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PRINCIPIOS GENERALES DEL TESTEO CON EJERCICIO

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Presentación del tema: "PRINCIPIOS GENERALES DEL TESTEO CON EJERCICIO"— Transcripción de la presentación:

1 PRINCIPIOS GENERALES DEL TESTEO CON EJERCICIO
ALEJANDRO GÓMEZ RODAS Fisioterapeuta y Kinesiólogo U.T.P Especialista en Actividad Física y Salud U.de.A Profesional en Ciencias del Deporte y la Recreación U.TP

2 GENERALIDADES El ejercicio es uno de los comunes estresantes fisiológicos El testeo con ejercicio es una forma única y práctica de evaluar la capacidad del cuerpo para el esfuerzo físico Este testeo puede definir los límites del desempeño atlético como también la capacidad funcional de pacientes sintomáticos

3 APLICACIONES GENERALES DEL TESTEO CON EJERCICIO
Predicción, pronóstico y severidad de la enfermedad Evaluación de los tratamientos quirúrgicos y farmacológicos Evaluación de la capacidad funcional (máximo consumo de oxígeno) Prescripción del ejercicio

4 PRINCIPIOS FISIOLÓGICOS DEL TESTEO DE LOS SISTEMAS DE TRANSPORTE DE OXÍGENO
El transporte de oxígeno desde el ambiente externo a la mitocondria requiere el acoplamiento de una cadena de transporte Esta cadena es capaz normalmente de soportar un nivel de metabolismo 10 – 12 veces más grande que en reposo Dado que este acoplamiento tarda un tiempo en producirse, el metabolismo anaeróbico compensa temporalmente estas transiciones de demanda energética

5 PRINCIPIOS FISIOLÓGICOS DEL TESTEO DE LOS SISTEMAS DE TRANSPORTE DE OXÍGENO
También, los procesos anaeróbicos hacen una contribución energética una vez se alcanza el límite de transporte de oxígeno llegándose a los límites máximos del ejercicio Estos tipos de ajustes se observan en los testeos con ejercicio gradado

6 CONTRIBUCIONES RESPIRATORIAS AL TRANSPORTE DE OXÍGENO
Incremento de la ventilación minuto resultado de: Incremento de la frecuencia Incremento del volumen corriente Tasa de ventilación alveolar / Perfusión pulmonar

7 CONTRIBUCIONES CARDIOVASCULARES AL TRANSPORTE DE OXÍGENO
Incremento del volumen sistólico: Se incrementa un 40-50% Incremento de la frecuencia cardíaca: Aumento lineal con el ejercicio Como resultado: Incremento del gasto cardíaco Incremento de la extracción de oxígeno desde los capilares= Aumento de la diferencia arterio-venosa

8 CONTRIBUCIONES CELULARES
Vascularidad Difusión Distribución de fibras Capacidad oxidativa celular

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11 GENERALIDADES DIFUSIÓN PULMONAR
El intercambio de gases en pulmones (“Difusión Pulmonar”) cumple dos finalidades: Reemplazar el aporte de O₂ de la sangre que se ha agotado a nivel de los tejidos Eliminar el CO₂ de la sangre venosa que regresa

12 MEMBRANA ALVÉOLO - CAPILAR
El intercambio de gases tiene lugar en la membrana alvéolo – capilar, compuesta de manera simplificada de: La pared alveolar La pared capilar Sus membranas subyacentes La membrana es muy delgada: 0,5 – 4 μm

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14 PRESIONES PARCIALES DE LOS GASES
Las presiones individuales de cada gas en una mezcla reciben el nombre de presiones parciales Ley de Dalton: La presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de los gases individuales en esta mezcla

15 PRESIONES PARCIALES EN EL AIRE QUE RESPIRAMOS
Nitrógeno (N₂): 79,04% Oxígeno (O₂): 20,93% Dióxido de Carbono: (CO₂): 0,03% Presión atmosférica a nivel del mar: 760 mmHg Entonces: PO₂ = 760 mmHg x 20,93% = 159 mmHg PN₂ = 760 mmHg x 79,04% = 600,7 mmHg PCO₂ = 760 mmHg x 0,03% = 0,228 mmHg

