Portada » Biología » Funcionamiento del sistema circulatorio y respiratorio
El metabolismo: El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que se llevan a cabo constantemente en las células y que sirve para obtener la energía y la materia que el organismo necesita para su funcionamiento. El metabolismo aporta la energía necesaria para realizar todas nuestras actividades, como saltar, respirar. Por otra parte también la materia que el organismo necesita para formar o remplazar tejidos y hacer posible su crecimiento, desarrollo y garantizar su buen funcionamiento.
Cada célula de nuestro organismo necesita incorporar del exterior: Oxigeno (aparato respiratorio) Nutrientes (aparato digestivo)
La función circulatoria: La función circulatoria transporta oxígeno y nutrientes por todo el organismo y recoge los productos de desecho generados por los procesos metabólicos para ser expulsados o reutilizados. El encargado de llevarla a cabo es el aparato circulatorio o cardiovascular.
El aparato circulatorio: Esta formado por el corazón que impulsa la sangre para que circule por todo el organismo por los vasos sanguíneos.
El corazón: es el órgano encargado de impulsar la sangre con la fuerza necesaria para que circule correctamente por los vasos sanguíneos y llegue a todos los órganos y tejidos del cuerpo. se encuentra situado en el centro dela cavidad torácica ligeramente desviado hacia la izquierda. Esta distribuido en cuatro cavidades: Dos aurículas: En la parte superior que reciben la sangre de las venas, Dos ventrículos: reciben la sangre de las aurículas y las impulsan a las arterias a través de las válvulas sigmoideas, la pared del corazón esta formado por Endocardio: epitelio plano que recubre el interior de las cavidades y la válvulas, Miocardio: musculo estriado de contracción involuntaria que tiene la función impulsora, Pericardio: un saco que rodea el corazón
Los vasos sanguíneos: son los conductos por los que circula la sangre, se reconocen 3 tipos de vasos sanguíneos: Las arterias: llevan la sangre desde el corazón hasta los diferentes órganos del cuerpo, las arterias mas gruesas son la aorta y la arteria pulmonar. Los capilares: son los vasos muy finos que permite el intercambio de gases entre los órganos y el sistema circulatorio. Las venas: llevan de regreso la sangre al corazón desde los diferentes órganos y tejidos.
La sangre: es un tejido líquido que circula por los vasos sanguíneos y mediante el cual se transportan y se transfieren los gases y los nutrientes. Se compone principalmente de una porción liquida el plasma, y una celular que incluye las células sanguíneas y las plaquetas. El plasma: es de color amarillo y esta compuesto por una mezcla compleja de proteínas, aminoácidos, hidratos de carbono, lípidos, sales, hormonas, enzimas, anticuerpos y gases en disolución, en la cual flotan las células sanguíneas. Las células sanguíneas: hay dos grupos de células sanguíneas: Los glóbulos rojos, hematíes o eritrocito: son las células más numerosas de la sangre. La hemoglobina es uno de sus principales componentes, y su función es transportar el oxígeno hacia los diferentes tipos de tejidos del cuerpo. Los glóbulos blancos o leucocitos: son las células sanguíneas que se encargan de efectuar la respuesta inmunitaria, actuando en la defensa del organismo contra antígenos y sustancias extrañas. El origen de las formas de leucocitos se producen a partir de células madre de la medula ósea. Las plaquetas: son fragmentos de células muy grandes de la médula ósea que se llaman megacariocitos. Ayudan a producir coágulos sanguíneos para hacer más lento el sangrado o frenarlo y para facilitar la cicatrización de las heridas.
