Fisiologia del esfuerzo y nutricion deportiva

Escuela de Taekwondo Nueva Era
Fisiología y nutrición


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MEDICINA DEPORTIVA.
2.- FISIOLOGÍA DEL ESFUERZO Y NUTRICIÓN EN EL DEPORTISTA.
1.- ÍNDICE.
2.- INTRODUCCIÓN: PG. 3
3.- FISIOLOGÍA DEL ESFUERZO: PG. 3
3.1 RUTAS DE OBTENCIÓN DE ENERGIA. PG. 3
3.2 APARATO CARDIOVASCULAR. PG. 3
3.3 APARATO RESPIRATORIO. PG. 6
3.4 SISTEMA MUSCULAR ESQUELÉTICO. PG. 8
3.5 CALENTAMIENTO. PG. 12
3.6 ENFRIAMIENTO (O RECUPERACIÓN POST-EJERCICIO). PG. 13
4.- NUTRICIÓN EN EL DEPORTISTA: PG. 14
4.1 EN PERIODO DE ENTRENAMIENTO. PG. 14
4.2 EL DIA DE LA COMPETICIÓN. PG. 15
4.3 ANEXOS DIETÉTICOS. PG. 18


2.- INTRODUCCIÓN.
En este tema vamos a tratar aspectos fundamentales en materia deportiva como
son el funcionamiento de nuestro organismo y las adaptaciones que sufre con la
actividad física.
Lo vamos a hacer de un modo sencillo, pues no es nuestra misión que os
doctoréis en esta materia, pero sí es necesario tener unos conocimientos e ideas bien
asentadas y claras de cómo funciona nuestro organismo. Es muy importante saber como
responde nuestra principal herramienta de trabajo, que es el cuerpo, ante los estímulos
físicos.
Como parte destacada dentro de este ámbito, hemos dado importancia también a
la alimentación del deportista, pues las necesidades de los organismos de éstos no son
las mismas que las de las personas sedentarias y por tanto hemos de darle un tratamiento
especial al tema, intentando dotaros de unas herramientas claras y sencillas con las que
orientar a los deportistas que estén a vuestras órdenes
Una buena dieta no puede reemplazar un entrenamiento inadecuado o una mala
condición física, pero sin embargo, una mala dieta puede poner en peligro el
rendimiento y la técnica de un deportista.














3.- FISIOLOGÍA DEL ESFUERZO.
3.1 RUTAS DE OBTENCIÓN DE ENERGIA.
El ser humano obtiene la energía que necesita para todos los procesos orgánicos
mediante la transformación de energía química en energía mecánica. Los reguladores
son el sistema endocrino y el sistema nervioso.
a) Las rutas de obtención de energía son:
- Ruta oxidativa: Es un sistema aeróbico, lo cual quiere decir que necesita
oxígeno. Es la mejor y más importante por ser la más frecuente, la
mejor tolerada, porque no produce sustancias negativas para el organismo y
porque puede utilizarse durante un tiempo prolongado sin que aparezca
agotamiento.
- Glucólisis anaeróbica (o sistema anaeróbico láctico): Consiste en la
transformación de glucógeno en energía (ATP). Es un sistema que no
requiere oxígeno, pero produce ácido láctico que, al acumularse, modifica
el medio, haciéndolo ácido y bloqueando la obtención de energía. Tiene
mayor rendimiento pero menor duración.
- Ruta de los fosfágenos (o sistema anaeróbico aláctico): Sustancias ricas en
fósforo con enlaces de alta energía que están acumuladas en los
músculos. Los mayores representantes aquí son la fosfocreatina y el ATP.
La energía se produce de la rotura de ATP en ADP y fósforo, y de la
fosfocreatina en fósforo y creatina. Ésta es la más potente, pero la más
limitada.

























3.2 APARATO CARDIOVASCULAR.
3.2.1 FISIOLOGÍA DEL APARATO CARDIOVASCULAR.
a) El aparato cardiovascular está compuesto por:
- El corazón (bomba).
- Los vasos sanguíneos.

b) Podemos encontrar dos circulaciones sanguíneas:
- Circulación sistémica (o mayor). Tiene la función de llevar las sustancias
nutritivas a todos los tejidos y recoger a la vez los productos de desecho.
- Circulación pulmonar (o menor). Ambas están conectadas entre sí y la
circulación pulmonar tiene como función recoger el oxígeno que se
encuentra en los alvéolos y ceder el CO2. Una persona adulta tiene un
volumen de sangre de 5 a 6 litros.
c) El corazón está compuesto por:
- Dos aurículas, que bombean la sangre hacia los ventrículos.
- Dos ventrículos, que impulsan la sangre al exterior del corazón.
- Válvulas entre los vasos, las aurículas y los ventrículos, y también entre
éstos últimos.
- Está formado por miocardio, músculo tapizado por endocardio y
epicardio, y todo rodeado por el epicardio.
d) Ciclo cardiaco:
Es el periodo que pasa desde que comienza una sístole, hasta que comienza
la siguiente. Dura aproximadamente 0.8 segundos.
- Las aurículas se llenan de sangre a través de las venas; las válvulas
tricúspide y mitral, que separan las aurículas de los ventrículos, están
cerradas.
- Cuando las aurículas están llenas, por diferencia de presión se abren las
válvulas y se llenan los ventrículos (diástole). Ahora mismo las válvulas de
las arterias pulmonar y aórtica , que separan los ventrículos de los vasos,
están cerradas.
- Cuando el ventrículo está lleno éste se contrae, se abren las válvulas y la
sangre se introduce en las arterias aorta y pulmonar.












e) Gasto cardiaco.
Es el volumen de sangre que bombea el corazón en un minuto. El gasto
cardiaco se calcula mediante esta fórmula:
GC = q x Fc
Donde “Fc” es la frecuencia cardiaca: Numero de latidos/minuto y “q” es el
volumen sistólico.
f) Presión Arterial.
Es la presión existente en la arteria aorta cuando el corazón bombea la
sangre.
A su vez la dividimos en dos:
- La presión sistólica es la presión de la sangre cuando llega a la aorta.
- La presión diastólica es la presión de la aorta cuando envía la sangre al
resto de las arterias.

