Estudi del comportament cardiovascular i respiratori en adolescents esportistes i no esportistes

Transcripción

1 Estudi del comportament cardiovascular i respiratori en adolescents esportistes i no esportistes

2 Índex Introducció Objectiu i hipòtesis Fonaments teòrics L aparell respiratori Fisiologia de l aparell respiratori Mecànica respiratòria Hematosi Freqüència respiratòria Volums respiratoris Resposta de l aparell respiratori a l esforç Limitacions respiratòries al rendiment El consum d oxigen Sistema muscular Propietats del teixit muscular Fibra muscular Sistema cardiovascular El cor: anatomia i fisiologia Miocardi Flux sanguini a través del cor Electrocardiograma Adaptacions cardiovasculars durant l exercici Sistema vascular El retorn sanguini al cor Distribució de la sang als teixits Autoregulació Tensió arterial Resposta cardiovascular a l exercici

3 Adaptacions i beneficis del cos a l entrenament aeròbic Adaptacions del cos a l entrenament aeròbic Especificitat de l entrenament Dotació genètica Estat d entrenament Adaptacions a l entrenament aeròbic Canvis metabòlics Canvis musculars Adaptacions respiratòries a l entrenament Adaptacions cardiovasculars a l entrenament Adaptació central (cardíaca) Adaptació perifèrica (vascular) Reversibilitat de les adaptacions amb el desentrenament Beneficis de l exercici físic aeròbic Tests esportius CURSA NAVETTE o TEST DE LUC LEGER Material necessari Preparació del circuit Realització del test Com calcular el volum màxim d oxigen (VO 2 màx) TEST DE COOPER Material necessari: Procediment: Treball de camp Model experimental Resultats: taules i gràfiques Gràfiques Cursa Navette Gràfiques Test de Cooper Conclusions Validació de les hipòtesis prèvies

4 Conclusió final Agraïments Bibliografia... Error! Marcador no definido. Annex

5 Introducció Des de sempre l ésser humà ha necessitat fer esforços físics, uns esforços limitats per les seves capacitats corporals. Córrer ha estat un instint natural des que l home és home i mitjançant anys de perfeccionament i constància s ha pogut arribar a córrer a velocitats vertiginoses i distàncies increïbles. Principalment, hem escollit aquest treball perquè tenim intenció de dedicar-nos al món de l educació física en un futur no gaire llunyà i aquest treball ens aporta uns coneixements sobre la matèria que ens seran molt útils. Nosaltres hem intentat investigar mitjançant una recerca teòrica primer, i una comprovació pràctica després, els factors que delimiten la capacitat de córrer en adolescents (alumnes de l institut El Cairat). Com que en començar no teníem gaires coneixements sobre el tema vàrem utilitzar diverses fonts de consulta: des de llibres de text especialitzats en esport i el cos humà, el consum d oxigen, la musculatura,... fins a pàgines web relacionades amb tot allò que pensàvem que podia ser interessant per estudiar. Quan ja teníem algunes nocions bàsiques i amb l ajut del professor Michel Marina de l INEFC de la Universitat de Barcelona, que ens va guiar, vàrem decidir definitivament el tema del nostre treball. Aquest seria fer un estudi del consum d oxigen d alguns subjectes mitjançant dues proves físiques com són la Course Navette i el Test de Cooper. Mesurar el consum d oxigen màxim és mesurar la capacitat aeròbica d un individu, o sigui, la capacitat que té de funcionar eficientment i de fer activitats amb poc esforç, poca fatiga i recuperació ràpida. El nostre treball consta de dues parts principals: la part teòrica, on s expliquen tant els sistemes principals del nostre cos que intervenen en el consum d oxigen (els sistemes cardiovascular, el respiratori i el muscular) com també els diferents factors que intervenen en la millora d aquest consum quan el subjecte s entrena; i la part pràctica, que està formada pels diferents tests realitzats, la presa de dades i les conclusions que podem extreure a partir dels resultats obtinguts. En aquesta segona part és on més dificultats hem trobat a causa de la gran quantitat d informació i fórmules per calcular de forma indirecta el consum d oxigen màxim. I, finalment, hem conclòs el treball amb l anàlisi de les dades i unes reflexions sobre elles.

6 Objectiu i hipòtesis Conèixer com el nostre organisme quan es practica un esport modifica el seu funcionament i fins i tot l anatomia és l objectiu del nostre treball. Per assolir-ho ens plantegem les següents hipòtesis: 1. Es pot demostrar que les persones que practiquen periòdicament esport tenen una resistència cardiovascular durant l exercici més gran que les que no en practiquen. 2. Per a una mateixa intensitat física, les persones que practiquen periòdicament esport deuen tenir una freqüència cardíaca més estable que una persona sedentària. 3. Abans de començar un exercici físic les persones que no practiquen esport deuen tenir una freqüència cardíaca més alta que les que si que practiquen habitualment un esport. 4. Les persones que practiquen periòdicament esport tenen un consum d oxigen màxim inferior als que no en practiquen quan realitzen un mateix esforç físic. 5. En passar un període de temps no massa llarg, podrem observar un descens de la freqüència cardíaca i un increment de la resistència cardiorespiratòria en les persones que practiquen periòdicament esport, mentre que no serà així en les persones que no en practiquen. Alfred Cuchi, professor del centre, explicant els tests - 6 -

7 Fonaments teòrics - 7 -

8 L aparell respiratori El sistema respiratori és el sistema biològic de qualsevol organisme que està implicat en l acte de la respiració, en l intercanvi de gasos entre l organisme i el medi que l envolta. Habitualment l utilitzen per agafar oxigen de l aire i expulsar el diòxid de carboni acumulat a l organisme. En els éssers humans, les característiques anatòmiques del sistema respiratori són les vies Imatge on es mostren el nom de les parts de l aparell respiratori. respiratòries, els pulmons i els músculs respiratoris. Les molècules d oxigen i diòxid de carboni s intercanvien passivament, per difusió, entre els gasos externs de l entorn i la sang. Aquest procés d intercanvi es produeix a la regió alveolar dels pulmons i després als teixits. En el moment de fer esport de manera intensa el procés d intercanvi passa a ser actiu on intervenen més músculs per expandir i reduir la cavitat toràcica de forma considerable i més ràpidament per tal de que l oxigen i el diòxid de carboni s intercanviïn de forma més efectiva. L aparell respiratori humà està constituït per: Vies respiratòries altes Vies respiratòries baixes Els pulmons. Vies aèries superiors: orificis nasals, fosses nasals, faringe i laringe. Vies aèries inferiors : tràquea, bronquis i pulmons

9 L aire entra pels orificis nasals o narius i passa a les fosses nasals, que són les cavitats internes del nas on l aire que s inhala s escalfa i es neteja. A les fosses nasals hi trobem la pituïtària vermella, que revesteix la part inferior i mitjana de la cavitat nasal i conté abundants capil lars sanguinis per escalfar l aire que respirem. Més internament es troben la pituïtària groga, que conté els receptors olfactius constituïts per cèl lules ciliades responsables de rebre i transportar-hi els estímuls. L aire també pot entrar per la boca. Un cop l aire ha entrat per les fosses nasals o la boca, aquest passa per la faringe, que forma part de dos aparells: el respiratori i el digestiu, i on es troba l epiglotis, constituïda pel cartílag del mateix nom i la mucosa que el recobreix, la seva funció és tapar l orifici de la glotis en el moment de la deglució. És una espècie de vàlvula que cobreix l'entrada de la laringe i que es mou cap a dalt i cap a baix, impedint que els aliments entrin i puguin passar cap a la tràquea en empassar-se. A l interior de la laringe hi ha les cordes vocals la funció de les quals és la fonació. Un cop l aire baixa per la laringe arriba a la tràquea, que és un òrgan de l aparell respiratori en forma de tub llarg que va fins als bronquis, la funció de la qual és brindar una via oberta a l aire inhalat i exhalat des dels pulmons. Aquest tub presenta uns anells de caràcter cartilaginós i membranós. Els pulmons són un òrgan parell, els més importants de l aparell respiratori, amb aspecte de con formats per un teixit esponjós de color rosa grisenc, ocupen la major part de la cavitat toràcica, que està format pels músculs intercostals i les costelles, limitat per la paret costal, l'estèrnum i el diafragma, que és el múscul que com un envà, separa l'abdomen i el tòrax. Està situat davall dels pulmons i per damunt dels òrgans de l'aparell digestiu. És el principal múscul inspiratori ja que en contreure's fa augmentar el volum toràcic. Quan el diafragma es relaxa l'aire és expirat per la mateixa elasticitat dels teixits pulmonars. En la caixa toràcica es troben els pulmons, el cor, els grans vasos i l'esòfag. Els pulmons estan coberts per una membrana anomenada pleura, que és una membrana serosa d'origen mesodèrmic que recobreix ambdós pulmons, el mediastí, el diafragma i la part interna de la caixa toràcica. La pleura parietal és la part externa, en contacte amb la caixa toràcica mentre que la pleura visceral és la part interna, en contacte amb els pulmons. Aquests estan dividits pel mediastí. Per una banda, el pulmó dret està dividit en tres parts, anomenades lòbuls; per l'altra, l'esquerre té només dos lòbuls, ja que deixa un espai pel cor. La funció dels pulmons és realitzar l'intercanvi gasós amb la sang. D aquest òrgan surten dos vasos sanguinis, l artèria pulmonar, que és la que condueix la sang venosa (amb molt CO2) que surt del ventricle dret cap als pulmons; i la vena pulmonar, que és l encarregada de canalitzar la sang des dels pulmons fins a l aurícula dreta, i que porta sang oxigenada. Dintre dels pulmons trobem els bronquis, que són els conductes respiratoris en què es divideix la tràquea, serveixen per conduir l aire per l interior dels pulmons. D aquests bronquis surten unes ramificacions anomenades bronquíols, que acaben en unes petites cavitats anomenades alvèols, on es produeix l intercanvi de gasos, o sigui, on l oxigen atmosfèric passa cap a la sang i el diòxid de carboni(co2) sent de la sang i passa a l interior de l alvèol per ser expulsat