1 La sangre pobre en oxigeno, proveniente de órganos y tejidos, llega al corazón por las venas cavas superior e inferior, entrando por la aurícula derecha. 2 Esta sangre pasa al ventrículo derecho a través de la válvulas tricúspide. 3 Desde el ventrículo derecho, la sangre es impulsada hacia la arteria pulmonar, que la llevara a los pulmones, donde enriquecerá de oxigeno. 4 Tras pasar por los pulmones, la sangre, rica en oxigeno, regresa al corazón por las cuatro venas pulmonares entrando por la aurícula izquierda. 5 De la aurícula izquierda pasa, a través de la válvula mitral, al ventrículo izquierdo 6 Desde el ventrículo izquierdo, la sangre impulsada pasa por la válvula sigmoidea aórtica a la arteria aorta, desde donde se distribuye al resto del organismo. En este proceso la sangre pasa 2 veces por el corazón y crea así 2 circuitos: Circulación menor: en la que desde la parte derecha del corazón se impulsa la sangre venosa hacia los pulmones para que vuelva oxigenada. Circulación mayor: impulsada desde la parte izquierda del corazón para atender las necesidades circulatorias de todo el organismo. Las paredes del ventrículo izquierdo están más desarrolladas, ya que debe bombear con mayor presión que el derecho para llegar a todo el organismo
El ciclo cardiaco: Se refiere al conjunto de fenómenos cardiacos que se producen desde que empieza un latido cardíaco hasta el comienzo del siguiente. Para que el flujo de sangre sea constante, el corazón se relaja y contrae rítmicamente mediante los movimientos de contracción (sístole) y relajación (diástole): Sístole auricular: las aurículas se contraen para volcar la sangre a los ventrículos. Diástole auricular: las aurículas se relajan y absorben la sangre que llega de las venas cavas y pulmonares. Sístole ventricular: los ventrículos se contraen para enviar la sangre hacia los pulmones (ventrículo derecho) o hacia el resto del cuerpo (ventrículo izquierdo). Diástole ventricular: tras el vaciado de sangre, los ventrículos se relajan, dejando que las válvulas mitral y tricúspide se abran y entre la sangre de las aurículas.
El sistema eléctrico del corazón: consta de un centro generador del latido (Nódulo sinusal) que se encuentra en la aurícula derecha y un sistema de cables que lleva el impulso eléctrico hacia la aurícula izquierda y a los ventrículos. El funcionamiento anómalo del sistema eléctrico del corazón se traduce en arritmias o alteraciones al ritmo cardiaco que pueden ser: Bradicardia: el corazón late demasiado lento, a menos de 60 latidos por minuto en reposo. Taquicardia: el ritmo cardiaco es demasiado rápido, a mas de 100 latidos por minuto. Fibrilación: los latidos no siguen un patrón regular.
la intensidad de la actividad física: Para calcular tu frecuencia cardiaca en reposo habrá que contar 15 segundos tus pulsaciones y multiplicarlo por 4. En reposo, el corazón late 60 y 80 pulsaciones por minuto (ppm) pero durante la realización de ejercicio físico puede llegar a mas de 200, dependiendo de la edad de la persona que lo practique y de su estado físico.
Volumen sistólico (VS): se refiere a la cantidad de sangre expulsada por el corazón en una sístole. En reposo, suele estar en torno a los 75 ml y es mayor en decúbito supino, porque la sangre no se acumula en las extremidades y puede regresar mas fácilmente al corazón. Gasto cardiaco (Q): Corresponde al volumen total de sangre que sale de los ventrículos por unidad de tiempo. Se expresa en litros por minuto (l/min) y corresponde al producto del volumen de expulsión sistólica (VS) por la frecuencia cardiaca (FC): Q = VS x FC. En reposo es aproximadamente de 5 l/min, pero este valor varia en función del tamaño corporal. Cuando el ejercicio se practica de forma regular, el corazón se adapta para poder hacer frente a la nueva situación y se vuelve mas fuerte, reduciendo así el esfuerzo que debe realizar para bombear sangre.
La tensión arterial: Representa la presión ejercida por la sangre contra la pared de las arterias. Esto esta ligado íntimamente a la sístole y a la diástole y se determina por dos factores, la cantidad de sangre que tenemos y el calibre de los vasos sanguíneos por los que circula. Para medirla se utilizan dos parámetros: Presión arterial sistólica: es la presión ejercida cuando la sangre sale expulsada del corazón. Presión arterial diastólica: es la presión ejercida cuando el corazón recibe la sangre. La presión arterial no es constante, puede variar levemente a lo largo del día, como la realización de ejercicio físico, la ansiedad, el estrés, el dolor, la ingestión de estimulante, la edad, etc. El principal riesgo es la hipertensión o presión arterial por encima de los valores considerados normales dependiendo de tu sexo. La hipertensión no es una enfermedad ni suele presentar síntoma alguno, pero es un factor de riesgo muy grave de las mayoría de las enfermedades vasculares; infarto de miocardio, infarto cerebral, trombosis, insuficiencia renal, rotura de vasos oculares, etc.
