Physiologie des sports d’endurance en...

Primera edición: junio del 2013

© Fabienne Durand y Kilian Jornet© De Boek, Bruselas, 2013, Physiologie des sports d’endurance en montagne

© Lectio Ediciones

© de la edición:9 Grupo EditorialLectio Ediciones

C/ Muntaner, 200, ático 8ª • 08036 BarcelonaTel. 977 60 25 91 • 93 363 08 [email protected] • www.lectio.es

Traducción: José Luis Díez Lerma

Fotografía de la portada: Monica Dalmasso

Diseño y composición: Imatge-9, SL

Impresión: Romanyà-Valls, SA

ISBN: 978-84-15088-82-0

DL T 396-2013

Fisiología de los deportes de resistencia en la montaña.indd 2 17/05/13 17:47

-dades. Es algo sintomático del entusiasmo causado por este nuevo avance de los deportes de resistencia, que cabe calificar de extremo.

¿Cómo puede el organismo, cuya plasticidad merece toda la admiración, resis-tir o adaptarse a tales cargas? ¿Cómo debe prepararse un atleta para afrontar un reto de este tipo? Es lo que Fabienne Durand y Kilian Jornet Burgada nos describen en este libro. La lectura se inicia de forma pausada para ir acelerando como si se tratara de una novela de aventuras y, en realidad, es de lo que se trata.

Todo el mundo sabe que la fisiología estudia de forma integrada el funcio-namiento del organismo. Es integrada porque, por ejemplo, el corazón no podría funcionar sin los pulmones, o los músculos tampoco lo harían sin estos dos órga-nos. Pero aún mejor, la fisiología es también, por no decir ante todo, la adaptación de nuestro organismo al entorno. En este libro se abordan al menos dos adap-taciones: al ejercicio y a la altitud, y la integración de ambas: el ejercicio a gran altura. Sin embargo, la fisiología es compleja: ¿le resulta útil al atleta saber cómo funcionan las cosas? ¿Eso no debería ser tarea del entrenador?

¿Un abogado podría defender al acusado sin conocer las leyes? ¿Un médico podría curar sin conocer las enfermedades? ¿Un atleta puede entrenarse sin co-nocer el funcionamiento de su propio organismo? Dicho con otras palabras, se trata de «comprender para entrenar mejor». ¿Es algo comprensible? Sí, por dos razones. En primer lugar, tenemos el enfoque pedagógico del universitario, que de una forma concisa y sencilla explica los distintos fenómenos, sustentados median-te figuras, fotos, etc. y en segundo lugar, están los «recuadros» de Kilian, quien explica el empleo y aplicación sobre el terreno de la información fisiológica para optimizar su entrenamiento, ¡y menudo éxito!

Este libro es también el encuentro entre un atleta de alto nivel, un campeón y su pasión: el trail, o para ser exactos, el ultra trail. ¿Cómo se puede correr «cómo-

aclimatarse a la carrera en altura y, por tanto, a las hipoxias extremas?¿Kilian está genéticamente programado para ganar tantas carreras y estable-

cer todo esos récords? ¿Es una adaptación a la vida en montaña de una o varias generaciones?

Puede que este libro nos dé la respuesta. Cualquiera que sea, por tanto, me-rece la pena leerlo.

CHRISTIAN PRÉFAUT

Catedrático de la Facultad de Medicina de Montpellier


8

Desde hace unos diez años salta a la vista que son muchos los atletas que se dirigen hacia nuevas actividades de resistencia, o incluso de ultrarresistencia. Eso

atletas sigan superando año tras año lo que podríamos denominar límites fisiológi-cos. La carrera de referencia en este ámbito es el Ultra Trail del Mont Blanc: 9.400

de montaña sigue el mismo movimiento, con, cierto es, un poco más de intimidad relacionada con la técnica de la práctica, igualmente exigente. En este caso tam-bién hay carreras míticas, como la famosa Pierra Menta: 4 días de carrera con casi 10.000 metros de desnivel positivo y una quincena de puertos de alta montaña.

