l.), y se llama Volumen corriente (V.C.). El volumen
minuto (V.m) es la cantidad de aire que entra en los pulmones en
un minuto.

26.  El aire extra que podemos introducir en una
inspiración forzada recibe el nombre de Volumen
inspiratorio de reserva (V.I.R), que oscila sobre los
3.100 ml.
 El volumen de aire que podemos expulsar en una
espiración forzada después de una inspiración normal
se llama Volumen espiratorio de reserva (V.E.R), que se
sitúa entorno a los 1.200 ml.
 El aire residual que nos queda en los pulmones tras
una espiración forzada, se llama Volumen residual
(V.R), que está sobre los 1200 ml.

27.  No todo el aire que llega a los pulmones (500 ml), llega
a la zona de intercambio, hay una parte que se quede
en el espacio muerto anatómico, que son las partes del
aparato respiratorio que no tienen alvéolos
(traquea,…), la cantidad esta alrededor de los 150 ml.

28. CAPACIDADES PULMONARES.
 Son agrupaciones de los distintos volúmenes:
 1. Capacidad inspiratoria: cantidad de aire que puede
inspirar una persona distendiendo los pulmones al
máximo, será igual a V.I.R + V.C = 3.600 ml
 2. Capacidad residual funcional: es el aire que queda
en los pulmones tras una espiración normal. Sería
igual a V.E.R +V.R = 2.400 ml
 3. Capacidad vital: cantidad de aire que una persona
puede movilizar en una respiración forzada máxima.
Será V.E.R +V.I.R + V.C = 4.800 ml

29.  4. Capacidad pulmonar total: cantidad de aire total. Es
el volumen máximo teórico que podría alcanzar una
persona. Será V.I.R + V.E.R + V.C + V.R =
 6.000 ml.
 Estos volúmenes son medias genéricas para varones de
70 kg. En mujeres los volúmenes son
aproximadamente un 25% menos. Y en personas muy
altas serán mayores.

31. CICLO RESPIRATORIO
 En condiciones de reposo, la frecuencia respiratoria
(FR) alcanza valores medios de 12 respiraciones por
minuto, mientras el volumen corriente (VC) suele ser de
0.5 litros de aire por cada respiración.
 En estas condiciones, el volumen de aire espirado cada
minuto, o ventilación/minuto (VE), es por tanto de
6litros.
 VE (lxmin)= FRxVC=12x0.5=6 lxmin.

32.  La ventilación/minuto puede aumentar significativamente
aumentando la frecuencia de las respiraciones, la
profundidad de las mismas o ambas.
 En varones jóvenes que no practican deporte constante la
respiración alcanza niveles de 35 a 45 respiraciones por
minuto (rm), pudiendo llegar hasta 60 o 70 rm en atletas
elite en un ejercicio de máxima intensidad.
 El volumen corriente respiratorio puede alcanzar cifras de 2
l x min. Pudiendo alcanzar el vol. Corriente >100lxmin. (a
esto se le llama ventilación máxima).
 Pudiendo alcanzar hasta 185 hasta 220 en ciclistas bien
entrenados

33.  Para valores tan altos ventilacion/minuto, el volumen
corriente no suele exceder mas del 50 a 70% de la CVF
(capacidad vital forzada)

34. ADAPTACIONES REPIRATORIAS AL
EJERCICIO
 El sistema respiratorio en el ejercicio tiene 3 funciones
básicas:
 1) Oxigenar y disminuir la acidosis metabólica de la
sangre venosa que está hipercápnica e hipoxémica.
 2) Mantener baja la resistencia vascular pulmonar.
 3) Reducir el paso de agua al espacio intersticial.
 Se producen modificaciones a nivel de la ventilación
pulmonar, difusión y transporte de gases.

35. A) Ventilación pulmonar
 Durante el ejercicio intenso la frecuencia respiratoria
(FR) en personas sanas puede alcanzar 35-45 r.p.m.
llegando hasta 60-70 r.p.m. en deportistas de alto
nivel.
 El volumen corriente puede llegar hasta los 2 litros.