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3.2.2. ADAPTACIONES CARDIOVASCULARES AL EJERCICIO.
a) Durante el ejercicio aumentan:
- El gasto cardiaco.
- La presión arterial.
- El organismo puede variar la distribución del flujo sanguíneo
dependiendo de cual sea la zona que más lo necesite.
Podemos decir que el deportista presenta en reposo menos latidos por segundo
que una persona sedentaria, y en cuanto al ejercicio el deportista alcanza 40-50 litros de
gasto cardiaco (prácticamente el doble que una persona no entrenada).
3.3 APARATO RESPIRATORIO.
3.3.1 FISIOLOGÍA DEL APARATO RESPIRATORIO.
a) El aparato respiratorio está formado por:
- La bomba, (caja torácica, músculos respiratorios y sistema nervioso que lo
regula) que mueve el sistema.
- Los pulmones, que actúan conjuntamente con la circulación pulmonar
como sistema intercambiador.
b) Descripción de la vía respiratoria:
- Las vías aéreas comienzan en la boca o en las fosas nasales.
- Se juntan ambas en la faringe.
- Después nos encontramos con la traquea.
- Que llega hasta los alvéolos, donde se realiza el intercambio.


c) Los pulmones están formados por:
- Tejido conectivo, en el que se distinguen:
o Tejido elástico, es extensible y tiene la capacidad de volver al estado
natural, a modo de goma de caucho.
o Tejido fibroso (colágeno).




d) La función del sistema respiratorio:
Es llevar a cabo el intercambio de gases en la respiración pulmonar, o dicho de
otro modo, oxigenar o ventilar la sangre.
e) Los movimientos respiratorios son:
- La inspiración, que es activa y la realizan los músculos inspiratorios,
fundamentalmente el diafragma. En casos donde se necesite una inspiración
forzada, como ocurre durante el ejercicio, el diafragma será insuficiente,
activándose músculos inspiratorios secundarios, como son los intercostales.
- La espiración, que es un movimiento pasivo en estado de reposo. Se
distiende el tórax y los pulmones.
3.3.2 ADAPCIONES DEL APARATO RESPIRATORIO AL EJERCICIO.
El principal objetivo es llevar el oxígeno a los tejidos para la obtención de
energía, y que éste se difunda con mas facilidad.
a) Para conseguir este objetivo, producen las siguientes adaptaciones:
- Aumento de la capacidad pulmonar:
o Las inspiraciones son mas profundas.
o Mayor número de vasos abiertos en el pulmón y en los alvéolos.
- Hiperventilación, que ayuda a una mayor eliminación de dióxido de
carbono con una menor concentración de dióxido de carbono en la sangre
venosa.
- A nivel muscular, la sangre arterial que llega al músculo presenta poca
concentración de dióxido de carbono, aumentando la capacidad de cesión
de oxígeno a las células.
- Otras reacciones fisiológicas que se producen con el ejercicio y que
facilitan la oxigenación muscular a nivel tisular son:
o El aumento de temperatura.
o Descenso del pH.
o El incremento del metabolismo local.
3.4 SISTEMA MUSCULAR ESQUELÉTICO.
a) El músculo se clasifica en dos grandes grupos:
- El músculo liso, que produce la contracción de los órganos y vasos
sanguíneos, es completamente involuntario y está regulado por el sistema
nervioso autónomo vegetativo.
- El músculo estriado, que se divide en:
o Esquelético, que será en el que nos centraremos, por ser el que se
encarga de los movimientos voluntarios, y por tanto el que más
relación tiene con el ejercicio.
o Cardiaco, éste último también involuntario y regulado por el sistema
nervioso autónomo vegetativo.







3.4.1 MÚSCULO ESQUELÉTICO.
a) Características del músculo esquelético:
- Está formado por fascículos, que a su vez se componen de:
o Fibras, formadas por:
􀂃 Miofibrillas que son elementos contráctiles agrupadas en
columnas y constituidas por:
• Miofilamentos. Nos encontramos aquí con:
o Filamentos gruesos (miosina).
o Filamentos finos (actina, tropomiosina y
troponina).



- El músculo está rodeado por el epimisio.
- Los fascículos están rodeados por el perimisio.
- Las fibras están rodeadas por el endomisio.
- El músculo esquelético, puede llegar a constituir un 40% del peso
corporal.
- Tiene la capacidad de transformar la energía química en energía
mecánica.
3.4.2 MECANISMO DE CONTRACCIÓN MUSCULAR.
El sistema de contracción del músculo se deduce a partir del estudio del
funcionamiento de su unidad contráctil elemental, la sarcómera.
La sarcómera está constituida por una serie de elementos donde los
filamentos de actina se interdigitan con otros filamentos de miosina.
El estímulo excitador hace que los filamentos de miosina atraigan a los de
actina, provocando el acortamiento infinitesimal de la sarcómera (la contracción).



El sistema nervioso es el encargado de organizar y dirigir oportunamente
las fibras musculares. Para la realización de todo lo anteriormente descrito es
necesario un elemento de conexión entre el músculo y el sistema nervioso que recibe
el estímulo de éste último y lo transmite al motor (músculo) poniendo en marcha las
reacciones energéticas. Este elemento es la placa neuromuscular o placa motora.
El retículo sarcoplasmático asume la función de sistema de difusión y de
transporte del estímulo a las sarcómeras que rodean la placa motora. Su
membrana posee una polaridad eléctrica que le permite retener sobre si misma
una cierta cantidad de iones calcio.