Pero a pesar del nivel de dificultad física y psicológica, a pesar del sufrimiento del que nadie escapa, a pesar de las concesiones que hay que realizar para entre-narse específicamente para estas grandes aventuras de resistencia, hay, en todas las disciplinas de montaña, cada vez más participantes. Algunos son prácticamen-te profesionales, otros son aficionados extraordinarios, pero todos comparten un sueño al adentrarse en una aventura deportiva extrema: cruzar la meta. Y pasadas las horas de esfuerzo, a veces sin parar y sin dormir, algunos alcanzarán la meta y habrán llegado a sus propios límites. Otros abandonarán jurando que volverán mejor preparados… Bien sea un fenómeno de moda relacionado con los deportes verdes o una verdadera necesidad de superación, las actividades de resistencia y de ultrarresistencia inspiran respeto y en ocasiones permiten actualizar los funda-mentos de la fisiología de la adaptación al ejercicio.

Este libro, cuya intención primordial es ser didáctico y pedagógico, permitirá a los diferentes lectores ubicarse respecto a las adaptaciones fisiológicas al ejercicio de resistencia. Para ello, se presentará de forma clara y concisa, con numerosas figuras, diferentes elementos imprescindibles, tanto anatómicos como fisiológicos. Se abordarán las consecuencias de la preparación para la resistencia en montaña desde el punto de vista del funcionamiento de los principales sistemas implicados en el ejercicio, a menudo lindando entre el deporte y la salud… Mediante el trail presentaremos la resistencia en montaña, de forma teórica y de forma práctica con los comentarios del campeón Kilian Jornet.

Por tanto, encontraremos varios niveles de lectura, desde el estudiante de INEF hasta el médico deportivo, pasando por fisioterapeutas, entrenadores o atle-tas, incluidos los aficionados, quienes dispondrán así de una serie de conocimien-tos científicos antes de lanzarse a esta aventura.


10

El cuerpo humano dispone de una extraordinaria maquinaria celular, per-fectamente organizada en diferentes niveles. De este modo, desde la célula, la unidad de vida más pequeña, hasta el sistema de nuestro organismo pasando por los tejidos y los órganos, todo está pensado y construido para un funcio-namiento óptimo en condiciones normales, es decir, un organismo sano y en reposo. Dicho funcionamiento está directamente relacionado con la degra-dación de una molécula, el trifosfato de adenosina (ATP), que permite liberar la energía necesaria. Esta molécula de ATP debe renovarse constantemente y hay varias vías de regeneración, pero la que está mayoritariamente implicada en las condiciones normales de vida es también la más eficaz, es la fosforila-ción oxidativa que se desarrolla en la mitocondria. Esta vía requiere oxígeno, que como todo el mundo sabe es un elemento indispensable para la vida. Pero en los próximos capítulos veremos que también puede ser peligroso, lo que algunos autores denominan la «paradoja del oxígeno». El recorrido del oxígeno y su transporte hasta la mitocondria son especialmente importantes y, durante el ejercicio, dado que los músculos en activo son los que necesitan más oxígeno, las mitocondrias del sistema muscular son las más implicadas. Los diferentes elementos presentes, organizados en forma de cadena, son por tanto complementarios y el conjunto está representado por una estructura denominada habitualmente como cardiorrespiratoria (Figura 1). La cadena cardiorrespiratoria se compone de diferentes eslabones complementarios: el eslabón pulmonar, el eslabón cardíaco y el eslabón muscular, cuyo funcio-namiento está directamente relacionado con las características anatómicas y fisiológicas de cada uno de los sistemas.

2.1. El eslabón pulmonarEl aparato respiratorio es el primer eslabón de la cadena cardiorrespiratoria

y está directamente relacionado con el medio exterior por su situación anató-mica, estructura y función. Dicha situación le permite, lo veremos más ade-lante, implicarse especialmente en la prevalencia de determinadas patologías respiratorias específicas de los atletas de resistencia.

