Tema 3 – Anatomía y fisiología humanas implicadas en la actividad física. Patologías relacionadas con el aparato motor. Evaluación y tratamiento en el proceso educativo

0. INTRODUCCIÓN.

1. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA HUMANAS IMPLICADAS EN LA ACTIVIDAD FÍSICA.

1.1. Anatomía humana implicada en la actividad física.

1.1.1. El aparato locomotor.

1.1.1.1. Los huesos y articulaciones.

1.1.1.2. La musculatura esquelética.

1.1.2. Sistema nervioso.

1.1.3. Aparato circulatorio.

1.1.4. Aparato respiratorio.

1.1.5. Otros aparatos, órganos y sistemas.

1.2. Fisiología humana implicada en la actividad física.

1.2.1. El músculo.

1.2.1.1. Tipos de músculos.

1.2.1.2. La contracción muscular.

1.2.2. Metabolismos energéticos.

1.2.2.1. Cómo se genera atp.

1.2.2.2. Las vías de producción de energía.

1.2.2.3. Fuentes exógenas de energía.

1.2.2.4. El cuerpo humano ante el esfuerzo.

1.2.3. Adaptaciones cardiovasculares.

1.2.3.1. El corazón.

1.2.3.2. El recorrido de la sangre.

1.2.3.3. El ritmo cardiaco.

1.2.3.4. Respuesta y adaptación cardio–vascular.

1.2.4. Adaptaciones respiratorias.

1.2.4.1. La respiración.

1.2.4.2. Mecánica ventilatoria.

1.2.4.3. Respuesta ventilatoria al ejercicio.

2. PATOLOGÍAS RELACIONADAS CON EL APARATO MOTOR. EVALUACIÓN Y TRATAMIENTO EN EL PROCESO EDUCATIVO.

2.1. Alteraciones relacionadas con el aparato locomotor.

2.2. Alteraciones relacionadas con la evolución de la capacidad del movimiento.

2.3. Lesiones más frecuentes en la práctica de actividad física relacionadas con el aparato locomotor. Tratamiento de las mismas.

2.4. Alteraciones ortopédicas.

3. CONCLUSIONES.

4. APLICACIÓN DIDÁCTICA.

5. BIBLIOGRAFÍA.

6. RESUMEN.

0. INTRODUCCIÓN.

Este área de la Enseñanza Obligatoria, tiene en el cuerpo y el movimiento los ejes básicos de la acción educativa. La enseñanza de la Educación Física ha de promover y facilitar que los alumnos y alumnas adquieran una comprensión significativa de su cuerpo y de sus posibilidades, a fin de conocer y dominar actuaciones diversas que les permitan su desenvolvimiento de forma normalizada en el medio, mejorar sus condiciones de vida, disfrutar del ocio y establecer ricas y fluidas interrelaciones con los demás. Se debe resaltar la importancia educativa del conocimiento corporal vivenciado y de sus posibilidades lúdicas, expresivas y comunicativas; así como la importancia de la aceptación del propio cuerpo y de utilizarlo eficazmente (Junta de Andalucía, 1992).

Por todo ello, se hace necesario el conocimiento por parte del profesor de Educación Física de los principios anatómicos y fisiológicos humanos implicados en la actividad física.

1. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA HUMANAS IMPLICADAS EN LA ACTIVIDAD FÍSICA.

1.1. ANATOMÍA HUMANA IMPLICADAS EN LA ACTIVIDAD FÍSICA.

Se entiende por Anatomía (del griego, anatome, ‘disección’), aquella rama de las ciencias naturales relativa a la organización estructural de los seres vivos. Es una ciencia muy antigua, cuyos orígenes se remontan a la prehistoria. Durante siglos los conocimientos anatómicos se han basado en la observación de plantas y animales diseccionados. Sin embargo, la comprensión adecuada de la estructura implica un conocimiento de la función de los organismos vivos. Por consiguiente, la anatomía es casi inseparable de la fisiología, que a veces recibe el nombre de anatomía funcional. La anatomía, que es una de las ciencias básicas de la vida, está muy relacionada con la medicina y con otras ramas de la biología (Microsoft, 1997).

A continuación se detallan los sistemas, aparatos, órganos y elementos principales de nuestro organismo, que le confieren una estructura y una forma y que más directamente se relacionan con la actividad física.

Si bien entendemos que el hombre –el joven en este caso- responde de manera global –con todos sus aparatos y sistemas- a la demanda del ejercicio físico, por razones de tiempo y espacio, atenderemos a los tradicionalmente reconocidos como más involucrados en la actividad física.

1.1.1. EL APARATO LOCOMOTOR.

Nuestro cuerpo está constituido por un conjunto de elementos que tienen la misión de sustentarlo y moverlo. De ellos, unos son pasivos, los huesos, y otros activos, los músculos. Estos últimos utilizan la energía producida en el cuerpo, se contraen y relajan juntando y separando los segmentos óseos. Gracias a las articulaciones o puntos de unión, los huesos pueden moverse. Las articulaciones son superficies que, preparadas adecuadamente (“engrasadas”), actúan de unión entre huesos diferentes.

Pasamos a describir los elementos principales de nuestro aparato locomotor (Recogidos en Magraner [1993]).

1.1.1.1. LOS HUESOS Y LAS ARTICULACIONES.

1. LOS HUESOS.

Los huesos son los elementos duros que forman la estructura o chasis del cuerpo. Sus principales funciones son:

· Estructurar el cuerpo.

· Proteger las vísceras.

· Hacer posible el movimiento.

· Formar elementos de la sangre (glóbulos…).

· Almacenar minerales (calcio, fósforo, sodio, magnesio, etc.).

Tipos de huesos.

· Largos: Presentan una gran distancia entre los dos extremos articulares (generalmente más anchos): el fémur, la tibia, el radio, etc.

· Cortos: Suelen ser huesos pequeños que tienen una longitud, una anchura y una altura similares: las vértebras,…

· Planos: La longitud y la anchura dominan sobre la altura: huesos de la pelvis, de la cabeza…

2. LAS ARTICULACIONES.

Las articulaciones constituyen las superficies de contacto entre dos o más huesos, formadas por los restantes elementos que refuerzan, protegen e irrigan esa unión.

Las diferentes acciones de las articulaciones.

El punto de partida para entender todos los movimientos articulares es la posición anatómica básica. Estos movimientos se realizan alrededor de los ejes siguientes:

· Eje vertical: Atraviesa de arriba abajo el cuerpo y es perpendicular al suelo.

· Eje transversal: Atraviesa de izquierda a derecha el cuerpo y es paralelo al suelo.

· Eje antero – posterior, o sagital: Atraviesa el cuerpo de delante hacia atrás.

Algunas articulaciones, como las de la espalda y las de la cadera, entre otras, pueden realizar todos sus movimientos sobre todos los ejes, y los pueden encadenar (circunducción).

Las principales funciones de las articulaciones son:

· Posibilitar la movilidad del aparato locomotor.

· Permitir el crecimiento de los huesos.

· Amortiguar las fuerzas de reacción de la tierra producidas cuando nos desplazamos.

3. EL ESQUELETO.

El esqueleto humano está formado por más de 200 huesos que se unen por bandas de tejido conjuntivo resistente y poco elástico denominadas ligamentos.

Veamos las partes del esqueleto humano, sus huesos y las articulaciones que constituyen.

A) Extremidad superior.

Huesos:

Cintura escapular omóplato

clavícula

Brazo húmero

Antebrazo cúbito

radio

carpo

Mano metacarpo

dedos

B) Extremidad inferior.

Huesos:

Cintura pelviana sacro

pelvis

Muslo fémur

Pierna tibia

peroné

tarso

Pie metatarso

dedos

C) Tronco.

columna vertebral vértebras

Partes y huesos

caja torácica costillas

esternón

La columna vertebral.

Es un eje óseo, típico en todos los vertebrados. En la parte centro – lateral del tórax se halla el esqueleto de las costillas articuladas al esternón y a la misma columna (por detrás).

Las funciones de la columna vertebral son:

· Sostener el cuerpo

· Producir movimiento, gracias a la gran cantidad de articulaciones vertebrales

· Proteger la médula espinal

· Disponemos de 32 – 33 vértebras, distribuidas de la siguiente manera:

 Cervicales: siete vértebras

 Dorsales: doce vértebras

 Lumbares: cinco vértebras

 Sacras: cinco vértebras

 Coccigeales: dos – tres vértebras (soldadas)

La suma de los pequeños movimientos de cada articulación vertebral forma movimientos muy amplios del conjunto de la columna.

Las costillas.

Se conforman como arcos óseos que se articulan en la parte posterior con las vértebras, y por delante con el esternón, que está situado en la parte media del tórax. El hombre cuenta con doce pares de costillas:

· Las esternales, las siete primeras, que se articulan con el esternón.

· La 8ª, la 9ª, y la 10ª poseen un cartílago común que se articula con el esternón mediante el cartílago de la 7ª costilla, y la 11ª y la 12ª, que no se articulan con el esternón: son también llamadas costillas flotantes.

Sus movimientos forman una unidad funcional, es decir, que se mueven todas a la vez, con movimientos de ascenso en el momento de la inspiración y movimientos descendentes en el momento de la espiración.

La pelvis.

Está unida a la columna vertebral mediante el sacro. Sus movimientos más específicos son los de basculación hacia delante y hacia atrás.