La liberación de acetilcolina por parte de la placa neuromuscular produce
una despolarización del sarcoplasma, lo que comporta la liberación de los iones
calcio en el interior de la sarcómera. Esta situación causa el inicio inmediato de
una serie de reacciones provocando la escisión de las moléculas energéticas que se
encuentran o son sintetizadas en el interior de la sarcómera o llegan por sistema de
transporte y de alimentación, liberando la energía para la contracción.
3.4.3 TIPOS DE MUSCULOS.
- Rojos: Presentan mayor irrigación, son de contracción lenta, para
contracciones prolongadas (músculos posturales).
- Blancos: Presentan poca irrigación, son de respuesta lenta, aparece una
fatiga precoz, y son músculos de movilidad.
a) Tipos de fibra
muscular:
b) Características: c) Función:
Fibras tipo I
- Diámetro medio.
- Metabolismo Oxidativo.
- Más sarcoplasma que
miofibrillas.
- Respuesta lenta.
- Pequeña amplitud.
- Escasa fatiga.
- Resistencia.
Fibras tipo II
- Diámetro variable.
- Metabolismo glucolítico
- Mas miofibrillas.
- Respuesta rápida.
- Amplitud elevada.
- Fatiga rápida.
- Ej. breve, intenso.
Fibras tipo II A - Diámetro pequeño.
- Metabolismo glucolítico. - Fatiga precoz.
Fibras tipo II B - Diámetro mayor.
- Metabolismo oxidativo.
- Más fatiga que I
pero menos que II.










3.4.4 EFECTOS DEL EJERCICIO SOBRE EL MÚSCULO.
a) Efectos:
- Hipertrofia: aumenta la masa muscular.
- Aumento de las reservas energéticas: aumentan las reservas de ATP
porque aumenta el número de mitocondrias, aumentando del mismo modo el
depósito de glucógeno muscular.

- Hipervasculación: aumenta el número de capilares musculares, por lo que el
músculo está mejor irrigado y nutrido.
- Resistencia a la fatiga.
- Pérdida de elasticidad muscular: Al aumentar el número de miofibrillas, el
músculo se hace mas compacto y por consiguiente menos elástico.
3.5 CALENTAMIENTO.
Conjunto de medidas activas y pasivas dirigidas a conseguir las condiciones
psicofísicas óptimas antes del entrenamiento o la competición.
a) Los objetivos son:
- Preparar al sistema cardiocirculatorio.
- Preparar al sistema neuromuscular.
- Preparación física y concentración.
b) Los efectos del calentamiento sobre el organismo son:
- Vasodilatación, que produce un mayor flujo sanguíneo, con mayor aporte de
substratos energéticos.
- Aumento del flujo coronario: Ley de Starling: Cuanta más sangre tenga el
corazón, con más fuerza se contrae éste.
- Aumento de presión sanguínea.
- Redistribución de flujo: La sangre se dirige a los músculos que están
trabajando, disminuyendo por tanto el flujo en la piel y órganos que lo
necesitan en menor medida.
- Aumento de frecuencia respiratoria.
- Disminución de la viscosidad muscular.
- Aumento de la elasticidad muscular.
- Mejora de la coordinación neuromuscular y motriz.
- Aumento de temperatura muscular: aumentando el rendimiento del
sistema nervioso
3.6 ENFRIAMIENTO (O RECUPERACIÓN POST-EJERCICIO).
Conjunto de medidas activas y pasivas dirigidas a recuperar las condiciones
fisiológicas basales tras el entrenamiento o la competición.
a) Los objetivos son:
- Acelerar la eliminación de productos metabólicos de desecho y de ácido
láctico.
- Normalizar el funcionamiento cardiocirculatorio.
- Reducir el hipertono muscular (no confundir hipertono con hipertrofia).
- Favorecer la recuperación y la eliminación de la fatiga muscular.




b) El programa de enfriamiento debe estar compuesto por:
- Ejercicios, que deben ser dinámicos y continuos, de poca intensidad y
donde esté involucrado todo el cuerpo de forma global (carrera suave,
pedaleo,...), con el objetivo de disminuir el ácido láctico acumulado y otros
metabolitos y favorecer el retorno venoso.
- Estiramientos: de intensidad media-baja y de larga duración (unos 30
segundos), y que en su totalidad deben tener una duración de 5 a 10
minutos.
- Como precaución debemos destacar el no permanecer de pie parado
después del ejercicio, pero sí en movimiento y nunca tomar ducha
caliente, sauna ni similar hasta haber desaparecido por completo la
sudoración.
- Otras medidas son:
o Una buena hidratación (ingesta de líquidos).
o Alimentación adecuada.
o Masaje de descarga.
o Aplicación de frío.



4.- NUTRICIÓN EN EL DEPORTISTA.
Los deportes de equipo como el voleibol se caracterizan por un desarrollo
acíclico del esfuerzo, que se produce a intervalos, lo que hace necesaria la destrucción
anaeróbica del glucógeno muscular para la obtención de energía.
En estos deporte se necesita un aumento de proteínas, siendo alrededor de un
18% de la dieta. La proporción de grasas no puede superar el 8%, y los carbohidratos
deben ser suficientes como para reponer completamente las reservas de glucógeno en la
fase previa a la competición.
Conviene alimentarse varias veces al día, con sustancias ricas en hidratos de
carbono o tomar bebidas que los contengan en gran proporción a fin de favorecer estas
reservas. Durante los descansos es necesario ingerir bebidas hidroelectrolíticas.
a) Los consejos generales en cualquier dieta son:
- Comer lentamente y masticando bien.
- No beber mientras se come (beber lo mínimo). Beber entre comidas unos
2 litros al día.
- Vigilar periódicamente el peso (al levantarse por la mañana).
4.1 NUTRICIÓN EN EL DEPORTISTA EN PERIODO DE ENTRENAMIENTO.
a) Comida equilibrada:
- 1 legumbre.
- 1 carne a la plancha con pescado.
- 1 arroz, pasta o patatas.
- Quesos y yogur.
- Frutas, tarta de manzana.