36.  La ventilación pulmonar puede alcanzar valores 17
veces mayores que en el reposo (100 L/min) y se
modifica antes, durante y después del ejercicio. La
misma tiene 3 fases:
 FASE I: la ventilación aumenta en forma brusca.
(duración: 30-50 seg.)
 FASE II: el aumento se hace más gradual (3-4 min.)
 FASE III: se estabiliza (solo en ejercicios de intensidad
leve o moderada)

38. El punto en el cual se produce esa respuesta desproporcionada se
denomina “umbral ventilatorio” y corresponde aproximadamente
al 55-65% de la VO2 máx.

39. B) Difusión de gases
 La capacidad de difusión del O2 se triplica gracias al
aumento de la superficie de intercambio.
 En estado de reposo la PO2 del capilar y del alvéolo se
iguala en los primeros 0,25 seg. Del tránsito del
eritrocito en contacto con la membrana alveolar que es
de 0,75 seg.
 En total, en el ejercicio al aumentar el flujo sanguíneo
el tiempo de tránsito disminuye a 0,50 ó 0,25 pero
mientras no descienda más, la capacidad de difusión
de oxigeno se mantiene.

40.  La capacidad de difusión del CO2 es de unos 400ml x
min por 1 mmHg en reposo.
 Como la presión de difusión es menor a 1 mmHg a
través de la membrana alveolar el volumen de CO2
que se difunde en 1 min es de 200ml y aumenta de
forma importante durante el ejercicio.

41. C) Transporte de gases en sangre
 En condiciones normales 97 a 98% de los tejidos es
transportado de los pulmones a los tejidos del organismo en
combinación química con la hemoglobina , el 2 a 3%
restante es transportado en el plasma.
 Durante el ejercicio la hemoglobina aumenta 5-10% debido
a la pérdida de líquidos y al trasvase de los mismos desde el
compartimiento vascular al muscular (hemoconcentración)
 La diferencia arteriovenosa está aumentada debido a la
mayor extracción de O2 por parte de las células musculares
activas.

43.  El aumento de hidrogeniones, del CO2, de la
temperatura y del 2,3 DPG desplazan la curva de
disociación de la hemoglobina hacia la derecha.
 La mioglobina que facilita el transporte de O2 en el
interior de la célula muscular hasta la mitocondria
parece aumentar sus concentraciones gracias al
entrenamiento de resistencia.
 El transporte de CO2 desde la célula hasta los
pulmones se realiza principalmente por el sistema del
bicarbonato.

44. EQUILIBRIO ACIDO BASE
 PARAHABLAR DE EQUILIBRIO ACIDO BASE
NECESITAMOS CONOCER QUE ES EL pH.
 pH (Potencial de Hidrogeno)
 Entre mas hidrógenos mas ácida la sustancia.
 Entre menos hidrógenos mas básica (menos ácida) la
sustancia.
Un pH normal de la sangre es de 7.35 a 7.45.
 Valores por de bajo de esta cantidad son ácidos (zumo
de limón)
 Valores por arriba de esta cantidad son básicos (leche)

45.  Existen 2 tipos de acidosis (acumulo de iones
hidrógenos) en el cuerpo .
 2 tipos de alcalosis (perdida de iones hidrógenos) en el
cuerpo.
 El CO2 (dióxido de carbono) deshecho de la s células y
eliminado por la respiración interviene en el pH
 El O2 (oxigeno) metabolito necesario para la oxidación
y obtención de ATP por las mitocondrias interviene en
el pH

46.  El pH se controla por el metabolismo y respiración.
 Se puede retener H+ y CO2 por el metabolismo
(acidosis metabólica)
 Se puede eliminar en exceso H+ y CO2 por el
metabolismo (alcalosis metabólica)
 Se puede retener H+ y CO2 por la respiración
(acidosis respiratoria)
 Se puede eliminar en exceso H+ y CO2 por la
respiración (alcalosis respiratoria)

48. EJEMPLOS DE ALTERACIONES

49.  Cuando hay alteraciones en los pulmones y no hay
correcta oxigenación ni eliminación de CO2 por lo que
baja el pH. (acidosis respiratoria).
 Cuando hay hiperventilación con acumulo de O2 y
salida excesiva de CO2 sube el pH. (alcalosis
respiratoria)
 Cuando hay perdida de ácidos por parte del
metabolismo como en vómitos sube el pH (alcalosis
metabólica)
 Cuando hay producción de acido láctico por parte del
metabolismo en ejercicio baja el pH (acidosis
metabólica.

