1º Bachillerato Educación Física IES Saulo Torón BASES BIOLÓGICAS, FISIOLÓGICAS Y ANATÓMICAS DEL CUERPO HUMANO Y SU RELACIÓN CON EL EJERCICIO FÍSICO. EL SISTEMA CARDIOVASCULAR. Nuestro cuerpo precisa para su funcionamiento de oxígeno y sustancias que proporcionan energía. El reparto de estas sustancias se hace a través de la sangre que circula por el sistema circulatorio o cardiovascular. El sistema cardiovascular tiene varias funciones: sirve para llevar los alimentos y el oxígeno (O2) a las células, y para recoger los desechos metabólicos que se han de eliminar después por el aire exalado por los pulmones (rico en dióxido de carbono (CO2), por los riñones en la orina, etc. El sistema cardiovascular es un circuito continuo de vasos que consta de: 1.- Una bomba que se encarga de bombear la sangre = El corazón. Bombea la sangre para que a través de los vasos sanguíneos llegue a todo el cuerpo. En el corazón se distinguen dos aurículas y dos ventrículos; y los dos movimientos que realizan se llaman sístole y diástole. - Sístole: Movimiento de vaciado del corazón. Cuando nos tomamos la frecuencia cardiaca (pulsaciones) lo que notamos es el latido (el sístole y el cierre de las válvulas entre aurículas y ventrículos), es el momento en el que el corazón se contrae fuertemente expulsando la sangre que llenaba los ventrículos, la del lado derecho se dirige a los pulmones para oxigenar la sangre y la del lado izquierdo, ya oxigenada, se dirige al resto del cuerpo. - Diástole: Es cuando se produce el llenado de los ventrículos, la sangre pasa de las aurículas derecha e izquierda a los ventrículos derecho y izquierdo. 2. Un circuito de distribución de alta presión = las arterias 3. Vasos de intercambio = los capilares 4. Un circuito de recogida y regreso de baja presión = las venas Para hacer circular la sangre, el aparato circulatorio dispone de una compleja red de arterias, que se ramifican en otras de menor calibre (arteriolas) y así sucesivamente hasta llegar a los capilares que es donde se realiza el intercambio de sustancias con las células. Luego comienza la circulación de retorno, que empieza en estos capilares para ir recogiéndose sucesivamente en un sistema de venas de grosor creciente, hasta entrar en el corazón. De forma muy resumida, podríamos decir que está organizado en dos circuitos diferenciados denominados Circulación mayor y Circulación Menor. - La circulación mayor es la que comprende desde que la sangre sale del ventrículo izquierdo por la arteria aorta, reparte nutrientes y O2 a todo el organismo y recoge productos de deshecho que conduce hasta la aurícula derecha por las venas cavas (superior e inferior). 1
- La circulación menor es la que se da desde que la sangre sale del ventrículo derecho por la arteria pulmonar, es conducida a los pulmones para ser oxigenada y llevarla cargada de O2 por medio de las venas pulmonares hasta la aurícula izquierda. El círculo completo sería: 1.ventrículo izquierdo 2. arteria aorta 3. arterias y capilares 4. venas cavas 5. aurícula derecha 6.ventrículo derecho 7.arteria pulmonar 8.arterias y capilares pulmonares 9.venas pulmonares 10.aurícula izquierda y finalmente 11. ventrículo izquierdo, donde se inició el circuito. Circ. Menor Circ. Mayor EL APARATO RESPIRATORIO. El aparato respiratorio está formado por las vías respiratorias y los pulmones. La primeras tienen como misión la conducción del aire hasta los pulmones, en los que se captará el oxígeno (O2), liberándose el dióxido de carbono (CO2). Los conductos del aparato respiratorio que están en contacto con el exterior son la nariz y la boca, y se encargan de captar el aire y de expulsarlo al final del proceso. Después de pasar por las vías nasales y la faringe, el aire se distribuye hacia los pulmones por la tráquea, los bronquios y los bronquiolos. Finalmente, los bronquiolos se ramifican en una serie de bolsitas redondas llamadas alveolos pulmonares, que se encargan de absorver el O2 del aire para pasarlo a la sangre y extraer de ella el CO2 para poder expulsarlo por el aire al exterior. Intercambio de gases en los alveolos. 2
