Fisiología básica del ejercicio.

Transcripción

1 Curso de Postgrado en Rehabilitación Cardiaca RHC- Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chávez Departamento de Dr. Ulices T. Casas Juárez R4RHC. México, D.F. 23 Abril 2008

2 Ejercicio es el estrés y reto fisiológico más común. Por esto, debe ser considerada como la prueba más práctica de función y perfusión cardíaca. Las adaptaciones durante el ejercicio >20 veces el requerimiento metabólico basal y 6 veces el GC. 5L. Vol. Sanguíneo= aprox. 1L02 (Hg 15g/dl) Principles of exercise testing and interpretation. 4th Ed. Karlman Wasserman. Pag.1-9. Lippincott Williams Wilkins

3 Dos principios básicos: 1. Consumo máximo de oxígeno Mvo2 Vo2max = 02 inspiratorio extraído para realizar el trabajo corporal. Mvo2 = 02 utilizado por el músculo cardíaco.

4 Determinantes del Mvo2: Tensión parietal. D2VI. Contractilidad. Doble producto Frecuencia cardíaca.

5 Dos principios básicos: 2. Diferentes interacciones. o Manifestaciones en la prueba de ejercicio. o Anormalidades función/perfusión. o Respuesta clínica y ECG.

6 Variables modificadas por isquemia o disfunción Ventrícular: 1. Capacidad ejercicio. 2. Fc. máxima. 3. TAS. Inversamente relacionadas Isquemia silente = marcadores sin angina, no parece Afectar la capacidad funcional en la enfermedad coronaria. Gasto Cardíaco

7 V02 = GC x a-v02. 13%-17% Mv02= Fc. x TAS

8 Conceptos de trabajo. Trabajo= producto de fuerza x distancia. Fuerza= masa x aceleración. Unidad básica newton (N) Newton=fuerza. 1kg.masa/aceleración 1m/s² Nm. (newton/metro) 1Nm=1Joule (otra expresión de trabajo)

9 Medición biológica común de trabajo corporal es el consumo de oxígeno, expresado (medida de poder) en litros x min. MET = requerimiento de 02 para cierta frecuencia de trabajo durante el ejercicio. MET = 3.5ml02/kg/min.

10 Contracción muscular y energía. F. Huxley premio Nobel. Concepto de deslizamiento fibrilar. Actina miosina. Ca++. Complejo de las troponinas.

11 Las principales fuentes de energía: 1. Glucógeno. 2. Glucosa. 3. Ac. Grasos libres. Bajos niveles de ejercicio. Piruvato Mitocondria 36 ATP/mol. glucosa CO2 Ciclo de Krebs H+ 3.4micromoles 40,000 >10,000 veces 02 Principles of exercise testing and interpretation. 4th Ed. Karlman Wasserman. Pag.1-9. Lippincott Williams Wilkins

12 Las principales fuentes de energía: Altos niveles de ejercicio. Aporte demanda de 02. Fatiga Ventilación Inhibe otras enzimas glucolíticas Glucolisis: 1.No oxidativa. 2.Oxigeno independiente 3.rápida Ac. Láctico Reclutamiento Fibras IIB Piruvato Mitocondria Ciclo de Krebs 2 ATP/mol. glucosa CO2 H+ Vía de la hidrólisis anaeróbica de la PCr Principles of exercise testing and interpretation. 4th Ed. Karlman Wasserman. Pag.1-9. Lippincott Williams Wilkins 02

13 Respiración celular y vías bioenergéticas. Oxidación aeróbica producción y consumo lineal Afectan el intercambio de gases, de acorde a la vía que Todas son críticas en la predomine. respuesta normal al ejercicio, y cada una juega un papel diferente en la respuesta bioenergética total Oxidación anaeróbica Amortiguamiento parcial Hidrólisis anaeróbica Amortiguamiento CO2 HCO3 Principles of exercise testing and interpretation. 4th Ed. Karlman Wasserman. Pag.1-9. Lippincott Williams Wilkins

14 Intercambio de gases, de acorde a la acidosis láctica. Sin acidosis láctica Q02 V02 QC02 VC02 Intercambio gases. QC02 t Q02 Sistemas amortiguadore s VC02 V02 t Con acidosis láctica t t Principles of exercise testing and interpretation. 4th Ed. Karlman Wasserman. Pag.1-9. Lippincott Williams Wilkins

15 Tipos de fibras musculares. Tipo I contracción lenta. (fatiga) Tipo II contracción rápida. Característica Tipo I Tipo II Tamaño Fuerza Velocidad [] mitocondrias [] mioglobina ~ ATPasa miosina + +++