La primera porción cervical de la columna vertebral está unida a la cabeza, y su mecánica articular le permite los siguientes movimientos: rotación (derecha/izquierda), inclinación lateral (derecha/izquierda) y flexión y extensión

1.1.1.2. LA MUSCULATURA ESQUELÉTICA.

Los músculos esqueléticos son los elementos encargados del movimiento del cuerpo. Mediante la energía de los elementos nutritivos de la sangre y con el influjo del estímulo voluntario se contraen, acercando o separando segmentos óseos. Existen también otros tipos de músculos que posteriormente abordaremos: los lisos o involuntarios y el cardiaco.

Según la forma, se clasifican en…

· Cortos: Se hallan en zonas de poca movilidad pero de mucha fuerza (alrededor de la columna).

· Anchos: Pueden tener diferentes formas (el pectoral es triangular; el romboide, en efecto, posee la forma de un rombo; etc.).

· Largos: Se encuentran en los miembros.

· Mixtos: Participan de las tres formas (el recto mayor del abdomen es largo y ancho).

Los músculos se agrupan según la función del trabajo que realicen (movilizadora, sustentadora y fijadora), con el objeto de desplazar ordenada y sincronizadamente las diferentes palancas óseas.

Pasemos a ver los grandes grupos musculares y sus principales funciones.

A) Extremidad superior.

Movimientos del brazo.

Todos los músculos que se originan en el omóplato o en alguna otra parte del tronco, tanto por delante como por detrás, tienen la misión de provocar la rotación del húmero – la separación y la aproximación -, así como la ante versión. Se insertan en la parte superior del húmero, menos sujeta que la caja torácica y la columna (lugares de origen de estos músculos), y sus contracciones producen los citados movimientos en el brazo.

· Subescapular

· Coracobraquial

· Infraespinoso

· Redondo menor

· Dorsal ancho

· Pectoral menor

· Pectoral mayor

· Deltoides

· Trapecio

Movimientos del antebrazo.

La articulación del codo permite los movimientos de flexión, extensión y rotación (pronación y supinación), y los músculos que tienen la misión de producirlos.

Músculos flexores braquial anterior

(anteriores) bíceps braquial

Músculos extensores tríceps

(posteriores)

B) Extremidad inferior.

Movimientos del muslo.

Músculos aductores o aductor mayor

Aproximadores aductor medio

aductor menor

Músculos abductores o glúteo mayor

separadores y retroversores glúteo medio

glúteo menor

psoas iliaco

Músculos rotadores externos glúteo mayor

glúteo medio

Músculos rotadores internos glúteo mayor

glúteo menor

Al igual que en la extremidad superior, la mayoría de músculos que provocan los movimientos del muslo se originan en los huesos de la cintura pelviana y se proyectan hacia la parte superior del fémur que, al no estar fija en ningún otro sitio, recibe todo el movimiento.

· Sartorio.

· Cuádriceps.

· Semimembranoso.

· Semitendinoso.

· Bíceps.

Movimientos de la pierna.

La rodilla es la articulación que permite los dos únicos movimientos de la pierna: el de flexión y el de extensión. La musculatura del muslo, que se halla en la parte anterior (con el cuádriceps, principalmente), es la encargada de extender la articulación; y la musculatura posterior, la de producir la flexión de la rodilla (fundamentalmente con el bíceps).

Movimientos del pie.

En la parte posterior de la pierna, y cubriendo la tibia y el peroné, se emplaza el músculo tríceps sural, que se inserta en el talón mediante un gran tendón, denominado tendón de Aquiles, cuya misión es la de producir la flexión plantal o descenso del pie. Por otro lado, y en la parte anterior, cubriendo también la tibia, se sitúa el músculo tibial anterior, responsable de la flexión dorsal del tobillo.

C) Tronco (tórax y abdomen).

Cuando nos referimos al tórax, debemos mencionar que hay una buena cantidad de músculos que recubren las costillas y los espacios intercostales con la misión principal de ensanchar y disminuir la capacidad de la caja torácica y facilitar así los movimientos respiratorios (inspiración y espiración).

En el abdomen se ubican los músculos que, además de provocar la flexión del tronco y los giros de la cintura que se describen más adelante, contribuyen a ejecutar los movimientos respiratorios.

Es necesario recordar, que el músculo protagonista de la respiración es el diafragma, situado por debajo de los pulmones y que separa el tórax del abdomen.

Musculatura abdominal

Grupo anterior recto anterior

oblicuo mayor

Grupo lateral oblicuo menor

transverso

Grupo posterior cuadrado lumbar

El recto realiza la flexión de la pelvis sobre el tronco, o viceversa. El grupo lateral flexiona el tronco y lo hace rotar, y también efectúa la flexión lateral. El grupo posterior realiza la flexión lateral.

· Recto anterior

· Oblicuo mayor

· Oblicuo menor

· Cuadrado lumbar

1.1.2. SISTEMA NERVIOSO.

Los movimientos de los huesos del esqueleto se llevan a cabo gracias a las contracciones de los músculos esqueléticos que se unen a los huesos a través de tendones. Estas contracciones musculares están controladas por el sistema nervioso (Recogido en Microsoft [1997]).

El sistema nervioso se divide en…

A) SOMÁTICO, que efectúa el control voluntario sobre los músculos esqueléticos, y …

B) AUTÓNOMO, que es involuntario y controla el músculo liso, el músculo cardiaco y las glándulas. El sistema nervioso autónomo se divide en dos: simpático y parasimpático. La mayoría de los músculos y las glándulas poseen una doble inervación; en tales casos las dos divisiones pueden ejercer efectos opuestos. Por ejemplo, el sistema simpático aumenta la frecuencia de los latidos cardiacos y el parasimpático la disminuye.

Los movimientos voluntarios de la cabeza, las extremidades y el cuerpo se deben a los impulsos nerviosos que proceden del área motora de la corteza cerebral, que son transmitidos por los nervios craneales o por los que nacen en la médula espinal con destino a los músculos esqueléticos. La acción implica la excitación de las células nerviosas que estimulan los músculos afectados y la inhibición de las células que estimulan los músculos opuestos.

Los movimientos pueden ocurrir también como respuesta directa a un estímulo externo; por ejemplo, la percusión sobre la rodilla desencadena una sacudida y un destello de luz sobre un ojo provoca la contracción de la pupila. Estas respuestas involuntarias se llaman reflejos. Los receptores, diversas terminaciones nerviosas, envían de forma continua impulsos hacia el sistema nervioso central. Hay tres tipos de receptores:

· Exteroceptores: Sensibles al dolor, temperatura, tacto y presión y en general a cualquier estímulo que proviene del exterior pero que se encuentra en contacto con el cuerpo.

· Interoceptores: Que reaccionan a cambios en el medio interno.

· Propioceptores: Que responden a variaciones en el movimiento, posición y tensión y suelen estar localizados en los músculos. Estos impulsos finalizan en algunos casos en la médula espinal y en la mayoría en áreas especiales del cerebro, de la misma forma que los receptores especiales de la visión, la audición, el olfato y el gusto.

Las contracciones musculares no siempre producen un movimiento real. En la mayoría de los músculos existe una pequeña fracción del número total de fibras que se contraen de forma continua. Esto permite mantener la postura de una extremidad y la capacita para resistir la elongación o el estiramiento pasivo. Esta leve contracción mantenida se denomina tono muscular.

1.1.3. APARATO CIRCULATORIO.

En su circulación por el organismo, la sangre bombeada por el corazón recorre un trayecto complejo que se establece a través de las cavidades derechas del corazón, desde donde pasa a los pulmones (aquí capta el oxígeno), y a continuación, regresa a las cavidades izquierdas del corazón. Desde aquí es bombeada en la arteria principal, la aorta, que se ramifica en arterias cada vez menores, hasta que alcanza las arteriolas, las ramas más pequeñas. Más allá de las arteriolas, la sangre pasa a través de un gran número de estructuras de paredes delgadas denominadas vasos capilares. Aquí la sangre cede el oxígeno y sus nutrientes a los tejidos y capta el dióxido de carbono y otros productos de degradación del metabolismo. La sangre completa su recorrido pasando a través de pequeñas venas que se unen formando vasos cada vez mayores hasta que alcanza las venas más grandes, las venas cavas superior e inferior, por las que la sangre regresa a la parte derecha del corazón. La sangre es impulsada por la contracción del corazón, aunque la contracción de los músculos esqueléticos también contribuye a la circulación. La válvulas cardiacas y las de las venas aseguran su flujo en una dirección (Recogido en Microsoft [1997]).

El corazón es una víscera hueca situada en el centro del tórax y dividida en cuatro cavidades: dos aurículas y dos ventrículos. Sus paredes están formadas por una capa muscular (Miocardio) que es la responsable de la contracción cardíaca y se encuentra tapizada en su interior por el Endocardio. Todo el corazón está envuelto en una fina serosa denominada Pericardio.

1.1.4. APARATO RESPIRATORIO.

La respiración se efectúa gracias a la expansión y contracción de los pulmones; el proceso y la frecuencia a la que sucede están controlados por un centro nervioso cerebral (Recogido en Microsoft [1997]).

