Adaptaciones pulmonares durante el ejercicio

ADAPTACIONES RESPIRATORIAS
DURANTE EL EJERCICIO
DRA. EDDA LEONORVELÁSQUEZ DE CORTEZ

 El ejercicio físico es una actividad que desarrollan todos los seres humanos, en
distinto grado, durante su existencia.
 La tendencia al ejercicio y actos locomotores rítmicos es una tendencia natural
que tiene rico tono afectivo y produce placer. Esos y otros factores fisiológicos
tienen gran importancia en el ejercicio.
 Además de placer, el ejercicio mantiene la agilidad corporal, ejerce una influencia
psicológica y social profunda; su deficiencia predispone a la obesidad y afecciones
metabólicas degenerativas.
EL EJERCICIO

 Las respuestas fisiológicas inmediatas al ejercicio son cambios súbitos y
transitorios que se dan en la función de un determinado órgano o sistema o bien
los cambios funcionales que se producen durante la realización del ejercicio y
desaparecen inmediatamente cuando finaliza la actividad.
RESPUESTAS FISIOLOGICAS

ADAPTACIONES DURANTE EL EJERCICIO
Durante el ejercicio se producen modificaciones adecuadas y coordinadas en todo
el organismo:
I - Adaptaciones Metabólicas.
II - Adaptaciones Circulatorias.
III - Adaptaciones Cardíacas.
IV - Adaptaciones Respiratorias.
V - Adaptaciones en Sangre.
VI - Adaptaciones en el Medio Interno.

EL SISTEMA RESPIRATORIO EN EL EJERCICIO TIENE 3 FUNCIONES BÁSICAS:
1) Oxigenar y disminuir la acidosis metabólica de la sangre venosa que está
hipercápnica e hipoxémica.
2) Mantener baja la resistencia vascular pulmonar.
3) Reducir el paso de agua al espacio intersticial.

VENTILACION PULMONAR
 Durante el ejercicio intenso la frecuencia respiratoria (FR) en personas sanas
puede alcanzar 35-45 r.p.m. llegando hasta 60-70 r.p.m. en deportistas de alto
nivel.
 El volumen corriente puede llegar hasta los 2 litros.
 La ventilación pulmonar puede alcanzar valores 17 veces mayores que en el
reposo (100 L/min) y se modifica antes, durante y después del ejercicio.

LAVENTILACION PULMONAR TIENE 3 FASES:
 FASE I: la ventilación aumenta en forma brusca. (duración: 30-50 seg.)
 FASE II: el aumento se hace más gradual (3-4 min.)
 FASE III: se estabiliza (solo en ejercicios de intensidad leve o moderada)

 Durante el ejercicio leve o moderado el
volumen espirado (VE) aumenta en forma
lineal con respecto al consumo de O2
(VO2) y con la producción de CO2 (VCO2)
cuyo cocienteVE/VO2 es igual a 20-25.
 Este aumento se debe a un aumento mayor
del volumen corriente en comparación a la
frecuencia respiratoria.

 Cuando el ejercicio es muy intenso y se
instala una acidosis metabólica la relación
VE/VO2 se hace curvilínea y el aumento de
la VE es a expensas de la FR, al no
alcanzarse la fase III se produce un
aumento desproporcionado de la VE en
relación al VO2 por lo que su cociente
puede llegar a 35-40.

 El punto en el cual se produce esa
respuesta desproporcionada se denomina
“umbral ventilatorio” y corresponde
aproximadamente al 55-65% de la VO2
máx.
 Durante la recuperación post ejercicio se
produce una primera fase de disminución
brusca de la VE y otra fase de disminución
gradual.

 Con respecto a la V/Q podemos decir que
en el ejercicio ligero se mantiene
semejante al del reposo (0,8), en el
moderado tanto la VE como la perfusión se
hacen mucho más uniformes en todo el
pulmón, hay un reclutamiento de los
capilares pulmonares y un aumento del
diámetro de los mismos.

 Mientras que en el ejercicio intenso hay un
aumento desproporcionado de la VE con el
cual la relación V/Q puede aumentar hasta
5 veces.

CONSUMO DE O2YVENTILACIÓN PULMONAR
 El consumo normal de O2 para el varón adulto joven en reposo es de 250 ml/min,
pero en condiciones extremas este valor puede llegar a 3600 ml/min sin
entrenamiento, 4000 ml/min con entrenamiento deportivo, y 5100 ml/min en un
corredor de maratón masculino.
 El consumo de O2 y ventilación pulmonar total aumenta unas 20 veces desde el
estado de reposo al de ejercicio de intensidad máxima.