10 Fisiologia de l aparell respiratori Les principals funcions de l aparell respiratori són realitzar l'intercanvi gasós entre els alvèols i la sang, condicionar l'aire que arriba als pulmons, regular el ph de la sang, actuar com a via d'eliminació de diferents substàncies, permetre la fonació (la parla). Pel que fa al mecanisme de la respiració, en general, es poden considerar quatre fases: La inspiració o inhalació que comporta l entrada d aire i oxigen cap els alvèols pulmonars. El procés de bescanvi d oxigen i diòxid de carboni entre els alvèols pulmonars i la sang. L expiració o exhalació consistent en la sortida de l aire des dels alvèols pulmonars cap a l exterior, amb l eliminació de diòxid de carboni. Bescanvi d O2 i CO2 entre las cèl lules i la sang. Mecànica respiratòria La mecànica respiratòria comença amb els moviments respiratoris de la ventilació, que són la inspiració i l expiració. Inspiració: Es contrauen el diafragma, els músculs intercostals externs, els serrats anteriors i els pectorals. La cavitat toràcica s'expandeix. Els pulmons es dilaten ja que estan units a la caixa toràcica, disminueix la pressió interna i pot entrar al seu interior l aire atmosfèric. Després de la inspiració, l'oxigen arriba als alvèols i passa als capil lars arterials. Amb la inspiració, l'aire ingressa als pulmons perquè la pressió dins d'ells és menor a la pressió atmosfèrica. Expiració: És el segon moviment respiratori en el qual hi intervenen els músculs intercostals interns, els oblics abdominals i el recte abdominal. El diafragma, els músculs pectorals i els intercostals externs es relaxen. La cavitat toràcica redueix de volum. Els pulmons s aixafen i l aire pobre en oxigen i carregat de diòxid de carboni és expulsat cap a l exterior. Amb l'expiració l'aire surt dels pulmons perquè la pressió en els alvèols és major que l'atmosfèrica. La inspiració és un procés actiu, ja que necessita del treball muscular i, per tant, una aportació d energia. Abans de cada inspiració, la pressió intrapulmonar és gairebé igual a l'existent en l'atmosfera. L'expiració, si no és forçada, és un fenomen passiu, que només depèn de l'elasticitat dels pulmons. Abans de cada expiració, la pressió intrapulmonar és major a l'atmosfèrica

11 Hematosi És el procés pel qual l'oxigen de l'aire inspirat passa a la sang i s'intercanvia amb el diòxid de carboni que és impulsat de la sang als alvèols per ser eliminat amb l'expiració cap a l'exterior. L hematosi (L hematosi)es regeix complint amb la llei dels gasos, ja que la difusió es produeix des d'un lloc de major a un altre de menor concentració. L hematosi, es produeix a nivell dels alvèols (respiració externa) i de les cèl lules de tots els teixits (respiració interna o cel lular). L'aire inspirat, amb alta càrrega d'oxigen, travessa per difusió simple la membrana alveolocapil lar i arriba a la sang, que té menys concentració. El pas d'oxigen des dels alvèols als capil lars arterials és afavorit per la presència de l'hemoglobina present en els glòbuls vermells que capta immediatament la molècula d oxigen, així la difusió és més eficient. Quan la sang abandona els pulmons transporta el 97% d'oxigen en forma de oxihemoglobina, quedant un 3% dissolt en el plasma. Una molècula d'hemoglobina s'uneix a quatre d'oxigen en forma reversible, perquè un cop arribi als teixits pugui cedir aquest O2. El diòxid de carboni que prové de les deixalles cel lulars dels diversos teixits és abocat a la sang, que té menys concentració, i captat pels glòbuls vermells que el transportaran de retorn cap els pulmons. Una part es transforma en àcid carbònic, que ràpidament s'ionitza formant bicarbonat i protons. La resta és portat cap als pulmons en forma de carbohemoglobina. La sang que arriba als pulmons té més concentració de diòxid de carboni que l'existent en l'aire inspirat, raó per la qual passa als alvèols i és eliminat de l'organisme amb l'espiració. Freqüència respiratòria És la quantitat de vegades per minut que es realitza un cicle respiratori, és a dir, una inspiració seguida d'una expiració. Durant el repòs els humans tenen una freqüència respiratòria de 12 a 18 cicles per minut, valor que depèn de l'edat i l'estat físic

12 Volums respiratoris Volum corrent: és la quantitat d'aire que ingressa i surt en cada moviment respiratori. En una persona adulta equival a mig litre aproximadament. Per terme mig, els humans tenim una capacitat respiratòria d uns 5,5 L. Volum residual: quantitat d'aire que queda als pulmons després d'una expiració forçada. En una persona adulta equival a un litre. Volum de reserva expiratòria: després d'una expiració normal, és la quantitat d'aire que es pot eliminar després en fer una expiració forçada. En humans és aproximadament d uns 2 litres. Volum de reserva inspiratòria: després d'una inspiració normal, quantitat d'aire que pot entrar als pulmons després en fer una inspiració forçada. El valor mitjà és de 2 litres. Volum residual: quantitat d'aire que queda als pulmons després d'una expiració forçada. En una persona adulta equival a un litre

13 Resposta de l aparell respiratori a l esforç L inici de l activitat física provoca un increment de la ventilació en dues fases. Es produeix un augment quasi immediat, seguit per una elevació continua i més gradual de la profunditat i del ritme de la respiració. L augment inicial de la ventilació es produeix per la mecànica del moviment corporal. Quan l exercici comença, però abans de que es produeixi cap estimulació química, l escorça motora del cervell es torna més activa i transmet impulsos estimuladors al centre respiratori, que respon incrementant la ventilació. Igualment, la realimentació propioceptiva dels músculs esquelètics actius i de les articulacions proporciona una entrada addicional al moviment i el centre respiratori pot adaptar la seva activitat. La segona fase, que és més gradual, es produeix per canvis en la temperatura i en l estat químic de la sang arterial. Un cop que l exercici progressa, el metabolisme incrementat dels músculs genera més calor, més diòxid de carboni i més H +. Això afavoreix la descàrrega d oxigen en els músculs, la qual cosa incrementa la diferència d oxigen. Així, entra més diòxid de carboni a la sang, que incrementa els nivells d aquest gas i d H +. Això ho perceben els quimioreceptors, aquests estimulen el centre respiratori, incrementant el ritme i la profunditat de la respiració. El centre respiratori està constituït per neurones especialitzades en la ventilació que es troben al bulb raquidi i s encarreguen de regular-la. Hi ha algunes hipòtesi que suggereixen que és possible que els quimioreceptors dels músculs hi intervinguin també. També hi ha dades que indiquen que els receptors del ventricle dret del cor envien informació al centre respiratori, el que pot provocar que increments del consum cardíac poden estimular la respiració durant els primers minuts de l exercici. Limitacions respiratòries al rendiment El funcionament del sistema respiratori normalment no limita el rendiment perquè la ventilació pot incrementar-se en major mesura que la funció cardiovascular. La ventilació pulmonar i el transport de gasos necessiten energia. La major part d aquesta és utilitzada pels músculs respiratoris durant la ventilació pulmonar. En repòs, només el 2% de l energia utilitzada pel cos és utilitzada pels músculs respiratoris per respirar. Quan el ritme i la profunditat de la ventilació augmenten, també ho fan els costos energètics. Més del 15% de l oxigen consumit durant exercicis pesats pot ser utilitzat pel diafragma, els músculs intercostals i els abdominals per la ventilació. Durant la recuperació, la respiració continua exigint molta energia 9 i el 12% del total de l oxigen consumit. Encara que els músculs respiratoris estan molt carregats durant l exercici, la ventilació és suficient per evitar una elevació del diòxid de carboni alveolar o un decreixement de la PO 2 (pressió parcial d oxigen) alveolar durant activitats que duren pocs minuts. Fins i tot durant la realització d esforços màxims la ventilació no sol ser portada fins la capacitat màxima d una persona per fer entrar i sortir l aire dels pulmons. Aquesta capacitat s anomena ventilació voluntària màxima (VVM). No obstant, s han trobat proves que suggereixen que la ventilació pulmonar pot ser un factor limitant en les persones altament entrenades durant la realització d exercicis màxims esgotadors. Alguns investigadors suggereixen que una respiració forta durant vàries hores pot produir l esgotament del glucògen i la fatiga del músculs respiratoris. Però, unes rates no entrenades