En los pulmones el oxígeno penetra en los capilares, donde se combina con la hemoglobina contenida en los hematíes o glóbulos rojos y es transportado a los tejidos. Al mismo tiempo, el dióxido de carbono, que pasa a la sangre en su recorrido por los tejidos, se difunde desde los capilares hacia el aire contenido en los pulmones. La inhalación introduce en los pulmones aire con una concentración elevada de oxígeno y baja en dióxido de carbono; el aire espirado que procede de los pulmones tiene una concentración elevada de dióxido de carbono y baja en oxígeno. Los cambios en el tamaño y capacidad del tórax están controlados por las contracciones del diafragma y de los músculos intercostales.

El aparato respiratorio se encuentra alojado en la caja torácica que es una estructura anatómica constituida por la parrilla costal y los músculos intercostales y cuyo suelo está formado por un gran músculo estriado con forma de cúpula llamado diafragma.

En el interior de ésta se encuentran los dos pulmones comunicados con el exterior mediante las vías aéreas, constituidas por un tramo rígido formado por cartílago (laringe y tráquea), que se bifurca en dos vías (bronquios principales izquierdo y derecho), las cuales sufren una serie de divisiones en cada pulmón hasta llegar a un calibre extremadamente fino (bronquiolos terminales) y desembocan en una estructura sacular (alveolo) donde se realiza el intercambio.

Por tanto, el aparato respiratorio está constituido por tres elementos de significación funcional diferente:

· el parénquima pulmonar;

· las vías aéreas (de conducción y de intercambio);

· la caja torácica.

1.1.5. OTROS APARATOS, ORGANOS Y SISTEMAS IMPLICADOS EN LA ACTIVIDAD FÍSICA (Recogido en Microsoft [1997]).

APARATO DIGESTIVO Y EXCRETOR.

La energía necesaria para el mantenimiento y funcionamiento adecuado del organismo es aportada por los alimentos. La digestión de los alimentos comienza en la boca, donde son masticados y mezclados con la saliva. El alimento discurre después por el esófago hacia el estómago, donde el proceso digestivo continúa. Al bolo alimenticio se unen los jugos gástrico e intestinal. Después, la mezcla de comida y secreciones, denominada quimo, desciende por el tubo digestivo gracias a los movimientos peristálticos. La absorción de nutrientes a partir del quimo se produce sobre todo en el intestino delgado. El alimento que no se absorbe y las secreciones y sustancias de degradación del hígado pasan al intestino grueso y se expulsan en forma de heces. El agua y las sustancias hidrosolubles pasan de la sangre a los riñones, donde todos los componentes del plasma sanguíneo excepto las proteínas atraviesan las delgadas membranas de los capilares hacia los túbulos renales. El agua sobrante y los productos de degradación discurren por los túbulos renales, los cuales devuelven la mayoría del agua y de las sales al organismo y recogen otras sales y productos de degradación de la sangre. La orina, el líquido resultante, se almacena en la vejiga urinaria hasta que se elimina al exterior.

SISTEMA ENDOCRINO.

Además de la acción integradora del sistema nervioso, las glándulas endocrinas controlan varias funciones del organismo. Una parte importante de este sistema, la hipófisis, se localiza en la base del cerebro. Esta glándula principal segrega varias hormonas, entre las que se incluyen: 1) una hormona que estimula la glándula tiroides y controla la secreción de tiroxina, la cual establece la tasa de actividad metabólica de los tejidos; 2) una hormona que controla la secreción de hormonas de la glándula suprarrenal, las cuales influyen sobre el metabolismo de los hidratos de carbono, el sodio y el potasio y controlan la proporción en que se intercambian las sustancias entre la sangre y los tejidos; 3) sustancias que controlan la secreción en los ovarios de estrógenos y progesterona y la formación de testosterona en los testículos; 4) la hormona somatotrópica o del crecimiento, que controla la velocidad del desarrollo del esqueleto y de los grandes órganos a través de su actuación sobre el metabolismo de las proteínas y de los hidratos de carbono y 5) una hormona implicada en la lactancia (secreción de leche después del embarazo).

El lóbulo posterior de la hipófisis secreta vasopresina, la cual actúa sobre los riñones para controlar el volumen de orina; la ausencia de vasopresina produce una diabetes insípida, lo que origina la eliminación de grandes volúmenes de orina. El lóbulo posterior de la hipófisis produce también oxitocina, la cual origina la contracción de las fibras musculares lisas del intestino y de las pequeñas arterias, y provoca las contracciones uterinas en el parto. Otras glándulas del sistema endocrino son el páncreas, que secreta insulina y glucagón, y las paratiroides, que secretan una hormona que regula la concentración de calcio y fósforo de la sangre.

SISTEMA INMUNOLÓGICO.

El organismo se defiende frente a proteínas extrañas y microorganismos infecciosos con un sistema complejo doble que depende del reconocimiento de una zona en la estructura de la superficie o patrón superficial del invasor. Las dos partes del sistema son la inmunidad celular, en la que los mediadores son los linfocitos, y la inmunidad humoral, basada en la acción de moléculas de anticuerpos.

Cuando los linfocitos reconocen un patrón molecular extraño (denominado antígeno), algunos liberan anticuerpos en grandes cantidades y otros memorizan dicho patrón para liberar anticuerpos en el futuro, en el caso de que la molécula reaparezca.

Los linfocitos se originan en la médula ósea y se reproducen en el timo y el bazo. Circulan en el torrente sanguíneo, atravesando las paredes de los capilares sanguíneos para alcanzar las células de los tejidos. Desde allí emigran hacia una red de capilares independientes que es comparable y casi tan extensa como la del aparato circulatorio. Estos capilares se unen para formar vasos cada vez mayores que desembocan en el torrente venoso; las válvulas de los vasos linfáticos aseguran el flujo en una dirección. En diversos puntos de la red linfática existen nódulos, o ganglios, que actúan como estaciones donde se agrupan y fabrican linfocitos, y que aumentan de tamaño durante las enfermedades infecciosas.

1.2. FISIOLOGÍA HUMANA IMPLICADA EN LA ACTIVIDAD FÍSICA.

Se entiende por Fisiología, el estudio de los procesos físicos y químicos que tienen lugar en los organismos vivos durante la realización de sus funciones vitales. Estudia actividades tan básicas como la reproducción, el crecimiento, el metabolismo, la respiración, la excitación y la contracción, en cuanto que se llevan a cabo dentro de las estructuras de las células, los tejidos, los órganos y los sistemas orgánicos del cuerpo.

La fisiología está muy relacionada con la anatomía e históricamente era considerada una parte de la medicina. El gran hincapié que la fisiología hizo en la investigación de los mecanismos biológicos con la ayuda de la física y la química, convirtió a la fisiología en una disciplina independiente en el siglo XIX.

Analicemos a continuación algunos de los procesos fisiológicos humanos implicados en la actividad física (Naranjo y Centeno, 2000; Barbany, 1986; Lamb, 1985; Magraner, 1993; Naranjo, 1991; Naranjo y col. 1993; Ribas y col. 1997)

1.2.1. EL MÚSCULO.

El Músculo es un tejido u órgano del cuerpo animal caracterizado por su capacidad para contraerse, por lo general en respuesta a un estímulo nervioso. La unidad básica de todo músculo es la miofibrilla, estructura filiforme muy pequeña formada por proteínas complejas. Cada célula muscular o fibra contiene varias miofibrillas, compuestas de miofilamentos de dos tipos, gruesos y delgados, que adoptan una disposición regular. Cada miofilamento grueso contiene varios cientos de moléculas de la proteína miosina. Los filamentos delgados contienen dos cadenas de la proteína actina. Las miofribrillas están formadas de hileras que alternan miofilamentos gruesos y delgados con sus extremos traslapados. Durante las contracciones musculares, estas hileras de filamentos interdigitadas se deslizan una sobre otra por medio de puentes cruzados que actúan como ruedas. La energía que requiere este movimiento procede de mitocondrias densas que rodean las miofibrillas.

1.2.1.1. TIPOS DE MÚSCULOS.

En el organismo humano existen tres tipos de tejido muscular: liso, esquelético y cardiaco.

A) Músculo liso.

El músculo visceral o involuntario está compuesto de células con forma de huso con un núcleo central, que carecen de estrías transversales aunque muestran débiles estrías longitudinales. El estímulo para la contracción de los músculos lisos está mediado por el sistema nervioso vegetativo. El músculo liso se localiza en la piel, órganos internos, aparato reproductor, grandes vasos sanguíneos y aparato excretor.

B) Tejido muscular esquelético o estriado.

Toda actividad humana se basa en la transformación de una serie de reacciones químicas en el proceso mecánico del movimiento. Por lo tanto tenemos que saber en primer lugar cómo es estructuralmente el músculo y luego, como se produce la energía química en el mismo.

B1) Visión macroscópica del músculo estriado.

El músculo está compuesto por fascículos musculares y recubierto por una vaina conjuntiva llamada epimisio o fascia. Cada fascículo muscular está formado por fibras musculares y se encuentra envuelto por el perimisio. Las fibras o células musculares están recubiertas por el endomisio (Recogido en VV.AA. 1997).

Tipos de fibras musculares : Clásicamente se han distinguido por su aspecto dos tipos de fibras musculares : ROJAS y BLANCAS. Posteriormente se clasificaron por su velocidad de contracción en…

A) FIBRAS RÁPIDAS : Son importantes en todos los ejercicios que requieren esfuerzos de tipo explosivo, como saltos, lanzamientos, velocidad, etc. Para ello suelen ser ricas en actividad miosín‑ATPásica y en enzimas del metabolismo anaeróbico del glucógeno‑glucosa.

