Manual de fisiología del ejercicio

PER-OLOF ÅSTRAND P rofesor Emérito, Colegio Sueco de Educación Física, Estocolmo, Suecia KAARE RODAHL Profesor Emérito, Universidad Noruega del Deporte y Educación Física, Oslo, Noruega Antiguo Director del Instituto Noruego de la Fisiología del Trabajo

HANS A. DAHL SIGMUND B. STRØMME Catedráticos, Universidad Noruega del Trabajo y Educación Física, Oslo, Noruega

EDITORIAL PAIDOTRIBO

Índice

Prefacio Capítulo 1

7 Nuestra herencia biológica

9

Desarrollo de los organismos primitivos • Aparición de los mamíferos • Diferenciación de la vida • Surgimiento de los primates • Evolución de los seres humanos modernos • El ser humano móvil • Resumen

Capítulo 2

La célula y sus mecanismos de regulación

19

La célula • Metabolismo energético • Comunicación intercelular • Estrategias celulares corrientes para la adaptación a nuevas demandas • Resumen

Capítulo 3

El músculo y su contracción

43

Estructura del músculo esquelético • Interacción de la actina y la miosina • Transmisión de fuerza de la fibra muscular al tendón • Tipos de fibras musculares y su base molecular • Tipos de activación muscular • Eficacia mecánica de la contracción muscular • Almacenamiento y utilización de la energía elástica

Capítulo 4

Función motora

89

Estructura básica y función de las neuronas • Unidades motoras, efectores del sistema motor • El papel de los sistemas sensoriales y de los reflejos en la función motora • Control motor • Función motora a lo largo de toda una vida • Sistema nervioso autónomo

Capítulo 5

Fluidos corporales, sangre y circulación

155

Fluidos corporales • Sangre • Corazón • Hemodinámica • Vasos sanguíneos • Regulación de la circulación en reposo • Regulación de la circulación durante el ejercicio • Gasto cardíaco y transporte de oxígeno • Gasto cardíaco y consumo de oxígeno

Capítulo 6

Respiración

213

Anatomía e histología • Mecánica de la respiración • Cambios de volumen •

Ventilación pulmonar en reposo y durante el ejercicio • Difusión en los tejidos pulmonares, presión de los gases • Ventilación y perfusión • Presión del oxígeno y capacidad transportadora de oxígeno de la sangre • Regulación de la respiración • Disnea • Recobrar el aliento • Presión atmosférica elevada y submarinismo en apnea

Capítulo 7

Sistema esquelético

253

Los tejidos del sistema esquelético humano • Articulaciones • Capacidad de adaptación del sistema esquelético

Capítulo 8

Rendimiento físico

281

Demanda frente a capacidad • Procesos aeróbicos • Procesos anaeróbicos • Producción, distribución y eliminación del lactato • Interacción entre producción aeróbica y anaeróbica de energía • Potencia aeróbica máxima: edad y sexo • Potencia anaeróbica: edad y sexo • Fuerza muscular: edad y sexo • Rendimiento deportivo: mujeres frente a hombres • Genética del rendimiento físico

Capítulo 9

Evaluación del rendimiento físico mediante pruebas 323 Pruebas de la potencia aeróbica máxima • Evaluación de la potencia anaeróbica • Fuerza muscular • Pruebas específicas para tipos determinados de rendimiento

Capítulo 10 Dimensiones corporales y ejercicio muscular

353

Medición de las dimensiones corporales • Importancia funcional de las dimensiones corporales • Conclusión

Capítulo 11 Entrenamiento físico

369

Principios del entrenamiento • Entrenamiento de la fuerza • Biología molecular de la respuesta al entrenamiento de la fuerza • Adaptaciones metabólicas del músculo • Efecto del desentrenamiento y la inactividad • Adaptaciones del sistema de transporte de oxígeno • Respuestas hormonales al ejercicio • Otros cambios corporales inducidos por el entrenamiento • Factores genéticos de la respuesta al entrenamiento • Efectos indeseables del entrenamiento

Capítulo 12 Nutrición y rendimiento

437

Nutrición en general • Digestión • Metabolismo de la energía y factores que rigen la selección de las fuentes de energía para el trabajo muscular • Mecanismos reguladores • Alimentación del deportista • Actividad física, ingesta de alimentos y peso corporal

Capítulo 13 Termorregulación

467

Equilibrio térmico • Efecto del clima • Efecto del ejercicio • Fisiología de la termorregulación • Aclimatación • Límites de tolerancia • Equilibrio hídrico • Ámbito laboral: aplicación práctica

Capítulo 14 Factores que afectan al rendimiento

511

La altura • Tabaquismo • Alcohol y ejercicio • Cafeína

Capítulo 15 Fatiga

535

Fatiga física general y sus síntomas • Fatiga muscular • Fatiga atribuible a los procesos más allá de la unión neuromuscular: fatiga periférica • Papel de los factores metabólicos en la fatiga muscular • Medición de la fatiga muscular • Fatiga muscular en la vida diaria