14 estudiades mentre feien exercici van experimentar un estalvi substancial del seu glucògen muscular respiratori, comparat amb el glucògen muscular de les seves extremitats posteriors. Per desgràcia, no es disposa de dades similars d humans, però els nostres músculs respiratoris estan, aparentment, millor dissenyats per les activitats de llarga durada que els músculs de les nostres extremitats. Per exemple, el diafragma, té una capacitat oxidativa dos o tres cops superior i més densitat capil lar que d altres músculs esquelètics. A causa d això, es pot obtenir més energia de l oxidació dels greixos del diafragma que en altres músculs. La resistència en els conductes respiratoris i la difusió dels gasos en els pulmons no limiten l exercici en un individu normal i sa. Encara que el volum d aire pot incrementar-se deu o vint vegades durant l exercici, la resistència dels conductes respiratoris es manté a nivells quasi de repòs degut a la dilatació dels conductes respiratoris (mitjançant un increment en l obertura de la laringe i per broncodilatació). La sang que surt dels pulmons roman quasi saturada d oxigen inclòs durant la realització d esforços màxims. En resum, el sistema respiratori està ben dissenyat per acomodar-se a les demandes de la respiració intensa durant la realització d esforços físics de curta o llarga durada. Però, els individus que consumeixen quantitats inusualment grans d oxigen durant la realització d exercicis esgotadors poden trobar-se amb algunes limitacions respiratòries. L aparell respiratori si que pot limitar el rendiment de persones amb conductes respiratoris anormalment estrets o obstruïts. Per exemple, l asma produeix la constricció dels tubs bronquials i la inflamació de les seves membranes mucoses. Aquests efectes produeixen una considerable resistència a la ventilació, així com falta d alè. Se sap que l exercici té un efecte advers en algunes persones amb asma. Els mecanismes pels quals l exercici produeix l obstrucció dels conductes respiratoris en individus amb asma encara no es coneixen malgrat la gran quantitat d estudis realitzats sobre aquest tema. El consum d oxigen El consum d oxigen (VO 2 ) reflecteix la quantitat d oxigen que utilitza o consumeix l organisme. En repòs, el consum pot arribar aproximadament a 3,5 ml/kg/min, mentre que un esportista pot arribar, durant l exercici, a valors de 80ml/kg/min. El consum d oxigen d acord amb les equacions de Fick, depèn de la capacitat del cor i dels teixits per extreure l oxigen, segons la fórmula: Gc: despesa cardíaca. D(a-v)O 2 : diferència arterio-venosa d oxigen. Per millorar el consum d oxigen cal millorar: - Freqüència cardíaca: la millora de la FC està limitada per diversos factors, com per exemple l edat. Està comprovat que a major edat FC màx. és menor. Hi ha una fórmula molt generalitzada amb la qual comprovem que: FC màx. = edat. A més la FC no pot augmentar indefinidament, ja que si les freqüències cardíaques són molt altes el cor no té temps suficient per omplir-se i buidar-se del tot. Per tant, la FC no pot augmentar massa per millorar el VO2. - La mida del cor: Quant més gran és el cor més augmenta la capacitat de bombejar sang i així d oxigen. Per tant, una persona entrenada necessita menys batecs per enviar la mateixa quantitat d oxigen als teixits que una persona sedentària. És a dir, que la persona entrenada ha guanyat eficiència cardíaca

15 - La capacitat dels teixits per obtenir oxigen de la sang: La millora d aquesta capacitat és un factor menys estudiat i queden moltes incògnites per resoldre, però sembla que la millora produïda per l entrenament és lenta i molt condicionada pels factors genètics, per la qual cosa és difícil aconseguir una gran millora del consum d oxigen en base a una millora en l extracció d oxigen en els teixits. El volum d oxigen màxim defineix la quantitat màxima d oxigen que l organisme pot absorbir, transportar i consumir per unitat de temps. La seva determinació ajuda a establir principalment els llindars aeròbics i anaeròbics i la capacitat de l exercici aeròbic de l individu. El volum d oxigen màxim (VO 2 màx) representa, doncs, la capacitat màxima del cos per metabolitzar l oxigen en la sang. Per calcular-lo pot fer-se d una manera directa utilitzant un espiròmetre com es fa en medicina. I també es pot calcular de manera indirecta a partir de proves o tests esportius i, posteriorment, aplicant fórmules matemàtiques. Alumnes més resistents acabant la Cursa Navette

16 Sistema muscular El teixit muscular constitueix un sistema funcional especialitzat que s encarrega de les activitats que caracteritzen el comportament motor de l organisme. Podem distingir fins a tres tipus de teixit muscular que constitueixen els respectius tipus de musculatura: Llis Estriat esquelètic Estriat cardíac El múscul llis s anomena així per què les fibres (cèl lules) que el formen no presenten estriacions. És de moviment involuntari. Està localitzat a les parets de les estructures internes buides de l organisme, com els vasos sanguinis, l estómac o la bufeta urinària. El múscul estriat s anomena així perquè mostra bandes transverses disposades regularment al llarg de la longitud de cada fibra muscular. Aquest múscul es subdivideix, alhora, en dos tipus, l esquelètic i el cardíac. El múscul estriat esquelètic és de moviment voluntari i és el que s insereix a l esquelet. Els músculs esquelètics són els responsables de la locomoció i dels moviments d unes parts del cos respecte les altres. El múscul estriat cardíac és de moviment involuntari, és totalment automàtic ja que disposa d un sistema de marcapassos que és l origen de la seva pròpia contracció. És el múscul que trobem formant les parets del cor. Propietats del teixit muscular La propietat fisiològica bàsica del teixit muscular, i que caracteritza la seva funció, és la contractilitat, que és la capacitat d'escurçar-se en una dimensió i d'eixamplar-se en les altres; però a més presenta tres propietats fisiològiques importants sense les quals la seva funció seria impensable: - Excitabilitat: capacitat de rebre i respondre a un estímul. - Extensibilitat o capacitat per a ser estirat. - Elasticitat o propietat per la que torna al seu estat original després de ser estirat o contret. Fibra muscular Una fibra muscular és una cèl lula muscular que s anomena així per què és prima i de forma allargada. El músculs esquelètics estan constituïts per dos tipus de fibres que es diferencien en la capacitat d emmagatzemar glicogen i per la forma d obtenir energia per la contracció. Fibres ST (Slow Twitch), tipus I, de contracció lenta, o fibra muscular roja. Fibres FT (Fast Twitch), tipus II, de contracció ràpida, o fibra muscular blanca

17 Tipus I: són de contracció lenta, per al treball aeròbic, utilitzen la fosforilació oxidativa (respiració) per a obtenir energia. Tenen molts mitocondris, per a la producció d ATP a partir de l oxidació dels hidrats de carboni i els greixos. S anomenen lentes ja que la seva velocitat de contracció és d aproximadament 60 m/s, encara que són molt resistents. Aquestes fibres les presenten en major percentatge els esportistes de resistència com ara ciclistes, corredors de fons, etc. Tipus II: són de contracció ràpida, per al treball anaeròbic. Obtenen energia a partir de la glucòsi anaeròbica. Tenen menor nombre de mitocondris, la seva velocitat de contracció és major, aproximadament de 90 m/s. N hi ha tres tipus: tipus II a): treball aeròbic i anaeròbic, semblants a les de tipus I, però obtenen energia per via oxidativa i per via glucolítica. tipus II b): treball anaeròbic estrictament, fàcilment fatigables. tipus II c): fibres que poden adaptar als dos treballs. Són aeròbiques o anaeròbiques però no ambdues, derivant cap a una o altra en funció de les necessitats fisiològiques. Tipus I Tipus II a Tipus II b Velocitat contracció 60 m/s 90 m/s 90 m/s Capacitat aeròbica Alta Moderada Baixa Capacitat Baixa Alta Alta anaeròbica Força Baixa Alta Alta Característiques de les fibres musculars Les fibres motores es mobilitzen en funció de la força sol licitada, no de la velocitat de contracció, és a dir, si comencem un treball a una intensitat suau, les primeres fibres que es van a reclutar són les fibres del tipus I, i a mesura que augmenti la intensitat funcionaran les de tipus II a, per acabar amb les del tipus II b, si la intensitat és màxima. Per altra banda si comencem amb un exercici d elevada intensitat, primer es reclutaran les fibres ràpides, encara que ràpidament estaran implicades les fibres lentes. PERCENTATGE DE LES FIBRES MUSCULARS Tipus I 50% Tipus II a 25% Tipus II b 24% Tipus II c 1% Composició muscular (fibres)

18 Sistema cardiovascular Totes les funcions corporals cada una de les cèl lules del cos, depenen d alguna manera d aquest sistema. El sistema cardiovascular és el conjunt d òrgans que té com a missió fer circular la sang per tot el cos amb la finalitat de repartir els nutrients i l oxigen a cada una de les cèl lules del nostre organisme, així com recollir les substàncies nocives que s han format durant el metabolisme i conduir-les fins als òrgans d excreció. També és el mitja de transport d altres substàncies com ara les hormones i, finalment, col labora en funcions immunitàries i homeostàtiques. Aquest sistema de circulació requereix tres components: Una bomba (el cor) Un sistema de canals (vasos sanguinis) Un medi fluid (la sang) El sistema cardiovascular realitza diverses funcions molt importants, la majoria de les quals donen suport a altres sistemes fisiològics. Les podem classificar dins de cinc categories diferents: Distribució Eliminació Transport Manteniment Prevenció Així, el sistema cardiovascular: Distribueix nutrients i oxigen. Elimina del diòxid de carboni i productes metabòlics de rebuig, de totes les cèl lules del cos. Manté la temperatura corporal (termoregulació). La capacitat d amortiment de la sang ajuda a controlar el ph del cos. Manté uns nivells apropiats de fluid per a prevenir la deshidratació i ajuda a prevenir infeccions causades per organismes invasors. Distribuir les hormones des dels òrgans de secreció fins als diferents aparells per a coordinar funcions