B) FIBRAS LENTAS : Su utilizan sobre todo en los esfuerzos de tipo repetitivo o prolongado o de resistencia, siendo ricas en capilares, mitocondrias y enzimas del ciclo de Krebs y del metabolismo de los ácidos grasos.

En la actualidad se clasifican en tipo I y II. Las tipo I corresponden a las que hemos descrito anteriormente como fibras lentas, mientras que las tipo II abarcan dos subgrupos diferentes denominados II_A y II_B . El tipo II_B corresponde a las denominadas fibras rápidas y el tipo II_A está formado por fibras musculares con características intermedias entre las I y II_B (Recogido en Naranjo y Centeno,1999).

B2) Visión microscópica.

Cada fibra muscular está rodeada de una envoltura llamada SARCOLEMA e internamente tiene un medio llamado SARCOPLASMA en donde se encuentran las estructuras contráctiles o miofibrillas junto con las mitocondrias, retículo sarcoplásmico, etc. :

La estructura miscroscópica del músculo está constituida por la superposición ordenada de una serie de filamentos formados por dos tipos de proteínas denominadas ACTINA y MIOSINA. Al microscopio electrónico se aprecian unas bandas claras (bandas I) y obscuras (bandas A) separadas por unas líneas densas denominadas líneas Z. Las bandas obscuras se deben a la superposición de filamentos de actina y miosina, mientras que las claras se corresponden sólo con filamentos de actina. La porción comprendida entre dos líneas Z se denomina SARCÓMERO y constituye la unidad básica para la contracción muscular, la cual se realiza merced al deslizamiento de los filamentos de actina y miosina.

C) Músculo cardiaco.

Este tipo de tejido muscular forma la mayor parte del corazón de los vertebrados. Las células presentan estriaciones longitudinales y transversales imperfectas y difieren del músculo esquelético sobre todo en la posición central de su núcleo y en la ramificación e interconexión de las fibras. El músculo cardiaco carece de control voluntario. Está inervado por el sistema nervioso vegetativo, aunque los impulsos procedentes de él sólo aumentan o disminuyen su actividad sin ser responsables de la contracción rítmica característica del miocardio vivo. El mecanismo de la contracción cardiaca se basa en la generación y trasmisión automática de impulsos (Recogido en Microsoft, 1997).

1.2.1.2. LA CONTRACCIÓN MUSCULAR.

Cuando practicamos cualquier ejercicio, hemos de provocar un movimiento de nuestras palancas óseas. El movimiento es producido por el acortamiento de las fibras musculares que forman el músculo, lo que comporta una aproximación o una separación de las palancas.

El acortamiento de la fibra muscular es provocada por la actividad de la actina y miosina al recibir el impulso nervioso y utilizar la energía que nos proporciona la ruptura de la molécula de ATP en ADP + P (adenosintrifosfato en adenosindifosfato).

La contracción de la fibra muscular se explica por la disminución de la longitud de cada uno de los sarcómeros, mediante el deslizamiento entre los filamentos gruesos y delgados. Debido a ésto se modifican la longitudes de las bandas mencionadas anteriormente.

El cese de la contracción se produce debido a que existen unas bombas transportadoras de calcio en las paredes de las cisternas del retículo sarcoplásmico, que absorben contra gradiente el calcio previamente difundido durante la contracción.

1.2.2. METABOLISMOS ENERGÉTICOS.

Básicamente conseguimos obtener energía mediante la ingesta de alimentos y de la respiración. A partir de los elementos ingeridos y de la obtención de oxígeno, nuestro organismo dispone del aparato digestivo que, junto con el hígado, se dedica a refinar los diferentes elementos para que puedan transformarse en nuevas estructuras (los aminoácidos, que servirán para construir nuevas proteínas y éstas, a su vez, para formar nuevos tejidos).

Los diferentes elementos de la ingesta se transforman, en el aparato digestivo, en nuevo combustible que, una vez distribuido por el organismo podrá facilitar la producción de energía (Recogido en Magraner, 1993).

1.2.2.1. CÓMO SE GENERA ATP.

Cuando la fibra muscular se contrae, deshace una molécula de ATP y la transforma en una de adenosindifosfato (ADP), que carece de la capacidad para provocar una nueva contracción.

La misión de la glucosa, lípidos (grasas) y del O2 es la de conseguir, mediante reacciones químicas, que el ADP sea capaz de volver a absorber el fósforo (P) perdido, de forma que se pueda provocar una nueva contracción del músculo. Es un proceso de transformación de energía química en energía mecánica.

Nos encontramos en el punto donde es necesario convertir el ADP (molécula inactiva) en ATP activo. Para ello se cuenta con tres tipos de sustancias energéticas: los carbohidratos, las grasas y pequeñas cantidades de fosfato de creatina.

Al comenzar el esfuerzo, la rápida necesidad de ATP se resuelve por el fosfato de creatina que el músculo contiene en reserva. Si la actividad muscular continúa, este compuesto se agota y ha de ser conseguido por otros medios.

Mientras el fosfato de creatina inicia la acción, la glucosa se comienza a romper y forma dos moléculas de tres carbonos (ácido pirúvico), y libera la energía química suficiente para resintetizar dos ATP nuevos; inmediatamente este compuesto de tres carbonos (ácido pirúvico) entrará en la mitocondria celular (“carburador”), donde se llevará a cabo la “mezcla” con el O2.

La intervención del O2 (glucolisis oxidativa) hará posible la resintetización de 36 nuevas moléculas de ATP, que permitirán continuar nuevas contracciones musculares (Recogido en Magraner, 1993).

1.2.2.2. LAS VÍAS DE PRODUCCIÓN DE ENERGÍA.

(Recogido en Naranjo y Centeno, 2000)

1. FOSFATOS DE ALTA ENERGÍA.

El principal medio de almacenar y de intercambiar u obtener energía es el ATP (ADENOSÍNTRIFOSFATO), molécula que libera una gran cantidad de energía al descomponerse y liberar sus iones fosfato. Sin embargo la cantidad que hay almacenada en el músculo es muy pequeña, por lo que hay que resintetizarlo cada vez que es consumido.

Para su resíntesis también se necesita energía, que se obtiene del metabolismo de moléculas más complejas provenientes del medio ambiente : Los alimentos. Siendo las dos vías principales el metabolismo sin oxígeno de la glucosa y glucógeno hasta piruvato o lactato y el metabolismo oxidativo de las grasas, carbohidratos y proteínas.

Además del ATP existe otro fosfágeno de alta energía : la FOSFOCREATINA, la cual está en mayor cantidad en el músculo pero rápidamente se agota, por lo que se obtiene también de las mismas fuentes que el ATP : los alimentos. Es el primer combustible de reserva utilizado cuando el ATP es gastado por la célula muscular.

En los esfuerzos intensos el almacenamiento de ATP es el primero en agotarse, debiendo ser rápidamente repuesto a partir de la fosfocreatina. Los fosfatos ricos en energía sirven como máximo en ejercicios que duren menos de 20 seg. dependiendo de la intensidad, ello no significa que durante esos 20 segundos sólo se usen los fosfatos, ya que casi desde el principio también se obtiene energía a partir del metabolismo de la glucosa. Estos fosfatos deberán resintetizarse a partir de otras vías metabólicas, que a continuación veremos.

2. GLUCOLISIS.

La glucolisis es la vía metabólica de obtención de energía a partir de la glucosa y a través de una serie de pasos que llevan a su transformación en lactato. Todo el proceso tiene lugar en el citoplasma de la célula muscular y se inicia con la entrada de glucosa al interior de la célula donde se transforma en glucosa-6-fosfato. Esta glucosa-6-fosfato también se obtiene intracelularmente a partir de la glucosa-1-fosfato procedente del glucógeno. La glucosa-6—fosfato sufre una serie de transformaciones cuyo producto final es el piruvato, el cual se convierte en lactato. Hasta aquí es el proceso conocido como GLUCOLISIS ANAEROBICA. A partir de aquí, el piruvato también puede pasar al interior de la mitocondria y convertirse en Acetil Coenzima A que se incorpora a los procesos oxidativos mitocondriales (Fosforilación oxidativa).

3. FOSFORILACIÓN OXIDATIVA.

Se llama así porque los compuestos que se oxidan pierden electrones que hacen que el fosfato se pueda unir al ADP para formar ATP. Este proceso se realiza en la mitocondria donde los lípidos, hidratos de carbono y proteínas sufren una serie de transformaciones en el ciclo de Krebs cuyo resultado es la producción de ATP para obtener energía.

Si un músculo necesita realizar contracciones muy intensas o a mucha velocidad, necesitará gran actividad de la ATPasa miosínica para romper mucho ATP y obtener mucha energía, por lo que se necesitarán procesos metabólicos rápidos para resintetizar el ATP hidrolizado : como es el caso de la GLUCOLISIS ANAERÓBICA. Si por el contrario, necesita obtener menos energía, pero durante más tiempo (mantenimiento de postura o ejercicios de baja o moderada intensidad) necesitará hidrolizar menos ATP que se resintetizará mediante la FOSFORILACIÓN OXIDATIVA.

1.2.2.3. FUENTES EXÓGENAS DE ENERGÍA.

Las principales fuentes de energía que se encuentran en los alimentos de la Naturaleza son los carbohidratos, grasas y proteínas.

