Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chávez...

INCICh

Fisiología básica del ejercicio .

Dr. Ulices T. Casas JuárezR4RHC.

Curso de Postgrado en RehabilitaciónCardiaca

Instituto Nacional de Cardiología Ignacio ChávezDepartamento de Rehabilitación Cardiaca

RHC- INCIChINCICh

México, D.F. 23 Abril 2008

Curso de postgrado enRehabilitación Cardiaca

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INCICh• Ejercicio es el estrés y reto fisiológico más

común.

• Por esto, debe ser considerada como la prueba más práctica de función y perfusión cardíaca.

• Las adaptaciones durante el ejercicio >20 veces el requerimiento metabólico basal y 6 veces el GC.

• 5L. Vol. Sanguíneo= aprox. 1L02 (Hg 15g/dl)

U. CasasExercise And The Heart. 4th Ed. Víctor F. Froelicher. . Pág. 1-10. Saunders Company.Principles of exercise testing and interpretation. 4th Ed. Karlman Wasserman. Pag.1-9. Lippincott Williams £ Wilkins



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• Dos principios básicos:

1. Consumo máximo de oxígeno ≠ Mvo2

• Vo2max = 02 inspiratorio extraído para realizar el trabajo corporal.

• Mvo2 = 02 utilizado por el músculo cardíaco.


Exercise And The Heart. 4th Ed. Víctor F. Froelicher. . Pág. 1-10. Saunders Company. U. Casas


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• Determinantes del Mvo2:

Tensión parietal.D2VI.

Contractilidad.

Frecuencia cardíaca.

Doble producto


U. CasasExercise And The Heart. 4th Ed. Víctor F. Froelicher. . Pág. 1-10. Saunders Company.


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• Dos principios básicos:

2. Diferentes interacciones.o Manifestaciones en la prueba de ejercicio.o Anormalidades función/perfusión.o Respuesta clínica y ECG.




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• Variables modificadas por isquemia o disfunción Ventrícular:

1. Capacidad ejercicio.2. Fc. máxima.3. TAS.

Inversamente relacionadas

Isquemia silente = marcadores sin angina, no pareceAfectar la capacidad funcional en la enfermedad coronaria.

Gasto Cardíaco




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• V02 = GC x a-V02.13%-17%

• Mv02= Fc. x TAS




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• Conceptos de trabajo.

• Trabajo= producto de fuerza x distancia.• Fuerza= masa x aceleración.Unidad básica newton (N)

Newton=fuerza . 1kg.masa/aceleración 1m/s²Nm. (newton/metro)1Nm=1Joule (otra expresión de trabajo)




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• Medición biológica común de trabajo corporal es el consumo de oxígeno, expresado (medida de poder) en litros x min.

• MET = requerimiento de 02 para cierta frecuencia de trabajo durante el ejercicio.

• MET = 3.5ml02/kg/min.




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INCICh• Contracción muscular y energía.F. Huxley – premio Nobel.

Concepto de deslizamiento fibrilar.

Actina – miosina.

Ca++.

Complejo de las troponinas.



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Bajos niveles de ejercicio.

Mitocondria

Ciclo de Krebs

CO2

H+3.4micromoles40,000>10,000 veces 02

36 ATP/mol. glucosa

Piruvato

• Las principales fuentes de energía:1. Glucógeno.2. Glucosa.3. Ac. Grasos libres.

U. CasasExercise And The Heart. 4th Ed. Víctor F. Froelicher. . Pág. 1-10. Saunders Company.Principles of exercise testing and interpretation. 4th Ed. Karlman Wasserman. Pag.1-9. Lippincott Williams £ Wilkins



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INCIChLas principales fuentes de energía:Altos niveles de ejercicio.Aporte – demanda de 02.

Mitocondria

Ciclo de Krebs

CO2 H+02☼

2 ATP/mol. glucosa

Glucolisis:1.No oxidativa.

2.Oxigeno independiente

3.rápida

PiruvatoAc. Láctico

Reclutamiento Fibras IIB

FatigaVentilaciónInhibe otras enzimas glucolíticas

Vía de la hidrólisis anaeróbica de la PCrU. Casas

Exercise And The Heart. 4th Ed. Víctor F. Froelicher. . Pág. 1-10. Saunders Company.Principles of exercise testing and interpretation. 4th Ed. Karlman Wasserman. Pag.1-9. Lippincott Williams £ Wilkins



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INCICh• Respiración celular y vías bioenergéticas.