 La capacidad respiratoria máxima es cerca del 50% mayor que la ventilación
pulmonar real durante el ejercicio máximo, ello brinda un elemento de seguridad
para los deportistas dándoles ventilación adicional en caso de ejercicios a grandes
alturas, ambientes muy cálidos o anormalidades en el sistema respiratorio.

DIFUSION DE GASES
La capacidad de difusión del O2 se triplica gracias al aumento de la superficie de
intercambio.
En estado de reposo la PO2 del capilar y del alvéolo se iguala en los primeros 0,25 seg. del
tránsito del eritrocito en contacto con la membrana alveolar que es de 0,75 seg. en total;
en el ejercicio al aumentar el flujo sanguíneo el tiempo de tránsito disminuye a 0,50 ó 0,25
pero mientras no descienda más, la capacidad de difusión se mantiene.

CAPACIDAD DE DIFUSIÓN DE OXÍGENO
 Se incrementa al triple de su valor la capacidad de difusión entre el estado de
reposo (23 ml/min.) y el de ejercicio máximo (64 ml/min.), esto se debe
principalmente a que el flujo sanguíneo a través de los capilares pulmonares es
muy lento e incluso nulo durante el estado de reposo, mientras que en el ejercicio
el incremento del flujo sanguíneo en los pulmones hace que todos los capilares se
hallen perfundidos al máximo, lo que brinda mayor superficie donde el O2 puede
difundir.

TRANSPORTE DE GASES DURANTE EL EJERCICIO
 Durante el ejercicio la hemoglobina aumenta 5-10% debido a la pérdida de
líquidos y al trasvase de los mismos desde el compartimiento vascular al muscular
(hemoconcentración).
 La diferencia arteriovenosa está aumentada debido a la mayor extracción de O2
por parte de las células musculares activas.

TRANSPORTE DE GASES DURANTE EL EJERCICIO
 El aumento de hidrogeniones, del CO2, de la temperatura y del 2,3 DPG desplazan
la curva de disociación de la hemoglobina hacia la derecha.
 La mioglobina que facilita el transporte de O2 en el interior de la célula muscular
hasta la mitocondria parece aumentar sus concentraciones gracias al
entrenamiento de resistencia.
 El transporte de CO2 desde la célula hasta los pulmones se realiza principalmente
por el sistema del bicarbonato.

GASES ARTERIALES
 Tanto la PO2 como la PCO2 se mantienen casi normales, lo que indica gran
capacidad del sistema respiratorio para suministrar aireación adecuada de la
sangre incluso durante el ejercicio máximo.
 En el ejercicio la respiración se estimula principalmente por mecanismos
neurógenos: por estímulo directo del centro respiratorio, por las mismas señales
que se transmiten desde el cerebro a los músculos para producir movimientos, y
por señales sensoriales hacia el centro respiratorio generadas en los músculos en
contracción y las articulaciones en movimiento.

EL ENTRENAMIENTO FÍSICO
 El entrenamiento comprende:
 El perfeccionamiento de la habilidad, fuerza y resistencia.

1. El entrenamiento de resistencia aumenta la capacidad aeróbica máxima, es decir,
la captación máxima de O2.
Esta define la capacidad funcional del sistema cardiovascular y refleja el
producto del VM cardíaco y la diferencia de O2 arterio-venoso, se desprende
que un cambio del consumo de O2 máximo debe reflejar un cambio
correspondiente en el VM cardíaco máximo.
EFECTOS DEL ENTRENAMIENTO
PARA EL EJERCICIO DINÁMICO

EFECTOS DEL ENTRENAMIENTO
PARA EL EJERCICIO DINÁMICO
2. El entrenamiento aumenta el tamaño y número de las mitocondrias por gramo
de músculo.
3. El nivel de actividad enzimática mitocondrial por gramo de proteína
mitocondrial.
4. La capacidad del músculo de oxidar las grasas, hidratos de carbono y cetonas.
5. Y la capacidad de generar ATP.

EFECTO DEL ENTRENAMIENTO SOBRE LAVO2 MÁX.
 El consumo de O2 bajo un metabolismo aeróbico máximo (VO2 máx.) en períodos
cortos de entrenamiento (2-3 meses) solo aumenta el 10%. Sin embargo los
corredores de maratón presentan un VO2 máx. alrededor del 45% superior al de
las personas no entrenadas. En parte ese valor superior corresponde a
determinación genética, es decir, son personas que tienen mayor tamaño torácico
en relación al tamaño corporal y que poseen músculos respiratorios más fuertes.

