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Ed,tonal Paidotnl>o Les Gu1xeres C/ de la Energia 19 :> 1
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l'ítulo 1111ginal de l,1 nhr;1. \S( 1\ \ Esscnlial, oí Pcr\nnal
nain1111!
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200X. Rng,·r W. 1 arle l110m:" R Hacchlt• Editon:il Paid(,trib11
Les Ciui:H·res
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Pmnera eJkiún. ISB\ Q7X,s.t-li0líl,11-l2-1 fot1icornrn,1..:1ón: F.uilM SU\Í((,' l.. Diagon:11. 2'1(J - ll~!l l i Har.:dom1 lin¡m:.,11 ,·n f- ;r,n;i p1H S.1~r.1f1c fll!,llh" nnrnk pmhih1Ja~ \111 la au11,r,1..11:1ón .:~er11.a de h.h titulares Jcl
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,,
INDICE
Colabor::td(1re~ ... ....................................................... ....................................................... ....... .......
t~
R<.":visore~................. .......................... ..................................... ................. .. ......................... ...........
XI
Prefaciu .................................................................................................................................... ". .. XIlf Nota dt' lo:-.1.'.oon.linaJore~. ................................................................................................. ..... .... ..
PARTE J
Cll::.NCI \S DEL EJERCíCIO ................. .... . ................ ......... .. ..........
CapítuJo 1
Estructura y funci()n de los sistemas muscular, nervioso y óseo ............................................................................... . Len Kravitz Siste111a 1nusc11/ar ....... ........................................................................ , ..• .. Siste,na nt!rvio.\O ........ .... .... .. ... ................................... .. ....... ... .. ....... ........ ........ Siste111a óslo...................... .............. ................................... ..... ......... ............... Tejido co11j1111rivo .......................... , .................................... ........................ .....
Capítul o 2
Capítulo J
<'ap,tulo 4
Estructura y función de los sistemas cardiovascular y respiratorio ......................................................................... . Mark A. Williams Anatomía y fisiología del sistema cardiovascular .......................................... . Anwomía yjisiologw del sisre111a respirmorio .......................................... ...... . Hioenergética ................................................................................................... Travis Tripleu-McBride Ten11i11nlogía esencia/ ............... ... ... .... . ........................ ........................... . Si.He1na.1 de e11ergfr1. ........... .......... .. .... ................... .............. ....... ...... . Depleción y repleción de los Sllstratos de energía ..... ................ ................. . Consumo tle cnígeno y contrih11ció11 d2 lo., siMe111as tll'rríbico y anoeróbicn al ejercicio..... ... ...... ... . .. .... .... .. ..... .. .. .. ... ...... ..... .. .. .
Bíotnecánica ...................................................................................................... E\'erett Hum1an f>alwll'a.1 del sistema 11111s<·11/nr.,,¡¡1,•/1 !i1·0 . .. .. .............. ................. . P/u110., ,,,wrómico., del ut('rpo h1111w110 ................. ........... . .. ........ . Fller::.r1y porencia. .......... ............. ... . ...... ... .... . . ...... ............ ... . .. Factf)res hin111ecá11i1·os de lr1fi1er:.u ........................ . ............... ................ . F11r11tt!5 t!t: rl!sisrn1cia a la cuiltracci,in 11111scular.... . ... ........ .... . . ... And/isis t!t' los 111o vi111iento-s v pn rcri¡1r ir511 d·· .:jt-•·..yw, .... . .
'{V
'i J3
Ji'<.
!Y
23
~1 ,·,
'+, '
.¡..; 55
ó.1
111
MANUAL NSCA FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
Capítulo 5
Capítulo 6
Adaptaciones al t>ntrc,rnmiento resistido....................................................... Lee E. Brown y Joseph P. Weir Adaptadrmes bcísicas al entrenamiento resisrido .............................................. Adap1aciv11es i11111ediciws ................. ......................................................... .........
95
,.\dapracioneJ crónicas............ ................................... . ... ...... ..... .................... Factores que influyen en la.\ adaptaciones al e11tre11c1miento reSl\tido ............. S0bree11rrena111ie11tu... ......................... ....... ............... .......................................... Desenrrena111ie11to ..............................................................................................
I OI /08 I /{J 11 /
Adaptaciones al entrenamiento acróbko ....................................................... Lee E. Brown y Mathew J Comeau Adaptacio11es bdshas al c11tre11,11111e1110 aeróbico..................................... ......... Cambio,; cardion1scularc., .......................................... ...................................... . Co111hios ,netobcHh·,,s ................................. ................................................... ..... Ca111lno5 neuroldgicos... .................................................................................... Ca111hirH ,,seo~. .................................................................................................. Ca111bio,· rest>iratorius .... ........................................ ,............................ ........... f acton que i11}711w11 "" las ada¡>lac i,me., u/ e111re110111i1•11to wm,hiu> .............
117
1
Capítulo 7
.,·
141
Krislin J Rcimer-; Papel dt'l c'11trene1d11r penwwl c'/1 lo nm, icirí11 ..................................................
14]
... . .. • •
...... .............. ....... ..................................
.JJ
150
J'i8 /58
padl'r peso.. ..... ............................ ..... ...... .........
/ 5<)
\'11pl< lllt'IIIOS t/i('(¡){ic·o, . ...... ............................................................................. /./ , arte• d,· h,u·,,r rec(l111t•11dm·io11c, di<'téticos.................................................
161
I' (1t'\O
/ 1•til11C1< i1111
..... ,., .........
rft las diefl/\
/lf/1'(1
........................ ................
I
IJ~
. ... ...... . ................................................................ ..
/',•rdt 1
Psicología deportiva para el entrenador personal......................................... Hradky D. Hattkld y Phil Kaplan i\spe<.:to., de salud mental del ejen ir.io .............................................................. Fm1b!f:'rimie11to de 111erm................................ ... ... ....................... ......................
/ 'i<)
165 167
IYÍ UIÍVCICÍOf/ ..... ............................................ ......................... ..............................
171 176
Método, para motivar ll 1111 clie111e ....................................................................
J79
CO'-\l ITA 'l LVALUAC fON IN ICIAi
~ ~
Consulta y ~:ilorad,in de la salud t.lcl cliente................................................. John A.C Kordich /'rop,hiro de la to11.1ulra y la ralomcion de la salud.. ... .................................
Pre.Ha,·iti11 d
IV
/33
'lutrici<>n y entrenamiento pen,onal......... ........................ ..............................
c;,u,,11 ¡1,•so.. ................ ..........................................
Capítulo 9
I :ilJ
I? 1 1 J'i J36
Ener~fa.. ............. .............................................................................................. ,v,arit'/1(1' \' ............ ,..................... ..... ..................................................................
P \RTE 1T
//9 120 12-1 129
Sohree111re11t1111if·1110.... .... ................... ..... ................ ............. ... .................... Oesentr1J11a111it!flfo ..............................................................................................
r l'llillaCL(ÍII dil'f(Í(ÍCll ........ "
Capítu lo 8
97
'J8
llN 191 /') f /Vi /<).J
195
/<17 204
1
ÍNDICE
Pr111·c:.<.1 de dCl'i1°ació11 a 1111 l's11t'n<1/isra ........................................................... . . \ur11ri-:.,u·ián 111iilir11 ........................................................................................ . Capítulo 10
SeJección y istración de la evaluación d e la forma física ............................................................................................. . John A. C. Kordich y Susan L. Heinrich Propósitos de la e\la/11aciú11 ............................................................................... éve1/uaciv11es cuanritatirn y }<1mn11iva ............................................... ............... . Trr111i11olo15(a de la eva/11acifj11 .................... ................................................ ..... . f octun'\" que afec:ru11 a lufiahilulwl y la 1·1zlide-:. ............................•• .......•. ...... Eswdios de casos de e1·ol1wl'irín ........•. . ........................................................... /\d111i11isrruciiJ11 y orgw1i::ació11 ch· la.1 eml,wciones de la fr,m10m,in1 ............. /merpreroci1in y re vi::.iún Je los rn11!1udus ...................................................... Reeva/11ació11 ... .. ............... .................................................... •....................... .. ..
Capítulo l l
Protocolos y normas para las pruebas de la forma física ............................ . foel T Cr:rn1er y Jarcc.J W. Cnhurn
Signos virales ............................................................. ...................................... l 0111posiciú11 cnrporol ............................. ... ..................................................... . l
PART[ 111
TFCNICA DE LOS l=.JERCICIOS. ........................................................
Capítulo 12
Ejercicios dl' lkxibilidad. con d peso rnrporal y con Jitball ................................................ ........................ ......... ....... .......................... J\llen Hedril..'k. é'lurenw11ie11ro de lo jll'xihi/idad... .. .. ...................... . ......... ............. ......... .. ...... Beneficios dd t'nln 1111111ie11to de /c1}7e.\il,ilirlatl ........ ....... ,....... ............. .... .. .... .. Fa r:wres lJlle 1.1-fecw11 ll la flexibilidad. .......................................................... .... Elasticit/(l{I y pl11sticirlacl... .................................................. ............................. C11lenraniie11to.. .. ... .. ... . ... ... .... .. .. ...... ..... .... ... ....... ......... ......... ..... .... .... ... ..... ..,.. Jípo::, de e11rn.ma111ic11to dt• /of]c.'
ew del cue1po. y nm fitball. ....................... 1
Capítulo 13
Capitull) 14
206 209
233 235 236 239 2-11 2../5 250 257 258
263 265
26Y 275 285
286 288
~ 111 32 1
323 3]_,
32.J J26 126
J29 .332 334
Térnicas d e los ej er cicios resistidos ................................................................ Thonia:-: R. Bac1..hlc y Roger W. E:lrle e1111ws /Ja,icos sul,re las 1écnicas de los ''}l"L'iu11s ................ .. .... ..... ...... ....... S11pen'isicí11 cll los <:}t:rcicios re.\istulov.......... .... ............ .. ... ............ ... .•. . l.:.;eri:u·io.1 revisllc/os .. . ...... ........... ..... ...... ... ..... ........ ... ......... ... ..... .. . . ....... ....
359
Técnicas para las actividades card iovasculan:s ............................................ .1 . 1fenry ,d·l:111~ ., Drrn1gh1
407
/Jcwws ~enerales JJC1ro 111w 11urth IIJ/U'L1111 1... g1,, ·a t!11 rzrtividtl(/t·s n1rdi111•os,·11Jt1n s. .. .......................... .... ... .. . ............. ... . J'eC'lticu paro ,:je tcicin, ··wtlw1•11ff1el1Lrl' >con ,,uí,1ui1ws ..... ...... ........... . f'ti1•ni1 o /hlrCI t'./t>rt ;, io, ,·rinlio1 •<1sc11/:•,-c •. .,i11111cícwi11u.,.
. .. ,............. . ..........
3(1 J 36./ 31¡7
·/.ÍN ..j /J .J2 1
\•
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
PARTE I V
DISEÑO DE PROGRAMAS..................................................................
-B9
Capítulo 15
Diseño de un programa de ejercicios resistidos ....................................... ...... Roger W. Earle y T homas R. Baechle
44 l
Principios gl!nerales del entrenamie11to............................................................. Componentes de 1111 programo de emrenamh'nto resis1ido.......................... ...... Consulta y el'(ll11ucirí11 iniciales de lt1}11mu1.f1síc(I ............................................ Eleccio11. ..................... ...... ,...... ,........... ............................................................. Frec11e11cia............ ........ ...... ....... ...... .............. ................................................ ..... Urden................................. ................................................................................. Cllr{?a v repeticiv11e.\ .......................................................................................... Vol11me11: Repeticiones :v series........... ............................................................... Peri'ocios de dest·anso.......... ...............................................................................