1º Bachillerato Educación Física IES Saulo Torón Durante la inspiración (entrada de aire en los pulmones), los músculos respiratorios (fundamentalmente el diafragma) se contraen, agrandando el volumen de la caja torácica. Este agrandamiento provoca la disminución de la presión intrapulmonar y el aire es succionado hacia el interior por los pulmones. La espiración (salida de aire de los pulmones), es principalmente un proceso pasivo que se da tras la relajación de los músculos implicados en la respiración. Si hacemos una espiración forzada, sí activamos voluntariamente a los músculos que influyen en la respiración además del diafragma (intercostales, serrato, pectoral menor, ) Así pues, en resumen, el proceso completo de la respiración sería como sigue: 1. El aire cargado de O2 entra en las vías respiratorias desde la atmósfera, hasta llegar a los alveolos pulmonares, donde cede el O2 a la sangre que pasa por los capilares que rodean a dichos alveolos. 2. La sangre transporta el O2 (unido a la hemoglobina) a todas las células del cuerpo y recoge el CO2 para llevarlo hasta los alveolos pulmonares y expulsarlo al exterior por las vías respiratorias. Esta segunda parte, se realiza lógicamente impulsada por el sistema circulatorio visto anteriormente, es decir, pasando por la circulación mayor y menor. APARATO LOCOMOTOR. El aparato locomotor se encarga del movimiento y está formado a su vez por dos sistemas diferentes: el osteoarticular (huesos y articulaciones) y el muscular (músculos). Sistema osteoarticular. Se trata del chasis de nuestro organismo. Comprende los huesos y las articulaciones. Los Huesos son estructuras rígidas que tienen algunas misiones muy importantes: Actúan como sostén: Los huesos forman un cuadro rígido, que se encarga del sostén de los órganos y tejidos blandos. Permiten el movimiento: Gracias a los músculos que se fijan a los huesos a través de los tendones, y a sus contracciones sincronizadas, el cuerpo se puede mover. Protegen a los órganos: Los huesos forman diversas cavidades que protegen a los órganos vitales de posibles traumatismos. Por ejemplo, el cráneo protege al cerebro de posibles golpes que pueda sufrir éste, y la caja torácica (o sea, las costillas y el esternón), protegen a los pulmones y al corazón. Contribuyen a la formación de células sanguíneas: La médula ósea o roja, que se encuentra en el tejido esponjoso de los algunos tipos de huesos (como por ejemplo la pelvis, las vértebras, etc.), se encarga de la formación de glóbulos rojos o eritrocitos. Este proceso se denomina hematopoyesis. Homeostasis Mineral: El tejido óseo se encarga del abastecimiento de diversos minerales, principalmente el fósforo y el calcio, que son muy importantes en funciones que realiza el organismo como la contracción muscular, lo cual es el caso del calcio. Cuando uno de éstos minerales es necesario, los huesos lo liberan en el torrente 3
sanguíneo, y éste lo distribuye por el organismo. Las articulaciones son las uniones entre dos o más huesos, y además de posibilitar la función de cohesión entre los mismos (gracias a los ligamentos intrínsecos y extrínsecos), poseen elementos que evitan el rozamiento de un hueso con otro (líquido sinovial, cartílago hialino que recubre las carillas articulares de los huesos- y a veces, meniscos). Rodeando la articulación se encuentra la cápsula articular, estructura fibrosa con funciones de protección. Y por fuera están los tendones de los músculos que mueven cada articulación, y que también ayudan a incrementar su sujeción. Sistema muscular. Es el motor del movimiento. Está formado por el conjunto de los músculos de nuestro cuerpo, y en ellos se producen reacciones químicas de las que se obtiene la energía necesaria para mover el cuerpo humano (transformación de energía química en mecánica). En unas partículas de la fibra muscular, las mitocondrias, tienen lugar los procesos aeróbicos de obtención de energía, convirtiéndose en las auténticas fábricas de la energía que utilizará el músculo para contraerse. Los músculos estructuralmente pueden adoptar diversas formas pero, en general, tienen una parte contráctil, el vientre muscular, que se contrae y se relaja, y los tendones de inserción, mediante los que realiza la unión a los huesos. 4