1. Hidratos de Carbono.

Están presentes en la Naturaleza en forma de monosacáridos (glucosa, principalmente, fructosa y galactosa), disacáridos (sacarosa, sobre todo : glucosa + fructosa) y polisacáridos (almidón : polímeros de glucosa). Todos los carbohidratos se metabolizan hasta reducirse a monosacáridos, que son las formas absorbibles por el intestino.

En ausencia de oxígeno cada molécula de glucosa (6 átomos de carbono) produce 2 moléculas de ácido láctico y 2 ATP. Sin embargo, cuando hay O2 cada molécula de glucosa que se fosforila oxidativamente produce 38 ATP, por lo que se produce más energía por esta vía.

2. Grasas.

La mayoría de las grasas ingeridas se almacenan en forma de triglicéridos (1 glicerina + 3 ác. grasos) en el tejido adiposo, desde donde son requeridas para su uso durante el esfuerzo.

Las grasas aportan más ATP que los carbohidratos, siendo también sus reservas corporales mayores. Sin embargo el ATP producido por unidad de oxígeno consumido es mayor en los hidratos de carbono : siendo por ello los carbohidratos más eficientes en términos de ATP producido por molécula de oxígeno consumido.

3. Proteínas.

Contribuyen en muy poco a la producción de energía. La principal función que tienen son el crecimiento, la reposición y regeneración celular y tisular .

1.2.2.4. EL CUERPO HUMANO ANTE EL ESFUERZO.

Cuando un individuo precisa desarrollar un esfuerzo de mayor intensidad, los procesos de obtención de energía son los mismos, pero se producen unas circunstancias muy especiales que es necesario considerar.

Si el esfuerzo aumenta de manera suave, el organismo reacciona acelerando el motor propulsor denominado corazón. Oportunamente revolucionado, el corazón es capaz de bombear mucha más sangre oxigenada a las células musculares y de recoger los residuos de la combustión.

Por otro lado, dentro de la célula muscular se produce una mayor demanda de ATP con el fin de aumentar la frecuencia de las contracciones musculares. Esta demanda es resuelta mediante la ruptura de moléculas de glucosa, que al transformarse en ácido pirúvico produce dos ATP a la espera de la entrada en la mitocondria, donde por combustión con el O2 producirán 36 ATP más.

Si las necesidades de ATP son superiores a las que el oxígeno puede ofrecer (eso quiere decir que no llega el suficiente para quemar todo el ácido pirúvico) y la intensidad del esfuerzo continúa siendo alta, el músculo seguirá rompiendo glucosas, a pesar de que después no haya el suficiente O2 para una total combustión. Este ácido pirúvico que no puede ser oxidado se transforma en ácido láctico, y cuando su grado de contracción es muy alto impide que la concentración muscular continúe. Esta vía es la que conocemos con el nombre de vía anaeróbica láctica (Recogido en Magraner, 1993).

1.2.3.1. EL CORAZÓN.

El corazón actúa como una bomba que tiene la función de proporcionar la presión necesaria al sistema de “tuberías” (arterias y venas) que conduce el oxígeno, el agua, las hormonas, las proteínas, las vitaminas, los elementos energéticos, las defensas, etc. a aquellas partes del cuerpo que los necesiten.

El corazón se compone de dos partes fundamentales: la derecha, que moviliza la sangre venosa, cargada de CO2, y la izquierda, que está encargada de propulsar la sangre arterial.

1.2.3.2. EL RECORRIDO DE LA SANGRE.

La sangre que, procedente de todo el cuerpo, viene cargada con CO2 entra a la aurícula derecha a través de las venas cavas. De la aurícula derecha, la sangre pasa el ventrículo derecho. Cuando se cierra la válvula que comunica la aurícula con el ventrículo, se abre la otra, que comunica éste último con las arterias pulmonares, por donde la sangre se dirigirá a los pulmones para ser oxigenada.

La sangre cargada con O2 accede por las venas pulmonares a la aurícula izquierda y de aquí pasa al ventrículo izquierdo. Cerrada la válvula que comunica ambas cavidades, la sangre pasa a la arteria aorta para ser distribuida por todo el cuerpo. El bombeo de la sangre se produce por una serie de contracciones y relajaciones de las cavidades cardiacas. La contracción que propulsa la sangre hacia fuera de la cavidad se denomina sístole, y la relajación, diástole (Recogido en Magraner, 1993).

La sangre circula por todo el cuerpo por el interior de unos tubos denominados venas (si son duros) o arterias (si son elásticos). El circuito que completa es el siguiente: en el punto de partida, los pulmones, la sangre que ya ha dejado el CO2 toma el O2 mediante la molécula de hemoglobina de los glóbulos rojos. La sangre desciende por las venas pulmonares hasta el corazón, que la bombea por la arteria aorta hacia todo el cuerpo. Al pasar por los intestinos se llenará de sustancias de la digestión y, después de dejar en el hígado los hidratos de carbono y de resintetizar las proteínas, será filtrada por el riñón. Mientras, irá suministrando el O2 a los músculos y recogiendo el CO2 resultado del ciclo aeróbico. La sangre venosa vuelve al corazón y es bombeada de nuevo hacia los pulmones para dejar el CO2 y reencontrar el O2 (Recogido en Magraner, 1993).

1.2.3.3. EL RITMO CARDIACO.

No todo el mundo tiene las mismas pulsaciones. La frecuencia cardiaca varía sustancialmente según el individuo y la actividad que lleve a cabo. En el esquema se puede observar la frecuencia cardiaca en reposo y en diferentes edades (Recogido en Magraner, 1993):

· Recién nacido: 135 p/m.

· Un año: 120 p/m.

· Seis años: 85 p/m.

· Catorce años: 75 p/m.

· Adultos: 70 p/m.

La frecuencia cardiaca en reposo es mucho más baja en deportistas que en personas sedentarias. La cantidad de sangre bombeada cada minuto por el corazón dependerá fundamentalmente del ritmo cardiaco, de la cantidad de ella que entre en el ventrículo izquierdo mediante el movimiento de diástole y de la fuerza de la contracción sistólica.

Es evidente que, si se inicia un esfuerzo, aumentarán las necesidades de O2 y de las sustancias energéticas que necesita el organismo. Por eso, en el sistema circulatorio se producen inmediatamente unas alteraciones significativas:

· Incremento del ritmo cardiaco.

· Distensión de las fibras musculares del corazón.

· Aumento de la capacidad de contracción de las fibras del corazón.

· Mejora del retorno venoso (el músculo favorece, con constantes contracciones – relajaciones, el bombeo de la sangre venosa hacia el corazón).

1.2.3.4. RESPUESTA Y ADAPTACION CARDIO-VASCULARES AL ESFUERZO.

Conviene recordar dos conceptos utilizados con frecuencia en la fisiología del ejercicio (Recogido en Naranjo y Centeno, 1999) :

· Respuesta fisiológica: Es el conjunto de cambios en la función de un órgano, que se producen de forma súbita y con una duración temporal limitada, como resultado de la aplicación de un estímulo agudo.

· Adaptación fisiológica: Es el conjunto de cambios que se producen en la función o en la morfología de un órgano o sistema, que son duraderos, secundarios a la aplicación de un estímulo crónico o agudo repetido, y que capacita a este órgano o sistema para responder de forma más apropiada a ulteriores estímulos de naturaleza similar.

A) RESPUESTA CARDIO-VASCULAR AL ESFUERZO.

(Recogido en Naranjo y col, 1993)

A. La frecuencia cardíaca.

El incremento de F.C. está en relación con la intensidad del trabajo realizado, de forma que en reposo podemos tener una F.C. media de 50 a 70 sístoles por minuto y se puede alcanzar una F.C. máxima que de forma teórica viene dada por la fórmula :

B. El Volumen Sistólico.

El volumen sistólico (V_sis) es el volumen de sangre que expulsa el corazón con cada contracción. Se incrementa de forma importante desde el inicio del ejercicio, estabilizándose alrededor del 40 % del VO₂máx y aumentando posteriormente de forma más paulatina con los incrementos de la carga de trabajo.

C. El Gasto Cardiaco.

El gasto cardíaco (Qc) es el volumen de sangre que mueve el corazón en un minuto y viene determinado por el producto entre el volumen sistólico y la frecuencia cardiaca :

D. Vasodilatación periférica.

Las arteriolas poseen una importante capa de tejido muscular liso, susceptible de contraerse (disminución del calibre del vaso) o relajarse (aumento del calibre del vaso). La modificación del calibre vascular, por vasoconstricción y vasodilatación, permite dirigir la sangre hacia las zonas del cuerpo sometidas a un mayor nivel de actividad funcional, disminuyendo en otras zonas.

E. Presión arterial.

Entendemos por presión arterial (PA) la que la sangre ejerce sobre las paredes de las arterias. Esta presión se mide en milímetros de mercurio (mmHg) y varía a lo largo de las fases del ciclo cardiaco, siendo mínima durante la diástole (presión arterial diastólica, PAD) y máxima durante la sístole (presión arterial sistólica, PAS).

Durante el ejercicio aeróbico, la presión arterial diastólica apenas se modifica, pudiendo aumentar o descender ligeramente, mientras que la sistólica se incrementa pudiendo alcanzar cifras de hasta 220-230 mmHg..

B) ADAPTACIÓN CARDIACA.