4.JJ ./4./ -1-1-1 -147
Capítulo 16
./-19
-150 ./53
-163
-165
Vr1 rioción. ... .. .. . . .. ... . . . .. .. . . . .. .. . .. ........ .. ... . . .. . . . .. .. .. . . . .. . . . .. . . . . .. . . .. . .. .. ... .. . . .. . .. . .. . .. . .. .. . .
466
Progre::;ión .................................................... ,, ........ ,....................... ,,.................. Ejt!mplvs de programas......................................................................................
./67 -170
Diseño de un programa ae.róhico
485
Pacrick S. Hagerman Espec(lzcidad del entrem1111ie11ro aeróhirn ilf' /mulo........ .................................. de w1 pmgra111a aerub1cfl de/011du ............................................. lipm de prog mmus dt· entrennmir'nto 11errihico ........................................... .....
-IR7 487 502
l~ntrenamiento pliométrico y de velocidad .................................................... David H. Potal:h Mecá11ira y jisiolo.f!./0 de los ejerci,·im plic111u>rri,·m ..................................... .. Cuando 11.wr los 1.)crcicws ¡,lwmétricos ................ .......................................... Oisái11 de 1111 ,,,.ngm111r1 pli1111//;ttfr11 . .................................................. ,......... Co11.1·it!aw·w11e.1 sobre st•g11 rídad .... ................................................................. . ¡\tfenínim yji1ir1/og111 d1•/ 1•111rc•11w11i1•11r11 de la velocidad ................ ...... ........ . Co11sid,.,.,11·io111•.1 sohrt' la .1·,·g11rit/(/// 1·11 t'I 1•111rt n11111i1 11ro
515
Co1t1{'<Jlll'llles
Capítulo 17
1
510 S21 527
532
1
de la w:liwidad .... .... .... ..... .............. .. .............................................................. . Comhi11111 ir5n d1· e11tre11amie11to.1 plinmétrico y tle ,•elocidad ( •011 O t /"(IS 1·Orl//US ( If ' e· 'jf'rt'I·r·o 1 .................................................... ....................... . Ej,,rrido., pli1m1,,rri< o \' tlt> vt>ln, itlarl ................................................................
5.M 5J7 53~
PARTE V
CLIENTES CON NECES IDADES ESPECIALES.... ........ .... ................ 555
Capítulo 18
Clientes l!mh:1razadas, mayores o preadolescentes ....................................... Wayne L. Westrnn y Avery D. Faigcnbaum 1\.tl11jeres emham-;.adas .... ..... ... ............... ...... ................................................. Adultos 111ayures ....... .......................................................................................... P readolc ~cent,,.,............................................................................................ ......
557
Clientes con p roblemas nutricionales y metabólicos..................................... Chris1int· 1 . Vega y Carlos E. Jiméne1, Sobrepeso y ohesidad.................................................... ..................................... Trastornos de la comlucra ali111rnrwia ...... .................. ...... ..................... .... ..
58 L
583 603
f-Jipe rlipide111 iu .. .. ... ... .. .... .. ... ... .. ... ..... ...... .. ... .. .... .... .. ...... ...... .. .... .. ... .... ... .... .. ...
608
11u:1ahá/,co ............................. ..........................................................
613 6/.J
Capítulo 19
S(1ulr1n11t'
Dit1hc!tc.1 111elfir11s. .......................................................... .......................... .......
VI
517
559 56.J 5ú9
1
INDICE
Capítulo 20
Clientes con enfermedades rnrdiovasculares y respiratorias ...................... . Robert Watine
621
Hipt!rrensiñn .................. ......................... ............ ... .... ....................................... .. /n}lmo de mi11rnrdío. c1ccidc11re cerehmvos1·11lt1r v enfermedad 1111," u/ar
r,:!3
períférirn ......................................................................................................... .
627
New11o¡>u1ti1 oh.Hm<.:tívc1 crifoicC1 ............ ............................................. ,........... .
633 633
A.1·111,1 ........ .... ........ . ............................... . .......... .. ............... .. . ...... ....... . ... .... ... ....... .
Capítulo 21
Clientes con problemas de rehabilitación, ortopédicos y lesiones .......................................................................................................... . David H. Potnl.:11 y Todd Ellenbccker
Cl1racíó11 de lm, tejidos después de 111w lesio11 ....... ,.......................................... Clasijicacit5n de las lesiones .. ... ...... ... ................................... . ,....................... .. El enm•mulor pa.w 11ul y /11.\ prohlemas orto¡1<'tficc11 ...................................... .. Regi
Capítu lo 22
637
639
Ho111hro .. ................................................................... ,...................................... .
6.J J 6.J2 6.JJ 6.J5
Rodillo ............................................................................................................ ..
653
C(lt/era .... .. ..................................... ............................... ...... ,...................... ....... . Artruis . .................................................................................................... .
65~
Clientes l'.On lesiones mcdul:.1rcs, esclerosis múltiple. epilepsia y parálisis cerebra l ............................................... ............................ Tom L::iFontaine Lesiu11c','' 111edulart'., ............... ,................................................. ,, ...................... . E:,c/cros1.\· 1111íltiplt' ....................... ........................................... ......................... .
Fpi lcv, ia ..... ,... .. .. .. .. .... ... .... .... .. ....... ............................................... ............. ,. l'flrd/isi.1· rerl'hra/ ............ .. .......... ................... ... .. ..................................... .. .
656
665 6tí7
673 67>s 682
Entrenamiento resistido pura di en les deportistas ...................................... .. David Pcar~on y John F. GrJham h1ctort.'s e11 el di.,c:110 de pm1;rrmws ............................................... . ..... ....... . /Jenoc/i':,oc1á11 ele/ ,·111n ·11111nin 1 rr1 re.\i.,rido . .. .. .............................................. . 1'v/uclel,1., li11t!ttl y 110 /innil ele ¡11:ri11di •.t1cin,1 t!l'I c11tn'11u111i<'11/o re,istid/) ...... .. .
<,9\
PAR1 L Vl
ASPECTOS LEGALES Y SO BRI:. SEGURIDAD................................
705
Capít 11111 i 4
Disposición .v mantenimiento drl equipamitntu y las instala<'ioncs ............ Mike Grecnwun<.J DÍs/ri/;ucirÍII r/e /os Íll\·[(1/¡l( •l/J/ll' \ )' e/ l'ljllÍ[IWl/1111//1 ...... , . ........ ....... ..... . ..... ( ()!1Sit!t'nH wm·s e.~peciules ¡1am 1111 gim11,1,10 e1• , l dominlio . .... . . ... . ...... /\h1111c1ú11ri,,11m
707
A~pcdos legales en d en trenamiento person al............... .. ........................... /\nthony A. Abbott y JuAnn Eick.hc,ff-Shenick
725
Capít ulo 23
Ca¡,itul11 25
f'l ¡•t·ligrf, ,¡,, /o:, ple1l<•,1 . ,....... ..... ..... . . ................ ................... .. .\ist1•1n" li:~a/ ............................................................................... ..,.. l\,wrn111w 1h '111 /1t1gi,1 .......... .... , .................... , ............... .. ... ....... . 1\'e1tl:1:c11, 111.. .... .. . . .. ........... . .. .... ... .......... •.... .. . . . .. .... .. ..... . . . . . Est m ,,,~ iw ¡10 r11 rt ilud r lu fl'S/ ,n, ,, 1hi iidad lt',~t1l 1•.,ou1 · /<1 1'1111 l·un¡, •s ¡1ur 11c.i;lit1 w i11 .. ... ... . . ... ......................... ..... ... ....... ..
693 6W
695
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713
715
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Ti.¡.
VII
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
Duc.wnenros tfe pmt11cnó11 legal ..................................... ,.................................. Ce111ros Je fitne 'iS y rrahajutfores our6nomos ....................................................
7-15 7.. f.7
Apéndice: Gestión empresarial pttrn entrenadores personales. por Patrick S. Hagerman ..............
751
Respuestas a las preguntas ck repaso ..............................................................................................
76 1
Soluciones sugeridas a In:-. rregunlas sobre conocimientos aplicados............................................
762
Glosari o.............. .............................................................................................................................
777
Créditos...........................................................................................................................................
785
Índice alfabt!tJco ............................................. ,................................................. ...............................
7'8.9
Los coordinadores...........................................................................................................................
799
La NSCA.................................................................. ........................ ................................. ..............
799
VIII
1 COLABORADORES
Anthony A. Ahhott, EdD~
eses,
*O;
NSeA·
T, *O Fitness lt1::,l1tute lntemutional. ínc .• Lighthouse
John F. Graham, MS, CSCS, *D ürthopaeJic As1>nciatcs nf Allentown . . \lkn town, PA
Point, FL
Thomas R. Baethle. EdD; CSCS, *O: NSCAT, *D Creighton University. Umuha. t E Lee E. Brown, Ed; CSCS. *D; FA CSM California Statc University. Fullc111)11
Mike Grecnwuod, PhD, CSCS. *D Baylor Univer~ity. Waco. TX PHtrick S. Hagerman, EdD; CS< '.S, *f>: 1'S( 'A-T, * U
U11iver-.ity of Tulsa. 01,.Jahoma
Jarcd W. Coburn, MS. CSCS Univer,ity of Nebrasb. Lim:oln
E"t:rett Harman, PhO, eses, NSCA-T U.S. Anny Re!:,e:.trch ln ... tilute of Envirunml'nlJI Metlicine, Nalick, MA
Matthew J.< 'omeau. PhD, ATC, LAT. eses Arl,...msas State Univen,ity
Bradley D. Hatfit'ld, PhD. FACSM l'nivcc,ity nf Vl aryland. College Park
Joel T. Cramer. PhD: CSCS, *D; NSCA-T. *O The Unlversily of'Texas .11 Arlingtou
l .S. Air Force Al:adcmy. Colo, ado
.l. llcnry <
eses,
*D:
NSCA-T, *D Personul Trurners Strength & Conditiuning Con sulting. Buston. MA
Roger W. E.-1rlc, MA; CSCS, * O: ~SCA-T.
\llcn Hedrick, MA. CSCS. *O . usan L. Heinrkh , MS, ~SCA-T Pima Cornmunity Col lege- We!)t C.1n1ru.., 1 lllson, AZ Carlos E. Jiméncz, MD. NSCA-T Ashford Pn:!:,byterian Con,munit)' Ho!:,pllal. <·un dado. PR
* 1)
l'hil Kaplan, NSCJ\-T
NS(.'f\ Certif1c:11io11 Cnmmission
Pllil Kapla11'!:, Fitne~'>. Sunrbc. J'l .
JoAnn
Ekkhoff-Shemck.
l'hJl,
FACSM.
FAWHP
John A.C. Korclith. Med: C~CS, ,:· v ~ N~C.\.
