Fisiologia Respiratòria Humana i Adaptacions a l'Exercici

Fisiologia Respiratòria Humana

Processos Clau de la Respiració

Ventilació Pulmonar

La ventilació és el procés mecànic mitjançant el qual l'aire atmosfèric passa de l'exterior als pulmons (inspiració) i l'aire de l'interior a l'exterior (espiració). La inspiració és activa, mentre que l'espiració és passiva. Durant la inspiració, augmenta el diàmetre del tòrax i disminueix la pressió; durant l'espiració, la musculatura es relaxa, la pressió augmenta i els pulmons es buiden.

La freqüència respiratòria (respiracions per minut) varia segons l'edat:

• 1 any: 30-60
• 1-3 anys: 24-40
• 3-6 anys: 22-34
• 6-12 anys: 18-30
• 12-18 anys: 12-16

Volums Pulmonars

• Volum Corrent (VC): Volum d'aire renovat en una ventilació normal, que es mesura en repòs.
• Volum de Reserva Inspiratori (VRI): Quantitat màxima d'aire que es pot inspirar després d'una inspiració normal.
• Volum de Reserva Espiratori (VRE): Quantitat màxima d'aire que es pot exhalar després d'una espiració normal en repòs.
• Volum Residual (VR): Volum d'aire que queda als pulmons després d'una espiració màxima.

Capacitats Pulmonars

• Capacitat Vital (CV): Quantitat màxima d'aire que es pot exhalar després d'una inspiració màxima.
• Capacitat Pulmonar Total (CPT): Quantitat màxima d'aire que hi ha als pulmons després d'una inspiració màxima.

Components de la Ventilació

L'espai mort anatòmic és el volum d'aire que ocupa les vies respiratòries on no hi ha intercanvi de gasos.

Intercanvi de Gasos

L'aire atmosfèric es compon de: Nitrogen (79%), Oxigen (21%), Anhídrid Carbònic (0,03%).

• La sang arterial és rica en O2 i pobra en CO2.
• La concentració de CO2 als teixits és més alta que a la sang.
• La concentració d'O2 a la sang és més alta que als teixits.

Transport de Gasos

• Transport d'Oxigen (O2): Majoritàriament, l'oxigen és transportat pels glòbuls vermells (97% unit a l'hemoglobina) i un 3% dissolt en plasma.
• Transport de Diòxid de Carboni (CO2): Dissolt en plasma (7%), com a carbaminohemoglobina (23%), i en forma d'ió bicarbonat (70%).

Control Nerviós de la Respiració

• Control Voluntari: Escorça cerebral → Neurones de la medul·la espinal → Músculs respiratoris.
• Control Autonòmic: Bulb raquidi → Envia impulsos a la medul·la espinal → Activa els músculs respiratoris.

Paràmetres Respiratoris en Exercici

La Ventilació Minut Respiratòria (VMR) es calcula com: VMR = FR x VC.

Adaptacions Respiratòries a l'Exercici

Adaptacions Agudes de la VMR a l'Exercici

La resposta de la VMR a l'exercici es pot dividir en fases:

• Fase 0: Abans de l'exercici, el volum augmenta pels estímuls del sistema nerviós (anticipació).
• Fase 1: Receptors mecànics s'activen amb la intensitat de l'exercici.
• Fase 2 (lenta): Regulada principalment pels receptors químics.
• Fase 3 (estable): No s'assoleix en exercici màxim.
• Fase 4 (ràpida): Regulada pels receptors mecànics quan es deixa de fer exercici.
• Fase 5 (recuperació lenta): A més intensitat, més llarga; a menys intensitat, menys llarga.

Volum Corrent i Aciditat

Durant l'exercici, el nivell d'àcid làctic augmenta, però el cos envia bicarbonat per tamponar-lo i mantenir l'equilibri del pH.

Despesa Energètica de la Ventilació

Els músculs respiratoris augmenten la seva despesa energètica fins a un 8% durant l'exercici, mentre que en repòs gasten un 2-3%. Aquesta despesa no limita l'exercici físic en persones sanes, però sí en fumadores.

Adaptacions Cròniques Respiratòries

L'entrenament modifica la ventilació a nivell de la musculatura respiratòria, provocant:

• Augment de la força muscular.
• Augment de la velocitat de reacció de les fibres.

Volums Espiromètrics

L'entrenament augmenta la reserva inspiratòria i espiratòria, i pot influir en el volum residual. En una persona entrenada, la VMR és menor que en una no entrenada a la mateixa intensitat d'exercici.

Capacitat de Difusió Pulmonar

La capacitat de difusió pulmonar es refereix al trasllat de gasos dels pulmons a la sang i de la sang als pulmons. Les persones entrenades tenen una major capacitat de difusió tant en repòs com durant l'exercici.

Consideracions Específiques

Fumar i Capacitat Pulmonar: És un factor limitant?

No es considera limitant per al rendiment en exercici en persones sanes, ja que la ventilació és molt més elevada que el requeriment d'O2. No obstant això, fumar sí que té un impacte negatiu significatiu en la salut pulmonar a llarg termini.

Segon Alè

En persones poc entrenades, hi pot haver un desajust entre l'aportació i el consum d'energia, que es manifesta com el "segon alè" quan el cos s'adapta.

Puntada al Costat (Flat)

Es pot deure a hipòxia (manca d'O2) al fetge, a la melsa o al diafragma. Sovint apareix després de beure o menjar. El dolor es localitza a la part lateral de l'abdomen. Per prevenir-ho, es recomana no beure copiosament abans de l'exercici i mantenir una respiració uniforme.

Broncoespasmes

• Crisi Aguda: Passa durant l'exercici o en acabar. Es caracteritza per una inspiració lenta i una expiració ràpida.
• Crisi Tardana: Passa entre 4-24 hores després de l'exercici i hi ha més possibilitats durant la nit.

La hiperventilació pot provocar una pèrdua de temperatura, una resposta inflamatòria (irritació muscular) i l'activació del sistema nerviós parasimpàtic, que condueix a la bronco-constricció.