b) Evitar el abuso de:
- Las salsas.
- Frituras.
- Charcuterías.
- Bebidas gaseosas o alcohólicas.
- Chocolate.
c) Adaptar las horas de comida a las horas en entrenamiento y competición:
- No hacer esfuerzos en el periodo de la digestión (disminuye el rendimiento
muscular).
- Ante entrenamientos a última hora de la mañana o de la tarde, pequeño
tentempié 2 horas y media antes del esfuerzo:
o Jamón.
o Yogur.
o Confituras.
o Miel.
4.2 NUTRICIÓN EN EL DEPORTISTA EL DIA DE LA COMPETICIÓN.
a) Encuentro al final de la mañana:
Pequeño desayuno de tipo inglés tomado unas dos horas y media o quizá tres
antes de la competición.
- Café o té ligero azucarado sin leche.
- Pan o biscotes con mantequilla, confituras, miel.
- Cereales con leche.
- Carne fría, jamón, huevos.
- Jugo de frutas o frutas.
b) Competición al comienzo de la mañana:
Pequeño desayuno muy ligero.
- Café o té ligero azucarado.
- 1 o 2 biscotes con confitura o miel.
- Es muy interesante beber una preparación azucarada antes y durante la
competición.
c) Competición por la tarde:
- Pequeño desayuno muy ligero:
o Evitar la mezcla de café o té con leche y lo que es indigesto.
o Mantequilla.
o Biscotes con confitura o miel.
- Comida que debe ser terminada 3 horas antes de la competición y que
debe estar compuesta por:
o Entremeses en pequeña cantidad con aceite y limón para excitar
las secreciones.
o Carne a la plancha con arroz, pastas o patatas.
o Queso o yogur.
o 1 o 2 frutos maduros.
o Biscotes o pan tostado.
o Bebidas: beber antes y después de las comidas.
o Café sin abusar.


4.2.1 LA RACIÓN DE ESPERA.
- Media hora antes de la competición beber 200ml (un vaso) de una
mezcla de la mitad de agua, la mitad de jugos de fruta (natural)
añadiendo miel o glucosa a 15-20º de temperatura y no muy concentrado
(existen complementos especiales ya preparados).
- Beber otro vaso igual antes de ir al terreno de juego.
4.2.2 EN EL DESCANSO.
a) El objetivo fundamental es la recuperación máxima de los jugadores:
- Beber un vaso de producto glucosado.
- Ambiente de calma y distensión.
- Si se puede, estar tumbado con los miembros inferiores sobreelevados,
relajados.
- Cuidar las pequeñas heridas y golpes.
4.2.3 LA RACIÓN DE RECUPERACIÓN.
a) Inmediatamente después del esfuerzo:
- Beber abundantemente la mezcla anteriormente citada, o bien una
bebida azucarada a fin de permitir una recarga máxima al organismo de
glucosa.
b) Después de la ducha:
- Beber hasta la saciedad agua alcalina mezclada con agua.
c) En la cena:
- Proscribir la gran comida, la carne, la charcutería, que producen
grandes productos de desecho (urea, ácido úrico).
- Comer ligeramente para no imponer al organismo un nuevo esfuerzo.
- Lo que se debe tomar:
o Potaje, sopas un poco saladas.
o Legumbres o ensaladas.
o Plato de pastas, arroz o patatas.-
o Pan o biscotes.
o Frutos maduros, compota, ensalada de frutas
d) Al acostarse:
- No hacerlo demasiado tarde, tomar unos jugos de fruta natural o agua.
- No tomar excitantes después de la competición: alcohol o café.
- Se imponen bastantes horas de sueño.
Es necesario beber alrededor de un litro y medio de líquido desde el final de
la competición y al acostarse para facilitar la eliminación de toxinas de fatiga.










4.3 ANEXOS DIETÉTICOS.
4.3.1 DIETA RICA EN HIDRATOS DE CARBONO.
a) Desayuno:
- Té, café, leche desnatada.
- Fruta: al natural, en almíbar, en compota o en zumo.
- Tostadas o pan integral con mermelada o miel.
- Cereales, bollería.
- Yogur desnatado con azúcar o miel.
b) Comida:
- Ensalada variada (tomate, lechuga, apio, maíz, endibias, espárragos...).
- Primer plato:
o Sopa, crema o puré de pasta, arroz, verdura, legumbres...
o Arroz (en paella, con vegetales, con tomate...).
o Patatas cocidas o en puré.
o Pastas italianas: espaguetis, fideos, macarrones.
o Legumbres (garbanzos, lentejas, judías blancas, guisantes...).
- Segundo plato:
o Carne, preferiblemente ternera, pollo y aves, preparados a la plancha.
o Pescados blancos, un huevo cocido, escalfado, en tortilla.
o Fiambre: jamón york, o serrano sin la grasa, pechuga de pavo.
o Una loncha de queso con miel o carne de membrillo
c) Cena:
- Similar a las comidas.
- No incluir: carne, pescado, huevos o fiambre.
d) Bebidas:
- Zumos naturales.
- Agua mineral.
e) Postres:
- Dulces (tartas de frutas, pasteles...).
- No tomar chocolate ni cacao.
f) Frutas:
- Se puede comer cualquier tipo de fruta al natural, en compota, en
almíbar o en macedonia.
- Preferentemente se tomara fuera de las comidas.
g) Leche y derivados:
- La leche debe de ser desnatada, al igual que el yogur.
- Los quesos frescos o semi-curados. Evitar los quesos grasos.
h) Pan:
- Comer el pan que se desee, preferiblemente elegir pan integral.
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4.3.2 EJEMPLO DE DIETA EQUILIBRADA PARA UN DEPORTISTA.
a) Desayuno para todos los días:
- Leche descremada.
- Zumo de frutas.
- Tostadas con mermelada.
b) Media mañana y/o merienda:
- Yogur y/o frutas.
- Cereales o tostadas.
c) Comida (1):
- Lentejas con arroz.
- Pescadilla con patatas cocidas.
- Fruta y pan.
d) Cena (1):
- Menestra de verduras.
- Tortilla francesa con ensalada.
- Natillas y pan.
c) Comida (2):
- Paella mixta.
- Ensalada variada.
- Fruta y pan.
d) Cena (2):
- Judías verdes con patatas.
- Merluza.
- Fruta y pan.
- Vaso de leche descremada.
c) Comida (3):
- Macarrones.
- Emperador con ensalada.
- Fruta y pan.
d) Cena (3):
- Espinacas a la crema.
- Pechuga de pollo con patatas.
- Fruta y pan.
- Vaso de leche desnatada.