Uni,cn,ity 0f \outh Florida
T,
·~ o
Pima Co111111u 111ty (', ,Jlege- w ~!:>l Carnpw,. 'l ul'.-
'Jodd Elknherkcr. PT, MS. SCS. OCS. ( SC~ Phy,iutht'rJpv -\.ssociatc, Scnttsdak Sporh Cl1· me, )u1trsd;.ile. AL ,.\ver)
O. Faigenbaum.
son. AZ
Len Kravit1., Phi> University or Ne\.\ Mt!,XJ<.:o. Albuquer4L1L'
FdD; C"iCS, ,:, o~
FACS:\J Uni\Cf',JI) ol' M.1s::.achu:-etts-~o:-to11
Tom LaFontainc, PhD. l'SCS. :"iSC.\-CJ> l. FAA CVPR. FA CS1\.l PRE Vf.t\1-r Con<;ultin-=' Sen 1..:i.:s. C,1:,1111hi.1..\llO 1)(
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
David Pcarson, PhD, eses. *O Ball Slütt: University. Muncie. IN
e hristi11c L. Vega, J\tfPH; RO; CSCS. *O; ~SCA-T, *O Antilles ConsoliJated Schoul Sy<;,tem, Puerto Ri-
David H. Pocach, PT: MS; CSCS. *D; NSCA-
co
ePT, *O Omaha Sports Physicul Therapy. Omuha, NE
Robert Watine. MD, CSCS, NSCA-e PT Diplomate, American Board uf l11ternal ivkd icinc
Kristin J. Reimers, MS, RO The Centcr for Human Nutrilion. Omaha, '.'IC
Torrey Smith, eses, NSCA-T NSCA Certification Commission
Travis Triplett-McBride, PhO, eses, *D Appalachian State Univers11y. Boone. NC
Joseph P. Weir, PhO, EPe. FACSM Des Moines University Ü/\leopathic Medicine. Des Moines. IA Wayne L. Westcott, PhD, eses South Shore YMC A, Quincy, MA Mark A. Williams, PhD, .FACSM, FAAC\ PR The Cardiac Center of Creighton U11ivt:risity, Ornaha, NE
X
REVISORES
David H. Potm:h, PT; MS ; CSCS, *D ; NSCAT, *D Omaha Sport'> Physi<.:al Thcrupy, Omahu. NE
Dan Connnughton, EdD. CSCS Untversit)' of Florida. Ga111esvilk
Jocl T. Cramer, PhD; CSCS, *D; NSCA-'I~'~D The L'niver~ity oí Tex.1:.. al 1\ rlington
June M. Lindle, MA , AEA, lSCA. A \Al/ISMA Fitnes<. Learning Sy..,tcm..,, ::rnd Hurrison He:ilth & h1 ness Center. Cim.:innati, 01 l Terry L. Nicola , MD, l\lS l n1v'-"r!'>iLy of lllinui~ Mec.licul Cc11t1•1, Chicago S tt'vm Plisk, MS, CSCS, *U Vch)city Sport°' Performance. Nun, alk.. C I
J. Henry «Hank>• Drought,
IS; CSCS, *D;
NSCA-T. *D Personal Trainers SLn:ngtll & Cnnclitiuning Con ~ulti ng, Boston. MA
Oick Hnnnula. RA Tacoma Swim Club. JHhdath1
John A.C. Kordich . i\ 'lccl; CS(S, *D; NSCAT. *D Pima Cnmm unity C'ullege -'vvc,t Carnpu..,,, Tu,...on. At
Mark Rosenbt!rg, MD, NSCA-T lkthcsda l\fomorial l lw,pital. Búyntt111 Beach, FL .h1inll' Ruuu, MS, IU) Nulfition Lin1' Cun:..ulting. In<.: .. Linroln . NE
Durrcn C. Treasurc, PhD Ari1lllla St:ite Uniwn,ity G ih Willel, PT. MS. CSCS U11iv1..•1,ity of \!ebra,k:.t Mt:d1cal Ct:11lcr. no1alta
:
PREFACIO
rienes en tus manos un libro realmente único. Es el libro mfü, cornp let1, y fidedigno snbre entrcn::imiento personal, y es la obra de referenci:1 para quit.!ne::, se prepar:111 para el KSCA Certificatinn Comrni,sion·s NSCA-Certif'ied Personal Traincr'" (NSC A-T'") exaininJtiun. Este libro ha sido escnto por autrnicladt~ reC()nt>cida, en anatomía. fisiología del ejerctcio. bin mecánica. medicina, psicología. pruebas y evaluación. nut,ición. y ciencia del ejercicio. Entrenadnres persnnale::, respetado~ aportan sus proJ'undoi:; conocimientos acaJémirns y prrkticos. ncces:11io:, para ser un entrena
Obre lu <.:icn da del ejercido y Lemas como la anatomía. In fisiologí..i. la bioenL·rgética. la biomednica. las auaptacionc!) al entrenamiento, l:.I psi<.:ología deporli, a. la motivación y el t:
Parte 2: Consulta v ev:1luudón iniciales. [:..1:1 ,;ct:<.:1ón t·omp,cmk pauw:.. detallaJJs so1,ic la e,alu,tci6n de los cli1.:n1es. Ju sele<.:c.:i6n y lH..lministr,,dón
s des\.'.riptivos y normati, o, Pa r te 3: T éi: nicas ,;eg11ras y clicm·e.... ¡Mra los ejercicios. Lus l'.apllulos tli.: C<,la pnrtc lid libro de~cribcn tccrnca-" cmrc\.'.las p ua lus
eJerciuo::, y 1111:toúos d<' en,;eii:1n1.u para l1)E- cjt.!1 • 1 icin, tle llc'{ibiliJad con el re~o curpor:tl, con ['\'Sn libre y -t)n máquinas c.k resi:-.tt:n<.:ia. y rara la 11. u, idad1·, ...:anfawa::,cularv,. ,\den1:'ts. s<.: ick11-
tifican hb músc,llos trah.1jados y los errores; ck ejecut:ión má:s corriente,.
• Parte 4: Diseño de programas. El interés tle eMa ~ección e:-. el comph.:jo proceso nccc">ariu par,1 c.li::.diar programas di.: c11lre11amien10 seguros y eficaces Ll>ll t:}.:rciciu!I de vclocic.lad. pliométrico:-.. acr6bic:os y de re:-.isten~,a cspecífi ca, :,i.;gun el objcLivo pasegui<.lo. Parte 5: Entrenamiento para clientes o poblaciones especiales. F..,ta parte del libro describe varietlad de cliemcs con necesidades y li111i1acioncs especiales (p. ej .. preüdo lest:entes. emb,mizaJas. ancianos y deportistas competitivo~) o cuadros físicos conuTtos (p. ej .. uhesidad. hiperlipidcmia, Jiabetes. epilepsw) Estos capítulos ofrecen det.tlles pura mD
clit:ntc con una cnfermt:J:id fuera de la-. competencias de un e111renador pi.:N,nal. Parte 6: Aspectos legales y sohre ,;egu ridad. La última partí! propon.:iona paut,1s ~ubre d Ji:-.l'ñu y tfoposidón e.le las instalaciones c11merciales y domicilinriu:. el mantenimiento b:ís,t..o u1.:I equipo pata t:I ejercicio. y :.i-;pcctns legales i ll1fH)t l,mtes que wdci e11Lre11ador personal clehe conocL·r y tener L'Tl cuent.L Mwwal N~C. L /
l/llllt1fll(' !II0.1
del
1'1Lll'<'IIC1111irn10
contic111: :,spccto:-. y ele111e11tos que re .. su ltarn11 tít1 les a lo,; \'l1tn:nadnrc$ pcr,onalLs:
¡1c-J'\//llt1I
1v15s <..le 240 fotn,gralfa¡, en color que mue ... lran cr111 cl.1rid:1d y des<.:nben con prc,·1.-.iu11 la lrn)il·,1 etll léCla Je los t'j1..1 1' k 1t1:-, •
Oh1t:r d•:-. y pu11tt-s cla\\~ tlc lu, capítulos
•
Cuadro~ con e \)JI i1. acirnws )' .tpl1ca<.:ion1 . , 111 :irt!l':1~ . XIII
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
•
Proto<.:olm, Je las pruebas y normas par:1 la evaluac11.>n Je dientes de tnJas las edades. Má" de J20 preguntas sobre los capítulos que se pueden usar para prerararse para el examen Je entrenatlor per,;onnl tic l:J NSCA. Un apéndi<.:e <;Obre los temas nlás cornentt:s sobre gestión empre,;arial para entrena
XIV
recen en ncgn1:1 la primera vo. q11e <;e men<.:ionan en el lihrn. Otros mu<.:ho<; términos cbve que apare<.;en en m:grita la primera ve¿ que ,e mencionan en el libro. Mo111wl NSCA. Funda11w111os rfp/ entrcnamit!nto per.rnnnl es el libro de referencia más amplin y disponible para cntrenadore!> perwnale:-. y otros profesionnJes del deporte. Cumo herramienta preparaluria, no tiene rival en ..,u alcance y relevancia parn el examen de NSCA-Certified Personal Traincr
NO T A DE LOS COORDINADORES
PoJrfa pcn-,ar,e que e!:.cribir y dirigir otro manual poco dcspues de completar Ju <;egunda edición de Esse111ict!s of Srre11g1h fraining mu/ Cmulitioning es una lab1)r descomu nal. En uca..,ione, así fue , pero C'ilc pro) eclú ha sido acce!:.ible gracias al 1r..:mendo
Tamhién queremo:-- dar la:, gracias al doctor Rainer Mancu:,. pre,idemc de I ll1111a11 Kinctics. que respa!Jt'i el deseo de lns Jist!i:tore, de 4uc e,te libro fuera a toclu cnlur. Nuc..,trn e~pccial reconocimiento al impagable trabajo tle revbiú11 ) co111e11ta.rios de nuestro viejo amigo y cnkga David H. Potad, . PT: MS: CSCS. '" D: NSCA-T, *D: y a dos tlientl.!s que hidcron de rnockln.... LLrry Nc... bitt y Gary Rakc-,traw. cu1o cu111bi11 vital. gracia-. al ejercicio habitual y a una ali mentaci6n ,un.1. sirvió de in::.pirnci,ín .
Y In mas importante, los courcl111adores dediti In familia !:.arle -Tonya. Kclsey, .'\llisun. Natalia y Cassandru que comprendieron la importam:i:i Je ~-.te prú}('.t::tn y accedieron a haCL'r sacrifo.:iu" para g~u·anti1:1r su tl!rrni11:ici611. Gracias a -,u p.1cie11cia. a ~ll'!> ;iuimu~ y a su paciencia t 1... í. otra ve;!), logramos concebir. inidar, pers1.:\l.:ra1 y coinplet.u c\le libro.
can e1,te l!hrn
X\I
1
CIENCIAS DEL EJERCICIO
us cuuucimiento., y h:ihilidaJt'~ p:tra aplicar los principios b:bicos
L
de bíceps con el truncu erguido, el bü;eps es el agorrn,ta y el u·íceps e::. el antagonista.
I músculo que más directam_r Ecipa en agonista es el
pdr"'
la generación Cíe m<.w11m~11tu El múscul n p~ UBtu, q n
detiene o ralentiza el movi1111E!nto (ge, rado por el agonista), es el anta9n L a
Sistema muscular El sistema muscul,u- genera la fuerza que permite al cuerpo humano trab;_\jar y reafü,ar activiJa
cribc la anatomía y fisio logía básil.::.u, de la c:omposit:it'in macro y microscópica del músculo, y ofrece una descripcióo detal lada de la teorfa Jt.: la contracción muscular. También se describt!n los Jistintos tipos y funciones de las tibr:.is musculnre .... Hay tres tipos
y genera los movimientos corpor::iles.