16 Tipos de fibras tipo II contracción rápida. Subtipo Característica IIA Mayor metabolismo oxidativo atletas. IIB Verdaderas tipo II, < mitocondrias, adaptadas para actividades de corta duración. IIC intermedias

17 Respuesta cardiopulmonar al ejercicio agudo. 1. Aporte suplementario al músculo. 2. Dispersión del calor. 3. Flujo mantenido a corazón y cerebro. V02 = Vol. Minuto x (Fi02 Fe02)

18 Limites cardiopulmonares. 1. Componente central GC/función de bomba. 2. Componente periférico: Diferencia av02 Pulmón oxigenación transporte - músculotrabajo.

19 Factor central. Gasto cardiaco Frecuencia cardíaca Volumen latido Volumen diastólico final Volumen sistólico final presión de llenado distensibilidad contractilidad postcarga

20 Factor central. Gasto cardiaco Frecuencia cardíaca Volumen latido 1er. Respuesta. Mayor responsable > GC. Volumen diastólico final Volumen sistólico final Primariamente del componente diastólico Del ciclo cardíaco, No > Fc. Presión de llenado complianza Contractilidad postcarga Edad, tipo actividad, posición, medicamentos Factores ambientales, cardiopatías.

21 Factor central. Gasto cardiaco Frecuencia cardíaca Volumen latido Es igual al volumen telediastólico - telesistólico. Volumen diastólico final Volumen sistólico final Puede aumentar hasta 50%-60% de su capacidad máxima. Refleja > vol. Telediastólico, < vol. Telesistólico. O ambos. Presión de llenado complianza Contractilidad postcarga En sano > después de un período de entrenamiento.

22 Factor central. Gasto cardiaco Frecuencia cardíaca Volumen latido Su principal determinante es el retorno venoso. Aumenta precarga. Volumen diastólico final Ley Frank-Starling. Volumen sistólico final Presión de llenado >Fuerza contracción. Contractilidad postcarga Después de pocos latidos GC=Retorno venoso. Factores que afectan el retorno posición, fuerzas gravedad, ciclo Respiratorio.

23 Factor central. Gasto cardiaco Frecuencia cardíaca Volumen latido Capacidad ventrícular de responder a diferentes volúmenes. Cambios Volumen radio diastólico volumen/presión. final Volumen sistólico final Grandes cambios de volumen con mínimos en presión. complianza ventrícular Contractilidad postcarga

24 Factor central. Gasto cardiaco Frecuencia cardíaca Volumen latido Volumen diastólico final Volumen sistólico final presión de llenado complianza Contractilidad > contractilidad < vol. Sistólico final = volumen latido Es comúnmente cuantificada por la FE.

25 Factor central. Gasto cardiaco Frecuencia cardíaca Fuerza que se opone. Volumen latido > HAS ( <FE, > vol. Diastólico y sistólico finales ). En ejercicio Volumen diastólico tiende a final disminuir por Volumen vasodilatación sistólico final periférica. Aumentando el GC en ejercicio, TAM > solo moderadamente. presión de llenado complianza Contractilidad poscarga

26 Cambios del volumen ventrícular durante ejercicio en posición vertical usando radionúclidos o técnicas ecocardiográficas. Investigador Población Técnica Cambio EDV (%) CAMBIO ESV (%) Hakki 1985 Mixta (n=117) Ventriculografia 15 - Iskandrian 1986 Normales (n=41) Ventriculografía 6 35 Sullivan 1988 IC (n=20) Ventriculografia Schairer 1992 Crawford 1983 Crawford 1983 Normales (n=15) Enf. Coronaria (n=20) Enf. Coronaria (n=10) ECO Ventriculografia ECO. 8 22

27 Cambios del volumen ventrícular durante ejercicio en posición vertical usando radionúclidos o técnicas ecocardiográficas. En sujetos sanos, con ejercicio a una intensidad moderada, aumentan ambos en proporción de 15% y 30% respectivamente.

28 Cambios del volumen ventrícular durante ejercicio en posición vertical usando radionúclidos o técnicas ecocardiográficas. Pero a una intensidad alta, el volumen diastólico final no incremente más, pero el sistólico disminuye progresivamente volumen latido se conserva.