19 El cor: anatomia i fisiologia El cor és la bomba principal que fa circular la sang per tot el sistema vascular. Disposa de quatre cavitats: dues aurícules i dos ventricles. Les dues aurícules són les situades a la part superior i actuen com a cambres de recepció de la sang i els dos ventricles, situats a la part inferior, actuen com a cambres d emissió. Miocardi El múscul cardíac rep el nom de miocardi. És l'encarregat de bombejar la sang pel sistema circulatori mitjançant les contraccions. Està constituït, com ja hem dit anteriorment, per teixit estriat cardíac. El miocardi conté una xarxa abundant de capil lars indispensables per cobrir les seves necessitats energètiques. El múscul cardíac generalment funciona involuntària i rítmicament, sense tenir estimulació nerviosa. És un múscul miogènic, és a dir auto excitable. El teixit de conducció està format per cèl lules especialitzades en iniciar un estímul (autoexcitació) i en transmetre l (conducció). Flux sanguini a través del cor 1. La sang que ha aportat oxigen i nutrients i ha recollit els productes de rebuig, torna a través de les grans venes la vena cava superior i la vena cava inferior- a l aurícula dreta. Es diposita qui tota la sang desoxigenada del cos. 2. Des de l aurícula dreta, la sang passa per la vàlvula tricúspide fins al ventricle dret on es bombeja la sang a través de la vàlvula pulmonar semilunar fins a l artèria pulmonar, que portarà la sang cap als pulmons per a oxigenar-la. 3. Després de ser oxigenada, la sang abandona els pulmons a través de les venes pulmonars que tornen a portar la sang cap al cor, exactament a l aurícula esquerra. Des d aquí la sang passa per la vàlvula bicúspide o mitral cap al ventricle esquerre. Imatge del cor amb el nom de les seves aurícules, ventricles, venes, artèries i vàlvules. 4. Passant per la vàlvula aòrtica la sang abandona el ventricle esquerre on finalment envia la sang a tots els òrgans del nostre cos. El cicle cardíac, fets que es produeixen entre dos batecs cardíacs consecutius, consisteix en que totes les cambres del cor passen per una fase de relaxació (diàstole), i una de contracció (sístole). Durant la diàstole, les cambres s emplenen de sang. Durant la sístole, les cambres es contrauen i expulsen el seu contingut. La fase diastòlica és més llarga que la fase sistòlica

20 El sistema cardiovascular ha d arribar a totes les cèl lules de l organisme i, ha de poder respondre immediatament a qualsevol canvi en l ambient intern per a mantenir tots els sistemes del cos funcionant a la màxima eficàcia. Fins i tot quan estem en repòs, el nostre sistema cardiovascular treballa constantment per a satisfer les demandes dels teixits del nostre cos. Però durant l exercici s imposa un nombre més elevat de demandes molt més urgents sobre el sistema. Electrocardiograma Com hem dit abans, el cor està format per teixit de conducció, que està format per cèl lules especialitzades en iniciar un estímul (autoexcitació) i en transmetre l (conducció). En condicions normals, els estímuls es generen de forma periòdica i rítmica en el nòdul sinusal i es transmeten primer a les aurícules i desprès als ventricles. Els estímuls i els fenòmens elèctrics de transmissió als que donen lloc, provoquen una sèrie d ones que es recullen mitjançant un aparell anomenat electrocardiògraf i queden enregistrats en un gràfic que és l electrocardiograma (ECG). Les diferents zones de l electrocardiograma corresponen a : Ona P (despolarització de les aurícules) Complex de ones QRS (despolarització dels ventricles) Ona T (repolarització dels ventricles) Aquestes activitats elèctriques del cor donen com a resultat la contracció rítmica i cíclica dels miòcits (cèl lules del miocardi), és a dir, els fenòmens mecànics cardíacs: La sístole La diàstole La successió d esdeveniments elèctrics es tradueix en l emplenament i el buidat cíclic de les cavitats cardíaques. La diàstole és el repòs o relaxament muscular del miocardi i coincideix amb el procés d emplenament de les aurícules i els ventricles), mentre que la sístole consisteix en l expulsió de la sang i es produeix per l activitat muscular contràctil. Com hem dit, es tracta d un sistema de circulació tancat, i la part dreta i la part esquerra funcionen perfectament coordinades evitant que es produeixin estancaments o sobrecàrregues circulatòries de la sang

21 Adaptacions cardiovasculars durant l exercici El volum de sang que el cor expulsa per unitat de temps (minut) és el volum minut. És una mesura de flux que també rep el nom de despesa cardíaca (GC) i es calcula segons la següent fórmula: DC: Despesa cardíaca Vs: Volum sistòlic fc: Freqüència cardíaca El volum de sang que bombeja cada ventricle en una sístole s anomena volum sistòlic. La constitució física de la persona influeix en el volum minut, per això, per a evitar diferències de talla i pes, s estableix una relació entre la despesa cardíaca (GC) i la superfície corporal, obtenint un nou paràmetre de funció cardíaca que s anomena índex cardíac i s expressa: sc: superfície corporal Professor d educació física col locant un pulsòmetre a un dels subjectes que realitzarà un test

22 Sistema vascular Es compon d una sèrie de vasos que transporten sang del cor als teixits i a la inversa: Artèries i arterioles (artèries de poc calibre) Capil lars Venes i vènules (venes de poc calibre) Les artèries són els vasos que porten la sang del cor als teixits. Des d aquestes, la sang va cap als capil lars, que són els vasos més estrets i on es produeix l intercanvi de substàncies entre la sang i els teixits. Dels capil lars comença el camí de retorn cap el cor que es fa mitjançant les venes. El retorn sanguini al cor Ja que passem molt de temps de peu, el sistema cardiovascular ajuda a combatre la força de la gravetat quan la sang retorna de les parts inferiors del cos cap al cor. Hi ha tres mecanismes bàsics: La respiració La bomba muscular Les vàlvules Cada cop que inspirem i expirem, els canvis de pressió en les cavitats abdominal i toràcica faciliten el retorn sanguini al cor. Quan es contrauen, els músculs esquelètics de les cames o de l abdomen passa el mateix. Durant la respiració i la contracció muscular esquelètica, les venes de la zona immediata es comprimeixen i la sang és empesa en direcció al cor. Aquestes accions són facilitades per una sèrie de vàlvules que hi ha a les venes i que permeten que la sang flueixi en una sola direcció, impedint el reflux i l acumulació de la sang en la part inferior del cos. Distribució de la sang als teixits La distribució de la sang cap als diversos teixits del cos varia molt en funció de les necessitats immediates d un teixit específic i de tot el cos. En repòs sota condicions normals, els teixits més actius metabòlicament reben la major aportació sanguínia. Durant l exercici, la sang es dirigeix a les àrees on és més necessària. Com que requereix una gran capacitat de resistència, la redistribució de la sang és bastant notable. Els músculs reben fins a un 80% o inclús més de la sang disponible. Juntament amb els increments en la despesa cardíaca, permet un flux de sang fins a 25 vegades major cap als músculs actius. De la mateixa manera, després de menjar en gran quantitat, el nostre sistema digestiu rep més sang quan estem en repòs. Durant un augment de calor, l aportació de sang a la pell augmenta quan el cos intenta mantenir la temperatura normal

23 Autoregulació El control de distribució de la sang rep aquest nom ja que les arterioles de les àrees especifiques es controlen a elles mateixes. Les arterioles experimenten vasodilatació, obrint-se per a deixar entrar més sang a l àrea que ho necessiti. L increment de flux sanguini és una resposta directa als canvis en l ambient químic local dels teixits. La demanda d oxigen sembla ser l estímul més fort. Quan augmenta la utilització d oxigen pel teixit, l oxigen disponible disminueix. Les arterioles es dilaten per permetre que passi més sang, i per tant, més oxigen. Altres canvis químics que poden proporcionar estímuls, són disminucions en altres nutrients i increments en productes de rebuig (CO 2, K +, H +, àcid làctic) o substàncies químiques inflamatòries. El flux sanguini a totes les parts del cos es regula en gran part pel sistema nerviós simpàtic. El múscul de les parets de tots els vasos de la circulació sistemàtica és innervat pels nervis simpàtics. En la majoria dels vasos, l estimulació per aquests nervis fa que les cèl lules musculars es contraguin, constrenyent aquests vasos de manera que pugui passar menys sang a través d ell. Tensió arterial La tensió arterial (TA) és la pressió exercida per la sang sobre les parets dels vasos sanguinis, i el terme es refereix generalment a la pressió de la sang en les artèries. S expressa amb dos valors que corresponen a: La tensió arterial sistòlica (TAS) La tensió arterial diastòlica (TAD) El valor més alt és la TAS de la sang. Representa la pressió més alta en l artèria i correspon a la sístole ventricular del cor. La contracció ventricular empeny la sang a través de les artèries amb una gran força, que exerceix una elevada pressió sobre la paret arterial. El valor més baix és la TAD, i representa la pressió més baixa en les artèries, corresponent a la diàstole ventricular quan el cor està en repòs. La sang que es mou a través de les artèries durant aquesta fase no és empesa per una contracció enèrgica