Introducción al músculo esquelético El músculn esquelélico "e encuentra ba10 el control voluntario del ,i:..terna nervioso y se puede estimular para 4uc se 1.1mtraiga ~ se rd:\je mediante un esfuerw consciente. El músculo esquelético. que supoue entre el 16'7r y el .i5q. del peso corporal total y se compone Je más Je 600 músculo, difercntt:,. c.., el tejido má~ :ibund::inte en el cuerpo humano. Para lognir que el Luerpo se mueva . lo,; mú-;c:ulos suden trah ..~jar juntoi. fom1:1ndo grupos. La mayoría de los grupos musculares del tronco y las extremi(h\des lr,1b.\jan en pare,1as en oposición. de modo que cuanJo un músculo, llamado agonista, inicia un muv11ni;;:nto deseado. el n1úscul(I opuesto, llarnndo a,Hagonbta, comienzu a estirarse. Por eJempln. cuanJu n·aliza,nos flexiones
Las propiedades del mú:,rnlo esl1uelét ico elasticidad. extem;ibilidad y contractilidad. Las dos primeras propiedades permiten al mú::.· culo cstirai.·..,e tle forma pa.recida a una banda elástil'.J. y cuando el estiramiento se inten-umpe. le permiten recuperar su longitud normal en reposo. La contractilidad es la c::ipacidaJ única del mú-;culo para acortarse. generar tensión en sus extremos. o hacer ambas cm.as. La muyoría de los músculus esqueléticos se acortan casi hasta la mitad de su longitud en reposo. Por otra parle, los mús1.:ulus e~qudéticm. !'.-C estiran hastü el 1.;;or,;¡ de su longitud en reposo. La e::.timulación neural gen1:rn trL·s tipos pri1narios de acciones mu!,culares: accicln <:oncénlrica. acci1ín cxcéntrirn y an:icín isométrirn. Se produce una accrün concénLrka cuanuo un músculo supera la oposición de una carga y se acona. como en la fase a:,;cendente de la flexión de bíceps. Ocurre una ac('ión ex<.:éntrica n1:1ndo un músculo no puede c.lesarrollJr suficiente tensión es superado por una carga externa y se alnrgu progresivamente. Las acciones excéntricas suelen intervenfr en la desaceleración del movimiento articu.lar. Por ejemplo. bajar escaleras implica una acción excéntrica del músculo cu::ídriceps mando c.Jcsacclcra la ílcx iün de la rodilla. Las acciones mu~clt l.1res con<.:éntric;1s y ex.;éntrica~ r.:ornprenJen trab,üo dinámico, en el que t!I músculo mueve una nrtic:ulación o controla su movimiento. En una acción isométrica. lus músculos generan f uer7a contra una resistencia. pero nn IJ vencen ni se acortan. dongan o generan tn()vimienco articular. MLh' ho:- de ll,~ mú-.cu lns om ·\L:íticos del cuerpo trab,1ja11 1s01né11 kamcnte rara mantener o -:ontener el esqueleto en po~t1...Í\)n er guida contra ht fuer1.a de In gravedad. Dehe repararse en que ciert1)~ aparatos ele ejercicio pro vocan unn ucción mu:.rnlar isucinética, e~ de<.:ir. una an·1ón muscular c.linümi ca que se 1nantie11e a 5011
5
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
una vduciJad cunstante con independencia del grado Je fuerza muscular generada por lo¡, músculo:-. Por wn to, en las acciones i:-ocinética:-., la vclociJacJ Jel acon:11niento y cl o11gaó611 es con),t:m te.
Estructura macroscópica y organización del músculo El componente estructural del músculo e<,que létila fibra muscu lar, tam bién llamuda célula muscular. La fibra muscular es una célula cilindnca que contiene ciento:-, de núcleos. Su longitud varia desde unos poco<; milímetros. como en los mú,;;culos del ojo, hasta 30 centímetros. sienJo las fibras 111:b largas las del mú,culo sartorio de la pierna. Una <.:apa de tejido conjuntivo llamaJa endomisio r odea las fibras indiviJuale:-. y las separa en1 re sí ( figura 1. 1). Las fibras se agrupan en haces e.le di,;tinto tamaño o t'ascículos, que contienen hasta 1:'iO libras. Cada fa~cícu lo est:.í rodeado dL' otn) 1ejído conjuntivo. el ¡>erimisio. La fascia e'(krna de teji
ril ..,e une con lu:s ntros tejidos intrnmu ..culares para formar el resistente tejido n1njunti\n ele h>, lt'ndones. Los tendones ,;e insertan en el pl'riostio, qlle es el revestimiento e,tcmu Jet hueso . ,\ diferencia de lo-; rnú~tulos. los lt'n· dones no tienen prnpiedades con1r:kti les.
co es
l constituyente estructuról del müstt.JI esquelético es la :fibra muscu ldr n\4hJ n 11cleada, también lla1i1c)da mio<¡'t o
E
A nivel inferior del endomi~io y rmlennJo cada 1·ib1 a rnu~cuhu e::-trí el sarcokma, una l"ina membrana plasmática ( figura 1.2) La fondón primaria Jet sarcolema es trnn..,mitir una onu:1 electruquírnica de:: despolari,a<:ión sohre l:..l ,;;uper· ficie th: lu fibra muscular. El sarcokma también sirve para aislar unas fibra::- muse ulares <.h.: otras durantt' la de.;po\;..1ri1ación. El i;arcokma tamhién -;e fu~ionn con el emlornisiü. Dentro de la membrana ba~al de l ,;[u-colema hay t.:élulas satélite, que ejercen importante& funcione~ reguladoras en el trccimiento c..:elular. Lo!> espacio,; Jentro ele la fibra muscular contienen sarcoplasma, un liquido parecido a la gelatina que conLiene lipidos 6
(grasu). glw.:ógeno. e,vimas, núcleos. m i tocon· drias y otros orgánulos c..:elulares. El sarcoplasmn de los miocitos se parece al citoplasma Je otras células del cuerp0; sin embargo. el sarcoplasma. al contrario que el citop lasma, es un punto donde se al macenan grandes cantidades dt: glucógeno (que se utiliza como energía) y mioglobina (para el transporte de ox ígenn ). También dentro del sarcopbsma hay un gran número de túbulos transversos (1úbulo::- T) interconectado\. que discurren por la fibra muscular. Los túbulos T son extensiones del sarcoplasma que difunden in1pulsos por la fihra y sirven de vesículas de transporte de ciertas sustancias. como iones. oxígeno y glucosa. Dentro ele 1:.i fibra muo;;cular también hay un sistema longitudinal Je túbulos llamado retíc.:ulo sarcoplasmático. El retículo sarcoplasmárico es un complejo muy especializado que al macena iones Je calcio (Ca'·). [ a función de este sistema se describe en la teoría de la <.:ontracción muscular.
Est ructura microscópica y orden del músculo En una fihra musculur. dispuestas en parall.!lu. hay mtll.!l> tk rniollhrillas. que son lo~ dcml'ntn,; del mú~culo c..:squelét11.:o que le pe::rmiten contraerse. Las miofibrillas w cnmponen l;{isicmrn.:nk' de dos proteínas. attina y miosina, denominadas miotílamento<,, Un examen de.: cérea de lo:s miofilamentos revela qul! l:.i tll'Lina e-; más dt!lgaJu si c;e compara con la miosina. Otras rrntdnas pre,entes en el cornpleJo miofibrilar son la Lroponina. la tropomini,ina, la o:-actinina. la ~-actinina. la protcina M, l:.i proteína C y la titina. Vista al microscopio, la disposidün Je los miofilamenlos de actina y miosina crea unas estrías daras y os<.:uras evidentes. Estas estrías recorren la fibr:i muscular y explican por qué el mú.,cul1> esqueletico también i-e denomina estriado. Lu 7.una oscura se denomina banda A y la zona clara se llama banda l . La actina se in,e11a en la línea Z (o dilico Z). que divide la banda l. La línea Z se inserta en el s::ircolema con d fin de estabilizar esta ul traestructura de tejido muscular. La secuencian> petiJa Je una a otra ltne:.1 Z delimita la unidad funcional de I n1Liscul
nwrn (figura 1.3 ). Lns m1ofibrillas se ~umpllnen de nu merosas :-arcóml!ra~. yuc se unen por lo:-. extremos en la linea Z [5] A ambos l..1
1
CIENCIAS DEL EJERCICIO
Miofibrilla
Fibra muscular
Figura l. L. Estructura básica clt!I músculo. Ropmduc,clo de Wilm1>re y Cosull 1999
Sarcolema Túbulos transversos Retículo sarcoplasmático
Miofibrilla
Sarcoplasma
Orificio en un lúbulo T
Figura l.2. Morfología de unil fibra mu~cular. ~t¡)r<J
Je Wilmore y Co.ull 11)\l'l.
7
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
contiene ,1c1ina. L:1 banJa A. más oscura, conliene miosina y aétina. si bien en el centro existe un espacio donde sólo hay miosína. Esta región es 1~1 zona H , y en su centro hay una zona más oscura llamada línea M (centro de la sarcómera). producida por proteínas que fo1111an enlaces entre los filamentos adyacentes de miosina.
Lmusculo esquelético es lacontfá'tml r.iel a unidad funcional y
sarcómera.
parci::i.lmentc a Jo largu del eje longi1uJi11al me dianle filamentos finos e.le litina (figura 1.4). Seis filamentos de actina rodean cada filamento de miosina. En la contracción muscular, las cabezas globulares de la miosina se extienden en puentes cruzados y forman en lace!\ con puntos especíliL:os ,obre el fi 1:imento de actina. formando el vínculo e... tructural y funcional entre los dus filamentos.
La teoría de los filamentos deslizantes: Cómo se contrae el músculo La teoríu de los lílamentns deslitantes y la con-
.Alineacián de actma-m/0.\IIW Para entender la forma en que los músculos se contraen para generar fuerza y movimiento, Jcbemos examinar la actina y la miosina m:is de cerca. La actina se compone
puntos de unit,o para la interm;ción o acoplamiento de la actina y la miosina. La troponina es una molécula globular que se une a intervalos regulares con la troporniosina. Tiene mucha afinidad con lo~ iones de calcio y, por tanto. desempeña una función cnicial en la acción y fatiga musculares. La rniosina es un filamento más grueso con componentes diferenciados. La molécula contiene dos cabeza-; globulares -llamadas cabezas de miosina, unidades SI o puentes cruzados- que se unen a lns filamentos de proteínas (véase la figu ra 1.3). Los componentes que contienen lo!> puentes cruzados a veces se denominun «cadenas pesadas>>. Los filamentos de proteínas se entretej0n y funnan largas <
>. Cientos de ninléculas de mio-;ina ~e agrupan cola con cola t!n un ha.1. donde las cJbczas glohulares apuntan en unJ dircct:ión a lo largo de Ju mitad del filamento y en la d1recci1Sn contraria en 1~ otra mitad. En el medio. donde no hay cabezas globulares. esta la J111ea M. La miosina se asegura 8
tracción muscular sugieren que ocurren cambios en la longitud del músculo cuando los miofilamentos de actina y miosina se deslizan entre sí.
Los miofílamentos no cambian realmente de longitud; es la "arcómera la que se acorta (acción concéntrica) o elonga (acción excéntrica) y da lugar a la producción de fuerza. El c::i.mbio de longitud ocurre mientras to~ puentes cru1.a
CIENCIAS DEL EJERCICIO
M1os1na
\- - -
__::__,
.....
Actina
....