1º Bachillerato Educación Física IES Saulo Torón FUNCIONAMIENTO DE ESTOS TRES SISTEMAS O APARATOS JUNTOS. En resumen, cuando nosotros inspiramos, estamos introduciendo en nuestros pulmones distintos gases, entre ellos el oxígeno. Cuando el aire inspirado llega a los alvéolos pulmonares, el oxígeno pasa a la sangre y a través de la hemoglobina es transportado por las arterias a las células de los músculos (fibras musculares). Los músculos toman el oxígeno y devuelven el dióxido de carbono (uno de los productos de deshecho del ejercicio) a la sangre, que a través de las venas lo lleva hasta el corazón. El corazón recibe esta sangre con dióxido de carbono y la envía hasta los pulmones; allí, los alvéolos pulmonares la absorben y se produce la espiración de los pulmones mediante el cual eliminamos el dióxido de carbono, lo expulsamos al exterior. Este trabajo conjunto entre el aparato respiratorio y circulatorio se produce efectuando aproximadamente entre 16-18 respiraciones y 70 latidos (ambos por minuto) en un adulto normal dependiendo de ello el sexo, edad, talla, peso, condición física,... Pero todo ello EN ESTADO DE REPOSO. QUÉ SUCEDE CUANDO ACTIVAMOS NUESTRO APARATO LOCOMOTOR? A medida que nosotros ejercitamos el cuerpo (por ejemplo un trote suave, una carrera aumentando la intensidad o pruebas de velocidad máxima), los músculos comienzan a trabajar mucho más, a contraerse y relajarse más rápido y mayor número de veces, por lo que las células de nuestros músculos (fibras musculares) gastan más oxígeno que en reposo, por ende, nuestros pulmones tendrán que inspirar más rápido para aportar mas oxígeno a la sangre y el corazón deberá también latir más rápido para enviar ese oxígeno velozmente a los músculos. Por todo ello, el aumento de la intensidad de un esfuerzo se traduce en un aumento de la Frecuencia Cardiaca (pulsaciones por minuto) y de la Frecuencia Respiratoria. 5
En estudios realizados en las clases de Educación Física, se ha demostrado que después de un trabajo físico importante, la frecuencia cardiaca en los alumnos, puede llegar hasta las 180 pulsaciones por minuto y la frecuencia respiratoria hasta 40 veces por minuto. Después de un reposo activo (caminando), de aproximadamente 3 minutos, en las clases se comprobó como disminuyen las frecuencias cardiacas y respiratorias, dado que las células de nuestros músculos ya no están trabajando intensamente y por lo tanto no están consumiendo tanto oxígeno. Continuando con el reposo activo 3 minutos mas, las frecuencias cardiacas y respiratorias siguieron disminuyendo y volviendo a la normalidad. SISTEMA NERVIOSO. El sistema nervioso es el encargado de poner en funcionamiento todo los órganos de nuestro cuerpo, activándolos y manteniendo su actividad. Está compuesto por los siguientes sistemas: 1. Sistema nervioso central. Incluye cerebro, cerebelo, tronco del encéfalo y médula espinal. Es como una computadora conde se procesa la información recibida del exterior y desde donde se mandan las órdenes para que sea posible el movimiento. 2. Sistema nervioso periférico. Está constituido por multitud de nervios, que se encargan de recoger información del exterior y de ejecutar las órdenes del sistema nervioso central (SNC). Están en contacto con las fibras musculares a las que transmiten los impulsos eléctricos necesarios para su contracción. 3. Sistema nervioso autónomo o vegetativo. Se encarga de mantener en funcionamiento las vísceras, el corazón y demás órganos del cuerpo humano que actúan independientemente de la voluntad de la persona. En todo lo relacionado con el ejercicio físico, los sistemas nervioso central y periférico resultarán de gran interés, ya que están íntimamente unidos con el aprendizaje de las actividades deportivas, y cualquier deficiencia de estos sistemas repercutirá directamente mermando la capacidad motriz. 6
1º Bachillerato Educación Física IES Saulo Torón INFLUENCIA DEL EJERCICIO FÍSICO EN ESTOS SISTEMAS. No toda la actividad física provoca las mismas adaptaciones en el organismo. Los siguientes argumentos se ofrecen de un modo general, teniendo en cuenta siempre que unas actividades físicas inciden más sobre unos sistemas y otras sobre otros (por ejemplo el entrenamiento con pesas influye más en el sistema muscular, el entrenamiento aeróbico más en el cardiovascular y la realización de malabares en la creación de patrones de movimiento del sistema nervioso). 