4.3.3 TIPOS DE ALIMENTOS.
a) Glúcidos:
Son los alimentos azucarados, los preferidos por nuestros músculos, por el
cerebro y nuestros nervios. Proveen la mayor parte de la energía, de la cual tenemos
necesidad.
Deben constituir al menos los dos tercios de nuestra ración, sobre todo
cuando se aproximan las competiciones (un gramo de glúcido aporta 4 calorías).
- Pan, bizcocho, harina.
- Cereales en general, copos de avena, arroz, pastas alimenticias, papillas,
legumbres secas, azúcar, miel, azúcar de frutas.
- Confituras, frutos maduros.
b) Lípidos:
Son alimentos grasos, cuya principal misión es la lucha contra los
enfriamientos.
Son también alimentos de reserva y son en caso de esfuerzos prolongados,
fuente de energía muscular, pero dejan muchos menoscabos.
Deben constituir aproximadamente la quinta parte de nuestra ración, pero
deben disminuir las cantidades en vísperas de competiciones (1 gramo de lípidos
aporta 9 calorías).
- Mantequilla, margarina.
- Aceites.
- Grasas.
- Frutos oleigosos:
o Nueces.
o Almendras.
o Otros.
c) Prótidos:
Son alimentos que contienen nitrógeno y sirven para formar nuestras masas
musculares. No son alimentos de fuerza, pero sí de reparación de los tejidos. No
debemos pues, olvidarlos al comienzo del entrenamiento, ni en los días que siguen a las
rudas competiciones.
Por término medio deben constituir una décima parte de la ración en
personas sedentaria y bastante más en deportistas, como ya se ha señalado antes (1
gramo de prótidos proporciona aproximadamente 4 calorías)
- Huevo, queso, carnes, pescados.
- Ciertas legumbres:
o Guisantes.
o Lentejas.
o Judías.