La función respiratoria: La respiración es el proceso por el cual se aporta el oxigeno del aire ambiental a las células y se evacua el dióxido de carbono generado en ellas. La respiración completa se da en dos fases y necesita del curso tanto del aparato respiratorio como del circulatorio: Respiración externa o ventilación: es la fase que tiene lugar con la entrada de oxigeno en los pulmones y la expulsión de dióxido de carbono al exterior. Esta función lo realiza el aparato respiratorio. Respiración interna o celular: tiene lugar en el metabolismo de las células y está auxiliada por el sistema circulatorio, encargado del aporte de oxigeno y la retirada del dióxido de carbono.
El aparato respiratorio: Conjunto de órganos que participan en la respiración; incluye la nariz, la garganta, la laringe, la tráquea, los bronquios y los pulmones. El oxígeno se inhala a los pulmones y pasa a través de las membranas delgadas de los alvéolos hacia el torrente sanguíneo. Los pulmones: Son des órganos esponjosos, situados en la cavidad torácica y protegidos por las costillas, en los que se produce el intercambio gaseoso entre el exterior y la sangre. Ambos pulmones están separados entre ellos por un espacio llamado mediastino (Espacio medio de la caja torácica, entre las dos pleuras, la columna vertebral y el esternón.) Los pulmones están envueltos por una membrana serosa, la pleura, formada por dos capas entre las que se encuentra el liquido pleural, que las lubrica. Las vías respiratorias: Las vías respiratorias son los conductos que comunican los pulmones con el exterior. Están constituidas por las fosas nasales, la faringe, la laringe, la tráquea, los bronquios y los bronquiolos. Las fosas nasales: son la vía de entrada del aire al organismo. Están formadas por unas estructuras recubiertas de mucosa que tiene triple función: calentar el aire, filtrar las partículas solidas que contiene y humidificar la zona. La faringe: comunica con la laringe y es esófago, la epiglotis regula el paso hacia uno u otro conducto. La laringe: es un tubo muy corto, cubierto de mucosa, que permite el paso de aire hacia la tráquea (en su interior están las cuerdas vocales) .La tráquea: es un tubo elástico y flexible de unos once centímetros, cubierto por mucosa y formado por una serie de anillos en forma de C unido por ligamentos y músculos.. Los bronquios: son los dos tubos que penetran en los pulmones y conducen el paso del aire hacia ellos. Cada bronquio se ramifica formado los bronquiolos.
: Es el proceso por el cual se realiza el intercambio de gases entre el aire alveolar y la sangre capilar. que son la ventilación pulmonar, la difusión de gases y su transporte para facilitar las respiración celular. La ventilación pulmonar: es la mecánica de entrada y salida de aire en los pulmones. Es un proceso consistente en dos movimientos respiratorios: Inspiración: es el movimiento activo muscular que actúa sobre la pared torácica y la expande. De este modo, se provoca la entrada de aire en los pulmones. Espiración: es el movimiento pasivo, sin actividad muscular, que se produce como consecuencia de la elasticidad del propio tejido pulmonar que tiende a retraerse. De este modo se expulsa el aire de la cavidad pulmonar al medio externo.
La difusión de gases: es un proceso por el que una sustancia pasa desde una zona donde se encuentra en mayor concentración a otra donde esta a menor concentración, lo que finalmente provoca que se equilibre la concentración en ambas. Cuando el aire llega a los alveolos de los pulmones, gracias a la ventilación pulmonar, lo hace con una cantidad mayor de O2 que de CO2. Desde los alveolos, el O2 contenido pasara a la sangre y el CO2 que transporta la sangre pasara a los alveolos. Este traspaso de gases se realiza por difusión a través de la membrana alveolocapilar.
El transporte de gases: El oxígeno que pasa a la sangre es captado por la hemoglobina de los glóbulos rojos y, se dirige al corazón, desde donde, a través del ventrículo izquierdo, e reparte por todo el organismo llegando a las células. Los gases pueden moverse desde un punto a otro por difusión, este movimiento se da siempre por una diferencia de presión. Por tanto, el oxígeno difunde de los alvéolos a la sangre capilar pulmonar, debido a que la presión del oxígeno en los alvéolos es superior a la presión del oxígeno en la sangre pulmonar.