Todas son críticas en la respuesta normal al

ejercicio, y cada una juega un papel diferente en la

respuesta bioenergética total

Oxidación aeróbica – producción y consumo lineal

Oxidación anaeróbicaAmortiguamiento parcial

Hidrólisis anaeróbicaAmortiguamiento CO2 – HCO3

Principles of exercise testing and interpretation. 4th Ed. Karlman Wasserman. Pag.1-9. Lippincott Williams £ Wilkins

Afectan el intercambio de gases, de acorde a la vía que

predomine.


U. Casas


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INCICh• Intercambio de gases, de acorde a la acidosis

láctica.

t

t

t

t

Sin acidosis láctica

Con acidosis láctica

Intercambio gases.

Sistemas amortiguadore

s

Q02

QC02

Q02

QC02

V02

VC02

VC02

V02


U. CasasPrinciples of exercise testing and interpretation. 4th Ed. Karlman Wasserman. Pag.1-9. Lippincott Williams £ Wilkins


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INCICh• Tipos de fibras musculares.• Tipo I – contracción lenta. (fatiga)• Tipo II – contracción rápida.

Característica Tipo I Tipo II

Tamaño + +++Fuerza + +++Velocidad + +++[] mitocondrias +++ +[] mioglobina +++ +~ ATPasa miosina + +++




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• Tipos de fibras tipo II – contracción rápida.

Subtipo Característica

IIA Mayor metabolismo oxidativo –atletas.

IIB Verdaderas tipo II, < mitocondrias, adaptadas para actividades de corta duración.

IIC “intermedias”




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• Respuesta cardiopulmonar al ejercicio agudo.1. Aporte suplementario al músculo.2. Dispersión del calor.3. Flujo mantenido a corazón y cerebro.

V02 = Vol. Minuto x (Fi02 – Fe02)




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• Limites cardiopulmonares.

1. Componente central – GC/función de bomba.2. Componente periférico:

Diferencia aV02Pulmón – oxigenación – transporte - músculo-

trabajo.




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INCICh• Factor central.

Gasto cardiaco

Volumen latido

Volumen diastólico final Volumen sistólico final

Frecuencia cardíaca

presión de llenado distensibilidad contractilidad postcarga




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Gasto cardiaco

Volumen latido



Presión de llenado complianza Contractilidad postcarga

• 1er. Respuesta.

• Mayor responsable > GC.

• Primariamente del componente diastólico Del ciclo cardíaco , No > Fc.

• Edad, tipo actividad, posición, medicamentosFactores ambientales, cardiopatías.




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Gasto cardiaco

Volumen latido



Presión de llenado complianza Contractilidad postcarga

•Es igual al volumen telediastólico - telesistólico.

•Puede aumentar hasta 50%-60% de su capacidad máxima.

•Refleja > vol. Telediastólico , < vol. Telesistólico. O ambos.

•En sano > después de un período de entrenamiento.




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Gasto cardiaco

Volumen latido



Presión de llenado Contractilidad postcarga

•Su principal determinante es el retorno venoso.

•Aumenta precarga.

•Ley Frank-Starling.

•>Fuerza contracción.

•Después de pocos latidos GC=Retorno venoso.

•Factores que afectan el retorno – posición, fuerzas gravedad, cicloRespiratorio.




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Gasto cardiaco

Volumen latido



complianza ventrícular Contractilidad postcarga

•Capacidad ventrícular de responder a diferentes volúmenes.

•Cambios radio – volumen/presión.

•Grandes cambios de volumen con mínimos en presión .




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Gasto cardiaco

Volumen latido



presión de llenado complianza Contractilidad •> contractilidad < vol. Sistólico final = volumen latido•Es comúnmente cuantificada por la FE.




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Gasto cardiaco

Volumen latido



presión de llenado complianza Contractilidad

•Fuerza que se opone.

•> HAS ( <FE, > vol. Diastólico y sistólico finales ).

•En ejercicio tiende a disminuir por vasodilatación periférica.

•Aumentando el GC en ejercicio, TAM > solo moderadamente.poscarga




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Cambios del volumen ventrícular durante ejercicio en posición vertical usando radionúclidos o técnicas

ecocardiográficas.Investigador Población Técnica Cambio EDV

(%)CAMBIO ESV

(%)Hakki 1985 Mixta (n=117) Ventriculografia 15 -

Iskandrian 1986 Normales (n=41)

Ventriculografía 6 35

Sullivan 1988 IC (n=20) Ventriculografia 20 20

Schairer 1992 Normales (n=15)

ECO. 4 52

Crawford 1983 Enf. Coronaria (n=20)

Ventriculografia 45 42

Crawford 1983 Enf. Coronaria (n=10)

ECO. 8 22




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ecocardiográficas.