fisiologia contracion muscular

FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR. Dr. Miguel Pagán Albaladejo Doctor en Medicina y Cirugía. Especialista en Medicina de la Educación Física y el Deporte. Director del Centro de Medicina del Deporte. Universidad de Murcia. Correspondencia: Centro de Medicina del Deporte. Universidad de Murcia. Instalaciones Deportivas Campus de Espinardo. Espinardo (Murcia). 30100 Tlf. 968367090 Resumen: En la actualidad, el auge de la actividad física y el deporte y la aplicación de los nuevos sistemas de entrenamiento, donde el trabajo de potenciación muscular se encuentra incluido en los planes de entrenamiento de la mayoría de los deportes, hace necesario el conocimiento del mecanismo de la contracción muscular por parte de todos los profesionales que tienen relación con el deportista. Desde el punto de vista didáctico, dicho mecanismo se explica como hechos independientes, pero hay que tener presente que en la contracción muscular, intervienen múltiples y complejos procesos metabólicos, bioquímicos, etc. y que este proceso está controlado y modulado por centros nerviosos superiores y reflejos medulares. El presente capítulo pretende hacer una revisión sobre la fisiología de la contracción muscular que sirva de base para la comprensión del trabajo de fuerza. Summary: Nowadays, the increase of the physical activity, sport practice and the application of new systems of training, where the development of muscle activity is included in the coaching plans of the majority of the sports, it is necessary that the professionals related to sportsmen know about the process or mechanism of muscular contraction. From a didactic point of view, this mechanism is explained as independent facts, but we must consider that in the muscular contraction there are numerous and complex biochemical and metabolic processes that take part in it, and that this process is controlled and modulated by the superior nervous centres and the central reflexes. The aim of this article is to make a review about the physiology of the muscular contraction to offer a basis for the understanding of strength and power training
1. INTRODUCCIÓN. La capacidad de movimiento ha sido y es el factor primordial e indispensable para el desarrollo del ser humano. Este movimiento se realiza gracias al sistema músculo-esquelético, mediante la actuación de las fuerzas musculares sobre las palancas óseas y el desplazamiento de éstas sobre sus ejes articulares. Para que se produzca el movimiento es necesario que se realice el mecanismo de contracción muscular, que depende de la transformación de energía química, almacenada en forma de ATP, a energía mecánica. Sin embargo, en el ser humano no sólo existe el movimiento de los miembros superiores e inferiores o de las grandes articulaciones, sino que también se produce movimiento en los órganos internos, vasos sanguíneos, vias aéreas, intestino, etc. Este movimiento se produce como consecuencia de la contracción de músculos que denominamos lisos y que son de contracción involuntaria, ya que están controlados por el sistema nervioso autónomo. Están formados por células pequeñas y con un solo núcleo central. Los músculos de contracción voluntaria, se denominan músculos estriados o esqueléticos y están formados por células polinucleadas que están inervadas por neuronas motoras. Existe una excepción, el músculo cardíaco, que tiene las características del músculo estriado pero se encuentra controlado por el sistema nervioso autónomo. En este artículo nos centraremos en el análisis del músculo estriado esquelético como base del movimiento y dentro del contexto general del desarrollo de la fuerza. Para ello estudiaremos la estructura general del músculo, la composición y distribución de las proteínas contráctiles, el mecanismo de la contracción muscular y los diferentes tipos de fibras, así como sus características diferenciales. 2
2. ESTRUCTURA GENERAL DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO. El músculo se encuentra rodeado por una capa de tejido fibroso conjuntivo que se denomina epimisio. Esta capa se prolonga en los extremos y uniéndose a otras estructuras conjuntivas forman los tendones. Al seccionar el vientre muscular, se observan varias agrupaciones de fibras que se denominan fascículos y están envueltos en una capa de tejido conjuntivo denominada perimisio. En el interior de estos fascículos encontramos la célula muscular o fibra, que a su vez se encuentra envuelta en otra capa de tejido conjuntivo denominado endomisio. Las fibras musculares, son células cilíndricas, largas y delgadas, distribuidas de forma paralela y rodeadas de una membrana excitable eléctricamente que se denomina sarcolema. El citoplasma de estas células se denomina sarcoplasma y contiene proteínas contráctiles, glucógeno, enzimas, mitocondrias, núcleos, retículo sarcoplásmico, etc. Con la ayuda de la microscopía electrónica, la difracción de los rayos X y las técnicas histoquímicas, se ha podido conocer la ultraestructura del músculo esquelético y observar la presencia de estructuras distribuidas en haces paralelos y con un diámetro aproximado de una micra que se denominan miofibrillas. A su vez estas miofibrillas están compuestas por miofilamentos distribuidos también de forma paralela al eje longitudinal de la fibra muscular. Los miofilamentos están formados por las proteínas contráctiles y pueden ser delgados o gruesos. Como consecuencia de la distribución de los filamentos delgados y gruesos, se pueden observar una alternancia de bandas claras y oscuras a lo largo de la miofibrilla que le proporciona una apariencia estriada y de esta apariencia deriva la denominación de músculos estriados. 3
2.1. EL SARCÓMERO. Como hemos dicho anteriormente, a lo largo de la miofibrilla se alternan bandas claras con bandas oscuras, las bandas claras se denominan bandas Ι y las oscuras bandas A. En el centro de la banda Ι se encuentra una línea que se denomina Z. En la parte central de la banda A se observa una zona menos oscura que se denomina zona H y que a su vez está cruzada en el centro por otra línea denominada M. La unidad funcional contráctil del músculo y que se repite a lo largo de la miofibrilla es la zona comprendida entre dos líneas Z y se denomina sarcómero. La banda Ι y la banda A, así como la zona H vienen determinadas por la distribución y superposición de los filamentos gruesos y delgados. De tal forma que la banda Ι está formada exclusivamente por filamentos delgados, mientras que la banda A lo está por la superposición de filamentos delgados y gruesos. La zona H que se encontraba en el interior de la banda A se debe exclusivamente a filamentos gruesos. Al realizar un corte transversal en la zona de superposición de los filamentos delgados y gruesos, podemos observar que cada filamento grueso está rodeado de seis filamentos delgados y a su vez cada filamento delgado está rodeado de tres filamentos gruesos (Figura Ι) Los filamentos gruesos están constituidos fundamentalmente por la proteína miosina. Los filamentos delgados están formados por las proteínas actina, tropomiosina y troponina. Estas proteínas son los componentes principales del sarcómero, aunque existen otras proteínas que están presentes en proporciones menores y que son: la proteína M, que se localiza en la línea M; la proteína Cap Z y la α-actinina que se localizan en la línea Z y otras presentes en menor cantidad como la vinculina, la nebulina, la titina, etc. 4