24 Resposta cardiovascular a l exercici En realitzar un exercici la demanda d oxigen en els músculs actius augmenta de forma acusada. S utilitzen més nutrients. Els processos metabòlics s acceleren, per tant, es creen més productes de rebuig. Durant la realització d exercicis prolongats la temperatura del cos augmenta. En l exercici intens, la concentració d ions hidrogen augmenta en els músculs i en la sang, reduint el ph. Durant l exercici es produeixen nombrosos canvis cardiovasculars. Tots amb el mateix fi: permetre que el sistema satisfaci les demandes imposades en realitzar les seves funcions amb la màxima eficàcia. Per a observar els canvis s han de seguir específicament: Freqüència cardíaca Volum sistòlic Despesa cardíaca Flux de sang Tensió arterial Sang

25 Adaptacions i beneficis del cos a l entrenament aeròbic Adaptacions del cos a l entrenament aeròbic L adaptació consisteix en el reequilibri permanent de l organisme davant els estímuls provocats per l activitat física. L adaptació progressiva és la base de l entrenament i té com a objectiu aconseguir nivells de rendiment cada cop més elevats. Existeixen una sèrie de factors que determinen les adaptacions a l entrenament. Factors que determinen les adaptacions a l entrenament Especificitat de l entrenament Les adaptacions que es produeixen en un individu són conseqüència de l entrenament. Segons el tipus d entrenament l organisme s adapta de la forma més especifica possible a l exercici que se li demana. Dotació genètica Cada individu neix amb un límit teòric de rendiment humà, que ve determinat per les seves característiques genètiques, les quals ha heretat. Aquest factor juga un paper molt important en el desenvolupament esportiu. Estat d entrenament Un treball del mateix volum i intensitat provoca diferent reacció en subjectes de diferent nivell d entrenament. Un treball realitzat per un esportista d alt nivell, amb prou feines li provoca modificacions als sistemes funcionals. Per altra banda, aquest mateix treball realitzat per un esportista de baix nivell li provoca majors modificacions als sistemes funcionals i, a més a més, serà més llarg el període de recuperació. El procés d adaptació també es modifica al llarg del procés d entrenament; conforme augmenta el nivell i les possibilitats dels diferents òrgans i sistemes, el ritme d adaptació decreix considerablement. Aquesta norma es compleix en una preparació de molts anys

26 Adaptacions a l entrenament aeròbic L organisme pateix una sèrie d adaptacions estructurals i funcionals a conseqüència de l entrenament aeròbic. Quant major sigui la intensitat de l entrenament, major seran aquestes adaptacions. L adaptació general a aquest entrenament farà que l organisme sigui més eficient. Les principals adaptacions són de tipus metabòlic, canvis musculars, canvis respiratoris i, sobretot, cardiovasculars. Canvis metabòlics El volum d oxigen màxim (VO 2 màx.) augmenta entre un 15 i un 25% amb un entrenament aeròbic. Aquest percentatge d increment del VO 2 màx. és independent del sexe, edat i raça dels subjectes. El llindar de lactat (L.L) és la intensitat de treball per sobre de la qual la concentració de lactat sanguini comença a augmentar per sobre dels valors de repòs. Aquest punt indica l inici de la producció d energia de forma anaeròbica, a més de la que es produeix de forma aeròbica. L entrenament aeròbic permet treballar, als subjectes entrenats, a intensitats més altes sense recórrer a la producció d energia anaeròbica en comparació amb la dels subjectes no entrenats. Canvis musculars Les fibres musculars tipus I són les predominants als esportistes de resistència. Aquesta major proporció de fibres tipus I sembla que sigui més atribuïda per dotació genètica que per adaptació a l entrenament. L entrenament de tipus aeròbic, augmenta la densitat capil lar del múscul esquelètic afavorint així el transport d oxigen, nutrients i productes de rebuig. Adaptacions respiratòries a l entrenament Volum pulmonar: en general el volum i la capacitat dels pulmons canvien poc amb l entrenament. La capacitat vital, quantitat d aire que es pot expulsar després d haver fet una inspiració màxima, augmenta lleument. Alhora, el volum residual, quantitat d aire que no es pot expulsar dels pulmons, mostra una petita reducció, i els canvis en aquests dos volums poden estar relacionats. Normalment, la capacitat pulmonar total resta invariable. Després de l entrenament de resistència, el volum oscil lant, quantitat d aire que entra i surt dels pulmons durant la respiració normal, no varia en repòs ni a nivells submàxims estandaritzats d exercici. En canvi, sembla augmentar amb nivells màxims d exercici

27 Freqüència respiratòria: després de l entrenament, la freqüència respiratòria acostuma a baixar en repòs i durant la realització d exercicis submàxims. Aquesta reducció és petita i probablement reflecteix una major eficàcia pulmonar produïda per l entrenament. En canvi, la freqüència respiratòria s incrementa generalment amb nivells màxims d exercici després de l entrenament. Ventilació pulmonar: després de l entrenament, la ventilació pulmonar es manté invariable o es redueix lleument en repòs i disminueix lleugerament a ritmes d esforç submàxims estandaritzats. Però la ventilació pulmonar màxima augmenta. Habitualment, els increments en persones no entrenades són des d un ritme inicial de 120 l/min fins un ritme d aproximadament 150 l/min després de l entrenament. Els ritmes de ventilació pulmonar normalment augmenten fins uns 180 l/min en esportistes molt entrenats. Els factors que poden ser responsables de l increment en la ventilació pulmonar màxima després de l entrenament són dos: el major volum oscil lant i la major freqüència respiratòria en l exercici màxim. Normalment, la ventilació no es considera un factor limitant del rendiment en els exercicis de resistència. Però, existeixen proves que indiquen que, en un determinat moment de l adaptació d una persona molt entrenada, la capacitat del sistema pulmonar per transportar oxigen no podrà satisfer les demandes de les extremitats i del sistema cardiovascular

28 Adaptacions cardiovasculars a l entrenament Adaptació central (cardíaca) Les adaptacions principals del cor a l entrenament aeròbic són: Bradicàrdia sinusal (freqüència cardíaca en repòs inferior a 60 batecs per minut). A partir de la segona setmana d un entrenament de resistència ja es poden començar a apreciar una moderada reducció de la freqüència cardíaca. La menor freqüència cardíaca dels individus entrenats també es fa evident durant l exercici físic, quan la comparació es realitza a intensitats submàximes iguals. Aquest fenomen està directament relacionat amb l augment del volum sistòlic. Els mecanismes responsables de la bradicàrdia pateixen un canvi en la regulació per part del sistema nerviós autònom, consisteix en un augment absolut o relatiu del to vagal en relació al to simpàtic i una disminució de la pròpia freqüència cardíaca intrínseca del cor. Augment del volum de les cavitats cardíaques i dels gruixos de les parets, aquest fenomen és el més determinant en l augment de la despesa cardíaca en l esportista de resistència. Amb l entrenament continu es pot apreciar un augment de la mida de l aurícula esquerra, que no arriba a superar els límits estàndard. Es pot veure un increment mitjà d un 16 % en el diàmetre transvers de l aurícula esquerra. A la banda dreta del cor s aprecia una tendència a augmentar les dimensions internes i la gruixària de la paret lliure del ventricle dret que adopta una forma més arrodonida i fa més evident la seva trabeculació. En l augment de la mida del cor dret també hi participa l aurícula dreta i la vena cava, i es produeix de forma proporcional al de les cavitats esquerres. Els esports de resistència són els que produeixen un major augment en les dimensions de la cavitat del ventricle esquerre i en el gruix de les parets, que només de vegades superen els límits estàndard establerts per a la població no esportista. Mentre que en el diàmetre diastòlic del ventricle esquerre no acostumen a ser més d un 10% a un 20% major, el volum a la fase final de la diàstole (volum telediastòlic) del ventricle esquerre pot arribar a ser fins un 70% superior que el dels subjectes sedentaris. Durant un entrenament continu, s ha pogut observar un augment en el gruix de les parets i major diàmetre diastòlic del ventricle esquerre. També trobem un augment en la gruixària de la paret i del diàmetre diastòlic del ventricle esquerre. La cavitat tendeix a adquirir una forma més globular, i en teoria més econòmica pel treball realitzat pel cor