Figura 1. Cadena cardiorrespiratoria con los eslabones pulmonar, cardíaco y muscular que representan el transporte de oxígeno

Circulación periférica

Circulación pulmonar


11

2.1.1. Organización del aparato respiratorio

El aparato respiratorio está formado por vías aéreas extratorácicas o supe-riores, entre las cuales están la mucosa nasal, la faringe, la laringe y la tráquea superior y las vías respiratorias intratorácicas o inferiores con los bronquios primarios, que se divide en bronquios secundarios, terciarios... hasta los bron-quiolos terminales. Este árbol conduce a varios miles de bronquiolos terminales que desembocan a su vez en varios alvéolos (Figura 2). Dichos alvéolos están en la zona respiratoria del árbol bronquial y su misión consiste en intercambiar gases, ya que están en estrecho contacto con los capilares pulmonares. La co-municación entre el aire exterior y el medio interior se da gracias a la interfaz que representa la barrera alveolocapilar. Dicha barrera, que es en realidad el resultado de la fusión del epitelio alveolar y del endotelio capilar (Figura 3), es extremadamente sensible a las fuertes presiones. Pero más allá de esta organización, no hay que olvidar que el aparato respiratorio es, de hecho, un conjunto de elementos entre los cuales hay que distinguir los pulmones y el tórax con, relacionados con este último, elementos clave como la caja torácica y el diafragma. La acción integrada de estos elementos permite al aparato respiratorio cumplir con su principal misión: hacer entrar el aire y por tanto el oxígeno en el organismo.

Figura 2. Organización del árbol bronquial en las vías aéreas inferiores, de la tráquea a los alveolos

Figura 3. Estructura y función de la barrera alveolocapilar

bronquio

tráquea

alvéolos

Alvéoloepitelio alveolar

intersticio

endotelio capilar


12

2.1.2. ¿Cómo entra el aire en los pulmones?

La entrada de aire en los pulmones la provoca la inspiración, fenómeno básico de la ventilación y del ciclo respiratorio junto con la espiración. El fe-nómeno de la inspiración está regido por las leyes de la mecánica ventilatoria. Todo empieza cuando se contraen los músculos inspiratorios, es decir, funda-mentalmente el diafragma. Su contracción hace que adopte una posición baja mientras que la caja torácica se eleva. Esta modificación geométrica provoca un cambio de volumen en la caja torácica y, por tanto, un cambio de presión (ley de Boyle-Mariotte). Dicha modificación sigue a nivel alveolar y, por tan-to, la presión alveolar (PA) es inferior a la atmosférica (Patm) en ese preciso momento. Los gases que se desplazan de las zonas de altas presiones a las de bajas presiones (ley de desplazamiento de los gases), el conjunto de gases que forma el aire (principalmente oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono) entra en los pulmones hasta que la PA iguala a la Patm. El fenómeno inverso, desen-cadenado por la relajación de los músculos inspiratorios, provoca la espiración pasiva. De ese modo, hay por unidad de tiempo una cantidad de aire que entra en los pulmones, es la denominada ventilación global, VE (en L/min). La VE au-menta durante el ejercicio en función del coste metabólico y su cinética durante el ejercicio está marcada por la presencia de dos «rupturas» ventilatorias que permiten determinar los umbrales ventilatorios, útiles para el entrenamiento de los atletas de resistencia (ver Recuadro 1).

Si la ventilación global es el resultado final, no hay que olvidar que la forma de hacer entrar el aire en los pulmones, es decir, la forma de ventilar, puede ser muy diferente según el estatus de los individuos y/o su entorno. El régimen ven-tilatorio está, de hecho, directamente relacionado con dos valores ventilatorios fundamentales: la frecuencia respiratoria (fr, en ciclos respiratorios/min) y el volu-men corriente (VT, en L) de tal forma que VE = fr × VT. De este modo, el mismo valor de VE puede obtenerse con valores distintos de fr y VT. Para un sujeto sedentario que hace ejercicio, está ampliamente admitido que la contribución de la fr respecto a la del VT es mucho mayor que la de un sujeto que entrena la resis-tencia, pero volveremos a abordar este aspecto. Del mismo modo, un sujeto con una patología respiratoria como el asma ventilará con un VT bajo y una fr alta y estas modalidades de régimen respiratorio estarán aún más marcadas durante el ejercicio. Otra característica de la ventilación es su modalidad, es decir, nasal, oronasal o únicamente oral. La ventilación en modo nasal se produce casi exclusi-vamente en las situaciones de descanso o de ejercicio suave. Facilita la ventilación con una buena contribución del VT. Al aumentar la intensidad del ejercicio el su-jeto, sedentario o entrenado, pasa de una ventilación oronasal a una puramente oral, con valores de VT insignificantes y valores de fr mucho más significativos. El nivel de entrenamiento del sujeto influye en el momento de pasar a estos modos ventilatorios y cuanto más haya entrenado el sujeto la resistencia, mejor ventilará en modo nasal y a continución en modo oronasal para intensidades más elevadas, lo que permitirá mantener la calidad de estos intercambios gaseosos inspirando por la nariz y soplando por la boca. El modo estrictamente oral queda reservado a intensidades máximas de ejercicio (ver testimonio de Kilian).