2.2. LAS PROTEÍNAS CONTRÁCTILES. 2.2.1. MIOSINA. Está constituida por dos cadenas polipeptídicas grandes, denominadas cadenas pesadas, que tienen una disposición de α-hélice en toda su longitud y otras cuatro de menor tamaño, denominadas cadenas ligeras. En un extremo, las cadenas pesadas forman estructuras globulares, denominadas cabezas globulares, a las que se unen las cadenas ligeras. La miosina, en su conjunto, se ha observado que tiene actividad ATPasa y que se une a la forma polimerizada de la actina. Al tratarla con tripsina, la miosina se separa en dos fragmentos: la meromiosina ligera (LMM), que forma filamentos pero no tiene ni la actividad ATPasa ni la de unión con la actina y la meromiosina pesada (HMM), que no forma filamentos pero mantiene las otras dos actividades. Al tratar la meromiosina pesada con papaína, ésta se subdivide en dos fragmentos globulares, denominados S1, que contienen los centros de unión con la actina y la actividad ATPasa y un tercer fragmento alargado denominado S2 (Figura ΙΙ). 2.2.2. ACTINA. Los filamentos delgados están formados por dos cadenas helicoidales de actina, que es el componente principal. A lo largo de esta cadena de actina, se enrolla una molécula de tropomiosina, que a su vez está formada por dos cadenas helicoidales y que en reposo está bloqueando los lugares de unión entre la actina y la miosina. La troponina está formada por tres complejos polipeptídicos: uno denominado C, que posee la capacidad de unirse a los iones calcio; otro denominado Ι, que se une a la molécula de actina y el tercero, denominado T, que se une a la tropomiosina. El complejo de troponina se repite a lo largo del filamento delgado a intervalos fijos. 5
3. MECANISMO DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR. En los años 50, se propuso la teoría de los filamentos deslizantes para explicar el mecanismo de contracción muscular. Esta teoría sigue siendo vigente en la actualidad y se ve apoyada por los estudios mediante microscopía electrónica en los que se observa que la longitud de los filamentos delgados y gruesos no se modifica durante la contracción. Sin embargo, se observa una disminución en la longitud del sarcómero a expensas de un mayor solapamiento entre ambos filamentos. Experimentalmente se ha confirmado que la longitud de la banda A permanece constante, mientras que las longitudes de la banda Ι y la zona H disminuyen en la contracción muscular isotónica concéntrica. Por el contrario en la contracción muscular isométrica, la longitud de las bandas no se modifica, mientras que la banda A se ensancha durante la contracción isotónica excéntrica. El mecanismo de la contracción muscular se inicia al llegar el impulso nervioso procedente del nervio motor a la unión neuromuscular o placa motora, a partir de este momento el potencial de acción despolariza toda la membrana de la fibra muscular y los túbulos T. Esta despolarización provoca un aumento en la permeabilidad y la salida masiva de iones Ca++ desde el retículo endoplásmico hacia el interior de la célula, uniéndose a la troponina C. Esta unión provoca un cambio en el resto de componentes del complejo de troponina, es decir en la troponina Ι y troponina T. El cambio en la troponina T provoca un desplazamiento de la tropomiosina que deja al descubierto los lugares de unión entre la actina y la miosina globular S1. En reposo, la miosina globular S1 se encuentra separada del filamento delgado de actina y contiene una molécula de ATP disociada, es decir, ADP y Pi. Al producirse el proceso anteriormente descrito y quedar libres las zonas de unión en la actina, se adhiere la miosina globular S1 a la actina, lo que se denomina “fase de adherencia”. A continuación el Pi se separa del complejo
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formado, lo que conlleva un cambio en la estructura del fragmento S1, que provoca la tracción del filamento delgado deslizándolo sobre el grueso, a esta fase se le denomina “de tracción”. Al mismo tiempo se produce la salida del ADP, lo que permite que una nueva molécula de ATP se una a la miosina S1, provocando la saparación de ambos filamentos, dando lugar a la “fase de disociación”. A continuación la actividad ATPasa de la miosina S1 hidroliza el ATP en ADP y Pi a la espera de iniciarse de nuevo el proceso (Figura ΙΙΙ). Al cesar el impulso nervioso, disminuye la permeabilidad al calcio en el retículo endoplasmico y se activa la bomba de calcio que transporta estos iones al interior del retículo. La bomba de calcio es un mecanismo activo, dependiente del ATP y por lo tanto, en casos de ejercicio intenso donde se agotan todos los depósitos de ATP pueden producirse episodios de contracturas y calambres musculares. 4. TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES. Hay que destacar que no todo el tejido muscular es similar y no tiene las mismas propiedades metabólicas y funcionales. Por ello, se han realizado múltiples clasificaciones y diferentes denominaciones. En la actualidad, se admiten dos tipos de fibras musculares, claramente diferenciadas por sus características metabólicas y contráctiles: fibras tipo Ι y tipo ΙΙ. Ambos tipos de fibras musculares suelen coexistir en un mismo músculo y su proporción viene definida genéticamente. 4.1. FIBRAS TIPO Ι. Son fibras de tamaño medio, con abundante sarcoplasma y un retículo endoplásmico poco desarrollado, de color rojizo como consecuencia de su abundante contenido en mioglobina. Poseen una importante red capilar en íntima relación con las fibras y un gran número de mitocondrias ricas en enzimas oxidativas. Todo ello consecuencia de su metabolismo esencialmente
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oxidativo, que les proporciona una gran resistencia a la fatiga. Utilizan como sustrato para la obtención del ATP, los ácidos grasos y los hidratos de carbono. Como hemos mencionado anteriormente, la proporción de fibras musculares viene determinada genéticamente, aunque la distribución del tipo de fibra no es similar en todos los musculos del organismo. Se ha visto que en los musculos antigravitatorios predominan las fibras tipo Ι debido, quizás, a su resistencia a la fatiga, mientras que en el músculo braquial anterior, predominan las fibras tipo ΙΙ. Por lo tanto, la inervación motora influye de forma determinante en las características de las fibras musculares, como se ha demostrado con técnicas de inervación cruzada y con electroestimulación prolongada a baja frecuencia. La inervación de las fibras tipo Ι se caracteriza por un axón de pequeño calibre, con bajo nivel de excitación y una velocidad de propagación de 60-70 metros por segundo. A las fibras musculares tipo Ι se les denomina también lentas u oxidativas en referencia a su velocidad de contracción o a su metabolismo energético predominante. 4.2. FIBRAS TIPO ΙΙ. Tienen un sarcoplasma menos abundante que la fibras tipo Ι, pero con mayor cantidad de miofibrillas. El retículo endoplásmico está muy bien desarrollado y con altas concentraciones de calcio, las mitocondrias están poco desarrolladas y posee una menor proporción de capilares. Presentan concentraciones más elevadas de glucógeno y una mayor actividad ATPasa, características de su predominio metabólico anaeróbico o glucolítico. Están inervadas por un axón de mayor calibre, con una velocidad de propagación del impulso de 80-90 metros por segundo, por lo tanto son fibras de contracción rápida pero poco resistentes a la fatiga. Desarrollan una elevada
