El ejercicio físico en condiciones extremas Iniciación al ejercicio físico en condiciones extremas zFrío zCalor y humedad zHiperbaria zHipobaria zPolución Dr. Franchek Drobnic Dept. Fisiologia del Deporte del CAR Servicios Médicos FCBarcelona EMD 2005-06 EMD 2005-06 Colossoma macropomum Agentes modificadores de la homeostasis y que provocan respuestas o adaptaciones fisiológicas Externos Internos Calor Calor Frío Frío Alimentación Sueño Agua Hambre Hipoxia Sed Ruido Infecciones Olor Desequilibrio iones Oscuridad Ansiedad, emoción Lesiones Biorritmos Adaptaciones adquiridas y heredadas que permiten una homeóstasis óptima Modo Adquirido durante la vida Microorganismos Heredado al nacer Lugar Influencia Tiempo Ejemplo Células Reacciones bioquímicas Minutos, horas Secreción hormonal Actividad enzimática Excitabilidad celular Tejidos Estructural Días Hipertrofia Hiperplasia Composición Sistemas Función Días, semanas Aclimatación al calor, altitud, frío ... Población Rasgos (genotípia) Años, Características de las generaciones especies EMD 2005-06 EMD 2005-06 Respuesta al estrés z Sistema nervioso Efecto del ejercicio en la secreción hormonal relacionada con el estrés { Mantiene la homeostasis { Secreción de NT Hormona Serotonina, dopamina, NA, GABA z Sistema Endocrino { Durante el estrés H. Catabólicas (cortisol, A, NA) { Después del estrés H. Anabólicas (insulina, TT, estrógenos) Adrenalina Noradrenalina Cortisol z Sistema inmunológico { Mejora / empeora Ejercicio intenso y breve Ejercicio moderado y prolongado Aumenta = = Aumenta Aumenta = H. Crecimiento = Aumenta Tiroxina = Aumenta Prolactina = Aumenta McArdle, Katc y Katch 1996 EMD 2005-06 EMD 2005-06 1 El ejercicio físico en condiciones extremas Adaptación al frío y al calor Consumo de oxígeno y frecuencia cardíaca durante ejercicio en calor (40ºC y 15% de humedad) y en frío (9ºC, 55% humedad) Fink et al, 1975 zFrío z Calor y humedad z Polución z Hiperbaria z Hipobaria EMD 2005-06 EMD 2005-06 36 Frío 34 { Mantiene la homeostasis { Altera la Tª corporal z Sistema endocrino { Se retiene agua y NaCl { Estimulo catabólico z Sistema muscular { Contracciones involuntarias z Grasa subcutánea { Se retiene calor z Sistema urinario { Se retiene agua y ClNa z tiroidal z suprarrenal z Sistema cardiovascular 30 Temperatura crítica z Sistema nervioso Agua 32 28 26 Aire 24 22 20 { Vasoconstricción periférica { Bradicardia Intervalo de espesores cutáneos 18 0 2 EMD 2005-06 Termoregulación Termoneutro Frío (en relación a Tn) Pérdida de calor por respiración Aumenta con la VE Perdida de calor periférica Aumenta con el Mayor tiempo y volumen Tª muscular Aumenta Menor Tª interna Aumenta o no cambia Disminuye Umbral de Tª sudoración No cambia Inferior 4 6 8 10 12 14 Espesor del pliegue cutáneo (mm) Cardiorespiratorio Mayor Termoneutro Ventilación 18 20 EMD 2005-06 Frío (en relacion a Tn) Mayor Consumo de oxígeno Frecuencia cardíaca 16 Aumenta en relación a la carga Mayor en cargas bajas e igual en altas Inferior o igual Gasto cardíaco Similar Flujo sanguíneo periférico Piel variable Músculo menor o igual PAM No cambia Inferior EMD 2005-06 EMD 2005-06 2 Metabolismo Termoneutro Frío (en relación a Tn) Consumo A. Grasos Aumento gradual Inferior Consumo glucosa Alto al inicio Algo superior Consumo de glucógeno muscular Aumenta en relación Mayor a la carga Producción lactato Aumenta en relación Mayor a la carga Duración de un trabajo en función