Respiración y ejercicio físico: La ventilación pulmonar es un proceso que se debe controlar al hacer ejercicio físico para optimizar las necesidades de oxigeno del organismo en cada fase del esfuerzo, con el fin de obtener la energía necesaria, aumentar el rendimiento y disminuir la fatiga.
La movilización del aire: Es la respiración externa o ventilación, durante la practica de un deporte o un entrenamiento es necesario que el aire entre y salga a mayor velocidad y con un mayor volumen que en situaciones de reposo. Estas son precisamente las dos variables que se deben tener en cuenta: La frecuencia respiratoria: es la cantidad de respiraciones que una persona hace por minuto. La frecuencia se mide por lo general cuando una persona está en reposo y consiste simplemente en contar la cantidad de respiraciones durante un minuto cada vez que se eleva el pecho. El volumen respiratorio: es la cantidad de aire que se moviliza en cada movimiento respiratorio. En reposo el volumen respiratorio suele situarse en tono al medio litro, pero en situaciones de esfuerzo físico puede llegar a tres o cuatro litros.
Los volúmenes respiratorios: Se pueden medir en diversos parámetros: El volumen corriente: es el que se mueve en una respiración considerada como tranquila. Volumen inspiratorio de reserva: es el volumen de aire que se mueve cuando se fuerza la intensidad y profundidad de la inspiración. El volumen espiratorio de reserva: sucede si se fuerza la intensidad y profundidad de la espiración. La capacidad vital: corresponde a la suma de los anteriores y supone el volumen total de aire que una persona es capaz de mover durante la inspiración. El volumen residual: es un volumen de aire que no se puede espirar ni de manera forzada. Capacidad pulmonar: es la suma de la capacidad vital y el volumen residual.
La eficiencia respiratoria: La eficiencia de la ventilación puede ser definida como la relación entre la producción de dióxido de carbono (VCO2) y la ventilación (VE). El incremento de la VE y la eliminación del CO2 durante el ejercicio. En la respiración en reposo: la inspiración es activa, aunque participan pocos músculos (básicamente el diafragma), pero la espiración es pasiva, pues al relajar los músculos el aire se vacía. La respiración durante el ejercicio físico: es activa tanto el la inspiración como en la espiración, pues supone la implicación como en la espiración, supone la implicación de grupos musculares adicionales en la realización del trabajo Para mejorar la eficiencia respiratoria exige entrenar la musculatura inspiratoria y adquirir unos patrones respiratorios y asimilarlo para ponerlo en practica cuando hagamos una practica deportiva.
La regulación de la respiración: La regulación de la respiración se puede controlar de 2 maneras: El sistema nervioso voluntario: regula la frecuencia y la profundidad de la respiración a voluntad. Esto hace que se pueda adaptar la respiración a los diferentes ejercicios físicos. El sistema nervioso involuntario: Se controla en una zona de bulbo raquídeo conocida como centro respiratorio.