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tensión cuando se contraen, lo que les confiere una especificidad para los ejercicios de alta intensidad y corta duración. A este tipo de fibras se le denomina también rápidas o glucolíticas, en relación a su velocidad de contracción o su metabolismo energético predominante. o bien, blancas en relación a su escaso contenido en mioglobina. Al aplicar nuevas técnicas histoquímicas, las fibras tipo ΙΙ se han subdividido en dos grupos las ΙΙA y las ΙΙB. Las fibras ΙΙA tienen unas características intermedias entre las tipo Ι y las tipo ΙΙB, es decir, tienen un diámetro algo mayor, más cantidad de mitocondrias y mioglobina y también están rodeadas de mayor número de capilares, teniendo por lo tanto, un componente metabólico oxidativo más elevado. Mientras que las fibras tipo ΙΙB, muestran las características propias de las fibras tipo ΙΙ mencionadas anteriormente (Tabla 1). Un aspecto ampliamente discutido es la modificación del porcentaje de fibras musculares en relación al tipo de entrenamiento realizado. Aún no hay unanimidad sobre ello, pero sí se ha comprobado que los deportistas de resistencia tienen predominio de fibras tipo Ι, mientras que los deportistas de potencia tienen predominio de fibras tipo ΙΙ. Este predominio del tipo de fibras musculares en relación al deporte realizado, no se debe a una transformación de estos tipos de fibras, sino a una diferenciación en uno u otro sentido de un grupo de fibras indiferenciadas o de transición, que se han denominado ΙΙAB y ΙΙC. Las fibras tipo ΙΙAB presentan unas características metabólicas y morfológicas intermedias entre las fibras ΙΙA y ΙΙB, mientras que las fibras tipo ΙΙC tienen unas características intermedias entre las fibras tipo Ι y las ΙΙA. 5. CONTROL NERVIOSO DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR. 9
La realización de un movimiento depende fundamentalmente de la coordinación de todos los grupos musculares que intervienen en dicho movimiento y no sólo de la fuerza o la intensidad de la contracción en sí misma. Esta regulación se lleva a cabo por mecanismos de control a nivel central, que se encuentran interconectados entre sí y que continuamente están recibiendo información desde las estructuras músculo-tendinosas, las articulaciones, los receptores del dolor o de los órganos de los sentidos. Esta información es integrada en centros superiores como la formación reticular, los ganglios basales y el cerebelo. Estos centros superiores analizan la información recibida y por medio de centros inhibidores o activadores modulan la contracción muscular. Entre las estructuras encargadas de remitir información hacia los centros superiores, destacan los receptores especializados que se encuentran en los músculos y tendones, denominados propioceptivos y que son sensibles a los cambios de longitud o tensión. Transmiten la información a la raiz dorsal de la médula y, por medio de interneuronas, se conectan con las neuronas motrices anteriores que transmiten su estímulo a los músculos. Este proceso se denomina arco reflejo y provoca una respuesta rápida e inconsciente, incluso antes de que la información recibida sea procesada en los centros superiores. Un ejemplo típico del mecanismo del arco reflejo es la retirada de la mano al tocar un objeto caliente, incluso antes de percibir la sensación de calor. Entre los receptores propioceptivos musculares hay que mencionar los husos musculares. Son sensibles a los cambios de longitud y tensión de la fibra muscular y responden mediante una contracción refleja a los estiramientos del músculo. Son estructuras fusiformes con una disposición en paralelo, en relación a la fibra muscular. Su importancia radica en el control y regulación de los movimientos y el mantenimiento de la postura. Los órganos tendinosos de Golgi, presentan una distribución en serie en relación a la fibra muscular y detectan los cambios de tensión. Cuando esta es
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elevada, ejercen una inhibición refleja, protegiendo al músculo y a los tendones de lesiones provocadas por cargas excesivas. Sin embargo, el responsable fundamental de la contracción muscular es el estímulo nervioso que se origina en la corteza cerebral y desciende por la médula espinal, donde excita a los motoneuronas α que son las que inervan a las fibras musculares. Cada fibra muscular recibe generalmente una sola terminación nerviosa, pero cada neurona motora puede inervar múltiples fibras musculares. La relación del número de fibras musculares por cada motoneurona viene determinado por la función motriz del músculo, es decir, si el musculo en particular tiene una función delicada y precisa, cada neurona inervará pocas fibras musculares, mientras que en los grandes grupos musculares cada neurona puede inervar a múltiples fibras. Cada motoneurona α y las fibras musculares que ésta inerva, forman la denominada unidad motriz y representa la unidad funcional de control neuromuscular. Todas las fibras de esta unidad motriz, poseen características metabólicas y contráctiles similares. La fibra muscular se rige por el principio del “todo o nada”, es decir, si se estimula la motoneurona y el estímulo es lo suficientemente importante como para provocar un potencial de acción, todas las fibras musculares de la unidad motriz se contraerán a la vez. Por lo tanto, para variar la fuerza de la contracción deberemos aumentar el número de unidades motrices activadas o aumentar la frecuencia del estímulo, ya que si le llegan estímulos repetitivos antes de que se haya relajado la fibra muscular, ésta aumentará su tensión. Como acabamos de mencionar, todas las fibras de una unidad motriz poseen similares características en relación a su velocidad e intensidad de contracción y a su resistencia a la fatiga. Estas unidades motrices se activarán de forma selectiva en función de la intensidad y del tipo de ejercicio realizado. Al efectuar ejercicios de moderada intensidad y larga duración, se activarán unidades motrices de fibras de contracción lenta y resistentes a la fatiga. Esta
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activación se realizará de forma asincrónica, es decir, mientras que unas unidades se activan, otras se recuperan. Durante la realización de ejercicios de alta intensidad y corta duración, se activarán unidades motrices de contracción rápida e intensa y de alta fatigabilidad. Si además el ejercicio es de levantamiento de peso, la activación será sincrónica, es decir, todas las unidades motrices se activarán al unísono para desarrollar toda su fuerza. Este aspecto que acabamos de mencionar puede ser de gran importancia en los deportistas de alto nivel, ya que al controlar la activación de las unidades motrices adecuadas a la intensidad del ejercicio o mejorar la coordinación de esta activación, mediante el aprendizaje o el entrenamiento, pueden mejorar su rendimiento deportivo. 12
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