16 LEY DE HENRY Los gases se disuelven en líquidos en proporción a sus presiones parciales, dependiendo de sus solubilidades en los fluidos específicos y su temperatura La solubilidad de un gas permanece prácticamente constante Por tanto, el factor más crítico para el intercambio de gases entre los alvéolos y la sangre es el gradiente de presión entre los gases en las dos áreas

17 INTERCAMBIO DE GASES EN LOS ALVÉOLOS
Las presiones parciales de los gases en alvéolos y en la sangre crean un gradiente de presión a través de la membrana alvéolo – capilar Esto forma la base del intercambio de gases en la difusión pulmonar + Si las presiones fueran iguales a ambos lados de la membrana, los gases estarían en equilibrio y no habría difusión

18 INTERCAMBIO DEL OXÍGENO
La PO₂ a presión atmosférica estándar es de 159 mmHg: Cuando el aire es inspirado e ingresa a los pulmones, cae a 100 ó 105 mmHg El aire inspirado se mezcla con el aire de los alvéolos que tiene gran cantidad de vapor de agua y CO₂ que contribuyen a la presión total en alvéolo

19 INTERCAMBIO DEL OXÍGENO
La sangre despojada de gran parte del O₂ por los tejidos, ingresa en arteria pulmonar con una PO₂ de 40 – 45 mmHg, es decir, mmHg menos que la pO₂ en alvéolos En otras palabras, el gradiente de presión para el oxígeno en la membrana alvéolo – capilar es de 60 – 65 mmHg La PO₂ en alvéolo permanece relativamente estable a aproximadamente 105 mmHg En el extremo arteriolar de los capilares, justo donde el intercambio comienza la PO₂ es de 40 mmHg

20 INTERCAMBIO DEL OXÍGENO
Cuando se llega al extremo venoso de los capilares, la PO₂ en sangre iguala a la de los alvéolos, es decir, 105 mmHg El ritmo al que el O₂ se difunde desde los alvéolos hacia la sangre, se denomina: Capacidad de difusión de oxígeno En reposo, se difunden alrededor de 21 ml de O₂ por minuto, por cada mmHg de diferencia de presión Aunque el gradiente de presión parcial entre la sangre en arteria pulmonar y el aire alveolar es de 65 mmHg (105 mmHg – 40 mmHg), la capacidad de difusión de oxígeno se calcula sobre la base de la presión promedio en capilar pulmonar +

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22 INTERCAMBIO DEL OXÍGENO
El gradiente entre la media de presión parcial en capilar pulmonar y el aire alveolar es aproximadamente de 11 mmHg. Esto provee una difusión de (21 ml O₂/min/1 mmHg x 11) 231 ml de oxígeno por minuto a través de la membrana respiratoria Durante el ejercicio máximo, la capacidad de difusión de oxígeno se puede incrementar hasta 3 veces la de reposo, llegando a tasas de 80 ml/min

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24 INTERCAMBIO DEL OXÍGENO
El incremento en la capacidad de difusión de oxígeno desde reposo hasta las condiciones de ejercicio máximo, se deben a: Circulación relativamente ineficaz y lenta a través de los pulmones en reposo El flujo sanguíneo a los pulmones durante el esfuerzo aumenta debido a la mayor tensión arterial, incrementándose la perfusión Un mayor gasto cardíaco en deportistas Una mayor superficie alveolar en deportistas Una menor resistencia a la difusión en membrana alvéolo capilar en deportistas

25 INTERCAMBIO DEL DIÓXIDO DE CARBONO
Se produce por un gradiente de presión: PCO₂ en arteria pulmonar de 46 mmHg PCO₂ en alvéolos de 40 mmHg Gradiente de presión de 6 mmHg: Aunque es pequeño, la solubilidad del dióxido de carbono en la membrana es 20 veces superior a la del oxígeno Se difunde con mayor rapidez

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27 TRANSPORTE DE OXÍGENO El oxígeno se transporta en sangre combinado con Hb (> 98%) o disuelto en plasma (<2%) En cada litro de plasma sólo están disueltos 3 ml de O₂ Con volumen total de plasma de 3 a 5 L, sólo se transportarían entre 9 a 15 ml de O₂ en estado de solución En reposo se necesitan hasta 250 ml de O₂ por minuto (dependiendo del tamaño del cuerpo) La hemoglobina permite transportar 70 veces más oxígeno que el disuelto en plasma