50. RESPUESTAS Y ADAPATACIONES
HEMATOLOGICAS
 En general podemos decir que los deportistas que
realizan una actividad física intensa y de larga
duración (ciclistas, nadadores, corredores etc.)
presentan aumentos del volumen plasmático, descenso
del hematocrito y del recuento eritrocitario y
concentraciones bajas de hemoglobina, hierro y
ferritina.

51.  VOLUMEN SANGUÍNEO
 Modificaciones del volumen sanguíneo:
 Aumento del volumen plasmático (en personas
entrenadas)
 causas:
 aumento de aldosterona
 aumento de renina-angiotensina-aldosterona
 [retención de Na+ y agua vasoconstricción]
 Disminución del volumen plasmático: (en personas no
entrenados)
 causas:
 pérdida de líquidos por sudoración
 aumento de la presión hidrostática capilar por aumento de la
TAM (tensión arterial media).

52.  SERIE ROJA:
 Modificaciones del volumen eritrocitario:
 Hematocrito aumentado en individuos entrenados (por
aumento de la eritropoyetina) entre 16% a 18 %
 Hemoconcentración y aumento de hematocrito (hasta los
60 min después de la actividad física)
 Hemodilución (hasta 48hs después de un ejercicio normal)
y normalización del hematocrito
 Hemólisis intravascular de los glóbulos rojos viejos
(aumento de hemoglobina plasmática libre, bilirrubina
total, potasio) en ejercicios intensos.
 Seudo anemia (reducción de la viscosidad sanguínea) o
anemia dilucional.

53. SERIE BLANCA
 Aumento de glóbulos blancos
 Causas:
 Por demarginación (paso de leucocitos desde el “pool
marginal”)
 Por aumento de glucocorticoides
 Respuesta inflamatoria (por lesiones hísticas que
generalmente aumentan los polimorfonucleares circulantes.

54. PLAQUETAS:
 Aumento de plaquetas (depende de la intensidad del
ejercicio)
 Por liberación del pool esplénico, de la médula ósea y
lecho vascular pulmonar.
 Aumento de la agregación plaquetaria ( lesión
endotelial por el aumento de flujo y turbulencia.

55. COAGULACIÓN:
 Aumento de la coagulación (hasta 60 min luego del
ejercicio)
 Aumento de factores VIII – IX – X – XII ( acortamiento
del KPTT)
 Fibrinólisis aumentada (hasta 60 min luego del
ejercicio)
 Aumenta hasta 10 veces su valor normal
 Hay aumento del activador tisular del plasminógeno

56. ÁCIDO LÁCTICO
 Durante la realización de un ejercicio donde la
intensidad de trabajo aumenta progresivamente la
concentración de lactato no varia de acuerdo a sus
concentraciones en reposo durante las primeras fases
de trabajo, pero a partir de cierta intensidad se
produce elevación progresiva de lactato en sangre.

57.  Dependiendo de la carga de trabajo e intensidad es
como se aumenta la producción de ácido láctico por
activación de la vía anaeróbica.
 La elevación de ácido láctico estará condicionado por
la capacidad cardiovascular, pulmonar y metabólica
del deportista o persona evaluada y condicionara sin
duda la capacidad para mantener una determinada
intensidad de trabajo durante un tiempo prolongado.
 CAPACIDAD AEROBICA.

59. Se forman 22 ml por cada mEq de
ácido láctico amortiguado.

60.  El CO2 formado por las reacciones químicas de
amortiguación con el bicarbonato es eliminado por la
respiración por lo cual el sistema ventila torio
amortigua la acidosis causada por el sistema
metabólico y en caso necesario puede activarse las
reacciones compensatorias a la inversa.
 El resultado final es CO2 y agua metabólica.

61. GRACIAS
Hay una fuerza motriz mas poderosa que el
vapor, la electricidad y la energía atómica
llamada:
VOLUNTAD.
Albert Einstein