EFECTOS DEL ENTRENAMIENTO PARA EL
EJERCICIO DINÁMICO
El efecto neto de estos cambios en el músculo es un aumento de la
capacidad para la extracción de O2 periférico (diferencia arterio-
venosa de O2 aumentada) y una reducción de la producción de lactato
(mayor capacidad aeróbica) a cualquier carga de trabajo dada.

EFECTOS DEL ENTRENAMIENTO PARA EL
EJERCICIO DINÁMICO
En consecuencia, los requerimientos de O2 del corazón son menores
a una carga de trabajo dada, porque la FC, la post carga, el grado de
acortamiento y la velocidad de acortamiento son menores.
En el cuadro siguiente se resumen los efectos del entrenamiento
sobre los órganos y sus funciones.

LOS MECANISMOS RESPONSABLES DE LA HIPERVENTILACIÓN QUE SE
PRODUCE EN EL EJERCICIO SON:
1) Estímulo central: Proviene del centro respiratorio y del hipotálamo.
2) Potenciación a corto plazo: Es un mecanismo no sensorial intrínseco que provoca
una amplificación de la respuesta ventilatoria a cualquier estímulo. Se encuentra en
las neuronas del tronco cerebral.
REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN

3) Mecanismo de retroalimentación:
 Integrado por dos grupos:
 Retroalimentación respiratoria: quimiorreceptores centrales, periféricos y
receptores en músculos respiratorios, pulmones y vías aéreas.
 Retroalimentación no respiratoria: receptores en músculos, senos
carotídeos, receptores venosos y cardíacos.

4) Mecanismos Termoregulatorios: De estos mecanismos regulatorios algunos
predominan en una fase y otros en otra.
 FASE I: Predominan el estímulo central potenciado por la retroalimentación
muscular.
 FASE II: A los dos anteriores se le suman la potenciación a corto plazo, la acción
del potasio en los senos carotideos y la de los gases sanguíneos.
 FASE III: Actúan todos los mecanismos.

EN LA RECUPERACIÓN:
 Fase rápida: representa la desaparición del comando central y de los mecanismos
de retroalimentación muscular.
 Fase lenta: representa la desaparición de la potenciación a corto plazo,
manteniéndose el factor estimulador que es el aumento de potasio y los otros
mecanismos que se van a ir ajustando hasta llegar al estado basal.

BRONCOCONSTRICCION INDUCIDA POR EL
EJERCICIO
 Es el estrechamiento de las vías respiratorias que se produce de forma aguda inducida por
el ejercicio.
 Una proporción sustancial de pacientes asmáticos experimentan síntomas inducidos por
el ejercicio, aunque también se ha visto en pacientes sin diagnostico de asma bronquial.
Am J Respir Crit Care Med Vol 187, Iss. 9, pp 1016–1027, May 1, 2013

BRONCOCONSTRICCION INDUCIDA POR EL EJERCICIO
 La prevalencia exacta en pacientes con asma y BIE se desconoce, pero el ejercicio es uno de los
principales desencadenantes de broncoconstricción en estos pacientes.
 La prevalencia es del 20% en pacientes sin diagnostico de asma
 En atletas de elite la prevalencia varia entre 30% y 70%

FISIOPATOLOGIA
El epitelio juega un papel importante en la transferencia de agua y el calentamiento
de las vías aéreas inferiores, pero la manera en que esta respuesta epitelial conduce a
la activación de leucotrienos es aun desconocida.

PATOGÉNESIS
 Un periodo aceptable de ejercicio de alta intensidad o de intervalo incrementa la
ventilacion minuto durante la hipernea isocapnica, desencadenando
broncoconstricción, la cual ocurre predominantemente al cese de un corto periodo
de hipernea y dura aproximadamente de 30 a 90 minutos sin tratamiento

Varios estudios demuestran que algunos sujetos predispuestos a BIE tienen:
 Niveles incrementados de oxido nítrico
 Leucotrienos
 Expresión genética de células de mastocitos
 Descamación epitelial dentro de la luz de la vía aérea

PATOGÉNESIS
 Los mediadores de la inflamación incluyendo triptasa, histamina y leucotrienos son
liberados por células que se encuentran en la vía aérea incluyendo eosinófilos y
mastocitos.