La adaptación cardiaca al ejercicio realizado de forma intensa y continuada pasa por cambios estructurales del corazón que incluyen la dilatación de las cavidades y la hipertrofia de sus paredes, para asegurar un aumento del gasto cardiaco sin necesidad de frecuencias tan elevadas.

Ambos mecanismos coexisten en mayor o menor medida, sin embargo, el predominio de uno u otro depende, entre otras cosas, del tipo de ejercicio. Así, los ejercicios de resistencia, predominantemente aeróbicos, inducen una gran dilatación de los ventrículos sin apenas cambios en el grosor de las paredes, mientras que aquellos en los que predomina el trabajo de fuerza con gran componente isométrico producen una gran hipertrofia sobre todo a expensas del ventrículo izquierdo.

1.2.4. ADAPTACIONES RESPIRATORIAS.

1.2.4.1. LA RESPIRACIÓN.

La respiración es el proceso por el cual las células de nuestro organismo toman del exterior el oxígeno (O₂) presente en el aire atmosférico, que es esencial para todas sus reacciones bioquímicas, al tiempo que devuelven al medio externo el anhídrido carbónico (CO₂) procedente de su propio metabolismo ((Recogido en Naranjo y Centeno, 2000).

El oxígeno (O2) que tomamos por la boca o por la nariz circula por una serie de conductos hasta llegar a los pulmones. Allí ocupa el lugar que deja el CO2 residual en la sangre. Estos “camiones” de O2 son los glóbulos rojos, que lo transportan a todas las células del organismo por la “autopista” de las arterias y por las “vías secundarias” capilares.

Cuando el oxígeno se ha quemado en la célula, el glóbulo rojo recoge los productos residuales (CO2) y los transporta hasta los pulmones, donde los cambia por O2 y repite el proceso. El CO2 es expulsado por la boca o por la nariz, siguiendo la misma vía que el O2 pero a la inversa.

Básicamente, el aparato respiratorio cumple dos funciones primordiales:

· Bombear aire atmosférico hacia el interior del organismo y viceversa (ventilación).

· Poner en contacto el aire con la sangre para que puedan intercambiarse oxígeno y carbónico (intercambio gaseoso).

1.2.4.2. MECÁNICA VENTILATORIA.

(Recogido en Naranjo y col., 1993)

1. LA BOMBA VENTILATORIA.

La caja torácica, con los pulmones en su interior, se comporta como una bomba cuyo émbolo es el diafragma, el cual al contraerse desciende produciendo la entrada de aire (inspiración). Una vez que el diafragma se relaja, se produce la salida pasiva del aire por la propia elasticidad del pulmón (espiración). El resto de la musculatura torácica y abdominal participa de forma accesoria en la inspiración o colaborando en la expulsión de aire durante la espiración. Así, podemos hablar de músculos inspiratorios (diafragma e intercostales externos) y músculos espiratorios (intercostales internos y músculos abdominales).

2. EL VOLUMEN/MINUTO.

Esta secuencia de movimientos (inspiración/espiración) se repite de forma automática unas 12 a 15 veces por minuto en reposo, y es lo que denominamos frecuencia respiratoria (F.R.). En cada inspiración se introducen en el pulmón unos 500 cc. de aire, constituyendo el llamado volumen circulante (V.T.). Si multiplicamos este volumen por el número de respiraciones que realizamos en un minuto, obtendremos el denominado volumen-minuto (V.E.).

3. VOLÚMENES Y CAPACIDADES.

El aire que somos capaces de inspirar o espirar partiendo de él constituye el volumen de reserva inspiratoria (IRV) o espiratoria (ERV) respectivamente. Para que el pulmón no se colapse siempre queda una cantidad de aire que no participa en los movimientos respiratorios, denominada volumen residual (RV).

La combinación de dos o más volúmenes da lugar a las capacidades pulmonares, de las cuales es importante conocer la capacidad vital (VC) y la capacidad pulmonar total (TLC). La VC equivale a la cantidad máxima de aire que somos capaces de desplazar en una respiración forzada, mientras que la TLC representa la cantidad total de aire que es capaz de contener el pulmón (incluido el RV).

4. RESPUESTA VENTILATORIA AL EJERCICIO.

Cuando se realiza un trabajo físico es necesario adecuar el aporte de oxígeno a la intensidad y duración del trabajo que se está realizando. Para ello, el aparato respiratorio debe incrementar el volumen-minuto, bien a expensas de incrementar el VT, o bien la FR Debido a que los aumentos de la FR suponen un gran aumento del trabajo respiratorio, el primer paso en la adaptación al ejercicio consiste en una elevación del VT, (lo que equivale a realizar respiraciones más profundas manteniendo una frecuencia prácticamente constante). La FR va aumentando de forma muy lenta con la carga de trabajo, y sólo cuando el VT ya no puede incrementarse más (aproximadamente al 50% de la VC), es cuando la FR se dispara, hasta alcanzar valores de 50 ó 55 respiraciones por minuto. Cuando esto ocurre, el ejercicio puede ya mantenerse pocos minutos en este nivel de trabajo.

En los ejercicios con un componente anaeróbico importante, la elevada formación de ácido láctico y otros metabolitos de tipo ácido suponen la aparición de un estado de acidosis, con una disminución del pH de la sangre que está en relación directa con la cuantía de la anaerobiosis. El exceso de CO₂ producido en ésta situación constituye el estímulo mas potente sobre el sistema nervioso central para estimular la ventilación (VE). Este aumento de la ventilación conlleva una tasa de eliminación de CO₂ muy elevada con el consiguiente descenso de su nivel en sangre. Esta situación es lo que conocemos como hiperventilación y constituye el mecanismo de compensación respiratoria

de la acidosis.

2. PATOLOGÍAS RELACIONADAS CON EL APARATO MOTOR. EVALUACIÓN Y TRATAMIENTO EN EL PROCESO ESCOLAR.

Existen tres conceptos que manejaremos a continuación y cuyo significado debemos conocer. Según el Diccionario de la Real Academia Española estos son sus significados:

· Patología: Parte de la medicina que tiene por objeto el estudio las enfermedades

· Enfermedad : Alteración más o menos grave de la salud.

· Salud: Estado del ser orgánico que ejerce normalmente todas las funciones.

2.1. ALTERACIONES RELACIONADAS CON EL APARATO LOCOMOTOR.

Enunciaremos los elementos que forman el denominado aparato locomotor para situar correctamente tales alteraciones (Magraner, 1993):

· Elementos estáticos: huesos, cartílagos, sinoviales, cápsulas, vainas, vasos, nervios y tendones.

· Elementos dinámicos: fibras musculares.

Describiremos a continuación las alteraciones más frecuentes (Ávila, 1990; Balvis, 1983, Magraner,1993; Naranjo, 1991; Naranjo y col. 1993; VV. AA. 1997).

2.1.1. ENFERMEDADES EVOLUTIVAS.

En este apartado nos remitiremos a las enfermedades evolutivas a las que se refiere Balvis (1983; recogido en Magraner, 1993)); son aquellas determinadas por condiciones individuales que predisponen a alteraciones en el proceso normal del crecimiento y que pueden afectar, temporal o totalmente, a la práctica de actividades físicas; generalmente son el educador y el técnico quienes primero perciben sus efectos en los niños.

Citaremos únicamente las asociadas a zonas óseas encargadas del sostén del cuerpo, como las que corresponden a la columna vertebral, a las caderas y a las rodillas, principalmente.

2.1.2. ALTERACIONES DEBIDAS A UNA INCORRECTA ACTITUD POSTURAL.

A continuación describiremos alteraciones debidas a causas diversas, pero entre las cuales una de las más importantes es la incorrecta actitud postural, en especial en las alteraciones de la columna vertebral (Recogido en Magraner, 1993).

Las más frecuentes son la lordosis lumbar, la cifosis dorso – lumbar y la escoliosis dorso – lumbar.

2.2. ALTERACIONES RELACIONADAS CON LA EVOLUCIÓN DE LA CAPACIDAD DEL MOVIMIENTO.

A continuación repasaremos una de las patologías más invalidantes en humanos: la parálisis. Abordaremos los tipos más frecuentes dentro de la población infantil (Recogido en Microsoft, 1997).

Se entiende por Parálisis la pérdida de la movilidad voluntaria en una parte del cuerpo, producida por una enfermedad o lesión en cualquier punto a lo largo de la vía motora nerviosa que discurre entre el cerebro y la fibra muscular. Puede ser consecuencia de lesión, envenenamiento, infección, hemorragia, oclusión de los vasos sanguíneos o tumores. En ocasiones se debe a una deficiencia congénita en el desarrollo de los nervios motores. La parálisis permanente se produce por lesión extensa de las células nerviosas o de un tronco nervioso. Las células nerviosas con lesión grave no se pueden regenerar. La parálisis transitoria o incompleta, denominada paresia, es producida con frecuencia por infecciones, traumatismos o tóxicos, que suprimen durante un tiempo la actividad motora pero no producen lesiones graves en las células nerviosas.

Debido a que la mayoría de los nervios motores de cada mitad del cerebro inervan el lado opuesto del cuerpo, las lesiones en una parte del cerebro suelen producir parálisis en el lado opuesto del cuerpo.