-
/
8
Banda 1
~
ZonaH
Banda A Sarcómera
/ ~c_o_z______________
Línea M
Vigura 1.3. La sarc6mer:i: unidad funcnmal h.i.sica Je la iniollbrilla y R:prooucíu,, J~ Wihnon, y Cosi,11 l')'l'J
L1 0 1dcndCtc11,
c,pec i:il..taJ:i tic los tilamcn1'l,
1
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
Filamento de actlna
\ --------------------~ Filamento de mios1na
1· ii:urn l.~. Lo, til:imento,
1k
ritina m:mtienen
Nebulina
/ Disco Z
el e~pac,o de ll" filamo::nto, Je m1,1si11.1 <'Olrt' lo, tilan11:n1t1\ de acuna
f<ep1,><.111c1d<' Je Wihtkll~ y Cu, 1111 19'N
Inicio de
1111a
accwt1 muscular
Ante!-
plasmútico libere n1pidamente ionc..; de calcio en el ..,arcopla,mu ( l1gurn 1 'l). En e,;tado de reposo. lo:-. filamento, de tropom1osina re\ 1,ten los pun Los de enlace 'iobre lo, lilamento'i di.' actina, con In que previenen cualquier internct i6n de actina y mio'.'>ina. Nn nh.'>tante, una ve7 libi.:rados los io111.!s de caldo del retículo "arcopla,málico. é,tas se unen con la troponina, que tiene una podero,a afinidad con los iones de calcio. La troponina. si tuada encima de l.i tropomiosina. inicia un proceso molecular que desplua las molécula, de trupomios111~1 lcJO'- tk lo, puntos de enlace ('inb11: l.1 at'llíla). l .ns puentes cru1:adus de rniosina se pueden unir Jhora a \o.:; puntos de enltJL·e sobre los filamentos de actrna. En el rnnmcnto en que <.e actl\ an los puente:-. t-ru,ados dL" miosina, éstos se unen con la actinn y se modifica b confomiación de k>s puentes crn,a dos cuaruJ11 ésto-. giran tr:vando un arco en tumo ;1 -.u posic1on lija, en una acción llamada impulso motor. Los filamentos de ac1ina 'iC tlcsli1.an sobre la minsina y '>e produce el acortamiento del musculo (figura 1.6 ). l·n las cabcz.1, glnbulru·c, de los puen tes cruL,ttlo-, de t11H>,111a esta prc,enlc la en71ma adenusintri tosl,llasa, que act:lcrn el dcsdnbla.m1cnto 1
10
de ATP para producir acleno ... indifosfatn I ADPJ, 'º"· foto innrgúnico (P,) y energía. El alknosintrifosfa1n e!) la molécula de energía en t,><.las lm, accione\ musc11l.1res Inmcd1atamentc dc-.pué~ del impulso mntor, los puentes, cn11ado:-. de mio,ma 'iC desprenden ck l punto receptor y vuelven girando a ,u p1> <,jción inicial. El adenosintrifmfatu upo11a la ent·rg1.1 ncce,;ana rara la di:-.<x 1._1ci1'>n de l:i actina y J., 011l)\llla. Oes,pUC'i de este dt..:'iprendÍlll1Cl11l1 de lo:,. puentes cruzado~. puCÚl' volver a M1ccdc1 la hidr6fo,is I o desdoblamiento) de ,\ J'P. y los puentes cnr1.ados de m1os111a se , uel\t'll a u111r con un nuevo punto de enlace más add.mte sobre lo, tilamcntos de actina, para sopo11ar otro impulso mntor, y cau sar el dl!sli2.u11icnto de l:i a~·tina sobre la miosinu En una .1cción 1sométrica. lus puentes cni,aJo-.. de m10 ... ina siguen fonnando enlaces, girandn y desprendiéndose. pero vuelven a unirse en lu:-. mi:,,mos puntos, ya que no ,e produce movimicnto .,lguno en la sarc11mcra Fn una acci6n rnu'ieular excéntrica. h>:,, puentes cruzatlos de miosma e,p,mmentan la fom1ación de enlaces, el impubo motor) despn:n dimicntos y movimientos de recomhinaci6n. pí..'ro •mio l.is líneas 7 ,e <;epar:rn por la elong.1c1on caus.ida por una acc1on muscular excéntrica. En tocia, las acciones musculares. los pucn te1, cruzados no actúan de fomrn sincron11ada. Cada par de puenLC'i cruzados aLLúa 1n
us mntnre .... mientra'> que ntrth 'it' unen 1l
- - - - - - - - - - - -1 CIENCIAS DEL EJERCICIO
Retículo sarcoplasmat1co Q
1\
Actlna
SarcoplasfT'la Tropomiosina
Cabeza de m1os1na unida al punto ac:,vo
ri:,:uru l.~. <;ecuencia de proce~o, de una ai.:~i0n Jl1ll',cular. ACH R1ud11t1Jn do \V1lmurc
~
acculcolma: Ca·'= ion.:~ d.: ..:al«.:io
(.\hUII i<J•N
desunen Je :-us punto, rcn:ptorcs 'íobrc lus filamento~ de acuna.
n todas las acciones musculares. lospuentes cruzados ne actuan de forma E sincronizada Cada par de puentes cruzados actúa independientemente. Si los puentes cruzados respondieran a la vez, los movimientos serían espasmodícos.
Finali;.aciún de la accio1111111.,culor Las acciones mu..,cularc.., continúan hasta que el músculo Jeja de ..,cr c-.,rimulaJo. Jo cual impide que se liberen m1L·, n" iones Je calcio Jel retículo sarcoplasmático. Durante cst.t rccurcraci6n. los innes de calcio en el -,arcoplasma vuelven al retículo ,arcopla..,m:'ucn donde "e almacenan gracias a una bomba c,tracwra de c~tlcio mediada por ATP. Cnn Ju extracción del ,.:::ilcio. la troponina se de-;acuv-1. F,tc• 1'ali'>J un dc-,pl:i1amil.'ntO di! la tropom1chin.1 h~1.,r.1 -..u po-..ict6n en r,isu. l.'.Ubríendo In, punto, r.:..:c:ptur.:~ Je lo~ puente:, t.:ni-
11
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
Act1na
~~
adi 4
Tropon111a
Tropom1os1na
ur Filamento de m,os,na
>-~
,?: ,i)
V
Punto de enlace activo
~ b Siguiente punto de
enlace activo
e
rigura I h \1,otíl.1mc1110, Je lih, ., 11111srnl,1r llllt" cw111phlk;111 la tcu, f,1 In, tilnnwnto~ dcsl111111tc~. (n) rcla,1,11111,: t/1) ,·nntr;, vcmJu,\." V {f I IOl:altnl'IIIC .:,_111t1.11d1,,.
vt·
k,í)IT)duuJu tlr \\iln""" )' (',,.¡,;¡ I'~"'
,adns; de milhina (sobr~ los filJmento1., de acl1na). La hidrólisis Je ATP ces::i y l.1 tibra muscular recupera su e-.tado r~htjudn
Tipos de f¡lm1s 11111sculttres El mú1.,culo e,4uckticn -;e ha clasificado lr,1dtt:10nalmente según la1-, c3Jcnas pcsada1., de miosina que figuran en su composición. Hay dos ripos
o 11 ) y de contracd1>n lenta (o tipo J). lo1-, tipos Je libras se di rerem:ian por sus propiedades metabólicas y rnntracules Las fibras de contrav ción r:ípida tienen capae1dad de generar poJemsm, y rápidas acciones musculares. Ello ,;e Jebe u varios factores mt:tabólicos. como el nivel Je liherai.:1011 de iom:s Je cak:10, el ni\el ekvad11 Je ATPasa. y un rc11culo sarcoplasmri1ico muy de1.,arrollat.lo. La vt.:k)Lidad de aconamiemo y el desarrollo de fuerza de las fibras de wntracc1on rápida son Je tre.., a cinl.'.o veces mayores que lns Je 12
la<, fibra ... de contracción lcnw l2J. La, lihrn" de contracción rápiJa emplean predomin.1ntcmente la glucosa de la 'iangre y el glucógeno de 101-, músculos eomo fuente:- Je energía y. por tanto, ,e reclutan 1.,obre todo para actividadc1., anaeróbtcJ:,, como un remate de voleibol. un saque de tenis o en una sesión de pesas. Las lihra::. de contraccitln nipiJa se dividen a su vez en dm, grnpo1., princ1paks: tipo IIa y tipo ITb [ 1J. Las libras de contracción rápida y len ta pueden existir como .. r¡. hrai; pura,,, que contienen sólo un tipo Je cadena pesada de rrnosina. o como híbridos. que conuenen múltiples fum1a.1., [ 1]. Las fibras lipo Ua se consideran fibras rntermedias, pues tienen capacidad moderada para producir energía aeróbica y anaeróbica. Se denominan fibras de metabolismo oxidativo-glucolítico (FOG). Las 11hras de tipo 1lb poseen mayor potencial anaerób1co y se denominan libra~
n lenta ,e caracteri1an por intervenir en la producción Je energia en actividJdes aer6bii.:as prolong.1das. como el ,·r<'/1, la gimnasia en el agua (ejactcin acuálico ). las carreras de fondo y la bicicleta estática. Se Je,criben como re,istente, al can,ancio. mien1r.1s que las fibra'> dt.: contract.·1on r.ípida se fatigan con f:tciliJatl. Lu, libras
Distribución de los tipos de fibras en distintas poblaciones Es interesante reparar en que los musculo,; di.! 11), brazos y piernas de una per,ona suckn tener pro pnrciunc-.. p,trl'CiJas de fihra'> Je contr.1cctt'>n rá-
1
CIENCIAS DEL EJERCICIO
p1Ja y lenta. Una cxcc1ú1l C'.'> d músrnln sóleo. un ílexor plantar de l.i p.unnrrilla que intcn, iene en IJ marcha y en la:- acti vidaJe:- en carga. el cual ticm: un pretlominio Je fibra:-. de contracción lenta f5]. La nlll)Orfa de los hombre'.'>, mujerc~ y niños poseen un 45%-55(7¡ de libras Je contracción lenta en la:-. cx1rem1dades 12 ]. Las fibras tipo Ila 'J llh ,e
.. islc una dirercnda en d tamaño
de c.11egorí.1 1 1t111Jial. 'illele ser .1pJ1\!11te unn di~tinci<'in en el 11110 de libras.. Los H'locist.is 1icnden u presentar mas fibras de contr.icc.:ión r 1pi
, por el en.,,ejel;Jt\lÍt:nt11 y a la i11.1L11viJad !1:-.ica. Pl)f .,uertc, la in1crvenci1)1l dd cjl.'.rl·il:iu rc,1.,liJo prugre,ivll t:n lo, programa, de l'Jl.!r~1c11.1 para aJulto, puede rt:1r.1sar la pénJida Jt· masa mu,;cular y mc,iornr la lucr1a. runcionamicnrn y rendimiento Je ln:musLulo., cn las aetl\ 11.bde-. Je l,1 \.i
Sistema nervioso El sistt!m:i 111.!I'\ io:,o e:,. t:I ,istcma de cnmunicacu'ln) ordenac.:ión Jcl c:ucrpo Su, l Jlll'tonl.!, pnn 1.tp,tlcS ',()11 aprl.!c.:iat L,111lh111', l'11 t'I r10pl0 C.:tlapll ) L·n s11 c111nrnú, inll.!rprl'l,1rl11s y re"pumk:r eon al gtin tipo Ol' t:ont1"1t1.ion musnll:ir 11 ...ccn.·1:ion ~landular. r:1 ..,¡'iltma nen io,n !té' J1, 1de en do,. 1•1 sistema ner vioso central , LJLh.. 1."1>111prcndc L.! en~éf:ilü ) 1.1 mé<.lulJ e:-.pinal. ~ el sislcma ncr' ÍO'iO pcril'éricn, 411c cnn,t~1 d~ lo-. lh!f'\ Hl' que ,e extiemkn a p.1rt11 dcl cn.:efJln y la m1:u11hi
c,pinal. La ph.. L la!> articulac1onc:-.. los tendones. músculos. órgano:- intemus y org.anos de los sentidos envían aferentes ..ensonales a traves Je las neuronas aferentes (dd sislcma nervioso periférico) al sbtema nen io,o ecntral. y las neuronas eferentes (tlcl :-istema nerviosn periférico) envían impuJ..,os efi..:n.•ntes del ..,1stenrn nervioso central a los músculns )' glámlula-.. Las neurcma~ cfcrenle, -.e tlividen a •m ,e, en d !)Ís tcma nervios o ·omático y el aut6nomo. El s1!,lcma nervioso M)máli('O, que se compone.: de rnotnncurona-.. inerva el m1ísculo esqueléti<.:o. mienlrn:- que lo~ nervio:... aut6nomos cxc1tan l1>s tnthc.:ulos 11wolunt::irios de lo., órgano,. como el ,.:..,t1Smago, lus vasos sangu1nros. el Cl1ra,on ) lo, 1nte.,tino1,. Los nervios pue· den ser excitadores u inhihidores. Esta sección se ccn1r:1 sobre wclo en la cstrut'lura y fun ción dd s1s1ema nen ioso peri l~n~n por su relac1on cnn la aeuvidad fis1c~1 ~ el t'JCr1:1c.:10.