TEORIATERMICA
 Se basa en la antigua teoría de Deal y McFadden, quiénes consideraron que el asma
inducido por ejercicio se iniciaba por el efecto térmico que la hiperventilación del
ejercicio causa sobre las vías respiratorias .
 Sostiene que el rápido aumento de la temperatura en las vías aéreas causa
congestión vascular, aumento de la permeabilidad y edema.
Javier López Silvarrey Especialista en Medicina Deportiva Subdirector de la Escuela de
Medicina de la Educación Fisica y el Deporte. Facultad de Medicina.UCM

TEORIATERMAL
El enfriamiento de la mucosa durante el ejercicio no seria un hecho aislado, si no que
se acompañaría de un recalentamiento posterior al esfuerzo que justificaría algunas
circunstancias no explicadas de la BIE.
Javier López Silvarrey Especialista en Medicina Deportiva Subdirector
de la Escuela de Medicina de la Educación Fisica y el Deporte. Facultad
de Medicina.UCM

TEORIA HIPEROSMOLAR
 La hiperventilación del ejercicio provoca en la mucosa respiratoria, evaporación,
pérdida de H2O, deshidratación, aumento de la osmolaridad intracelular, hechos que
inician los eventos que conducen a la contracción bronquial.

EL ROL DEL ENTORNO
La alta prevalencia de BIE en atletas puede estar relacionada a demandas especificas del ambiente o
diferentes deportes.
La prevalencia de BIE en atletas en pista de patinaje es del 30% y esto puede estar relacionado con la
inhalación de aire frio y seco
La prevalencia en nadadores es del 11 al 29% y esta asociado al la inhalación de grandes cantidades de
tricloroaminas

EL ROL DEL ENTORNO
Dentro de los factores ambientales que contribuyen a la BIE están:
 Aire frio
 Aire seco
 Ozona ambiental
 Partículas transportadas por el aire.

EL ROL DEL ENTORNO
Poblaciones susceptibles a incremento de la fracción de partículas depositadas en los pulmones durante el
ejercicio:
 Niños
 Enfermedad cardiovascular preexistente
 Enfermedad pulmonar preexistente
 Diabetes mellitus
La evidencia sostiene la relación de la hiperrespuesta de las vías aéreas y la disminución de la función
pulmonar con el contacto crónico con contaminantes ambientales durante el ejercicio.

SINTOMAS
Son variables e inespecíficos
La presentación clínica puede incluir: opresión torácica, sibilancias, tos y disnea.
Estos síntomas pueden ser desencadenados únicamente por el ejercicio o también por ciertos
circunstancias como clima frio o sumergirse en una piscina.

SINTOMAS
Los síntomas suelen ser leves o moderados.
Suficientes para causar disminución de del rendimiento físico, pero no para provocar un distres
respiratorio. Esto solo ha ocurrido en casos aislados.
La activación de los sensores nerviosos juega un papel importante en la
patogénesis de la BIE, y puede estar involucrado en la producción de moco de las vías aéreas
después de la prueba de ejercicio.

DIAGNOSTICO
 El diagnostico de la broncoconstricción inducida por el ejercicio es establecida por lo
cambios en la función pulmonar, no por los síntomas.
 Las mediciones de la función pulmonar después de ejercicio especifico o hipernea
son utilizados para determinar si la BIE esta presente y el grado de severidad.

DIAGNOSTICO
 Es preferible evaluar el FEV1 , porque esta medida tiene mejor repetibilidad y es más
exigente que el pico tasa de flujo espiratorio.
 La respuesta de la vía aérea se expresa como el porcentaje de disminución del FEV1 con
respecto al valor basal.
 La diferencia entre el valor FEV1 pre - ejercicio y el valor más bajo FEV1 registrado en los 30
minutos después del ejercicio, se expresa como un porcentaje del valor antes del ejercicio .

DIAGNOSTICO
 El criterio para diagnostico de BIE es la caída del FEV1 > 10%.
 La severidad de la BIE se mide en leve, moderada y severa.
LEVE: >10% pero <25%
MODERADA: >25% pero <50%
SEVERA: >50%
Una caída del FEV1 del 30% o mayor en una persona que usa esteroides inhalados ya se
considera severa Am J Respir Crit Care Med Vol 187, Iss. 9, pp 1016–1027, May 1, 2013

DIAGNOSTICO
 Se deben realizar al menos 2 maniobras de FEV1 de forma seriada después de la
prueba de ejercicio, aceptando el valor mas alto en cada intervalo.
 Se mide el FEV1 al minuto 5,10,15 y 30 después del ejercicio, pero puede ser mas
frecuente si se espera una respuesta mas severa.