29 Dues radiografies del tòrax en les que es pot apreciar la diferència de mida entre la silueta cardíaca normal d un subjecte sedentari i el cor globulós d un esportista. Augment del volum sistòlic. Que els índex de contractilitat o funció sistòlica siguin normals en els esportistes i similars al dels sedentaris, sembla indicar que el major volum sistòlic del cor entrenat en repòs és degut a una augment en el volum telediastòlic i no en la contractilitat miocardíaca global que es manté dintre de la normalitat. A intensitats màximes els esportistes d alt rendiment poden arribar a doblar els valors de despesa cardíaca dels subjectes sedentaris. Aquests valors de major despesa cardíaca màxima són deguts a un volum sistòlic molt superior. L augment fisiològic del volum sistòlic durant l exercici es fa, per tant, més marcat en el cor entrenat. A intensitats moderades d exercici, aquest augment és degut al major retorn venós i a un millor emplenament ventricular. Augment de la densitat capil lar miocardíaca i en la seva capacitat de dilatació. L augment de la densitat capil lar (nombre de capil lars per fibra muscular) és proporcional a l engruiximent de la paret miocardíaca. A més del fenomen de capil larització, l entrenament de resistència sembla també augmentar el calibre dels vasos coronaris epicàrdics (vasos intramiocardíacs). Es pot observar una major capacitat de dilatació de les artèries coronàries de maratonians però no eren de major calibre que les de subjectes sedentaris. Durant l exercici, aquestes adaptacions suposaran una clara facilitació del flux sanguini al múscul cardíac. Adaptació perifèrica (vascular) Com que els esportistes necessiten acollir la major quantitat de sang possible enviada pel cor, el calibre de les artèries i venes de gran i mitjà calibre és major en els esportistes especialitzats de fons. Es fa evident un augment en la vascularització pulmonar. Diverses raons recolzen la hipotesi de que aquestes adaptacions són degudes al major flux sanguini circulant durant l exercici. L augment de la vascularització muscular és el fet que més contribueix en l increment de la superfície circulatria total, cosa que facilita l intercanvi respiratori. En definitiva, millorarà la disponibilitat d O 2 i de substrats energètics

30 Augment del volum plasmàtic. Des dels primers dies d entrenament ja es pot apreciar un increment de fins un 20 a 25% del volum plasmàtic. Això implica un augment de l estabilitat cardiovascular i en l eficiència termoreguladora. Efectes sobre la tensió arterial. En diversos estudis, es parla de que hi ha una relació inversa entre el grau d activitat o condició física i la tensió arterial, aquests estudis semblen confirmar l efecte hipotensor de l entrenament aeròbic. Està demostrat que els programes d exercici d intensitat moderada (40-70% VO 2 màx) tendeixen a produir una major disminució en la tensió arterial en repós de persones hipertenses que els programes d intensitat més elevada. Millora de la capacitat funcional. Les adaptacions cardiovasculars que hem esmentat, produeixen una millora significativa de la condició física de l individu. Això és fàcilment comprovable al laboratori, tant per un augment en la realització d una prova d esforç com per una millora en el consum màxim d oxigen (VO 2 màx). El VO 2 màx representa el millor índex global de la màxima capacitat funcional cardiovascular i respiratòria en un període de 6 mesos a un any d entrenament. La taula següent ens mostra de forma resumida les principals adaptacions Variable VO 2 màxim Ventilació pulmonar màxima Freqüència cardíaca de repòs (FC repòs ) Freqüència cardíaca màxima (FC màxima ) Volum de cavitats cardíaques i gruix del miocardi Volum sistòlic (VS) Densitat capil lar del miocardi i vasodilatació Volum plasmàtic Tensió arterial Resposta Augmenta Augmenta Disminueix Es manté o disminueix lleugerament Augmenta Augmenta Augmenta Augmenta Disminueix Adaptacions a l entrenament aeròbic dels subjectes desentrenats

31 Reversibilitat de les adaptacions amb el desentrenament La interrupció temporal o definitiva de l entrenament dóna lloc a una regressió més o menys ràpida de la forma física i de les adaptacions cardiovasculars. Amb poques setmanes n hi ha prou per apreciar una disminució de la capacitat funcional arribi a valors del 30 al 50%, sent major el percentatge de regressió com menor fos el nivell previ d activitat, i major el grau d inactivitat durant la interrupció de l exercici físic. Beneficis de l exercici físic aeròbic L'exercici aeròbic és el més adequat per a una bona salut cardiovascular. Perquè una activitat física sigui aeròbica ha de ser continuada en el temps i moderada (no intensa). Són exercicis aeròbics el caminar de forma vigorosa, el fúting o l'ús de bicicletes estàtiques, cintes de córrer o màquines el líptiques. A part del seu paper importantíssim en els tractaments de pèrdua de pes, l'exercici físic aeròbic té múltiples beneficis a nivell cardiovascular: 1. S'aconsegueix una menor freqüència cardíaca durant la realització d'una activitat física de forma regular. 2. També es té una menor freqüència cardíaca en repòs. 3. S'incrementa la capacitat pulmonar i cardíaca. 4. Augmenta la capil larització muscular, de manera que arriba més sang (i per tant més oxigen i nutrients) als teixits. 5. Es redueix el risc de patir hipertensió arterial, arteriosclerosi i patologies tromboembòliques (atacs de cor, embòlies). Perquè l'exercici cardiovascular sigui efectiu s'ha de realitzar com a mínim durant 20 minuts tres o més vegades per setmana. Alumnes de l INS el Cairat realitzant el test de Cooper

32 Tests esportius L'avaluació del rendiment físic s'ha convertit en un instrument indispensable per a tots els professionals en educació física, en promoció de la salut, en entrenament esportiu i en medicina de l esport, és a dir, per tot aquell que sigui responsable d un grup d individus que realitzin activitat física. El test físic és una situació experimental estandarditzada, que serveix d'estímul a un comportament. Així mateix, aquest comportament s avalua mitjançant una comparació estadística amb el d altres individus col locats en la mateixa situació, de manera que és possible així classificar al subjecte examinat des del punt de vista quantitatiu. S'apliquen perquè d'aquesta manera es pot avaluar la capacitat física d un o més individus. Són exemples de tests esportius: - Test de Margaria - Test de Bruce - Cursa Navette - Test de Cooper - Test de Dipper - Etc. De tots aquests hem escollit la Cursa Navette i el test de Cooper perquè són els que ens aporten informació quantitativa sobre el volum d oxigen màxim i són els tests que tenim més a l abast per a realitzar. A continuació hi ha una explicació detallada de cada test. Prenent dades en el Test de Cooper

33 CURSA NAVETTE o TEST DE LUC LEGER La prova de Course Navette o també anomenada carrera de 20 metres, és un test d aptitud cardiorespiratòria que mesura la potencia aeròbica màxima i el consum d oxigen màxim de forma indirecta a subjectes de totes les edats, i sexes. Material necessari o o o o o o Cinta mètrica Cons, cinta adhesiva o guix (per a marcar el circuit) Gravació mp3 dels paliers Cronòmetre Paper i bolígraf (per apuntar les dades) En el nostre cas pulsòmetres (per a calcular les pulsacions) Preparació del circuit Luc Leger o o Amb una cinta mètrica, mesurar 20 metres i en cada extrem d aquest recorregut marcar el punt 0 m i el punt 20 m amb cinta adhesiva o guix per saber fins on hem d arribar. Descarregar la banda sonora predissenyada per a aquest test. Realització del test La prova consisteix en que els subjectes han de desplaçar-se d un punt a un altre separats a una distancia de 20 metres. Aquest desplaçament és indicat per un senyal sonor que anirà accelerant-se progressivament cada minut o palier. Els subjectes han d arribar a l altre punt en el moment en que sona el senyal i fer un canvi de sentit per encaminar-se al punt inicial al qual han d arribar abans de que soni el senyal sonor i així successivament fins que aguanti el subjecte. El moment en que el corredor interromp el test, aquest moment és el que indica la seva resistència cardiorespiratòria. Al principi de la prova comença amb un ritme lent (caminant) a una velocitat de 8 km/h durant el primer minut i augmenta fins a 9 km/h. A partir d aquí cada minut augmenta el ritme mig km/h. Els subjectes acabaran corrent a un ritme ràpid i finalitzarà la prova quan no puguin seguir el ritme marcat, és a dir quan no arriben al punt marcat a 20 metres de distància abans de que soni el senyal sonor. Corredors del test de Luck Leger o Course Navette de l INS el Cairat

34 Taula de dades del Test de resistència "Course Navette" Fases (minuts) Velocitat (km/h) / Test de resistència "Course Navette" Temps fraccionat (segons) Distancies recorregudes (m) A partir d aquesta taula podem saber per a cada individu, segons els paliers que ha fet, la seva velocitat final, la distància que ha recorregut i el temps que ha tardat a recórrer cada palier. Com calcular el volum màxim d oxigen (VO 2 màx.) Per a calcular el volum màxim d oxigen (VO 2 màx.) s agafa la velocitat màxima a la que ha aconseguit desplaçar-se abans de parar i es calcula amb aquesta fórmula: V = velocitat a la que ha aconseguit desplaçar-se abans de parar. També es pot fer servir una fórmula que a part de la velocitat, també té en compte l edat de l individu. Es calcula amb la següent fórmula: V = velocitat a la que ha aconseguit desplaçar-se abans de parar E = edat del subjecte. Com podem veure, és tracta d un test màxim i progressiu. Aquesta prova mesura la potència aeròbica màxima i indirectament el consum màxim d oxigen (VO 2 màx.)