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29 SATURACIÓN DE HEMOGLOBINA
Cada molécula de Hb transporta 4 moléculas de O₂, formándose oxihemoglobina La Hb que no se combina con el O₂ se denomina desoxihemoglobina La combinación de Hb con O₂ depende de la PO₂ de la sangre y de la fuerza del enlace o afinidad entre la Hb y el O₂ Una PO₂ elevada en la sangre produce una casi completa saturación de la hemoglobina que indica la cantidad máxima de O₂ que se combina Cuando la PO₂ se reduce también lo hace la saturación de la hemoglobina

30 SATURACIÓN DE LA HEMOGLOBINA
Factores que influyen en la saturación de la hemoglobina: Si la sangre se vuelve más ácida la curva se desplaza hacia la derecha, es decir, se descarga más O₂ de la hemoglobina a nivel de los tejidos (Efecto Bohr) El pH en los pulmones suele ser alto, por lo que la Hb que pasa a través de los pulmones tiene una fuerte afinidad por el O₂, favoreciendo una elevada saturación A nivel de tejidos, el pH es más bajo, provocando que el O₂ se disocie de la Hb, suministrando O₂ a los tejidos Con el ejercicio, la capacidad para descargar oxígeno a los músculos aumenta cuando el pH muscular se reduce

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32 SATURACIÓN DE LA HEMOGLOBINA
Factores que influyen en la saturación de la hemoglobina: El aumento de la temperatura desplaza la curva de disociación hacia la derecha, es decir, se descarga oxígeno más fácilmente, lo cual sucede en el ejercicio o en estados febriles En los pulmones, dónde la sangre puede ser un poco más fría (no está cerca a músculos), la afinidad de la Hb por el O₂ aumenta

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34 SATURACIÓN DE LA HEMOGLOBINA
Factores que influyen en la saturación de la hemoglobina: El CO₂ también puede unirse a Hb produciendo efecto similar a los H⁺ Cuando la PCO₂ aumenta, la Hb libera O₂ con mayor facilidad Un bajo pH sanguíneo es consecuencia de una PCO₂ alta: CO₂ + H₂O →(Anhidrasa carbónica de hematíes) → H₂CO₃ (Ácido Carbónico) → H⁺(hidrogenión) + HCO₃⁻ (ion bicarbonato)

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36 SATURACIÓN DE LA HEMOGLOBINA
Factores que influyen en la saturación de la hemoglobina: 2,3 DPG (difosfoglicerato): Sustancia en hematíes Disminuye afinidad de Hb por O₂ Descarga más O₂ en tejidos Se forma en hematíes cuando éstos hacen glucólisis Cuando el DPG se combina con Hb, ésta se vuelve menos afín con el O₂ La tiroxina, la hormona del crecimiento, la adrenalina, la noradrenalina, la testosterona y las grandes altitudes, aumentan la formación de DPG

37 CAPACIDAD DE LA SANGRE PARA EL TRANSPORTE DE O₂
Es la cantidad máxima de O₂ que la sangre puede transportar Depende principalmente del contenido de Hb en sangre Cada 100 ml de sangre contienen de 14 a 18 g de Hb en hombres y de 12 a 16 g en mujeres Cada gramo de Hb puede combinarse con alrededor de 1,34 ml de O₂ Así, la capacidad de transporte de O₂ de la sangre es de ml de O₂ por cada 100 ml cuando la sangre está totalmente saturada de O₂

38 CAPACIDAD DE LA SANGRE PARA TRANSPORTAR O₂
Cuando la sangre pasa a través de los pulmones, está en contacto con el aire alveolar durante 0,75 s Este tiempo es suficiente para que la Hb se combine con casi todo el O₂ que puede retener, produciendo una saturación del 98% A intensidades altas de ejercicio, el tiempo de contacto se reduce en gran medida, reduciendo los enlaces del O₂ con la Hb, disminuyendo así la saturación Qué pasaría en la anemia?