13

Recuadro 1. Los umbrales ventilatorios

Son dos y se pueden establecer únicamente tras realizar una prueba de máximo esfuerzo con medición de los intercambios gaseosos. Según Wasserman, el primer umbral ventilatorio (UV1) se encuentra en un punto que permite observar un primer aumento de la ventilación global VE, un aumento del equivalente respiratorio en O2 (VE/VO2), mientras que el equivalente respiratorio en CO2 (VE/VO2) permanece constante. Este umbral está asociado a la aparición de lactatos sanguíneos, pero las catecolaminas también juegan su papel. A priori, los lactatos sanguíneos se taponan según la ecuación H+ + HCO3

– <=> H2CO3 inestable <=> H2O + CO2 que se desprende y estimula entonces la VE, que es cuando se produce la primera ruptura ventilatoria. Al UV1 le corresponde una frecuencia cardíaca que permite, si se utiliza como referencia, mantener un nivel físico adquirido, y de hecho, el sistema aeróbico nunca se sobrecarga.

El segundo umbral ventilatorio (UV2) se encuentra en un punto que permite observar un segundo aumento neto de la VE, un segundo aumento de VE/VO2 y un segundo aumento de VE/VCO2. Llegado este punto, se supera el taponamiento de los lactatos y se produce una acumulación de iones H+ que estimulan también la VE. Con la frecuencia cardíaca del UV2, el sistema aeróbico está sobrecargado y dicha sobrecarga permite avanzar.

Habitualmente, el UV1 suele estar en una media del 50-60% de VO2máx y el UV2 a 70-80% de VO2máx pero no hay que olvidar que la fijación de los umbrales debe hacerse de forma individualizada y que depende del nivel físico. Un atleta que entrena la resistencia tendrá umbrales más tardíos (UV1 hacia el 70% VO2máx y el UV2 hacia el 90% VO2máx).

Var

iab

les

ven

tila

tori

as


109

PREFACio ...................................................................................................5

1. intRodUCCiÓn ....................................................................................7

2. SiStEmAS imPLiCAdoS En EL EjERCiCio .............................................9

2.1. El eslabón pulmonar ......................................................................10

2.1.1. Organización del aparato respiratorio ..................................11

2.1.2. ¿Cómo entra el aire en los pulmones? .................................12

2.1.3. ¿Cómo pasa el O2 del aire a la sangre? ................................14

2.1.4. ¿Y luego…? ........................................................................16