Fibras nerviosas: estructura y función Todos lo, mu.,,imicnto, y el eJerc1cio ..,e regulan cnn d ,istc.:m:1 1.h..· c.:onlrol neural dl!I cuerpo. L::i, tres divisi1mc, principales de la neurona ..;nn el soma. las dendri tas y c.:I axón t ligura 1 7). El soma i.:ont1<::111.• el m11.:leo. el m1l'léull1, tfo,tinta, s11:itancias y 111n" urg;í11ult,.,. 1\I ~urna ::.e rijan numcm,:.i, 1kmlrit~1, qu~ transmiten mensaje, -.c11sori:1lc:- (calor, tno. pn.:s1ó11. tacto. sentido ci ne,tesieo. ele.:.) Je otra, neurnna~ al soma. En un lado Jel :...oma hay una n:g1ón coni fnrmc llamada ~minc ncia a,ónica. 1::.1 a \Un se extiende a part11 dt' la eminencia ax6r11L.1. y Lrnnsm1te mensajes Jel ,oma a sus órg;1110,; terminales . Normalmente, 1111 som:i tknc 111ucha::. dendritac.. pero posee u11 ,olo axón Un re,·cs111111L'l1ln rn11llilamclar lbr11ado vaina de mi elina rodea Jj mayoría de; In-. axones Jcl sistema ner\ 11N) rtrik 11c.:o. La v.lin ..1 Je m1dina aísla y se encarga lk l:1 rnnscrvm:1ón de l axon. l ,Is fibra:- ,¡p l.!sl.1 ,:1111,1 "e llaman a1nicl1111cas n11em ra-. que la, que 11i::nen \ ,Hna !>e denotnin.111 1111clíniLas. L,,... culllplu1cnlt's cic l.1 vai1l.l ck mie lina son J:i, l'élulas de Schwann , qm: ro
,e prnp,tga11 mudH I m:is r~ipid, 1 pur lo, a\n1'1.:~, 1111.:ltrllu)-.. y.1 qul' 111-.. men,aJe, ,,,altan dl· un rnitlulu dl' RJl1\ 1c1 al siguil.!nté en u11 pmcc13
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
so ll amado conducción saltatoria. El axón se divide en numerrn,as ramas en sus terminaciones axónkas. En las puntas de las tenninaciones axónicas se halbn los corpú::.culos terminales. los cuales presentan vesículas que contienen sust;mcias químicas llamadas neurotransmisores (p. ej., acetilcolina). La unidad funcional del sistema neuromuscular es Ja unidad motora, que consta de l nervio motor y las ti bras musculares i nervatlas por él. Cad:.i nervio motor inerva varias fibras mu~culares. La relación ele fibras musculares por motoneurona depende de la función concreta de cada músculo. Por ejemplo, los movimientos pre<..:Ísos del ojo pueden limitar el número a lü fibras musculares por motoneurona. mientras que en los grupos tle graneles músculos una rnotoneurona tal vez inerve hasta 2.000 o 3.000 fibras musculares
í'2l.
Impulsos nerviosos, despolarización y potenciales de acción La membr:ina celular de un nervio y la íibra muscular e<stán polarizadas, es decir. sus cargas eléctricas son diferente". En el interior de lacélula existe una elevada concentración de iones de potasio (K+) y en el me
Corpúsculo terminal Terminación axónica Nódulo de Ranvier
~
Figura J.7. Eslruo.:tur:1
14
Axón
Eminencia axónica
1
CIENCIAS DEL EJERCICIO
concen1rac1on ell.:vacb Jt: H)flC:-. de sodio (Ka·) (figura l .8J. En rcho. la carga intl:!rna de la rnemhrnna cdular C!'I 70 mil1\'ullio, ntspecto a la carg;.i extennr de l,t célula. Éste es e l potencial de r eposo tn111smemhr ana, y la carga negativa del interior '>igniJ"ica que el medio extrace1ul,lr cs relativamente mucho más pos1ti,·o. La e,¡tabil1Ja
dado, la membrana ce lular del nen i1) expcrirnent,1 pequeños cambio, en la carga eléuriLa debido a le, e, cambio!> en 1d ámb110 externo ck la membrana c:dular. Se denominan potenciales graduados. Si la carga de una membrana celular comienza n ser meno:-. negativa. cst..1 ocurriendo una despolari7ación, , si se , uclve mfü, neg..itiva. lo que sucede es una hiperpolarizacicín. Si el pntencial eléctrico e.le una membrana celular pa:-.a a un valor Je - 50 a -55 milirnltiu:-., ésta ,dcan1:.i su umbral eléctrico~ l!an'>rnite un potenc:i:tl dL: acci6n por el ax,'m hasta el mú ...culo u 1\1gam> Je de.,tinn El rutenc:1~11 de 111e111hrana pasa de 70 mili vol lius a +30 mili \'OlliP'> dura me el pntélldal Je accion. fate especl.1cul~u· cumb10
t.1 'ill l'lrganu de destino. La ,·cl<>1:id,1d de tran-.,mi!:>i6n ner. io:-a por un a\011 m11::I ín1n I put:de llegar has la IOO ml!tros p11r -.egundo [51. ,\1 .1kt111l~H lu:-. terminncioncs nxóniLas. d pc1tcndal JI! al.'.cion habr{i lk:ga
uando una membrana celular alcanza o supera su umbral eléctrico, tuda el mensaje se convierte e-n un potenc~al de acción La base de su func,onalfilento ~e denomina orinqpio de todo o m.rl;i
C
TnmcJialamcnlc despucs lk l potencial de ai.:cit'ln. el nervio nwtrn recupern su pntcnc1al de rep,J,o lf.lll'>lllCmbran..i. Se Jeno1ninc1 repularización (figur.1 1.8 J. La rularit.11..·1nn implica inic iaJmentc el tkspl..11a111 iento Je lu:-. iones ele potn~io al exterior Jc lu célul.l para recuperar el polencial dt' repo,o tran!:,membrana de - 70 mtlivolt1os. ,\1 alcanlar el ro1enc1.tl Je repo,o. a la célula lotlavía le queda un pmc:esn fin::il por completar. Durante d potem:ial tk ai.:ción. los 11me, de ::.ot.lin ,e precipitan en la cl!lul.l. mientr~h 4ue. durante 1'1 rt'polari1at:ión. lns 1nnc, de pn1a-,iu salen de lu cé lula. Estu crea unn concl!nlradón Je iones Je -;odio en el 111Lcri11r y de iones J1.: pota,iu en el exterior de la c:elul..i. una ,ituai:1611 dd potencial tk repo:-o Lrnnsm\.'mhran.1 opuc..,ta ,1 la 11urrnal. Para devolver lo:- inne:- a ~u local11ación co1Tecra. dentro o fuaa de lo c:élulu. '><: acli'.a la hornba de '>o
egundn nervip p:ti.l continuar cl pnLeni.:ial Lit: accit'>n. Lo, nervio.., ..,i.; 1.:u1nunic:.111 é11tn: ,¡ mcJi.uuc -.map,i-.. y con lo.., nni-,culo~ mcdi.m te una un ión neuromuscular.
Un ión neuromuscular J.a func1on de la un 1on neuronHhc:ular e.., tran,micir el impulso e léctrico del nen 10 al 111LÍ~l·ttl11 ( figura I lJ) El potencial de acl:ion llega a ta, tem1in.1cione, a\1íni1..a, de la moloneurona. l:n lo-. corp11'1cuh1s tc11111nnle,, la'> , c..,ín1 la:-. ,;e fu:, ionan cnn 1,, 111c:111brana terminal y li ber:111 los neurot1a11,mi-.orcs cn la hendidura entre l,1 ncuruna ) la libra mu-.L·11lar. El impubu e-. 1ecibit.lo pn, llll '>q.!mcnt1) c,pl!etaliza
or cnn la plai.:a motnra terminal L,111-.a l.1 Je,p11larizació11 Je la 111c111brana celula1 Jd mú.,culn. Si -.t: ak ..1111a el umhral. ..¡ue e~ el rni-.nw l.!11 el musuilo que en los nen10:-.. el poli.;lll'ial dt .ti;ciñn :-.: C\tcnd1'r;í pnr e l ..,arc:ok mn. lns 111hul11s tr~m,,·cr,ns ~ el ret1.:ul11 s.1n.:t1 pla-.1f\,tllLO I de \L rno pre, ianwnte en L'I ~1..,tcma mu,.:L.l,u ,. lnmetl1.1tamen1L· J1.:,¡•ue.., tkl poten eial Jl· .i...:c 11\11. In 1111:nihrana ce lular,~ n p1 •lnri1a 15
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
Membran~ Estado en reposo
~
Acción de la bomba de Na·-K·
Aumento de la despolarización y permeabilidad de Na·
Repolarización
Propagación de un potencial de acción
Figura I .R. S.xueni:ia de acomecin11cnto\ durnnte un potencial de .ic1.:1ón: estad() en r,N). aumento de la pcnneab1lu.Jad de ~odio y despolarinción. propagación de un potencial de acción , rolarizn,1ú11 y acción de la bomba de sndio-potas1,i. K· = 1om.•s de pot:i,io: m Y m1livolt10,: Na' = iones de sodio: PRT = potencial e.Je reposo transmembrJna. R•P" du
y restablece
'iU potencia] de reposo transmcmbrana. Una \~1 completo el potencial de acción, los neurotransmisores se destruyen por la acción de em:imas o regresan a sus vesículas sinápticas y se preparan para la llegada ucl siguiente impulso [5].
16
de la unión neurorr¡uscufar Laes función transmitir el impulso eléctrn.o del nervio a: músculo.
CIENCIAS DEL EJERCICIO
Propioceptores Los receptores especializados de músculos, articulaciones y tendones . llamados propioceptorcs. tienen un interés especial para el e ntrenador personal. Son los propioceptores los que, por ejemplo, ayudan a los clientes a mantener subconscientementc su postura y equilibrio cuando practican un /unge, o los que inhiben e l estiramie nto evitando que la sentadilla sea demasiado profunda. Estos órganos envían mensaje::. al sistema nervioso central sobre los cambios musculares del cuerpo y el movimiento de las extremidades. Los husos musculares. en disposición paralela a las fibras musculares, proporcionan retroaJimentación sensorial (al sistema nervioso central) sobre los cambios de longitud y la velocidad de dichos cambios en las fibras musculares. El impulso aferente puede derivar en una respuesta refleja, llamada reflejo de estiramiento. procedente del sistema nervioso central. con el fin de inhjbir el est iramie nto musculm· o hacer que e l músculo se contraiga. Por t:mto, el huso muscular protege e l músculo de los estiramientos excesivos o
Fibra de motoneurona
Miofibrilla
personales que los clientes sin preparación no rc::al icen estiramientos rápidos es porque el movimiento acelerado próximo al grado máximo de movilidad puede causar daños musculares si el huso muscular responde con el reflejo de estiramiento (es decir, si se contrae mientras el músculo se está elongando). Los órganos tendinosos de Golgi :-e hallan en los tendone::. de la región musculotendinosa e identifican los cambios de tensión en el músculo. Como respuesta a dicha tensión muscular. el sistema nervioso central envía de fonna refleja un mensaje para anul ar la fuerza muscular. Si un cliente levanta una mancuerna demasiado pesada para éL los órganos tendinosos de Golgi e nvían un mensaje inhibidor que llega a l músculo, impidiendo que siga el movimiento y evitando de este modo una tensión excesiva o peligrosa. Pnr tanto, el papel protector de los órganos tendinosos de Golgi consiste en salvaguard:u· el músculo de cargas excesivas para las que el c liente puede no estar preparado. Los corpúsculos de Pacini son órganos sensoriales localizados cerca de la unión muscu\otendinosa. Su papel funcional es ofrecer información sensorial sobre e l movimiento o la presión.