Tipos de respiración y practica deportiva: Lo podemos diferenciar en 3 tipos que son el ejercicio aeróbico, ejercicio anaeróbico, ejercicios multiarticulares pesados: Ejercicio aeróbico: son ejercicios demedia o baja intensidad y la larga duración como nadar, ir e bicicleta, etc. La respiración debe ser relajada, profunda y sin forzar, inspirado por las fosas nasales y expulsando el aire lentamente por la boca. Ejercicio anaeróbico: son ejercicios de alta intensidad y de poca duración, esprintar, musculación, abdominales o cualquier otra actividad que requiera un gran esfuerzo durante poco tiempo. En estos ejercicios se debe inspirar en el momento del esfuerzo y espirar durante el periodo de reposo. Ejercicio multiarticulares pesados
Sistema cardiorrespiratorio y esfuerzo: Los aparatos circulatorio y respiratorio participan en los procesos de la respiración completa. Marcadores de intensidad de esfuerzo: Los marcadores de intensidad de esfuerzo son parámetros usados para determinar la intensidad de un entrenamiento. Por las características mas estudiadas, la FC es uno de los marcadores mas importantes y habituales. De ella se deriva otros marcadores mas específicos, como la FC máxima, la FC de reserva y el VO2 Max (volumen de oxigeno máximo) consumido. La frecuencia cardiaca máxima: La FC máxima corresponde al valor máximo que puede alcanzar el corazón durante un ejercicio físico alto hasta llegar al agotamiento. FC máxima depende de la edad y puede calcularse de forma teórica, con cierto margen de error, con las siguientes formulas: En hombres: FC Max = 220 – edad. En mujeres: FC Max = 226 – edad Aplicando un porcentaje a su valor, podemos utilizar la FC Max como marcador: FC objetivo = x % intensidad. Así, para una mujer de 35 años que desea entrenar a un 65% de su FC máxima, el resultado seria: FC objetivo = (226 – 35) x 0,65 = 124,15 Tendría que trabajar a un nivel de 124 ppm
La frecuencia cardiaca de reserva: La FC de reserva es la frecuencia útil para la realización de entrenamiento. Este valor, acuñado por M.J Karvonen, es el resultado de restar a la frecuencia cardiaca máxima a la frecuencia cardiaca en reposo. FC reserva = FC Max – FC reposo. De esta manera, tal como hemos hecho con la FC Max podemos obtener el valor de la FC reserva en porcentaje, a partir de esta ecuación: FC objetivo = (FC Max – FC reposo) x % intensidad + FC reposo. Si tomamos el mismo ejemplo anterior, una mujer de 35 años que desea entrenar a un 65% de su FC reserva, si su FC reposo fuese 72, el resultado seria: FC objetivo = ((226 – 35) – 72) x 0,65 + 72 = 149,35 Lo cual supone que tendría que trabajar a u nivel de pulsaciones de 149 ppm.
El consumo de oxigeno máximo: El consumo de oxigeno máximo es necesario diferenciar entre dos conceptos, el volumen de oxigeno y el volumen de oxígeno máximo. El volumen de oxigeno: es la cantidad de oxigeno consumido por las células del organismo. El volumen de oxigeno máximo: es la misma cantidad de oxigeno que el organismo es capaz de captar, transportar y metabolizar.
El ritmo cardíaco de recuperación: es la diferencia entre la frecuencia cardiaca mientras haces ejercicio y la frecuencia cardiaca dos minutos después de haber parado de hacer ejercicio.
Adaptación cardiorrespiratoria al ejercicio físico: Aumento del volumen sistólico o cantidad de sangre que el corazón es capaz de bombear en cada latido. Disminución de la frecuencia cardiaca, tanto en reposo como en ejercicio de intensidad submáxima.
Adaptaciones agudas: podemos ver 5 adaptaciones agudas que son: Aumento de la frecuencia respiratoria y el volumen respiratorio: se activa este mecanismo para atender las necesidades de mayores cantidades de oxígeno y favorecer un adecuado intercambio de gases. Aumento del gasto cardiaco: el corazón bombea más rápido y más sangre por latido para que el volumen expulsado sea mayor y, de este modo regenerar la sangre oxigenada a mayor velocidad y así proporcionar al organismo los nutrientes y el oxígeno que demanda. Aumento de la tensión arterial sistólica: que existe mas presión de la sangre, lo que hará que la circulación acelere su ritmo, hay que tener en cuenta que deben controlarse las personas hipertensas o con tendencia a La hipertensión. Aumento de la diferencia arteriovenosa de oxígeno: los tejidos aumentan su capacidad para extraer oxígeno de la sangre y hacer frente al gasto de energía. Redistribución de la sangre a los tejidos y músculos: cuando el organismo se encuentra en reposo destina un mayor volumen de sangre Alos órganos que metabólicamente se encuentran mas activos, Como el hígado y los riñones
Adaptaciones crónicas: podemos ver 7 adaptaciones crónicas que son: Mejora funcional ventilatoria, Mayor de los músculos respiratorios, Mayor eficacia de la frecuencia respiratoria, Mayor eficacia en la movilización de aire por movimiento respiratorio, Mejora funcional circulatoria, Aumento de la densidad capilar y Efecto normotensor