Capítulo 16 Fisiología aplicada al deporte

565

Análisis de pruebas deportivas específicas

Capítulo 17 Fisiología aplicada al trabajo

593

Factores que afectan al rendimiento laboral • Evaluación de la carga de trabajo en relación con la capacidad de trabajo • Gasto de energía en el trabajo, el descanso y el ocio • Trabajar con calor • Trabajar con frío • Vibraciones • Ruido • Ritmos circadianos y rendimiento

Capítulo 18 Actividad física y salud

637

Efectos de la inactividad física sobre la salud • Condición física para la vida diaria • Actividad física para la prevención de distintas enfermedades y trastornos • La importancia de la actividad física para niños y jóvenes • Actividad física y envejecimiento • Actividad física y embarazo • Conclusiones: recomendaciones para la actividad física y la salud

Apéndice A Definición de las unidades

647

Apéndice B Prefijos de las abreviaturas de unidades

649

Apéndice C Tablas de conversión

651

Apéndice D Símbolos

653

Glosario

655

Bibliografía

675

Índice alfabético

733

Los autores

755

Prefacio

El propósito de esta cuarta edición en inglés, revisada y actualizada, del Manual de fisiología del ejercicio es el mismo que el del texto original: reunir en un volumen los distintos factores que afectan al rendimiento físico del hombre, y hacerlo de forma comprensible para fisiólogos, profesores de educación física y médicos. Al contrario que los manuales de fisiología más convencionales, que se ocupan de la regulación de las distintas funciones del cuerpo en reposo, este libro se centra en los mecanismos reguladores que se producen durante la actividad física. Se asume que el lector ya posee ciertos conocimientos de física y química elementales, así como de anatomía y fisiología humanas. Sin embargo, se exponen ciertos conocimientos de fisiología y bioquímica para facilitar la comprensión de algunos de los procesos fisiológicos y bioquímicos que ocurren durante el trabajo y el ejercicio físico. En este libro se ha intentado cubrir las necesidades de los estudiantes de educación física tanto de licenciatura como doctorandos. Para facilitar que los lectores asimilen las bases y los aspectos más novedosos sobre los conocimientos actuales, hemos incluido más bibliografía de lo que es habitual en la mayoría de los manuales. Se trata, no obstante, de un campo muy dinámico, e inevitablemente se han producido nuevos avances desde la llegada del manuscrito a la imprenta. Para mostrar nuestro reconocimiento a algunas de las personas que nos han inspirado, también ofrecemos a lo largo del libro ejemplos de estudios clásicos. Somos conscientes de que el programa de estudios de muchos centros de educación física tal vez no permita un estudio tan general de la fisiología como el que aborda este libro. Por ese motivo, cada capítulo se ha escrito como una entidad completa, relativamente independiente del resto del libro. Mediante esta estructura, y con la amplia lista bibliográfica, el libro tal vez también sea útil para los estudiantes que quieran profundizar en un campo concreto o en un área limitada de estudio. También con ese propósito, hemos incluido recuadros con «Lecturas adicionales» por todo el libro, para que sirvan de referencia a los lectores que quieran saber más sobre un tema concreto fuera del alcance de estas páginas. Nuestra esperanza es que el libro sea útil no sólo para la enseñanza de educación física, sino también para la enseñanza de fisiología clínica y aplicada. También esperamos que sirva para estimular el aprecio sobre el papel de la educación física para jóvenes y mayores, sanos y enfermos. Al reunir gran parte del material sin publicar de este libro, hemos colaborado con nuestros colegas del Colegio de Educación Física de Estocolmo (The Swedish School of Sport and Health Sciences [GIH]), el Instituto de Educación y Salud Laborales, y la Universidad Noruega del Deporte y Educación Física de Oslo (Norwegian School of Sport Sciences). Les agradecemos su amable cooperación. También nos hemos beneficiado en gran medida de nuestras relaciones personales y de los debates frecuentes con muchos colegas de estas y otras instituciones. Hemos contraído especial deuda con Per Brodal, Arne T. Høstmark, Svein Linge, Terje Lømo, Egil W. Martinsen, Eric Rinvik, Nina K. Vøllestad y Ola Wærhaug por sus valiosos comentarios y sugerencias expertas durante la redacción de los distintos capítulos. También estamos en deuda con Hege Underthun, Grete Eggemoen, Anne Grethe Gabrielsen, Line Arneberg, Kristi Lome y Unni Luna por su ayuda en la búsqueda y obtención de la

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literatura pertinente. También queremos agradecer y mostrar nuestro reconocimiento a la asistencia técnica de Stein Hjeltnes, Gunnar F. Lothe, Carina Knudsen y Tove Riise durante la preparación del manuscrito. En particular, debemos mucho a Joan Rodahl por su impagable ayuda con la bibliografía. Finalmente, queremos dar las gracias a Michael S. Bahrke y Myles Schrag por su paciente apoyo y sus consejos durante la preparación del libro. Nota. Ediciones previas de este manual han servido a una audiencia global; han aparecido en italiano, japonés, portugués, francés y chino.

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