Vesículas sinápticas Hendidura sináptica
Neurotransmisores
Figura 1.9. Uniun nt'.uromuscular. Reproo1.e,do de Wilmore y Co
17
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
propíoceptores envían mensajes al sobt'e los cam Los musculares en el cuerpo y soore el sistema nervioso centra l bios movimiento de las extremidades.
escapulares. Jo-; brazos, las piernas y las caderas. Las dis1intas formas de los hue,ns (p. ej .. corto~. largos, planos e in-egulares) se asocian con la funciL1n y las cargas 4ue soportan. Esta sección ofrece un repaso de la estructura y función del hueso y su crecimiento.
Tipos de tejido óseo
Sistema óseo El sistema óseo se compone de más de 200 huesos unidos por articulaciones que sostienen y sirven de cimiento a los músculo::, y órgano~
El tejido ó~eo es un tejido vivo y activo de Jos tipos: hueso compacto y hueso esponjoso (figura 1.10). El hueso compocto o cortical es denso y se distingue por la dispo~ición de los minerales y células que forman el sistema de Havers, compuesto por t:élul:.ts é>sens, nervios y vasos s:rnguíneos y linfáticos. El sistema de H,l\crs constituye el 80% e.le la masa ósea y ,;e localiza hacia las láminas exteriores del hueso [41. El hueso esponjoso o trabecular no cuenta con el si:.tema de Havers y constituye el 20% de la masn ósea. El
Vena
I
Hueso trabecular
-
-
-
Cavidad medular (contiene médula amarilla)
Diáfisis
Ep1f1sis distal
{
Vigurn 1.10. r::~1n1,r .r;,
1f3
v (!j·-1
il l•'•'tJ.
Conducto central
CIENCIAS DEL EJERCICIO
huc50 espL>llJl)50 es bastante poroso, y presenta estructura:-. de formas ramificadas, llamadas trabéculas, que componen una cslruclLlrn rt!licular. Este hueso de 1ejido t:sponjoso permile la presencia de médula y grasa al tiempo que muestra una mícroestrucLUrn que brin
Funciones principales del tejido óseo Las funciones del tejillo óseo se pueden agrupar en categorías estrncturales y fisiológicas. Esrrucluralmente, el sistema óseo sirve de ba:-.e al movi miento y prulcge los órganos inlernus . fi5iológi carneme. el tejido fü;eo es la región donde se forman los eritrocitos y leucuL:ilu:-. (hematopoyesis). El hueso es lambién el receptor del calcio y el l'usfalO, esenciales para la L:onclucción nervio:,,a. las accillnes nwsculaJes. la contracción Jet cura7.ón, la coagulación de b sangre y la producción de energía [3]. Por sus distintos constituyentes, el bueso compacto está mejor adaptado para sostener la estructura del cuerpo. mientras que el hueso esponjoso se ajusta mejor a las funciones fisiológicas del hueso.
La rcmodeladón ósea describe la capacidad del tejido óseo para modificar su fonna, tamaño y estructura como re:.pucsta a las exigencias que soporta. Es un proceso füiológicu que comprende resorción y formación de huc:-o. Resorción significa pérdida ele una sustancia. en este caso tejillo óseo. La remoJelación e:, un proceso continuo de recombio metabólico. suslituci ón, mantenimiento y reparación (3]. Es un proceso equilibrado de resorción y formación de hueso. En las poblaciones mayores o en personas con ciertas enfermeJades, la resorción ósea e'> mayor que la formación de tejido nuevo. lo l'.ual provoca una reducción de la den!>idaJ mineral ósea. La matriz ósea está formada por trc::s tipos de células !Sseas: osteoclastos, osteoblastos y osteocitos. Los osleocla~tm, son célullls deslruclo1·~ de hue:-o que cau~an la resorción del lcjiuo Ú!)eo. Los usteoblasros son célulos formaJora:, de hueso que conllevan la deposición de tejido óseo. Los osteocitos son osteoblaslo::. maduros que ayudan a regular la remndclación ó:-ea.
Salud ósea l.
Crecimiento y remodelación óseos
2.
El crecim1ento óseo u osificm:iún consiste en el
3.
incrememo del lamaño del hueso por un aumento de las células óseas. El hueso nurnenta de diámetro y crece longituúinalmente. El crecim ien to longiludinal ocurre en las J(uninas ifi:mrins (carlílagos en el extremo de los huesos largos) inicialmente con l a sustitución del cart.J1:.1go por hueso. Aun4ue el hueso es una de las estruclltras más dLtras del cuerpo. es importante reparar en que el crecimiento del hueso es un proceso corporal muy dinámico y metabólicamente activo que dura toda la vida. Un aspecto diferenciador del hueso e~ su elevado contenido en minerales (que confieren dureza .11 l111cso), co1110 calcio y fosfato. y componentes organicos (que lt: aportan elasticillad). El hueso tiene capacidades únicas para el crecimiento y reparnci6n. St: adapta a las cargas mecáni cas que soporta mediante un procesu llamado remudl'lac:ión ósea.
4.
La pérdida de densidad mineral úl>ea dcbifüa Jos huesos y los vuelve susceptibles a las fracturas. Los puntos más frecuentes de fractura son h.t cadera, la columna y la muñeca. La densidad mineral ósea está estre~ chamente relacionada <.:On la práctica de la actividad física habi llla1, E l ejercicio es beneficioso en l a prevención de fracturas al aumentar la resistencia de los huesos.
Tejid o conjuntivo El cuerpo humanu ::.e compone de numt.:rosus te· jidos. Las estructuras Je tejido conjuntivo de mayor imeré~ para el emrcnadnr personal 1,011 los tendones. los ligamenlos y la:-. fascias. Si el entrenador pen,onal Jirige una '-t.:Sión de ejercicio en grupo, en la que i111crv1ent:n fuerzas y estiramientos, o colabora en un pr,)grnma de rehnbilita.:1ón.
1
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
nel:esiLará tener conoc11nientos <\Obre los Lt.:j itlos conjuntivos. Esta sección aborda la función y estructura de dichos tejidos.
Tendones Los músculos se insertan en Jo~ huesos mediante poderoso:,, tejidos llamados tendones. Los tendones transfieren a los huesos la tensión originada por e l múscu lo. generando movimiento. El principal constituyente del tendón es la proteína colágeno, dispuesta en haces ondulados. El colágeno un tejido i.nelástico de gran resistencia a la tra~ción. es la proteína más abundante en el cuerpo y un componente estructural de todo tejido vivo. Las fibras colágenas proporcionan una cantidad insignificante de extensibilidad. La molécula de col::ígeno se compone de tres aminoácidos que se entrelazan en una triple hélice. Loo; haces de colágeno se orientan hacia el eje mayor del tendón. es decir, en la dirección de las cargas fisiológicas que soportan los tendones. Esto facilita que éstos soporten grandes cargas sin sobreextender~e ni defom1arse. Las fibrillas de colágeno establecen enlaces cmza
Ligamentos Los ligamentos unen hueso con hueso. y Stljctan las articulaciones . Por tanto, a diferencia de los tendones, los ligamentos unen huesos por amhos extremos. La composición de los ligamento:-. es parecida a la de los tendones. y sus haces de colágeno adoptan una disposición paralela entre "í. Dependiendo de la forma de los huesos en los que se insertan. los ligamentos muestran diversas fonnas, como hojas planas, y banJa-. o funículos gruesos. Los ligamenLos también presentan una concentración de proteína elas tina. La elastina liene una compo,;ición bioquímica muy compleja que confiere a los ligamentos cierra extensibiliJad y capacidad para recuperar su longin1d <;in deformación una vez que el estiramiento o la fuerza desaparecen. Esta c.:aracterística equilihra la capacidad de sujeci6n y elusti<.:icJad de las articulaciones.
elastina 1~ L ligamentos cierta exfensibillqad 'l. ~a
tiene uoa cof"1pos1aci1 química muy cornpleja 'Jlle i ,)1)..1€!1(: ~ los Qacidad para recuperar su ÍOnglmcl deformación.
Fascias
EI
princ1p~I com.tltuyente ae~ \~nd61 es
la protema colágeno, t.fn te¡,dQ 111~0~
tie0 de gran resistencia
a fa...tracdoq Es a
en di cu.erµ<.1 ~ un componeri~e estruc11Jral dP. to,.do 1efi
proteína más abundante do vivo.
Otrn constituyente que contribuye a la resistenci.1 a la tracción del tejido c.:onjuutivn del tenJ6n es la sustancia fundame ntal. L.1 su-;tam:ia fundainental se compone de materiales no film, sos formados por varias moléct.1las distintas que. cuando se combinan. crean 1ina estructura más rígida y estable.
20
f ascia es una palahra latina que significa venda n banda. De:,,de un punto de vista anatómico. la lascia es un témüno amplio usado para designar tndos los tejiJos conjuntivos que no tienen un nombre específico. Las fascias varían en fonna y grthur ::.egún las exigenria:,, funcionales que portan. Existen tres tipo..., Je fascia. La fascia müs ¡;xtema o superfic.:ial se extiende directamente hajo la piel. Este tejido bilaminar presenta distintas cantidades de grasa. Esta fascia externa garantin la capacidad c::iracterística de la piel de moverse Directamente debajo de la fascia superfici;.d t'fül la fascia profunda. fa: murho más cnmpacta} rc-;istente que la fascia superficial. L::i íasLia profunda se fusiona con músculos y hue~os. También 5irve para -..eparar los órganos internos y le,, músculos entre sí. La fa:,cia íntima e-.. la suhsernsa. [,; una membrana serosa que contiene líquid(\ , . rt'viste direcwmeme la!> vísceras internas l'!
,a-
1
CIENCIAS DEL EJERCICIO
pericardio. que reviste el cora¿ón , tambiin e'> un tipo de subserosa. Todos los tejiJo:, conjuntivo:. del músculo (expuestos antes en ,,Sistt!ma tnu::.cul:lr,• ), incluidos el sarcolema. el en
---------------
La rascia tiene tres funciones pnncipalcs. Primera. proporciona un marco intramuscular l'L11manJo enlaces en el músculo y salvaguardandn su esrnbiliJad. Segunda. permite una transmi s iún segurn y cficaL de las fuerzas dc:,arrolladas por el músculo. Tercera, ofrece el aislamiento nec.:esario entre los distintos órganos y tcjitlos lle! cuerpo, permitiendo su correc.:to fum:ionamiento sin inhibir las cstruc.:turas atlyacentl!S.
- - -- -
CONCLUSIÓN Lo~ bt!ndici11::. del cj<.:rl'icio incluyen mej01ías en la fuerta y tolerancia musculares. mejoras en la composición corp0ral, el metabolismo Je la glucosn, los factores ck riesgo coronarios, la JensidaJ mineral ósea y el bienestar psicológico. Para el enlrcnaúnr personal. la base del clisefin Je un programa es el eswJio de 1J anatomía y fisiología del cuerpo humano. El conoci1111e11to de lm, conceptos estructurales presentados en este capítulo garantizará la capudJall Jcl entrenador personal para desmTOllar un imbi· to seguro. eficar. y exitoso pura el en1re11an11ento de todos los clientes.
PREGUNTAS DE REPASO 1.
