Fisiología del Ejercicio y Respuestas Hormonales: Casos y Respuestas Metabólicas

Caso 1: Cociente Respiratorio y Tipo de Sustrato Energético

Durante el ejercicio, un sujeto tiene un VO₂ de 2,5 L/min y un VCO₂ de 1,9 L/min. Al respecto, podemos calcular el cociente respiratorio (QR) de la siguiente manera:

QR = VCO₂ / VO₂ = 1,9 / 2,5 = 0,76

Un QR de 0,76 indica que el sujeto está utilizando predominantemente grasas como fuente de energía (aproximadamente un 83%). En reposo, el QR suele ser cercano a 0.8. Basándonos en estos datos, podemos evaluar las siguientes afirmaciones:

• I. El cociente respiratorio (RQ) indicaría predominancia en el consumo de grasas. (Correcta)
• II. El cociente respiratorio (RQ) tendría un valor de 1,6. (Incorrecta)
• III. Corresponde a un ejercicio de baja intensidad. (Correcta)
• IV. Corresponde a un ejercicio al máximo consumo de oxígeno. (Incorrecta)

Respuesta correcta: d) I y III

Caso 2: Diferencia Arteriovenosa de Oxígeno y Consumo de Oxígeno

Si un individuo tiene un gasto cardíaco de 3000 ml/min, un contenido arterial de oxígeno de 20 ml O₂/100 ml de sangre y un contenido venoso de oxígeno de 5 ml O₂/100 ml de sangre, podemos determinar la diferencia arteriovenosa de oxígeno (DAV) y el consumo de oxígeno (VO₂) de la siguiente manera:

• DAV = Contenido arterial de O₂ - Contenido venoso de O₂ = 20 - 5 = 15 ml O₂/100 ml de sangre
• VO₂ = Gasto cardíaco x DAV / 100 = 3000 ml/min x (15/100) = 450 ml O₂/min

Respuesta correcta: e) Ninguna de las anteriores

La respuesta correcta es DAV = 15 ml O₂/100 ml de sangre y VO₂ = 450 ml O₂/min.

Caso 3: Eventos Fisiológicos en el Umbral Ventilatorio

A la intensidad del umbral ventilatorio, se observan los siguientes eventos fisiológicos:

• I. Disminución del VO₂. (Incorrecta) El VO₂ no disminuye, sino que se estabiliza o aumenta a un ritmo menor.
• II. Aumento de la VCO₂. (Correcta) Debido a la mayor producción de CO₂ por el metabolismo anaeróbico.
• III. Aumento del pH plasmático. (Incorrecta) El pH plasmático disminuye debido a la acumulación de ácido láctico.
• IV. Caída del HCO₃^- plasmático. (Correcta) El bicarbonato se utiliza para tamponar el ácido láctico, lo que reduce su concentración plasmática.

Respuesta correcta: e) II y IV

Caso 4: Umbral Ventilatorio y Entrenamiento

En un ejercicio incremental, el punto de inflexión en la ventilación (umbral ventilatorio) puede ser un parámetro para evaluar la capacidad aeróbica. Respecto a este punto:

• a) Con el entrenamiento, el umbral ventilatorio no cambia. (Incorrecta) El umbral ventilatorio se desplaza hacia la derecha con el entrenamiento, lo que indica una mejora en la capacidad aeróbica.
• b) Indica el punto de disminución en el ritmo glucolítico. (Incorrecta) El umbral ventilatorio marca el punto donde aumenta la participación del metabolismo anaeróbico y, por lo tanto, la glucólisis.
• c) Se espera que la curva se desplace hacia la izquierda después de su entrenamiento. (Incorrecta) Se espera que la curva se desplace hacia la derecha.
• d) Es el punto donde comienza a oxidarse grasas. (Incorrecta) Las grasas se oxidan a intensidades más bajas.

Ninguna de las opciones es correcta. El umbral ventilatorio indica el punto donde el metabolismo anaeróbico comienza a contribuir significativamente a la producción de energía, y con el entrenamiento, este punto se desplaza hacia la derecha, permitiendo al individuo ejercitarse a una mayor intensidad antes de alcanzar el umbral.