de la temperatura externa Tiempo hasta el agotamiento (min) 120 100 93,5 81,4 80 81,2 60 51,6 40 20 4 11 31 EMD 2005-06 Variación de la Tª del aire durante el ejercicio Consumo de oxígeno en cuatro ambientes de temperatura diferente 31 Parada ºC 30 3,6 Aire espirado Aire inspirado 29 3,4 28 3,2 VO2 (l/min) 21 Temperatura del aire (ºC) EMD 2005-06 27 3 26 2,8 25 4 ºC 2,6 11 ºC 21 ºC 2,4 31 ºC 10 20 2,2 0 20 40 60 Tiempo (minutos) 80 40 100 60 80 100 120 Ventilación l/min l/min 80 40 EMD 2005-06 20 EMD 2005-06 Temperatura corporal media del umbral de tiritona en diversos modelos de sujeto 36,5 36 35,5 31 ºC 35 Controles Hombres adaptados Maratonianos 21 ºC 11 ºC 4 ºC EMD 2005-06 EMD 2005-06 3 El ejercicio físico en condiciones extremas Tiempo de supervivencia (horas) Tiempo estimado de supervivencia durante la inmersión de seres humanos en agua fría z Frío 7 zCalor y humedad 6 z Polución z Hiperbaria z Hipobaria 5 4 Letal 3 Marginal 2 Segura 1 0 0 5 10 15 20 Temperatura del agua (ºC) EMD 2005-06 EMD 2005-06 Calor Modificación de la Tª interna en función de la ropa 40 z Piel z Sistema nervioso { Aumento secreción de sudor { Mantiene la homeostasis { Altera la Tª corporal Tª rectal (ºC) z Sistema urinario { Se retiene agua y ClNa z Sistema endocrino Ejercicio 9 km/h 39,5 { Se retiene agua y NaCl z Sistema cardiovascular { Vasodilatación periférica { Taquicardia leve Recuperación 39 38,5 38 Uniforme pack 37,5 Pantalón 37 0 10 20 30 10 20 30 Tiempo (min) EMD 2005-06 EMD 2005-06 El ejercicio físico en condiciones extremas Variación de la temperatura interna en función de la intensidad de trabajo y la temperatura externa 40 z Frío z Calor y humedad z Polución Tª rectal (ºC) 39,5 39 zHiperbaria z Hipobaria 38,5 38 90% 75% 65% 37,5 0 5 10 15 20 25 30 Temperatura del aire (ºC) EMD 2005-06 EMD 2005-06 4 EMD 2005-06 EMD 2005-06 ml/min 300 200 Pulmón a sangre O2 100 0 Sangre a pulmón N2 100 200 CO2 300 27ºC 10ºC Presión 10 (mmH2O) 0 EMD 2005-06 10 20 30 Segundos 40 EMD 2005-06 Signos y síntomas de la hipotermia ºC EMD 2005-06 Signos 37 Temperatura corporal “normal” 36 Aumenta el metabolismo 35 Máximo temblor 34 Victima consciente y sensible, TA normal 33 Hipotermia grave por debajo de esta Tª 32 Consciencia alterada, TA imperceptible 31 Pupilas dilatadas (fotomotor presente). Se deja de tiritar 30 Perdida progresiva de consciencia, FR baja,FC imperceptible 28 Posible Fibrilación auricular 27 Ausencia de movimiento voluntario, pupilas areactivas ausencia de reflejos 26 - 23 Inconsciencia, Edema pulmonar, Fibrilación auricular 22 / 20 Riesgo maximo de FA / Parada cardíaca EMD 2005-06 5 El ejercicio físico en condiciones extremas Variación de la PAM en función de la altura según diversos estudios % PAM medida a nivel del mar 100 z Frío z Calor y humedad z Polución z Hiperbaria zHipobaria Ciudad de Méjico 90 Leadville, Colorado 80 Nuñoa, Perú 70 60 50 1000 Faulkner Daniels Dill Buskirk 2000 3000 4000 5000 Altura (m) EMD 2005-06 Relación entre el consumo de oxígeno y la FC a diferentes alturas EMD 2005-06 Variación de la ventilación en la demanda de un consumo de oxígeno en función de la altura 200 160 Ventilación pulmonar (l/min) Frecuencia cardiaca (lat/min) 180 3100 m Mar 140 120 100 80 500 1000 1500 2000 2500 Consumo de oxígeno máximo (l/min) 180 160 140 6400 m 5800 m 4650 m Mar 120 100 80 60 40 20 500 1000 1500 2000 2500 Consumo de oxígeno máximo (l/min) EMD 2005-06 EMD 2005-06 6