Según las extremidades afectadas encontramos distintos tipos de parálisis:

· parálisis de una extremidad: monoplejia;

· parálisis de dos extremidades del mismo lado: hemiplejia;

· parálisis de ambas extremidades inferiores: paraplejia o diplejia;

· la parálisis de las cuatro extremidades: cuadriplejia o tetraplejia.

A veces, la parálisis originada en el cerebro puede ser de tipo flácida, esto es, los músculos afectados pueden estar blandos, débiles, relajados y sin reflejos normales. Sin embargo, es más frecuente que sea espástica, es decir, los músculos afectados están rígidos y los reflejos acentuados. La parálisis que se origina en un nervio motor de la médula espinal es siempre espástica; y la parálisis que se origina en los nervios periféricos o en las células ganglionares finas es siempre flácida.

Entre los estados paralíticos bien conocidos están la poliomielitis (antes conocida como parálisis infantil), la parálisis cerebral y la esclerosis múltiple. Las parálisis transitorias se tratan eliminando la causa subyacente. Las parálisis permanentes pueden mejorar aplicando técnicas apropiadas de fisioterapia o rehabilitación.

· Poliomielitis: Enfermedad infecciosa viral del sistema nervioso central que en muchos casos provoca, como secuela, una parálisis. La mayor incidencia se produce entre los 5 y los 10 años, denominándose en este caso parálisis infantil.

· Parálisis cerebral: Término que engloba a todos los trastornos no progresivos de la función motora debidos a una lesión cerebral permanente producida durante el nacimiento. Entre 0,1 y 0,2% de los niños padecen alguna forma de parálisis cerebral; en el caso de bebés prematuros o de bajo peso, esta cifra aumenta al 1%. La causa específica de la mayor parte de los casos de parálisis cerebral es desconocida. La lesión cerebral puede producirse antes, durante o al poco tiempo del nacimiento. Los factores prenatales que se han relacionado son las infecciones maternas (sobre todo la rubéola), la radiación, la anoxia (déficit de oxígeno), la toxemia y la diabetes materna. Las causas implicadas en el momento del nacimiento son los partos traumáticos, la anoxia, los partos prematuros y los partos múltiples (en este caso es el bebé nacido en último lugar el que tiene más riesgo). El grupo de causas postnatales incluye las infecciones y los tumores cerebrales, los traumatismos craneales, la anoxia y las lesiones vasculares cerebrales.

La parálisis cerebral se ha dividido en cuatro categorías principales: espástica, atetósica, atáxica y las formas mixtas.

a) En la parálisis cerebral espástica, los músculos están paralizados y rígidos; es la forma más frecuente, ya que supone el 70% de los casos. La hemiplejia, que afecta a ambas extremidades de un lado, y la diplejia, que afecta a las cuatro extremidades pero en mayor medida a las piernas, son manifestaciones frecuentes. Los niños con afectación leve pueden tener una limitación sólo en ciertas actividades, como la carrera.

b) La parálisis atetósica representa el 20% del total de los pacientes con parálisis cerebral. Se caracteriza por movimientos lentos involuntarios de las extremidades o del tronco y la raíz de los miembros. Pueden aparecer también movimientos violentos semejantes a los que se observan en pacientes con corea. Estos dos tipos de movimientos se acentúan en situaciones de tensión emocional y pueden desaparecer durante el sueño.

c) La parálisis cerebral atáxica es poco frecuente (el 10% de los casos), y se caracteriza por debilidad y alteraciones del equilibrio y de la coordinación.

d) Las formas mixtas son frecuentes y combinan aspectos de las anteriores. También son posibles alteraciones de la visión, crisis convulsivas y retraso mental.

· Esclerosis múltiple: Enfermedad del sistema nervioso central en que la mielina (sustancia lipoide blanquecina que envuelve las fibras nerviosas) se destruye de forma gradual, con el desarrollo de múltiples lesiones en el cerebro y la médula espinal. Afecta en especial a individuos entre 20 y 40 años y es de origen desconocido.

EVALUACIÓN Y TRATAMIENTO.

Será el especialista médico, evidentemente, quien deberá valorar el grado de afectación y discapacidqad del afectado. Todo tipo de atención por parte del profesor será posterior al conocimiento del informe médico. Los ejercicios recomendados, si los hubiere, serán realizados bajo prescripción del médico especialista.

El principal objetivo en el tratamiento de la parálisis cerebral es conseguir que los pacientes alcancen el máximo grado de independencia dentro de las limitaciones impuestas por su minusvalía motora y por el resto de alteraciones que presentan.

La terapia física es una de las herramientas terapéuticas que pueden ser necesarias en las distintas fases de la enfermedad. Con los cuidados y el tratamiento adecuados, muchos pacientes de parálisis cerebral pueden tener una calidad de vida parecida a la del resto de la población.

En cualquier caso, el equipo de profesores estudiará las adaptaciones curriculares adecuadas.

2.3. LESIONES MÁS FRECUENTES EN LA PRÁCTICA DE ACTIVIDAD FÍSICA RELACIONADAS CON EL APARATO LOCOMOTOR. TRATAMIENTO DE LAS MISMAS.

En este apartado trataremos todas aquellas alteraciones del aparato locomotor que son producidas por traumatismos, sean del tipo que sean, ya que la práctica de las actividades deportivas es la causa más frecuente de los mismos (Balbis, 1983, Magraner,1993; Naranjo, 1991; VV. AA. 1997)..

CLASIFICACIÓN GENERAL DE LAS LESIONES.

Desarrollaremos aquí una clasificación general, que siempre deberemos tener a mano, según la urgencia de la lesión, y en la que no sólo hallaremos alteraciones del sistema locomotor, sino también los trastornos más frecuentes durante la práctica de la actividad física.

A continuación trataremos las lesiones relacionadas con el aparato locomotor más frecuentes en la práctica de la actividad física.

Traumatismos.

Entendemos por traumatismos el conjunto de lesiones locales producidas de forma accidental por agentes mecánicos, físicos o químicos cuya acción es superior a la resistencia de los tejidos.

Lesiones musculares y ligamentosas.

Pueden ser divididas en dos grupos principales: Benignas y Severas.

BENIGNAS:

SEVERAS:

2.4. ALTERACIONES ORTOPÉDICAS.

Trataremos aquellas que son compatibles con la práctica de la educación física, pero que deberán ser tenidas en cuenta.

3. CONCLUSIONES.

Durante el desarrollo del joven en su periodo de escolarización, y desde el punto de vista de la actividad física, se procurará favorecer de manera armónica y equilibrada su crecimiento y nunca perjudicarlo; esto se traduce en el fomento de hábitos posturales correctos, y de hábitos de actividad física, para evitar deficiencias relacionadas con el aparato locomotor, esto es, desequilibrios musculares por falta de práctica física, con las consiguientes enfermedades, lesiones y posturas incorrectas que puedan derivarse de la misma. Por ello, debemos recordar que lo que se haga o se deje de hacer será crucial para edades posteriores, por ello, la infancia, al ser un periodo en que aún no se ha estabilizado la morfología corporal, la práctica de actividad física debe fomentar los hábitos antes mencionados: hábitos posturales, y hábitos de actividad física de manera autónoma .

Así pues, se trata de que todas las alumnas y alumnos adquieran hábitos saludables que posibiliten sentirse satisfechos con su propia identidad corporal, la cual será vehículo de expresión y comunicación consigo mismo y con los demás; dotándolos con los medios y conocimientos necesarios para el disfrute del ocio y del tiempo libre, que les conducirán a una mejora de su calidad de vida.

El ejercicio físico es fundamental para el desarrollo de las potencialidades de los alumnos, por sus efectos beneficiosos sobre la salud. Por ello son necesarias acciones educativas para consolidar hábitos duraderos: una correcta alimentación, la defensa del medio ambiente, vida en la naturaleza, descansos apropiados, hábitos de higiene corporal, etc…, que incidirán de forma más favorable en el desarrollo y mejora de la educación de las alumnas y alumnos, que si se hiciera sólo con la práctica del ejercicio (Junta de Andalucía, 1992).

4. APLICACIÓN DIDÁCTICA.

Justificación.

Según el Decreto 105/92, la Educación Física se entiende fundamentalmente como un elemento favorecedor de la salud y de la calidad de vida. La salud, por otra parte, no debe considerarse como un núcleo independiente de contenidos sino que está en relación con la totalidad del área, al mismo tiempo que con contenidos de otras áreas.

La reflexión respecto a la práctica de la actividad física y su influencia en el desarrollo equilibrado y de la salud debe constituir una actividad permanente en el profesor y en el alumno. Por ello, se hace necesario el conocimiento por parte del profesor de los principios anatómicos y fiosiológicos humanos implicados en la actividad física.

Relación con los Objetivos de Etapa.

Los contenidos del tema se pueden relacionar con el objetivo de etapa que aparece en el Decreto 105/92, “Conocer y apreciar el propio cuerpo y contribuir a su desarrollo, adoptando hábitos de salud y bienestar y valorando las repercusiones de determinadas conductas sobre la salud y la calidad de vida”. Este objetivo trata de desarrollar en los alumnos y alumnas un conocimiento y aceptación de sus características físicas y psíquicas, de sus propias posibilidades y limitaciones, y de los riesgos que pueden comportar sus acciones para la propia salud y la de los otros. Se desarrollarán, así, aspectos como la alimentación, la higiene y el cuidado del cuerpo, la educación sexual, la prevención de accidentes y drogodependencias, la utilización creativa del ocio, etc…, tomando conciencia, progresivamente, de la responsabilidad y participación que tienen en su propia salud y en la calidad de su medio social.