Caso 5: Transporte de Oxígeno en la Sangre

Con respecto al transporte de oxígeno en la sangre:

• a) El principal mecanismo de transporte es disuelto en sangre. (Incorrecta) La mayor parte del oxígeno se transporta unido a la hemoglobina.
• b) El oxígeno no es soluble en el plasma. (Incorrecta) El oxígeno es parcialmente soluble en el plasma, aunque en menor cantidad que el CO₂.
• c) El oxígeno es más soluble en el plasma que el CO₂. (Incorrecta) El CO₂ es más soluble en el plasma que el oxígeno.
• d) Normalmente el 1,5% del oxígeno va unido a la hemoglobina. (Incorrecta) Aproximadamente el 98,5% del oxígeno se transporta unido a la hemoglobina.
• e) Normalmente el 98.5% del oxígeno transportado va unido a la hemoglobina. (Correcta)

Respuesta correcta: e) Normalmente el 98.5% del oxígeno transportado va unido a la hemoglobina.

Caso 6: Factores que Aumentan la Descarga de Oxígeno en los Tejidos

Los siguientes factores aumentan la descarga de O₂ en los tejidos:

• I. Aumento del pH. (Incorrecta) Una disminución del pH (acidosis) aumenta la descarga de O₂.
• II. Disminución de la formación de 2,3 DPG. (Incorrecta) Un aumento en la formación de 2,3-DPG aumenta la descarga de O₂.
• III. Aumento en la temperatura. (Correcta)
• IV. Aumento de la PCO₂. (Correcta)
• V. Disminución de la temperatura. (Incorrecta)
• VI. Disminución de la PCO₂. (Incorrecta)
• VII. Aumento en la formación de 2,3 DPG. (Correcta)

Respuesta correcta: c) III, IV y VII

Caso 7: Ley de Boyle

Respecto a la ley de Boyle, es correcto afirmar:

• I. El volumen que ocupa un gas es directamente proporcional a la presión del gas. (Incorrecta)
• II. A mayor volumen del gas, mayor presión dentro del recipiente. (Incorrecta)
• III. A menor volumen, menor presión dentro del recipiente. (Incorrecta)
• IV. El volumen que ocupa un gas es inversamente proporcional a la presión del gas. (Correcta)

Respuesta correcta: IV. El volumen que ocupa un gas es inversamente proporcional a la presión del gas.

Caso 8: Cálculo del VO₂ máx Relativo

Si un sujeto pesa 80 kg y posee un VO₂ máx absoluto de 3,4 L/min, su VO₂ máx relativo se calcula dividiendo el VO₂ máx absoluto por el peso corporal en kg:

VO₂ máx relativo = VO₂ máx absoluto / Peso corporal = 3400 ml/min / 80 kg = 42,5 ml/kg/min

Respuesta correcta: a) 42,5 ml/kg/min

Caso 9: Estrategias para Incrementar el VO₂ máx Relativo

Una buena estrategia para incrementar el VO₂ máx relativo en sujetos altamente entrenados podría ser:

• a) Incrementar la intensidad de los entrenamientos. (Puede ser efectiva, pero hay opciones más específicas)
• b) Aumentar el volumen de las sesiones de entrenamiento. (Puede ser efectiva, pero hay opciones más específicas)
• c) Entrenar por sobre el umbral anaeróbico. (Puede ser efectiva, pero hay opciones más específicas)
• d) Disminuir su porcentaje de grasa para optimizar su composición corporal. (Correcta) Al reducir el peso corporal sin afectar la masa muscular, se incrementa el VO₂ máx relativo.
• e) Incrementar su masa muscular. (Puede ser efectiva, pero depende del tipo de entrenamiento y la modalidad deportiva)

Respuesta correcta: d) Disminuir su porcentaje de grasa para optimizar su composición corporal.

Caso 10: Dopaje Sanguíneo y EPO

Con respecto al dopaje sanguíneo, es correcto afirmar:

• I. La EPO produce incrementos significativos del hematocrito y el VO₂ máx. (Correcta)
• II. Se ha vinculado la muerte de ciclistas por utilización de EPO. (Correcta)
• III. Las infusiones de sangre no son ergogénicas para los deportistas de fondo. (Incorrecta) Las infusiones de sangre pueden mejorar el rendimiento en deportes de fondo.
• IV. La EPO exógena es fácil de detectar. (Incorrecta) La detección de EPO exógena puede ser compleja.