En sujetos sanos, con ejercicio a una intensidad moderada,

aumentan ambos en proporción de 15% y 30% respectivamente.




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ecocardiográficas.

Pero a una intensidad alta, el volumen diastólico final no

incremente más, pero el sistólico disminuye

progresivamente – volumen latido se conserva.




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INCICh• Factor periférico.

Diferencia a – v02

Contenido arterial 02 Contenido venoso 02

Hemoglobina

PA02 Capacidad pulmonar de difusión

Densidad capilar Flujo regional

Extracción de 02

Ventilación minuto




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Hemoglobina


Densidad capilar

•La extracción durante el ejercicio refleja ≠ en el contenido a-v de 02.•Arteria = 18-20ml02/100ml en reposo.•Venoso=13-15ml02/100ml en reposo.= 4-5 ml02/100ml (23% extracción)= 16-18 ml02/100ml (85% extracción) > nivel ejercicio

Flujo regional

Extracción de 02

Ventilación minuto




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Hemoglobina


Densidad capilar

•Esta diferencia no explica el V02 max. en poblaciones relativamente Homogéneas. Debido a componente mixto

( central y periférico)

Flujo regional

Extracción de 02

Ventilación minuto




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Hemoglobina


Densidad capilar

•El flujo sanguíneo muscular aumenta en proporción al trabajoY requerimientos de 02.

La < local de las resistencias facilitan el aumento.

Flujo regional

Extracción de 02

Ventilación minuto




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Hemoglobina


Densidad capilar

•Reducen la distancia de difusión.•>volumen sanguíneo capilar.•> tiempo de tránsito.•Facilitan la entrega de 02 a musculo.•Mejor facilidad para redistribuir el flujo•Lo opuesto ocurre en IC.

Flujo regional

Extracción de 02

Ventilación minuto




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PLAC CARDIO-4 LIBRO 5 Rehabilitación y prevención cardiovascular. Drs. Ilarraza, Mendoza, Álvarez, y cols.

Cambios adaptativos al ejercicio crónicoLocalización Tipo Beneficio

Cambios Morfológicos

Vasos sanguíneos periféricos

Capilares: < resistencias

>densidad >flujo regional

>número >extracción 02Arteriolas:>diámetro

Circulación colateral

> número y diámetro mejoría circulación regional

Corazón >volúmenes >vol. Sistólicohipertrofia adecuada >GC.

U. Casas



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Cambios fisiológicos

SNA >tono parasimpático < Fc.

<flujo simpático <TA

<catecolaminas libres <fibrosis

>expresión óxido nítrico sintetasa >umbral para arritmias

>Rc. Alfa y beta mejoría de la función endotelial

< Fc. En reposo y a cargas submáximas disminución de la isquémia

>GC alcanzado con <FC. <síntomas IC y cardiopatía isquémica

< DP a cargas dadas >tolerancia al ejercicio

<frecuencia ventilatoria mejoría en la calidad de vida

U. CasasPLAC CARDIO-4 LIBRO 5 Rehabilitación y prevención cardiovascular. Drs. Ilarraza, Mendoza, Álvarez, y cols.



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Cambios adaptativos al ejercicio crónico

Localización Tipo Beneficio

Cambios mixtos

Músculo periférico

> # mitocondrias > metabolismo aeróbico

> tamaño de las mitocondrias > utilización de 02

> densidad de mitocondrias > producción de ATP

> concentración de mioglobina < acidosis regional y corporal

> lavado de lactato < fatiga muscular

> Vo2 max. > umbral para arritmias

> calidad de vida

>sobrevida




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Cambios adaptativos al ejercicio crónico

Localización Tipo Beneficio

Cambios mixtos

Metabolismo lipídico

< LDL > sobrevida

< tamaño moléculas LDL < eventos coronarios

>HDL mejoría en el control del paciente diabético

< colesterol total

< triglicéridos

> sensibilidad a la insulina




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Cambios mixtos

Factores psicológicos

< depresión Mejoría en la calidad de vida

< ansiedad

< del miedo

< del tabaquismo

mejor control de peso

> en la autonomía

< dependencia familiar

> actividad sexual

> actividades sociales y familiares

> regreso al trabajo



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