39 TRANSPORTE DE DIÓXIDO DE CARBONO
El CO₂ depende de la sangre para su transporte Una vez el CO₂ es liberado de las células para su transporte, lo hace en la sangre mediante tres sistemas: Disuelto en el plasma Como iones bicarbonato resultantes de la disociación del ácido carbónico Combinado con la Hb

40 Dióxido de carbono disuelto:
Parte del CO₂ liberado por los tejidos se disuelve en plasma: 7-10% El CO₂ disuelto en plasma, abandona la solución donde la PCO₂ es baja, como en los pulmones, allí sale de los capilares hacia los alvéolos para ser espirado Iones de bicarbonato: La mayor parte del CO₂ es transportado como iones de bicarbonato: 60-70% CO₂ y H₂O se combinan para formar ácido carbónico (H₂CO₃) Este ácido es inestable y se disocia con rapidez, liberando un hidrogenión (H⁺) y formando ion bicarbonato (HCO₃⁻)

41 Iones bicarbonato: El H⁺ sobrante, se combina con la Hb y produce el efecto Bohr que desplaza a la derecha la curva de disociación de la oxihemoglobina La formación de iones de bicarbonato favorece entonces la descarga de O₂ La Hb actúa como tampón evitando la acidificación de la sangre Cuando la sangre entra en los pulmones donde la PCO₂ es menor los iones H⁺ y de bicarbonato (HCO₃⁻) vuelven a unirse para formar ácido carbónico (H₂CO₃) que se descompondrá en CO₂ y H₂O El CO₂ formado podrá entonces ser espirado

42 Carbaminohemoglobina:
El CO₂ se puede transportar combinado con Hb El CO₂ se combina con aminoácidos de la globina en lugar de los grupos Hem como lo hace el oxígeno Estos dos procesos, por tanto, no compiten entre sí La combinación del CO₂ con la globina depende de: La oxigenación de la Hb (Se combina más fácil el CO₂) La PCO₂ (Se libera de la Hb cuando la PCO₂ es baja) En pulmones donde la PCO₂ es baja, el CO₂ se libera fácilmente de la Hb para ser espirado

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44 INTERCAMBIO DE GASES EN LOS MÚSCULOS
Diferencia arterio-venosa de oxígeno: En reposo, el contenido de O₂ en sangre es de unos 20 ml/100 ml de sangre Este valor cae hasta 15 o 16 ml O₂/100 ml cuando la sangre pasa a través de los capilares hacia el sistema venoso A esta diferencia, se le denomina: Diferencia arterio venosa de O₂ (dif. a-vO₂) Refleja los 4 o 5 ml de O₂/100 ml de sangre tomados por los tejidos Cuando el ritmo de utilización de oxígeno aumento, también lo hace la dif. a-vO₂

45 INTERCAMBIO DE GASES EN LOS MÚSCULOS
Diferencia arterio-venosa de oxígeno: En ejercicio intenso, la dif. a-vO₂ puede aumentar a valores de ml de O₂/100 ml Así, la sangre descarga más oxígeno a los músculos Refleja entonces un aumento de la extracción de oxígeno arterial por los músculos activos

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47 VO₂máx : POTENCIA AERÓBICA
El VO₂máx es una variable que representa la potencia aeróbica de una persona Es la mejor forma de medir la resistencia cardiorrespiratoria Se define como el ritmo más alto de consumo de oxígeno alcanzable durante la realización de ejercicio máximo

48 VO₂máx : POTENCIA AERÓBICA
Si se incrementara la intensidad de un ejercicio más allá del punto en el que se alcanza el VO₂máx, el consumo de oxígeno se estabilizaría o se reduciría ligeramente Esto significaría que el final del ejercicio está cerca porque no se puede suministrar oxígeno con la rapidez necesaria para satisfacer las necesidades de los músculos Se podría seguir realizando ejercicio a expensas del metabolismo anaeróbico, pero duraría muy poco tiempo

49 VO₂máx : POTENCIA AERÓBICA
El VO₂máx depende de la interacción del sistema de transporte de oxígeno y la utilización de éste en los tejidos Por tanto, el producto de estos valores indica el ritmo con el que los tejidos corporales consumen oxígeno: VO₂máx = VS x FC x dif.a-vO₂

50 POR QUÉ AUMENTA EL CONSUMO MÁXIMO DE OXÍGENO CON EL ENTRENAMIENTO?
Tamaño del Corazón Volumen Sistólico Frecuencia Cardíaca Gasto Cardíaco Flujo Sanguíneo Tensión Arterial Volumen Sanguíneo