Respuesta correcta: a) I, II

Caso 11: Limitantes del VO₂ máx

Los principales factores limitantes del VO₂ máx son:

• I. Capacidad de transportar oxígeno en la sangre. (Correcta)
• II. Capacidad de difusión pulmonar. (Puede ser un factor limitante en algunos casos, pero no es el principal)
• III. Gasto cardíaco máximo. (Correcta)
• IV. Capacidad oxidativa del músculo. (Correcta)

Respuesta correcta: d) I, III

Caso 12: Cálculo de la Ventilación Alveolar

A Pedro le miden por medio de espirometría su frecuencia respiratoria (Fr) y su volumen corriente (VT). Los valores son:

• Fr = 15 respiraciones/min
• VT = 550 ml
• Volumen del espacio muerto = 30% de VT

La ventilación alveolar se calcula de la siguiente manera:

Ventilación alveolar = Fr x (VT - Volumen del espacio muerto) = 15 x (550 - (0.3 x 550)) = 15 x (550 - 165) = 15 x 385 = 5775 ml/min

Respuesta correcta: a) 5775 ml

Caso 13: Mecanismo de Acción de la ADH

Respecto al mecanismo de acción de la ADH (hormona antidiurética), es correcto afirmar:

• I. El principal estímulo para la ADH... (Incompleta)
• II. Una disminución en la osmolaridad... (Incompleta)
• III. Un aumento en la osmolaridad... (Incompleta)

Completando las afirmaciones:

• El principal estímulo para la liberación de ADH es un aumento en la osmolaridad plasmática.
• Una disminución en la osmolaridad plasmática inhibe la liberación de ADH.
• Un aumento en la osmolaridad plasmática estimula la liberación de ADH.
• La ADH aumenta la reabsorción de agua en el túbulo colector del riñón.
• Tiene gran afinidad con receptores V2 (responsables de la reabsorción de agua) y menor afinidad por los V1 (relacionados con la vasoconstricción).
• Función vascular: vasoconstricción.

Caso 14: Factores que Estimulan la Liberación de GH

Son factores que estimulan la liberación de la hormona del crecimiento (GH):

• I. Sueño profundo. (Correcta)
• II. Ejercicio. (Correcta)
• III. Hipoglicemia. (Correcta)
• IV. Somatostatina. (Incorrecta) La somatostatina inhibe la liberación de GH.

Respuesta correcta: c) I, II, III

Caso 15: Difusión de Gases a Nivel Alveolo-Capilar

Con respecto a la difusión de gases a nivel alveolo-capilar, es correcto afirmar:

• I. En condiciones normales, con el sujeto en reposo, la difusión de O₂ ocurrirá aproximadamente al 75% del recorrido del capilar. (Incorrecta) La difusión de O₂ ocurre aproximadamente en el primer tercio del recorrido del capilar en reposo.
• II. Si un sujeto se ejercita a una intensidad de su máximo consumo de O₂ (VO₂ máx), con una enfermedad intersticial de pulmón, la saturación de la hemoglobina disminuirá. (Correcta) La enfermedad intersticial aumenta la distancia de difusión, dificultando el intercambio gaseoso, especialmente durante el ejercicio intenso.
• III. El espesor de la membrana alvéolo-capilar es directamente proporcional a la velocidad de difusión del O₂. (Incorrecta)
• IV. El espesor de la membrana alvéolo-capilar es indirectamente proporcional a la velocidad de difusión del O₂. (Correcta) A mayor espesor, menor velocidad de difusión.

Respuesta correcta: d) II y IV

Caso 16: Clasificación de los Tipos de Hormonas

Con respecto a la clasificación de los tipos de hormonas, podemos afirmar:

• a) Las hormonas tiroideas son hidrofílicas. (Incorrecta) Son lipofílicas.
• b) Las catecolaminas interactúan con receptores intracelulares en las células blanco. (Incorrecta) Interactúan con receptores de membrana.
• c) Hormonas de tipo hidrofílicas son derivadas del colesterol. (Incorrecta) Las hormonas lipofílicas, como las esteroideas, son derivadas del colesterol.
• d) Las tiroideas tienen receptores intracelulares en casi todas las células del organismo. (Correcta)
• e) Ninguna es correcta. (Incorrecta)

Respuesta correcta: d) Las tiroideas tienen receptores intracelulares en casi todas las células del organismo.