29 Factor periférico. Hemoglobina Diferencia a v02 Contenido arterial 02 Contenido venoso 02 PA02 Capacidad pulmonar de difusión Extracción de 02 Ventilación minuto Densidad capilar Flujo regional

30 Factor periférico. Diferencia a v02 Hemoglobina La extracción durante el ejercicio refleja en el contenido a-v de 02. Arteria = 18-20ml02/100ml en reposo. Venoso=13-15ml02/100ml Contenido arterial en reposo. 02 Contenido venoso 02 = 4-5 ml02/100ml (23% extracción) = ml02/100ml (85% extracción) > nivel ejercicio PA02 Capacidad pulmonar de difusión Extracción de 02 Ventilación minuto Densidad capilar Flujo regional

31 Factor periférico. Diferencia a v02 Hemoglobina Esta diferencia no explica el V02 max. en poblaciones relativamente Homogéneas. Debido a componente mixto Contenido ( central arterial y 02periférico) Contenido venoso 02 PA02 Capacidad pulmonar de difusión Extracción de 02 Ventilación minuto Densidad capilar Flujo regional

32 Factor periférico. Hemoglobina Diferencia a v02 Contenido arterial 02 Contenido venoso 02 El flujo sanguíneo muscular aumenta en proporción al trabajo PA02 Y requerimientos de 02. Capacidad pulmonar de difusión Extracción de 02 La < local de las resistencias facilitan el aumento. Ventilación minuto Densidad capilar Flujo regional

33 Factor periférico. Hemoglobina Diferencia a v02 Reducen la Contenido distancia arterial de 02 difusión. Contenido venoso 02 >volumen sanguíneo capilar. > tiempo de tránsito. Facilitan la entrega de 02 a musculo. Extracción de 02 Mejor facilidad para redistribuir el flujo Lo opuesto ocurre en IC. PA02 Capacidad pulmonar de difusión Ventilación minuto Densidad capilar Flujo regional

34 Cambios adaptativos al ejercicio crónico Localización Tipo Beneficio Cambios Morfológicos Vasos sanguíneos periféricos Capilares: >densidad < resistencias >flujo regional Circulación colateral >número >extracción 02 Arteriolas: >diámetro > número y diámetro mejoría circulación regional Corazón >volúmenes >vol. Sistólico hipertrofia adecuada >GC. PLAC CARDIO-4 LIBRO 5 Rehabilitación y prevención cardiovascular. Drs. Ilarraza, Mendoza, Álvarez, y cols.

35 Cambios adaptativos al ejercicio crónico Localización Tipo Beneficio Cambios fisiológicos SNA >tono parasimpático < Fc. <flujo simpático <catecolaminas libres >expresión óxido nítrico sintetasa >Rc. Alfa y beta <TA <fibrosis >umbral para arritmias mejoría de la función endotelial < Fc. En reposo y a cargas submáximas disminución de la isquémia >GC alcanzado con <FC. <síntomas IC y cardiopatía isquémica < DP a cargas dadas >tolerancia al ejercicio <frecuencia ventilatoria mejoría en la calidad de vida PLAC CARDIO-4 LIBRO 5 Rehabilitación y prevención cardiovascular. Drs. Ilarraza, Mendoza, Álvarez, y cols.

36 Cambios adaptativos al ejercicio crónico Localización Tipo Beneficio Cambios mixtos Músculo periférico > # mitocondrias > metabolismo aeróbico > tamaño de las mitocondrias > utilización de 02 > densidad de mitocondrias > producción de ATP > concentración de mioglobina < acidosis regional y corporal > lavado de lactato < fatiga muscular > Vo2 max. > umbral para arritmias > calidad de vida >sobrevida PLAC CARDIO-4 LIBRO 5 Rehabilitación y prevención cardiovascular. Drs. Ilarraza, Mendoza, Álvarez, y cols.

37 Cambios adaptativos al ejercicio crónico Localización Tipo Beneficio Cambios mixtos Metabolismo lipídico < LDL > sobrevida < tamaño moléculas LDL < eventos coronarios >HDL < colesterol total < triglicéridos mejoría en el control del paciente diabético > sensibilidad a la insulina PLAC CARDIO-4 LIBRO 5 Rehabilitación y prevención cardiovascular. Drs. Ilarraza, Mendoza, Álvarez, y cols.

38 Cambios adaptativos al ejercicio crónico Localización Tipo Beneficio Cambios mixtos Factores psicológicos < depresión Mejoría en la calidad de vida < ansiedad < del miedo < del tabaquismo mejor control de peso > en la autonomía < dependencia familiar > actividad sexual > actividades sociales y familiares > regreso al trabajo PLAC CARDIO-4 LIBRO 5 Rehabilitación y prevención cardiovascular. Drs. Ilarraza, Mendoza, Álvarez, y cols.