Fisiología Respiratoria y su Impacto en el Rendimiento Físico

Sistema Respiratorio: Conceptos Fundamentales

Tipos de Respiración

• Respiración Pulmonar

  : Ventilación e intercambio de gases (O2 y CO2) en los pulmones.

• Respiración Celular

  : Utilización de O2 y producción de CO2 por los tejidos.

Funciones del Aparato Respiratorio

• Distribución de aire.
• Intercambio de gases.
• Filtrar, calentar y humidificar el aire que respiramos.
• Regulación del pH.
• Regulación de la temperatura.
• Producción de hormonas en el pulmón.
• Producción de sonido.

Conceptos Clave de la Ventilación Pulmonar

• Ventilación

  : Movimiento mecánico de aire.

• Difusión

  : Movimiento molecular de alta a baja concentración.

Volúmenes y Capacidades Pulmonares

• Volumen Corriente (VC)

  : Cantidad de aire que ingresa a los pulmones con cada inspiración o espiración. Valor normal: 500 cm³.

• Volumen de Reserva Inspiratoria (VRI)

  : Volumen de aire que puede ser inspirado con un esfuerzo inspiratorio máximo, adicional al volumen corriente. Valor normal: 3000 cm³.

• Volumen de Reserva Espiratoria (VRE)

  : Volumen de aire espirado mediante una espiración forzada posterior a una espiración normal. Valor normal: 1100 cm³.

• Volumen Residual (VR)

  : Cantidad de aire que queda en los pulmones después de un esfuerzo espiratorio máximo. Valor normal: 1200 cm³.

• Capacidad Inspiratoria (CI)

  : Volumen de reserva inspiratoria más volumen corriente. Valor normal: 3500 cm³. Es el aire que puede ingresar a los pulmones con una inspiración forzada después de una espiración normal.

• Capacidad Funcional Residual (CFR)

  : Volumen de reserva espiratoria más volumen residual. Valor normal: 2300 cm³. Es la cantidad de aire que permanece en los pulmones después de una espiración normal.

• Capacidad Vital (CV)

  : Volumen de reserva inspiratoria más volumen corriente más volumen de reserva espiratoria. Valor máximo: 4600 cm³. Es la máxima cantidad de aire que una persona puede espirar de sus pulmones luego de haberlos llenado al máximo.

• Capacidad Pulmonar Total (CPT)

  : Suma de todos los volúmenes. Valor normal: 6000 cm³. Corresponde al máximo volumen de aire que los pulmones pueden contener con el máximo esfuerzo inspiratorio.

• Ventilación Minuto (VM)

  : Volumen de aire que se moviliza en los pulmones en 1 minuto. Valor normal: 6 litros.

• Ventilación Alveolar

  : Volumen que realmente toma parte en la hematosis. De todo el aire que entra a los pulmones en cada respiración, solo llegan a los alvéolos 350 mL.

Centros de Control Respiratorio

• Área Apnéustica

  : Se ubica en la parte inferior de la protuberancia. Su función es inhibir la espiración y estimular la inspiración.

• Área Neumotáxica

  : Se ubica en la parte superior de la protuberancia. Su función es limitar la inspiración, transmitiendo impulsos inhibidores continuos al área respiratoria. Cuando el área es más activa, la velocidad de respiración es mayor.

Sistema Respiratorio y Ejercicio Físico

Adaptaciones Respiratorias al Ejercicio

• Aumento de la ventilación: de 35 a 45 L/min (en sesiones de 60-70 minutos).
• Volumen corriente: hasta 2 L.
• Ventilación por minuto: hasta 100 L/min (17 veces más que en reposo).
• Deportistas de élite: superan los 185 L/min, llegando a 200 L/min.
• El volumen corriente no excede el 55-65% de la capacidad vital.

Funciones del Sistema Respiratorio Durante el Ejercicio

• Oxigena y disminuye el grado de acidez de la sangre venosa.
• Mantiene disminuida la resistencia vascular pulmonar.
• Minimiza el paso de agua al espacio intersticial pulmonar.

Limitaciones del Sistema Respiratorio en el Ejercicio

• Evita la aparición de fatiga en la musculatura ventilatoria.
• Evita un alto flujo sanguíneo a la musculatura ventilatoria en desmedro de la esquelética.

Control de la Ventilación Durante el Ejercicio

Control en Ejercicio Submáximo

• Quimiorreceptores y aferentes neurales de la musculatura activa regulan el rango metabólico con una PCO2 arterial constante.

Fases de la Ventilación en Ejercicio Estable

• La ventilación minuto:
  • Aumenta bruscamente (30 a 50 segundos).
  • Aumento gradual (3 a 4 minutos).
  • Estabilización.

Mecanismos de Control de las Fases

• Estímulos corticales y propioceptivos de los miembros.
• Control central y medular.
• Estímulos periféricos (quimiorreceptores).
• Mecanismos sensitivos periféricos de retroalimentación (feedback).

Ventilación Según la Intensidad del Ejercicio

• Intensidad Leve a Moderada

  • La ventilación aumenta linealmente con el VO2.
  • Aumenta la ventilación por un incremento del volumen corriente.
  • La relación Ventilación/Perfusión (V/Q) se mantiene en 0,8.

• Intensidad Alta

  • Aumenta la ventilación por un incremento de la Frecuencia Respiratoria (FR), probablemente por acidosis metabólica.
  • Aumenta de forma desproporcionada la ventilación alveolar (5-200 L/min).
  • La relación V/Q puede ser mayor a 5,0.

Control de la Ventilación en Ejercicio Pesado

• Umbral ventilatorio.
• Aumento de las concentraciones de H+ sanguíneo.
• Vía de los cuerpos carotídeos.

Causas del Umbral Ventilatorio

• Regulación de la acidosis.
• Aumento de catecolaminas circulantes.
• Aumento de la temperatura corporal.