Caso 17: Síntomas de Hipertiroidismo

Los siguientes síntomas o efectos se relacionan con el hipertiroidismo:

• I. Disminución exagerada del peso corporal. (Correcta)
• II. Disminución del metabolismo. (Incorrecta) El hipertiroidismo se caracteriza por un aumento del metabolismo.
• III. Aumento del peso corporal. (Incorrecta)
• IV. Aumento de la frecuencia cardíaca (taquicardia). (Correcta)

Respuesta correcta: d) I y IV

Caso 18: Vida Media de Hormonas Hidrofóbicas

Las hormonas hidrofóbicas tienen una mayor vida media debido a que:

a) Van unidas a proteínas en el plasma sanguíneo. (Correcta)

• b) Tienen receptores en la membrana plasmática. (Incorrecta) Las hormonas hidrofóbicas suelen tener receptores intracelulares.
• c) Se pueden almacenar en vesículas. (Incorrecta) Las hormonas hidrofílicas se almacenan en vesículas.
• d) Sus efectos fisiológicos son rápidos. (Incorrecta) Los efectos de las hormonas hidrofóbicas suelen ser más lentos que los de las hidrofílicas.

Respuesta correcta: a) Van unidas a proteínas en el plasma sanguíneo.

Caso 19: Hipotiroidismo Congénito No Tratado (Cretinismo)

En un hipotiroideo congénito no tratado (cretinismo) durante la infancia temprana, se puede observar:

• a) Crecimiento óseo normal y un menor metabolismo basal. (Incorrecta)
• b) Crecimiento óseo normal y un aumento del metabolismo basal. (Incorrecta)
• c) Crecimiento óseo alterado y desarrollo anormal del SNC. (Correcta)
• d) Crecimiento óseo alterado y SNC normal. (Incorrecta)

Respuesta correcta: c) Crecimiento óseo alterado y desarrollo anormal del SNC.

Caso 20: Efectos de la Aldosterona a Nivel Renal

En relación con los efectos de la aldosterona a nivel renal, podemos decir:

• a) Reabsorción de potasio y excreción de sodio. (Incorrecta)
• b) Reabsorción de sodio y potasio. (Incorrecta)
• c) Excreción de sodio y potasio. (Incorrecta)
• d) Reabsorción de sodio y excreción de potasio. (Correcta)

Respuesta correcta: d) Reabsorción de sodio y excreción de potasio.

Caso 21: Cortisol y Ejercicio

Respecto al cortisol, es correcto afirmar:

• I. Potencia la acción de la insulina. (Incorrecta) El cortisol antagoniza la acción de la insulina.
• II. Puede relacionarse con el sobreentrenamiento. (Correcta) Niveles elevados y crónicos de cortisol pueden indicar sobreentrenamiento.
• III. Está directamente relacionado a la intensidad de ejercicio. (Correcta) La liberación de cortisol aumenta con la intensidad del ejercicio.
• IV. Potencia la inmunidad del organismo. (Incorrecta) El cortisol tiene un efecto inmunosupresor.

Respuestas correctas: II y III

Caso 22: Hormona del Crecimiento y Ejercicio

Respecto a la hormona del crecimiento (GH), es correcto afirmar:

• II. Su secreción se potencia en función de la intensidad del ejercicio. (Correcta)
• III. Mientras más largo es el ejercicio, menor secreción de GH. (Incorrecta) La duración del ejercicio también influye, pero la intensidad es un factor más determinante.
• IV. La GH ejerce un efecto lipogénico sobre los adipocitos. (Incorrecta)
• V. La GH ejerce un efecto lipolítico sobre los adipocitos. (Correcta)
• VI. Promueve la entrada de glucosa a los miocitos durante el ejercicio. (Incorrecta) La GH reduce la captación de glucosa por los músculos durante el ejercicio.

Respuesta correcta: b) II, V

Caso 23: Secreción de Insulina

Con respecto a la secreción de insulina desde el páncreas, es correcto afirmar:

• I. La insulina es secretada por las células alfa del páncreas. (Incorrecta) La insulina es secretada por las células beta del páncreas.
• II. El calcio juega un papel importante en la exocitosis de la insulina. (Correcta)
• III. La fosforilación de un canal de Ca²⁺ dependiente de ATP genera la salida de insulina al torrente sanguíneo. (Incorrecta) La despolarización de la membrana por el cierre de canales de K⁺ dependientes de ATP abre canales de Ca²⁺ voltaje-dependientes, lo que induce la exocitosis de la insulina.
• IV. Un alza en las concentraciones de glucosa en sangre es el principal estímulo de secreción. (Correcta)

Respuesta correcta: e) II y IV son correctas.