2.1.5. Volúmenes y capacidades del sistema ..................................16

2.2. El eslabón cardiovascular .............................................................18

2.2.1. La sangre ............................................................................18

2.2.2. Los vasos sanguíneos ..........................................................20

2.2.3. El corazón ...........................................................................22

2.2.4. La fisiología cardíaca ...........................................................23

2.2.5. Capacidades del sistema ......................................................26

2.2.5.1. La frecuencia cardíaca (Fc) .....................................26

2.2.5.2. El volumen de eyección sistólica (VES)....................26

2.2.5.3. El gasto cardíaco (Qc) ............................................28

2.3. El eslabón muscular .......................................................................28

2.3.1. El músculo esquelético ........................................................28

2.3.2. La contracción muscular ......................................................29

2.3.3. Los diferentes tipos de fibras musculares .............................31

2.3.4. Los diferentes metabolismos musculares ..............................32

2.3.4.1. Vía de la fosfocreatina ............................................32

2.3.4.2. Vía de la glucólisis anaeróbica ................................33

2.3.4.3. Vía de la fosforilación oxidativa o vía aeróbica .......33

2.3.5. Los sustratos durante el esfuerzo ............................................34

3. EL EntREnAmiEnto dE LA RESiStEnCiA ...........................................37

3.1. Las adaptaciones ventilatorias .......................................................39

3.1.1. Consecuencias del entrenamiento en la ventilación .............39

3.1.2. Impacto en los umbrales ventilatorios ..................................39

Índice general


110

3.1.3. Entrenamiento y difusión.....................................................40

3.1.4. La hipoxemia inducida por el ejercicio .................................40

3.2. La adaptación cardíaca ..................................................................44

3.2.1. Consecuencias morfológicas ................................................44

3.2.2. Impacto en las variables de la función cardíaca ....................44

3.2.3. Modificación del volumen sanguíneo y consecuencias .........45

3.3. La adaptación muscular .................................................................47

3.3.1. Desde un punto de vista cuantitativo y cualitativo ...............47

3.3.2. Desde un punto de vista metabólico....................................49

4. CUAndo SE ACUmULA EL EStRéS… ..................................................53

4.1. La altitud .......................................................................................54

4.1.1. Definiciones ........................................................................54

4.1.2. Las diferentes exposiciones a la hipoxia ...............................56

4.1.2.1. La respuesta ventilatoria a la hipoxia y la difusión alveolocapilar .................................................... 56

4.1.2.2. La respuesta cardíaca .................................................. 58

4.1.2.3. Las adaptaciones musculares, hormonales y metabólicas ......................................................................... 58

4.1.2.4. La teoría de la adaptación hematológica .................. 60

4.1.3. Y cuando la adaptación no va bien... ...................................63

4.1.3.1. Las múltiples facetas de las patología relacionadas con el estrés hipóxico ...................................... 63

4.1.3.2. La prevención .............................................................. 66

4.1.4. ¿Y qué pasa con la genética?... ...........................................70

4.2. La termorregulación ......................................................................72

4.2.1. Ejemplos de condiciones de carrera y adaptaciones .............75

4.2.2. Cuando el aire es frío y seco ................................................78

4.3. El estrés oxidativo ..........................................................................80

4.3.1. Algunos principios básicos ...................................................80

4.3.1.1. Producción de ERO mediante la cadena respiratoria mitocondrial ...................................... 81

4.3.1.2. Producción de ERO por acción de la xantina oxidasa ................................................................82

4.3.1.3. Producción de ERO por acción de la NADPH oxidasa ..................................................................... 83

4.3.1.4. Producción de ERO por acción de la NO sintasa ..... 83

4.3.1.5. Los sistemas antioxidantes ......................................... 83


111

4.3.2. Cuando se inclina la balanza… ............................................84

4.3.3. Consecuencias del estrés oxidativo ......................................84

4.3.3.1. La oxidación de los lípidos ......................................... 84

4.3.3.2. La oxidación de las proteínas ..................................... 85

4.3.3.3. Oxidación del ADN .................................................... 85

4.3.3.4. ¿Y en el ámbito funcional? ....................................... 85

4.3.4. Estrés oxidativo y ejercicio en altitud ...................................86

5. APLiCACionES tEÓRiCAS y PRáCtiCAS En tRAiL y ULtRA tRAiL Con KiLiAn ....................................................................89

5.1. Historia .........................................................................................90

5.2. Clasificación ..................................................................................92

5.2.1. En baja y media montaña ....................................................92

5.2.2. En alta montaña ..................................................................92

5.2.3. En outdoor ..........................................................................93

5.3. Aplicaciones a través de las carreras míticas de Kilian ....................93

5.3.1. El Ultra Trail del Mont Blanc (UTMB) ...................................94

5.3.2. La Western State (WS100) ..................................................95

5.3.3. Travesía de los Pirineos de Oeste a Este ...............................96

BiBLioGRAFÍA ..........................................................................................99


Physiologie des sports d’endurance en...

Documents

Transcript of Physiologie des sports d’endurance en...