51 ESCALA DE PERCEPCIÓN DEL ESFUERZO DE BORG
6 Sin ninguna sensación de esfuerzo 7 Extremadamente ligero 8 9 Muy ligero 10 11 Ligero 12 13 Algo duro 14 15 Duro (pesado) 16 17 Muy duro 18 19 Extremadamente duro 20 Esfuerzo máximo

52 ESCALA DE PERCEPCIÓN DEL ESFUERZO DE BORG
Nivel 9 = Ejercicio muy ligero: Es como caminar despacio para una persona sana Nivel 13 = Ejercicio algo duro: La sensación es de poder, en todo momento, continuar sin problemas Nivel 17 = Ejercicio muy duro: Es muy extenuante, una persona sana puede continuar pero a costa de obligarse a sí misma. Se siente como muy pesado y la persona se siente muy agotada Nivel 19 = Ejercicio extremadamente duro: Es el ejercicio más extenuante de su vida

53 CÁLCULO METABÓLICO 1 MET = 3.5 ml de O₂/Kg/min 1 MET = 1 Kcal/kg/hora
Kcal/min = MET x 0,0175 x peso en Kg 1 mph = 26.8 m/min

54 CÁLCULO DEL COMPONENTE HORIZONTAL
0.1 ml O₂/kg/min x Vel m/min Se utiliza cuando se camina a velocidades entre m/min 0.2 ml O₂/kg/min x Vel m/min Se utiliza cuando se corre a velocidades mayores a 134 m/min

55 CÁLCULO DEL COMPONENTE VERTICAL
1.8 ml O₂/kg/min x Vel m/min Se utiliza cuando se camina a velocidades de m/min 0.9 ml O₂/kg/min x Vel m/min Se utiliza cuando se corre a velocidades superiores a 134 m/min Ambas se deben multiplicar por el porcentaje de elevación expresado como fracción, es decir, dividido por 100

56 SUMATORIA DEL COMPONENTE DE REPOSO
El componente de reposo del consumo de oxígeno es el MET: Equivalente metabólico de reposo: 3.5 ml O₂/kg/min Al final, para obtener el resultado del consumo de oxígeno en la actividad, se suma el componente horizontal, el componente vertical (si existiera) y el componente de reposo

57 CASO DE ESTUDIO Usted ha usado la banda sin fin para evaluar un hombre de 72 años con peso de 62 kg, que sufre de EPOC con riesgo moderado Usted no puede medir directamente el consumo de oxígeno porque no tiene el equipo necesario Pero usted puede estimar su capacidad de ejercicio basándose en la velocidad de la banda y el porcentaje de inclinación de la misma.

58 CASO DE ESTUDIO El paciente alcanzó una percepción de esfuerzo de 17 en la escala de Borg y suspendió su esfuerzo por fatiga a una velocidad de 3.0 millas por hora y un porcentaje de inclinación del 3% Cuál fue el consumo pico de oxígeno del paciente?

59 CASO DE ESTUDIO Primero, pasar la velocidad de millas por hora a metros por minuto: 1 milla/hora = 26.8 m/min 3 mph x 26.8 m/min = 80 m/min Luego calcular el componente horizontal para caminata: 0.1 ml O₂/kg/min x 80 m/min = 8 ml O₂/kg/min

60 CASO DE ESTUDIO Luego se debe calcular el componente vertical del consumo de oxígeno: 1.8 ml O₂/kg/min x 80 m/min x 0.03 = 4.3 ml O₂/kg/min Componente de reposo = 3.5 ml O₂/kg/min SUMATORIA: CH: 8 + CV: CR 3.5 = 15.8 ml O₂/kg/min

61 CASO DE ESTUDIO Luego convertir el consumo de oxígeno expresado en ml O₂/kg/min en METs: 15.8 ml O₂/kg/min / 3.5 ml O₂/kg/min = 4.5 METs Luego calcular el consumo calórico por minuto: Kcal/min = 4.5 x 0,0175 x 62 = 4.8 kcal/min

62 CASO DE ESTUDIO Cuál es el consumo de oxígeno absoluto del paciente?
15.8 ml O₂/kg/min x 62 kg = ml O₂/min


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