PRUEBA DE EJERCICIO PARA DETERMINAR BIE
Determinantes para la respuesta de la vía aérea al ejercicio:
 Tipo de ejercicio
 Intensidad de ejercicio
 Duración del ejercicio
 Temperatura del ambiente
 Cantidad de agua en el aire inspirado
 Tiempo desde el ultimo ejercicio (no ejercicio al menos 4 horas antes)
 El alto nivel de ventilación sostenida alcanzada durante el ejercicio
 El contenido de agua del aire inspirado

PRUEBA DE EJERCICIO PARA DETERMINAR BIE
 La ventilación requerida para que el test sea valido es al menos 17.5 veces el VEF1 y
de preferencia mas de 21 veces.
 La relación entre la frecuencia cardiaca y la ventilación varia ampliamente según el
estado físico del paciente

PRUEBA DE EJERCICIO PARA DETERMINAR
BIE
 El protocolo ideal consiste en el incremento rápido de la intensidad del ejercicio en 2 a 4
minutos para alcanzar niveles altos de ventilación.
 Se recomienda respirar aire seco (< 10 mg H2O/L ) con un clip nasal, en un lugar donde
pueda correr o andar en bicicleta con una carga suficiente para incrementar la frecuencia
cardiaca al 80-90% de la frecuencia cardiaca máxima para la edad o alcanzar una
ventilación 17.5-21 veces el FEV1.
 Una vez es alcanzado este nivel de intensidad el sujeto debe continuar el ejercicio por 4-6
min

PRUEBA DE EJERCICIO PARA DETERMINAR
BIE
Factores que pueden alterar la severidad de la respuesta a la prueba de ejercicio.
 El uso de tratamiento preventivo de corta o larga acción para pacientes asmáticos.
 Ejercicio intenso reciente o de calentamiento
 Uso reciente de antiinflamatorios no esteroideos
 Exposición reciente a alérgenos inhalados

SUSTITUTOS DEL EJERCICIO PARA PRUEBA
DE BIE
 Hipernea eucapnica voluntaria
 Inhalacion de aire seco
 Inhalacion de soluciones en aerosol hiperosmolares
 Manitol en polvo seco
Ninguno de estos test son completamente sensibles o específicos para BIE, pero todos tienen
utilidad para detectar la hiperreactividad bronquial que apoya el diagnostico de BIE

TRATAMIENTO
METAS:
 Aliviar los síntomas que pudieran ocurrir
 Minimizar o prevenir la broncoconstricción
 Permitir al atleta o paciente continuar sus actividades físicas o deporte con mínimos
síntomas respiratorios

TRATAMIENTO
 Se recomienda el uso de B2 agonistas de corta acción 15 minutos antes del ejercicio
(recomendación fuerte, nivel de evidencia alto)
 Para pacientes que a pesar del B2 de corta acción continúan con los síntomas, se
recomienda el uso diario de B2 de larga acción como monoterapia. (recomendación
fuerte, nivel de evidencia moderado)




TRATAMIENTO
 Para pacientes que continúan con síntomas a pesar B2 de corta acción antes del ejercicio o
que lo usan de forma diaria o frecuente, se recomienda el uso de antileucotrienos.
(recomendación fuerte, nivel de evidencia moderado).


TRATAMIENTO
 Para pacientes con BIE y alergias, quienes continúan con síntomas a pesar del uso de B2 de
acción corta antes del ejercicio o que lo usan de forma diaria o mas frecuentemente, se
recomienda el uso de antihistamínicos. (recomendación débil, nivel de evidencia moderado)
 Para pacientes no alérgicos, con las características antes mencionadas no se recomienda el
uso de antihistamínicos (Recomendación fuerte, nivel de evidencia moderado)

 Para pacientes que continúan con síntomas a pesar B2 de corta acción antes del ejercicio o que
lo usan de forma diaria o mas frecuentemente, se recomienda el uso de anticolinérgico
inhalado antes del ejercicio.
( recomendación débil, nivel de evidencia baja)
 Para todos los pacientes con BIE se recomienda ejercicio de intervalos o ejercicio de
calentamiento antes de iniciar el ejercicio planeado.
 Para pacientes con BIE quienes se ejercitan en clima frio, se recomienda el uso rutinario de un
dispositivo que humedezca y caliente el aire durante el ejercicio. (recomendación débil, nivel
de evidencia baja)

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