Caso 24: Efectos Metabólicos de la Insulina

Según la figura (no proporcionada), se puede inferir que la insulina:

• I. Aumenta la gluconeogénesis. (Incorrecta) La insulina inhibe la gluconeogénesis.
• II. Aumenta la cetogénesis (producción de cuerpos cetónicos). (Incorrecta) La insulina inhibe la cetogénesis.
• III. Aumenta la síntesis de lípidos. (Correcta)
• IV. Aumenta la síntesis de glucógeno. (Correcta)
• V. Disminuye la glucogenólisis. (Correcta)

Sin la figura, no es posible determinar con certeza la respuesta correcta. Sin embargo, basándonos en los efectos conocidos de la insulina, las opciones III, IV y V son correctas.

Caso 25: Glándula Suprarrenal

Respecto a la glándula suprarrenal:

• I. Tiene 3 capas que secretan diferentes hormonas. (Correcta)
• II. La zona glomerular secreta cortisol. (Incorrecta) La zona fasciculada secreta cortisol.
• III. La zona reticular secreta los andrógenos. (Correcta)

Respuesta correcta: a) I, III

Caso 26: Contenido Arterial y Venoso de Oxígeno

Un sujeto tiene 13 g/dl de hemoglobina en sangre y una saturación de hemoglobina arterial y venosa de 93% y 72% respectivamente. Para calcular el contenido arterial y venoso de oxígeno, se utiliza la siguiente fórmula:

Contenido de O₂ = (Hemoglobina x 1,34 x Saturación) / 100

• Contenido arterial de O₂ = (13 g/dl x 1,34 x 0,93) = 16,20 ml O₂/dl de sangre
• Contenido venoso de O₂ = (13 g/dl x 1,34 x 0,72) = 12,54 ml O₂/dl de sangre

Respuesta correcta: c) Contenido arterial = 16,20 ml O₂, contenido venoso = 12,54 ml O₂

Caso 27: Diferencia Arteriovenosa de Oxígeno y VO₂

En base a los datos de la pregunta anterior, el mismo sujeto tiene una frecuencia cardíaca de 75 latidos por minuto y un volumen sistólico de 105 ml. Para calcular su diferencia arteriovenosa de oxígeno y su VO₂, se utilizan las siguientes fórmulas:

• Diferencia arteriovenosa de O₂ (Dif A-VO₂) = Contenido arterial de O₂ - Contenido venoso de O₂ = 16,20 - 12,54 = 3,66 ml O₂/dl de sangre
• Gasto cardíaco (Q) = Frecuencia cardíaca x Volumen sistólico = 75 lpm x 105 ml = 7875 ml/min
• VO₂ = Q x Dif A-VO₂ / 100 = 7875 ml/min x 3,66 / 100 = 288,225 ml O₂/min

Respuesta correcta: a) Dif A-VO₂ = 3,66 ml O₂, VO₂ = 288,2 ml O₂

Caso 28: Características y Síntomas de la Diabetes Tipo 1

Respecto a las características y síntomas de la diabetes tipo 1, es correcto afirmar:

• I. Los pacientes presentan generalmente una marcada insulino-resistencia. (Incorrecta) La diabetes tipo 1 se caracteriza por la ausencia o deficiencia de insulina, no por resistencia a la misma.
• II. Los pacientes experimentan obesidad. (Incorrecta) La diabetes tipo 1 no tratada suele asociarse con pérdida de peso.
• III. Sufren de polifagia y polidipsia. (Correcta) Aumento del apetito y la sed.
• IV. La secreción de insulina es mínima o nula. (Correcta)
• V. Los pacientes experimentan una marcada pérdida de peso. (Correcta)

Respuestas correctas: III, IV y V

Este documento proporciona una revisión de conceptos clave en fisiología del ejercicio y endocrinología, con un enfoque en la aplicación práctica a través de casos clínicos. Se abordan temas como el metabolismo energético, el transporte de oxígeno, la regulación hormonal y la diabetes. Es importante recordar que este material tiene fines educativos y no debe reemplazar el consejo médico profesional.