35 El consum màxim d oxigen (VO 2 màx.): és la màxima quantitat d oxigen que poden absorbir les cèl lules. S expressa en litres per minut (L/min) o en mil lilitres per kilogram per minut (ml/kg/min). Com més gran sigui aquest valor, major serà la capacitat que tindrà aquest organisme per a produir energia mitjançant el metabolisme aeròbic, menor necessitat de recórrer al metabolisme anaeròbic làctic i major capacitat d eliminació de l àcid làctic en cas d haver-ne produït. Taula d avaluació de la Cursa Navette segons els resultats aconseguits NOIS NOIES Edats Edats LLEGENDA Nota/percentils: 10 molt bé, 5 bé i 0 malament Resultats: paliers/minuts

36 TEST DE COOPER El test de Cooper és una prova d aptitud física que serveix per mesurar la resistència aeròbica i també el VO 2 max. La prova va ser dissenyada pel Doctor Kenneth H. Cooper el 1968 per a l'exèrcit dels Estats Units. L atleta ha de córrer durant un temps determinat la màxima distància possible. Material necessari: o o o o Pista de 160m (les dimensions poden ser variables depenent de l espai del que es disposi). Cronòmetre. Roba d esport Cons per a marcar el recorregut (opcional) Doctor Kenneth H. Cooper Procediment: El test consisteix en córrer durant 12 minuts fins arribar a l esgotament. Es miren les pulsacions inicials i finals i a partir d aquí amb una equació es calcula el VO 2. VO 2 (ml/kg/min) = 22,351 x distància (Km) - 11,288 VO 2 (ml/kg/min) = (0,022 x distància (m))- 10,39 VO 2 (ml/kg/min) = (0,2 x Velocitat (Km/h))+ 3,5 Avui dia, a part de fer-lo servir per les escoles o instituts també es fa servir com un mitjà de classificació dels aspirants a proves físiques d'accés al cos de policia, bombers, àrbitres de la Lliga de futbol professional, etc. Existeixen diverses taules que s'utilitzen per avaluar els resultats, a continuació n'hi ha tres, la primera classifica la condició física com a Molt bona, Bona, Mitjana, Dolenta i Molt dolenta per a persones entre 13 i 20 anys, la segona per a persones entre 20 i 50 anys i la tercera per a atletes experimentats, la distància es presenta en metres: Realització del Test de Cooper a l INS El Cairat

37 - 37 -

38 Treball de camp

39 Model experimental Per estudiar el consum d oxigen màxim de cada persona avaluada utilitzarem una sèrie de fórmules en les que es tenen en compte diferents variants com poden ser la velocitat, la distància i l edat. Primer de tot vam decidir que calcularíem el consum d oxigen de manera indirecta ja que per fer-ho de forma directa es necessita un laboratori i material especial del que no disposem. Així que per fer els càlculs definirem els paràmetres que han estat decisius pel treball de camp. 1. Àmbits del treball 1.1. Nom dels test realitzats Els tests realitzats per calcular el consum d oxigen màxim han estat: la Course Navette i el Test de Cooper. 1.2 Àmbit temporal Des de setembre fins a desembre. Vam fer els dos tests entre finals de setembre i inici d octubre i el vam tornar a repetir amb només uns quants participants a mitjans de desembre Àmbit Poblacional El test de Cooper l han fet 24 subjectes de 2n d ESO i 1r de batxillerat, 6 d ells l han repetit. La course Navette l han realitzat inicialment 27 alumnes dels quals 15 l han fet dues vegades. 1.4 Camp de l estudi. En total vam aconseguir una mostra de 24 alumnes en el Test de Cooper i 27 en la Course Navette Aparells o dispositius utilitzats. Els aparells que ens van fer falta van ser fonamentalment pulsòmetres, cons per delimitar la zona de les proves, gravació de senyals sonors, altaveus i cinta mètrica. 2. Mètode general de càlcul El mètode que hem seguit per calcular el consum d oxigen màxim de cada persona ha estat fent servir unes fórmules especifiques per calcular aquest paràmetre. Com que vam trobar més d una fórmula, vam haver de parlar amb en Juan Carlos Galán Miró, llicenciat en INEFC i a punt de finalitzar el Màster ARD-UAM-COES per saber quina era la més correcta. En indicar-nos que totes eren correctes vam decidir fer la comparació de resultats entre cada fórmula. Cal dir que les fórmules utilitzades són diferents per a cada Test. 3. Recollida de dades i realització de les taules i gràfiques. Les dades les anàvem recollint durant els tests que realitzàvem en dies concrets o aprofitant alguna activitat d educació física per gentilesa d algun professor i el seu alumnat. Després les vam passar en unes taules fetes en un Microsoft Excel i, posteriorment, vam utilitzar aquestes taules per relacionar diferents paràmetres amb el consum d oxigen màxim mitjançant diverses gràfiques

40 Els components del treball explicant el procediment de la Course Navette als subjectes que van voler col laborar Nosaltres preparant el material necessari per poder realitzar la Course Navette

41 Resultats: taules i gràfiques

42 TAULA CURSA NAVETTE (Primera presa de dades)

43 TAULA CURSA NAVETTE (Segona presa de dades)

44 Gràfiques Cursa Navette Amb les dades obtingudes vam fer les gràfiques següents per veure la relació entre les diferents variables. Gràfica 1: de VO 2 màx./subjectes primera presa de dades Aquesta gràfica (primera presa de dades) ens indica el volum d oxigen màxim(vo 2 màx.) en (mlo 2 /kg/min) de cada subjecte. Com que per a trobar el VO 2 màx. hi ha dues fórmules vàlides, l hem calculat amb les dues fórmules: en blau estan indicats els valors del VO 2 màx. calculat amb la primera fórmula i en vermell els de la segona. Com podem veure en la gràfica, en els 3 primers subjectes els valors del VO 2 màx. són més grans en la segona fórmula que no pas en la primera, però a partir del subjecte 4 els valors calculats amb la primera fórmula són més grans o iguals que els calculats amb la segona fórmula. Això és degut a que la primera fórmula té en compte la velocitat i l edat del subjecte: V=velocitat E= edat del subjecte VO 2 màx.=31,025+(3,238 x V)-(3,248 x E)+(0,1536 x V x E) Aquesta fórmula és més precisa en subjectes majors de 18 anys o propers a aquesta edat, i com podem veure en la taula del test de Luck Leger o course Navette a partir del subjecte 16 l edat de tots els subjectes és de 13 anys. Per això a la gràfica hi ha un increment en els valors de la primera fórmula (punts marcats en blau) i una davallada en els valors de la segona fórmula (punts marcats en vermell). Aquesta segona fórmula només té en compte la velocitat del subjecte: V=velocitat VO 2 màx.=(5,857 x V)-19,

45 Tal com indica la gràfica podem observar que la variació entre els valors que aconseguim amb les diferents fórmules no és gaire significativa i podem observar també que els subjectes entrenats tenen un VO 2 màx. més gran que no pas els que no practiquen periòdicament esport, que tenen un VO 2 màx. inferior. Gràfica 2: distància/vo 2 màx. primera presa de dades En el gràfic de distància/vo 2 (primera presa de dades) surten menys punts que persones que han realitzat la prova perquè algunes tenen els mateixos valors, per exemple el punt 0,441 són 4 individus de la mateixa edat (13 anys) que recorren la mateixa distància. Quan hem calculat el VO 2 màx. amb la primera fórmula (que té en compte l edat i la velocitat del subjecte) i ho hem introduït a la gràfica, els quatre valors s han superposat. En canvi els punts 1,581 són 3 individus de diferent edat un té 17 anys i els altres dos en tenen 13. Com hem comentat abans els dos individus de 13 en el gràfic, els punts se superposen perquè el càlcul del VO 2 amb la primera fórmula té en compte l edat i la velocitat del subjecte i el subjecte de 17 anys el valor de VO 2 és diferent perquè en la primera fórmula la variant que canvia és l edat. Per això podem veure al gràfic 2 punts diferents amb el mateix valor. Passa el mateix que acabem de dir amb els punts 1,783. Com podem observar en aquesta gràfica, segons els resultats obtinguts mitjançant la primera fórmula, hi ha una proporcionalitat directa entre la distància recorreguda i el consum d'oxigen màxim en una persona, és a dir, quant més distància es recorre, es necessitarà una major quantitat d'oxigen pels teixits. Utilitzant la segona fórmula també hi ha una proporcionalitat directa entre la distància recorreguda i el consum d'oxigen màxim

46 Gràfica 3: velocitat/vo 2 màx. primera presa de dades En al gràfica Velocitat/VO 2 passa el mateix que al de distància/vo 2,surten menys punts que persones perquè algunes tenen els mateixos valors. Per exemple el punt 9,5 km/h que correspon a 38,53 mlo 2 /kg/min. Aquests punts corresponen a 4 individus de la mateixa edat (13 anys) que tenen la mateixa velocitat final ja que acaben tots quatre al palier 3 i en aquest palier la velocitat imposada pel senyal sonor és 9,5 km/h. Com passava en el gràfic distància/vo 2, quan hem calculat el VO 2 màx. amb la primera fórmula (que té en compte l edat i la velocitat del subjecte) i ho hem introduït al gràfic, els quatre valors s han superposat. En canvi els punts 11,5 km/h que corresponen a 49 mlo2/kg/min i els punts 13 km/h que corresponen a 56,85 mlo2/kg/min, són que després de calcular el VO 2 màx. amb la primera fórmula (que té en compte l edat i la velocitat del subjecte ) els punts superposats corresponen a subjectes amb la mateixa edat i l altre punt amb el mateix valor correspon al subjecte amb una edat diferent. Com podem observar en aquesta gràfica, segons els resultats obtinguts mitjançant la primera fórmula, hi ha una proporcionalitat directa entre la velocitat del subjecte i el consum d'oxigen màxim en una persona, és a dir, a més velocitat es necessitarà major quantitat d'oxigen pels teixits. Utilitzant la segona fórmula es pot seguir el mateix raonament