1. Acondiciona el sistema cardiovascular. Al acostumbrar progresivamente al sistema formado por el corazón y el aparato circulatorio a trabajar a un nivel de exigencia superior, estamos acondicionándolo para cuando tiene que funcionar a su régimen habitual. Así, es conocido por todos que un entrenamiento basado en el ejercicio aeróbico (de larga duración y baja intensidad), es capaz de rebajar de manera significativa la frecuencia cardiaca en reposo, es decir, el número de pulsaciones del corazón. Esta reducción va acompañada de un aumento del volumen de sangre expulsado en cada latido, y si el entrenamiento es continuado en el tiempo, suele producirse también un aumento del volumen del corazón. Con todo ello el corazón se hace mucho más eficiente y cuando se vea sometido a esfuerzos de mayor intensidad es capaz de asumirlos y responder a ellos sin ningún problema, aumentado su rendimiento. Al mismo tiempo, los vasos sanguíneos deben adaptarse también a la intensificación de la actividad creada en el sistema cardiovascular. En consecuencia, mejora la elasticidad del aparato circulatorio, de las arterias fundamentalmente. De esta manera se previene la arteriosclerosis (endurecimiento y taponamiento de las arterias) y mejora directamente la circulación sanguínea. También mejora la circulación de retorno (venas) previniendo la aparición de varices, y recomendando siempre hacer ejercicios como caminar a aquellas personas que las padecen. Por último, reseñemos que la sangre es capaz de abastecerse mejor de oxígeno en los pulmones y que las células musculares (fibras musculares) lo extraen de la sangre de una manera mucho más eficaz, mejorando lo que se conoce como consumo máximo de oxígeno. 2. Mejora la capacidad respiratoria. Las adaptaciones del aparato respiratorio van íntimamente ligadas relacionadas con las del sistema cardiovascular. Para poder abastecer las necesidades de oxígeno durante el ejercicio, el organismo necesita introducir mayor cantidad de aire. Los pulmones incrementan su capacidad vital (cantidad de aire que cabe en los pulmones) y se produce un aumento de la ventilación pulmonar (volumen de aire que se mueve por minuto). Cuando la práctica física es continuada, se obtiene un efecto de purificación de los pulmones de aquellos residuos tóxicos que puedan albergar (tabaco, contaminación, etc.). Además aumenta el tono muscular de los músculos respiratorios y permite una mayor resistencia a la fatiga. 7
3. Cuida el aparato locomotor. A. En el sistema muscular se producen las siguientes mejoras: aumenta el volumen muscular, mejorando también la fuerza que es capaz de ejercer los músculos; fundamentalmente si el ejercicio que se practica tiene un marcado carácter de fuerza muscular, más que de resistencia. Si el ejercicio que se practica es más de resistencia, aumenta la capacidad de captación de oxígeno en los capilares, es decir, las fibras musculares son capaces de captar más oxígeno para su funcionamiento. La musculatura se vuelve más resistente a la fatiga y funcionan de manera más eficiente los procesos de creación energética en las fibras musculares. B. En el sistema osteoarticular: el sistema esquelético en general se vuelve más resistente a las enfermedades que pueden aquejarlo, fundamentalmente como prevención para la madurez. Así, una práctica dportiva adecuada pereviene a la persona contra la osteoporosis (enfermedad de los huesos que consiste en la pérdida del tejido óseo), artrosis y artritis (enfermedades degenerativas de las articulaciones). 4. Tonifica el sistema nervioso. La práctica continuada de ejercicio físico mantiene al sistema nervioso en correcto estado de funcionamiento. De esta manera, la velocidad de transmisión del impulso nervioso es alta, se tienen mejores reflejos y coordinación de movimientos. 5. Te hace sentir más a gusto Además de las adaptaciones comentadas, que tienen efectos evidentes sobre el organismo, el ejercicio físico eleva el grado de autoestima de la persona, al saberse capaz de asumir objetivos propuestos. Asimismo, se crea un hábito de vida muy sano, que ayudará a establecer un orden en nuestra vida, donde difícilmente tendrán cabida otros hábitos más perjudiciales. Y por último, decir que con frecuencia el deporte actúa también como un factor de integración social, y ayuda a mejorar las relaciones con otras personas con las que se practica. Paginas web interesantes que puedes consultar : Relacionadas con el aparato respiratorio: http://www.slideshare.net/tarazona/aparato-respiratorio-52270?type=presentation http://www.enmicole.es/enlabuhardilla/page/17 Relacionadas con el aparato circulatorio: http://www.youtube.com/watch?v=n6cqvwijxgm&feature=player_embedded http://www.youtube.com/watch?v=g11vaubhetw&feature=related (la 1ª parte del vídeo) Relacionadas con el aparato locomotor: http://www.youtube.com/watch?v=b9rq05akha0 (Ahorrarse del minuto 4:18 al 7) http://www.youtube.com/watch?v=6z4xaomwh94&feature=related DIFERENCIA ENTRE SISTEMA Y APARATO Y DESARROLLO DE LOS DISTINTOS APARATOS http://fisiologiaviva.blogspot.com/2008/12/sistemas-funcionales-y-aparatos.html 8