Relación con los Objetivos de Área.

Con respecto a la relación con los objetivos de área, tres son los recogidos en el Anexo II del Decreto, que claramente contemplan algunos de los aspectos recogidos en el tema:

“Conocer y valorar su cuerpo y la actividad física como medio de exploración y disfrute de sus posibilidades motrices, de relación con los demás y como recurso para organizar el tiempo libre”. En esta etapa los niños y niñas han de desarrollar una serie de capacidades que les permitan explorar la utilización del cuerpo y la actividad física, experimentando de forma gratificante sus diversas posibilidades, tanto en relación consigo mismo como en la relación con los demás. Por tanto este objetivo señala la necesidad de que la comprensión de la actividad física y del propio cuerpo no quede reducida a aspectos perceptivos ó motores, sino que implique elementos comunicativos, afectivos y recreativos.

“Dosificar el esfuerzo en función de sus posibilidades y de la naturaleza de la tarea”. Este objetivo trata de desarrollar en niños y niñas determinadas capacidades que, a partir del dominio de patrones motrices y de cualidades físicas básicas y genéricas, suponen la valoración de sus necesidades y posibilidades, la evaluación de las actividades que se desarrollan y, en consecuencia, la dosificación del esfuerzo.Ello supone el dominio de diferentes actuaciones en función del conocimiento y control de sus posibilidades orgánicas, valorando fundamentalmente el trabajo realizado más que el resultado obtenido.

“Adoptar hábitos de higiene, de alimentación, posturales y de ejercicio físico, que incidan positivamente sobre la salud y la calidad de vida”. Este objetivo responde a una concepción de la Educación Física como actividad compleja en la que influyen múltiples variables que afectan a la salud y la calidad de vida. Con él se contribuye a fomentar actitudes de responsabilidad hacia su propio cuerpo y de respeto a los demás. También implica el desarrollo de determinado conjunto de capacidades relacionadas con la apreciación, la valoración y el análisis crítico de costumbres y hábitos que inciden de una u otra forma sobre la salud individual y colectiva.

Relación con los Bloques de Contenidos.

1. Conocimiento y desarrollo corporal.

El conocimiento del propio cuerpo, de la propia anatomía, y de las diferentes posibilidades de movimiento facilita la práctica de la actividad física, sentando así las bases para el desarrollo y evolución de la competencia motriz en fases posteriores.

2. Salud corporal.

El conocimiento corporal desarrolla progresivamente en los alumnos actitudes relacionadas con la responsabilidad y con la valoración de sus actuaciones previo conocimiento de sus posibilidades y el riesgo que comportan.

El cuidado corporal, entendido en su más amplio sentido, constituye un contenido presente de forma constante en la práctica de la educación física. Se pretende que el alumno conozca la relación existente entre educación física y salud, así como la influencia de ambas en un correcto mantenimiento corporal. Los contenidos del tema inciden y colaborán en ese sentido, valorándose los efectos positivos que la actividad física tiene sobre la salud y la calidad de vida. Igualmente desarrollan en alumnos y alumnas actitudes críticas con respecto al consumo de productos y sustancias que puedan causar efectos negativos en la salud y crear dependencia ( tabaco, alcohol, medicamentos y otros…).

Relación con los criterios de Evaluación.

Algunos de los criterios de evaluación indicados en el Decreto 105/92, hacen referencias a aspectos abordados en el tema. Concretamente dos de ellos:

· Sobre las competencias físicas básicas.

Según este criterio, se deberá valorar el desarrollo logrado en las competencias físicas básicas, considerando en qué medida han evolucionado las más elementales, no tanto desde un punto de vista cuantitativo – incremento de fuerza, de velocidad – como desde un punto de vista cualitativo – precisión, flexibilidad, adecuación al objeto… -.

· Sobre la concienciación acerca de los efectos de la actividad física.

Se trata de tener en cuenta el grado de ajuste de la actividad a las posibilidades y limitaciones propias ó a las posibilidades y limitaciones de los demás. Es conveniente comprobar en qué medida, a través de la reflexión sobre las actividades realizadas, los alumnos y las alumnas van adquiriendo un conocimiento progresivo de la propia capacidad y de la capacidad de los compañeros para realizar determinadas actividades y saber regular éstas sin pasar los límites que aconsejan la salud y la seguridad.

PROPUESTAS DE ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA- APRENDIZAJE RELACIONADAS CON LOS CONTENIDOS DEL TEMA.

Ya hemos apuntado que el tema de la postura corporal se inscribe dentro del conjunto de elementos que conforman la salud. Así, desde el ámbito de la educación física y desde el punto de vista metodológico, habrá que tener en cuenta:

· La utilización de progresiones correctas.

· La prestación de las ayudas correctas en aquellos ejercicios con riesgo (gimnasia).

· La preparación de calentamiento específico para la sesión.

· La utilización correcta de feedbacks.

· La presentación de ayudas correctas en aquellos ejercicios con riesgo.

· No plantear retos que comporten un peligro excesivo.

· La exigencia diferente para alumnos con diferente nivel.

· La utilización del material de manera segura.

En relación con el alumno, como recoge Corbellá (1993), éste deberá obtener una serie de conocimientos relacionados con la salud. “Temas que se han escogido de entre los que se proponen en los programas de educación para la salud, de los que se mencionan:

· Limpieza e higiene personal.

· Higiene de la ropa y el calzado.

· Beneficios de la práctica regular de la actividad física.

· Actividad física, descanso y relajamiento.

· Salud sexual (conocimiento y respeto de las diferencias físicas y de rendimiento entre individuos de diferente sexo; coeducación, etc.).

· Disposición ante la actitud postural.”

Por otra parte, una propuesta personal de aplicación para su desarrollo en el marco escolar debe partir de criterios como (Devís, 1991):

· Desvincular los elementos asociados a la condición física del rendimiento físico, caso del factor resistencia, incidiendo más que en el aspecto cuantitativo de la realización de ejercicios en el cualitativo.

· Proponer actividades para que el ejercicio físico llegue a formar parte del estilo de vida de los alumnos. Como por ejemplo, a través de los sistemas para la mejora de la resistencia.

· Favorecer la confianza y la autoestima en la práctica de la actividad física; la experiencia positiva les motivará a repetirla.

· Establecer medios y cauces para que los alumnos tomen decisiones necesarias que les lleve a poner en práctica su propio programa de ejercicios físicos. Por ejemplo, a través de materiales curriculares.

UNIDAD DIDÁCTICA SELECCIONADA PARA EL DESARROLLO DE LOS ASPECTOS RECOGIDOS EN EL TEMA. LA CONCIENCIA CORPORAL.

Objetivos de enseñanza – aprendizaje para el desarrollo de la conciencia corporal.

· Operar con la noción de globalidad corporal: percepción del cuerpo como un todo único en el que no existen articulaciones ni segmentos corporales.

· Reconocimiento segmentario del cuerpo.

· Reconocimiento de simetrías y asimetrías de las diversas zonas corporales.

· Experimentación de los distintos elementos de percepción corporal: formas, volúmenes, superficies de apoyo, ejes, planos, verticalidades, límites,…

· Reconocimiento de las posibilidades de movimiento de cada segmento desde diversos centros articulares.

· Evolución favorable en la actividad postural dentro de las actividades motrices que proponemos.

· Correcto ajuste en las posturas más cotidianas, en el curso de las situaciones dinámicas propuestas.

· Correcta percepción de los diversos elementos componentes de la A.T.P.O.: apoyos, líneas de fuerza, superficies,…

· Capacidad de independencia segmentaria con respecto a la unidad corporal.

· Percepción tranquila, “sin prisas”, de las diferentes partes del cuerpo.

· Regulación voluntaria del tono muscular, con la que se consigue eliminar contracciones parasitarias e inútiles de la actividad postural.

· Independencia de los miembros superiores respecto a los inferiores.

· Equilibrio respiratorio.

· Movilidad articular vertebral encaminada a la concienciación de la verticalidad y simetría corporales.

Objetivos de enseñanza – aprendizaje para el desarrollo del equilibrio corporal.

· Reconocimiento de las zonas de soporte del cuerpo.

· Trabajo sobre las diversas superficies de apoyo.

· Reducción parcial de algunos receptores sensoriales (ojos, oídos,…).

· Aumento del nivel de complejidad, al incluir acciones locomotrices y manipulativas junto con las tareas de equilibrio.

· Búsqueda de acciones equilibrantes estático – dinámicas propias.

· Trabajo con implementos y móviles de diversos tamaños que susciten tanto la extensión como la reducción de las superficies de apoyo.

EJEMPLO PRÁCTICO: BREVE ESQUEMA DE UNIDAD DIDÁCTICA SOBRE CONCIENCIA CORPORAL.

Introducción.

Descripción: Consta de seis sesiones en las que se fomenta la exploración, individual y colectiva, acerca de las formas naturales de ejercitación de la flexibilidad y del dominio del tono muscular.

Situación en el ciclo: En el último año del tercer ciclo (entre los once y los doce años), debido a la cierta complejidad que presentan los ejercicios y las situaciones planteadas.

Contenidos seleccionados de aprendizaje – enseñanza.

Objetivos didácticos.

Ejemplo de sesión: 2ª sesión.

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