47 Gràfica 4: freqüència cardíaca màxima/vo 2 màx. primera presa de dades Com podem observar en aquesta gràfica, segons els resultats obtinguts mitjançant la primera formula, no hi ha una proporcionalitat lineal entre la freqüència cardíaca màxima i el consum d'oxigen d'una persona, d'aquí podem extreure que el consum d'oxigen màxim d'una persona no té cap relació amb la freqüència cardíaca màxima d'aquesta. Totes les gràfiques que es van fer amb la segona presa de dades el mes de desembre i les gràfiques fetes a partir de l aplicació de la segona fórmula es poden trobar a l annex

48 TAULA TEST DE COOPER (Primera presa de dades)

49 TAULA TEST DE COOPER (Segona presa de dades)

50 Gràfiques Test de Cooper En les gràfiques de la distància/vo 2 i Velocitat/VO 2 surten menys punts que persones hi ha perquè algunes tenen els mateixos valors de consum d oxigen i distància o velocitat ja que les nostres fórmules només tenen aquests factors per trobar el VO 2 màx. El punt que trobem més desviat és degut a un subjecte que no tenia interès en col laborar. Gràfica 1: En aquesta gràfica podem observar que la variació entre els valors que aconseguim amb les diferents fórmules no és gaire elevada, sobretot entre la primera i la segona formula, i on es pot apreciar més el canvi és en la tercera fórmula on hi ha un 7% de subestima del VO₂. Gràfica 2: Com podem observar en aquesta gràfica, segons els resultats obtinguts mitjançant la primera fórmula, hi ha una proporcionalitat directa entre la distància recorreguda i el consum d'oxigen màxim en una persona, és a dir, quant més distància es recorre, es necessitarà una major quantitat d'oxigen pels teixits

51 Gràfica 3: Com podem observar en aquesta gràfica, segons els resultats obtinguts mitjançant la primera formula, hi ha una proporcionalitat directe entre la velocitat mitjana de cada persona amb el respectiu consum d'oxigen, és a dir, quant més elevada sigui la velocitat mitjana d'una persona, tindrà més necessitat d'oxigen i el seu consum augmentarà. Gràfica 4: Com podem observar en aquesta gràfica, segons els resultats obtinguts mitjançant la primera formula, no hi ha una proporcionalitat lineal entre la freqüència cardíaca màxima i el consum d'oxigen d'una persona, d'aquí podem extreure que el consum d'oxigen màxim d'una persona no té cap relació amb la freqüència cardíaca màxima d'aquesta. Les gràfiques elaborades amb les altres fórmules es poden consultar a l annex

52 Conclusions Validació de les hipòtesis prèvies Després d analitzar els resultats hem pogut comprovar les nostres hipòtesis que expliquem a continuació: 1. Es pot demostrar que les persones que practiquen periòdicament esport tenen una resistència cardiorespiratòria durant l exercici més gran que les que no en practiquen. Per a confirmar la nostra primera hipòtesi hem fet servir les dades que hem obtingut de la realització del test de Cooper i la cursa Navette

53 En la primera taula (subjectes esportistes), els valors de VO 2 màx. en el test de Cooper tenen, en general, valors més grans que la segona taula (subjectes no esportistes). Com que sabem que quan més gran és el VO 2 màx més elevada és la resistència cardiovascular i cardiorespiratòria, això demostra la nostra hipòtesi inicial, ja que vàrem afirmar que les persones que practiquen periòdicament esport tenen una resistència cardiorespiratòria durant l exercici més gran que les que no en practiquen. Això es degut a que amb l entrenament es produeixen un seguit d adaptacions. Segons el tipus d entrenament l organisme s adapta de la forma més especifica possible a l exercici que se li demanda. 2. Per a una mateixa intensitat física, les persones que practiquen periòdicament esport deuen tenir una freqüència cardíaca més estable que una persona sedentària. Com podem veure a la taula de dades de la course Navette, els subjectes que practiquen periòdicament esport, les seves pulsacions durant la prova van augmentant de forma gradual, és a dir, els valors a cada palier són més grans però la diferència entre ells augmenta gradualment. En canvi, els subjectes que no practiquen esport, els valors en cada palier varien, no segueixen un augment de pulsacions de forma gradual. 3. Abans de començar un exercici físic, les persones que no practiquen esport deuen tenir una freqüència cardíaca més alta que les que si que practiquen habitualment un esport. Com podem observar a la taula de dades de la course Navette (esportistes a la part superior de la taula de dades i no esportistes a la part inferior) podem corroborar aquesta tercera hipòtesi, ja que els subjectes esportistes tenen unes pulsacions inicials més baixes que no pas els que no practiquen esport. Podem veure com el subjecte 27 és una excepció ja que és no esportista i té unes pulsacions inicials molt baixes, de 60 pulsacions per minut. Això pot ser degut a factors genètics ja que influeixen en aquest aspecte. També podem observar que els subjectes 16 i 17, són esportistes i tot i així tenen unes pulsacions altes (ronden les 100 pulsacions per minut) ja que portaven una estona practicant activitat física abans de començar el test. En els esportistes les pulsacions varien des de 70 pulsacions (les més baixes) i 110 pulsacions (les més altes) tot i que algunes dades no les hem pogut calcular amb els pulsòmetres perquè només en teníem quatre i vàrem tenir problemes de funcionament

54 Els no esportistes la majoria tenen unes pulsacions que ronden les 100 pulsacions per minut ja que aquest grup de persones fan un taller d esports i abans de realitzar el test varen estar fent exercici. Aquesta hipòtesi no la podem comprovar amb les dades que ens dóna el test de Cooper ja que la majoria de subjectes no esportistes tenen unes pulsacions més baixes que els esportistes. Això és el contrari del que diem a la nostra hipòtesi. Després de la recerca d informació sabem que, malgrat aquests resultats, la nostra hipòtesi és certa. L explicació podria ser deguda a que en la majoria de subjectes les pulsacions les preníem manualment i aquest mètode no és tant fiable com la presa de dades amb pulsòmetres i, a més, hem de tenir en compte l aspecte de que els subjectes ronden els 13 anys d edat i, per tant, les seves capacitats físiques no estan del tot desenvolupades com podrien estar les dels subjectes de la Cursa Navette que la majoria tenen entre 16 i 17 anys. També hem de tenir en compte els factors genètics dels subjectes. Pot ser que no practiqui periòdicament esport però genèticament tingui unes aptituds físiques importants. 4. Les persones que practiquen periòdicament esport tenen un consum d oxigen màxim inferior als que no en practiquen quan realitzen un mateix esforç físic. Com podem veure comparant les dues taules les persones que són esportistes tenen un VO 2 més elevat que no pas els subjectes que no són esportistes. Buscant en fonts d informació, hem trobat que el volum d oxigen màxim (VO 2 màx.) augmenta entre un 15 i un 25% amb un entrenament aeròbic. Aquest percentatge d increment del VO 2 màx. és independent del sexe, edat i raça dels subjectes. Amb la pràctica de l esport es produeixen uns canvis en el sistema respiratori relacionats amb els canvis cardiovasculars, ja que amb l exercici augmenta el flux de sang i també augmenta la capacitat de difusió de l oxigen a través de la membrana alveolar perquè passi la sang, i així sigui utilitzat pels músculs que treballen. Per tant, la nostra hipòtesi inicial és falsa, succeeix el contrari del que nosaltres pensàvem

55 5. En passar un període de temps no massa llarg, podrem observar un descens de la freqüència cardíaca i un increment de la resistència cardiorespiratòria en les persones que practiquen periòdicament esport, mentre que no serà així en les persones que no en practiquen. Aquesta hipòtesi no l hem pogut comprovar amb precisió ja que, perquè es puguin veure aquestes millores el període de temps d entrenament hauria de ser més llarg del que nosaltres disposàvem. Tot i així, podem veure que els tres primers subjectes (que són esportistes) confirmen la nostra hipòtesi, ja que les seves pulsacions finals a la segona presa de dades són més baixes. Els altres subjectes tenen unes pulsacions finals més altes a la primera presa de dades, però pot haver-hi hagut un error en la presa d aquestes ja que el segon cop no disposàvem de suficients pulsòmetres i vam haver de calcular les pulsacions manualment. En teoria el volum d oxigen màxim, segons la nostra hipòtesi hauria d augmentar, ja que es creen noves vies de circulació de la sang, les cavitats s eixamplen, etc. però això no passa. En alguns casos podem observar que succeeix justament el contrari, els valors del volum d oxigen màxim a la segona presa de dades són més baixos que els valors de la primera presa de dades. Com hem ja hem esmentat abans, caldria haver disposat de més temps d entrenament dels subjectes esportistes abans de fer la segona prova. I l hauríem hagut de fer a molts més subjectes, cosa que no va ser possible. Conclusió final Podem concloure doncs, que sí que és pot comprovar quantitativament que els esportistes tenen una resistència cardiovascular més gran que les persones sedentàries. També que tenen una freqüència cardíaca més estable durant l exercici i que aquesta és més baixa en repòs i, finalment, que els seu consum d oxigen màxim és superior als no subjectes esportistes, quan realitzen un mateix esforç físic. En el nostre treball hem estudiat les adaptacions del cos a l entrenament i hem pogut determinar els valors de volum d oxigen màxim (VO 2 ) d una mostra d adolescents esportistes i no esportistes. Aquest l hem obtingut de forma indirecta mitjançant dos tests esportius, la cursa