1,Cuul
dt! las siguientes respuestas es la <1ecuencia correcta
l.1
cstrueturn dl! los
A. Fascia, perimhio. epimisio, endomisio B. Miofilamcntm,, miolibrillas. fibras. fascículos C. Endomisio, epimisio, perimisio, fascia D. Miocitos. fascículos. miQtibrilla~. fibra<; 1
¿,Cu:.íl de las siguientes respuestas describe las propiedadc~ de las fihrn:- musculares lle tipo l y tipo [J?
Tipo 1 A. Mucha fuerza B. Gran vclocidaLI C. Gran resistencia D. Vdot:idad lent.i 3.
Tipo JJ Velocidad lenta (.jran resistencia Mucha !'ucrza Poca fuerza
¡,Cuál de los sigui~n!es L:ambios en J::i longitud y tensión musculare, ~e w,ocia con los husos m11sculan~s y los órgano!> tendino:..Qs de Golgi'?
Huso muscular A. Rápido cambio en la lungituJ muscular 13, R~úucción de la tensión mu::.cular
Ó r gano tendinoso de Colgi Aumento tk la tensi6n mw,cular C'arnhio lenm de la lonl!itull muscular
21
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
C. Cambio lento de la longitud muscular
Reducci ón de la tensi ón muscular Cambio rárido de la longitud musc ular
D. Aumento de la tensión muscular 4.
¿Qué respuesta es cierta respecto a la salud ósea? l.
La reducción de la densidad mineral ósea está relacionada con un aumento del riesgo de frnclllra
Il. Los puntos más frecuentes de fractura son el húmero. la tibia y el fémur III. La dens idad mineral ósea mejora mediante la participación habitual en actividadc'> físicas IV. El ejercicio puede preven ir fracturas al reducir la concentración de o~teocitos
A. r y IJJ sólo B. II y IV sólo C. I. IT y Ill sólo D. U, Ill y IV 1,ólu
PREGUNTA DE CONOCIMIENTOS APLICADOS Completa la tabla siguiente para describir el papel de las siguientes estructuras o sustancias Jurante una acci6n muscular.
Estructura/Sustancia
Papel durante una acción muscular
Puentes cruzados de miosina ATP Calcio Troponina Tropomiosina Acetilcolina
BIBLIOGRAFÍA t.
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~h,.,h:. 5
Wilnurc J. li vD I c ..,1111 1'1'1'1 Ph111u'u~,o{S¡•1•,· ,1,11! Et, r, irc. L' eJ \ 'h·.11npa1ru. 11.: i·hq11.11 Ki11rtt..:,
- - - - - - - - -1 CIENCIAS DEL EJERCICIO
sic capttulu resume la a,iatomía y lisiologia de los si~temas cardiova~cular y respiratorio para que el e ntn.:nador personal pueda diseñar programas de ejercicio apropiado~ y eficaces. Es importante que el entre nador pen,onal tenga claros los conocimien tos de este capítulo para ofrecer re~omendaciones adecuadas para los programas de prepar::ición física aeróbica, y fuerza y 1olerancia musculare~. En este capítulo hay des-
E
cripcioues an::itómü.:::is y fisiológicas del corazón,
los vasos sanguíneos y los pulmones.
Anatomía y f isiología del sistema cardiovascular Las funciones principales del sistema cartliova"cular son el transporte de nutrientes, la elimina-
to tlel entumo de ll)das las funciones del cuerpo. Esta sección describe la anatomía y foinlog1a Jel corazón y los vasos sanguíneos.
Corazón El cor::izón es un órgano muscular compuesto de
dos bombas interconectadas pero separadas; el he1111cardio derecho bombea sangre a los pulmones, y el hemicardio izquierdo bombea sangre al resto del cuerpo. Cada bomba se compone de dos cavidades· llna aurícula y un ventrículo (figura 1. 1). Las aurículas derecha e izquierda acrúan como depó:.ito::.
ción de los desecho~ biológicos y el mantenimien-
Cabeza y extremidades superiores
Vena cava superior
~:,::::k:------ - - ~ Aorta - - - ~: ; - - - : - - - - Arteria pulmonar
Pulmón derecho
Pulmón izquierdo Aurícula izquierda
Venas pulmonares Válvula aórtica - - - - - - - / .'IFC..:::.,-4-~.;,..:i¡~.a.1
t T(onco y extremidades inferiores
Figura 1.1. Es1n1r111r.1 dt•l ¡;1,r;11ti11 hl111w110) r1,:g11 ,anguinco por ,us .::ividnd.:~. l{e1>r,xluciJo J,· B.1<·ct1k y F.11 k
21)(~).
25
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
frecuencia cardíaca La frecuencia ca rdíaca (FC; número de latidos por minuto) :,e evalúa tomando el pulso en distinto:, punto-; (p. ej .. pulso radial. c:irotídeo) mediante un esteto:,c()pio para escuchar el corazón, o bien regiMrando el electrocardiograma. El pulso es una onda de presión percibida ::.obre la pared de una arte,ia cuando el corazón late y cle ... plaLa la sangre por la arteria. La frecuencia del pubo suele ser la misma que la frecuencia cardíaca. Es más f:ícil percibir el pulso
en las arteria:, que se éncuentrnn cerca Je la piel. Aun4ue hay varia:,, arteria:, que se pueden emplear para palp:.:ir el pulso. las arteria:, radial y carótida son bs mis usada:, (figura 2.2). La arteria radial es de fácil cuandn se comprueba la frecuencia cardiaca durante o después del ejercicio. Lo" clientes suelen aprender con faciliJad la técnica correcta. Los pasos expuesto:, en «Localización del pulso y deterrni nación de la frecuencia cardíaca-, ayudarán a los clientes a palpar el pulso radial o carotídeo cnn facilidad.
Localización del pulso y determinación de la frecuencia cardíaca Pulso radial • • •
Doblar el brazo junto al costado. La palma de la mano debe mirar hacia arriba. La arteria radial se localiza en la cara interna de la muñeca, cerca de la base del pulgar. Usando los dedos corazón e indice, se palpa suavemente la arteria radial.
Pulso carotídeo •
•
Usando los dedos corazón e índice, se palpa suavemente la arteria carótida a ambos lados del cuello, en el espacio entre la tráquea y el músculo esternocleidomastoideo derecho o izquierdo, debajo de la mandíbula. Precaución: Debe aplicarse algo de presión para poder sentir el pulso, aunque, si ésta es excesiva, reducirá el riego sanguíneo de la cabeza. Por tanto, el cliente debe tener cuidado de no ejercer demasiada presión sobre la arteria ni presionar sobre ambas arterias al mismo tiempo.
Determinación de la frecuencia cardíaca
•
Se cuenta la frecuencia del pulso radial o carotídeo durante 1O segundos y se multiplica por 6 para obtener la frecuencia cardíaca por minuto.
Figura 2.2 Dt'tt:m1inaci6n del pulw r:,d, ..tl v ,:1 pul:;o i:arotfdt:u
La frecuencia cardíaca en reposo suele oscilar entre 60 y 100 latidos por minuto. Cuando la tre · cuencia es inferior a 60 latidos por minuto, se denomina bradicardia, mientras que cuando es superior a 100 latidos hablamos de taquicardia [9). En el capitulo 16 aparecen unas pautas completas para calcular la frecuencia cardíaca máxima y establecer ciertas frecuencias como objetivos en la mejora de la forma física.
26
1
CIENCIAS DEL EJ!:RCICIO
Volwnell sistólico
ra ligeramente ante:-. t1ículos.
Aunque ainbos venu 1culns expul~an sangre en
[I fascículo :rnriculoventrkulur (AV¡, 4ue con
. Las ramas der echa e izquierda del l'asdculo de His. que tr;.insmiten el imp11ho eléctrico a los ventrículo::. y ::.e di vit.len a su ve7 e n l.1s fi hras de Purkinje, que conducen el in1pulso a toda~ la~ parte:-. dt: lo.., ventrículos.
cada contracción y. por t:.irtto. cada ventríc:ulo posee un vulumen sbt6lico (YS), por lo general nos referirnos al ventriculo izquierdo c:u:mdo hablamos del volumen sistólko. El volumen -.istólico es la cantidad ele s~mgre expulsm.la pnr el 'ventrículo izquierdo. medida en mililitros. Dos mecanismos füiológicos ~on re,ponsahle.., de la regulación tlel volumen sistólico. El primero es una consecuencia de I volumen tclediastt>lico (, olumen Je sangre que puede bombear el venlrículo izquierdo al final de la fase de llenado o difu.tole) . A meJiJa que aumenta el volumen sanguíneo. las fibras tkl miocardio se estiran. En el cora1ón normal. c,lo causa una comracció11 más rorzada. El <:eg11ntlo mec;ani,mo e~ la ac;ción de las catecolaminas, hormona.., Je] sistema nervioso s1m1xhico que, libernd:1s en el torrente circulatorio. producen una contrncci6n venlricular más forzuda y un mayor vaciado ,istólico del conuón [9J.
Gasto cardíaco La cantidad de sangre bombeada por el corazón. l!I gasto c.: arcl íaco, se determina medianLe el vulumcn si-;cólico y la frecue11c1,1 1..ardíaca. y se calt:1da rncdi:.mlc In !>iguicnte ecu,u:ión: gasto cardiaco= VS
x FC
(2 .1)
El gasto carc.líac;o (Q) suele expresarse como el volumen de sangre. en litro:-. o mi lilitro:-., expulsnún por minut1i 1-l. 7].
Sistema rf e co11ducció11 dhtrica del corn::.ú11 Un sistema e~recíalJ¿adn Je c1rnduc.:ci611 el~ctrica (figura 2.3) genera el e!>tÍmuh1 eléctrico n1..•tcsario para la contracción del corazón. El sistema de conducción
está compuesto ror:
El nódu lo sinusal (S.-\ ). el 111:in.:apusos intrínseco. en d que welcn iniciarse lo~ rmpubns eléclricos nLmrcos. Los fasdrnlos intcrnodale , que conduc;en el impuho Jel nódulo sinusal al nód ulo a u rku lovcn t r icu lar (AV).
El nódulú AY. Jontle el impulso 1.,e dcmo
•
Je pasar a los ',l.'.n-
CI ntSdulo ~inu~al es una pequeña :irea de kjiJo muscular espec:ialindn. situado en la pared superolateral dt.: la aurícula derecha La~ fibr..ts del nódulo son contiguas a las fibr:1::. mu,cul,trL'S de la aurícula. cun el result:1do Je 4ue cada impulso eléctrico que se i111cia en el n<'iduh1 s1nw-.ll suele extcnder::.e de inmcdiatu por la:- aum:ula:-. El sbtema de ..:onJutc1on ,e organiLa de mntln que el impulso nu se dirige a los ,cntrkulo..; t:011 úemasiada rapideL; esto Jeja tiempo a b:,.. aurículas pura contraerse y vaciar la 1:,angre en Jo:- ven trícu los antes Je que empiece la contracc1ü11 vent1icular. Son sobre todo el nótlulo sinu:-.al ) ,u, fibras conductoras a~ociaJa~ lo:-. que demoran los impubm, yue pasan a Ju::, vcntrírnlos H. SJ. Las ramas derecha e i1quiertla <.lcl fascít:LJ!u de His se dirigen del fascíc:ulo AV a los ventrkulos. Estas Jibras conductnr!UI ,uelcn tener cru-.1ctcrístjcas compleLamente 1>puesta~ a las Ji: las fihru!'> Jet nódulo ..,inui,al: es decir, !>On grnnde<,) Lrnll:-miten irnpulsos a vclociJad n!llc:ho mi11 or. Cuandu las ramas se dividen en las fibras de Purk.injc. t¡llt..; penctr:1n en nwyor profundiduJ en lo¡, ventríc11 ln:-., d irnpt1bo viaja con rapidc,. ror lotlo el :.i~tema ventricular y cuusu la contrac;cíón tle amtx,~ ventrítulo~ aproximada1rn.:ntc al rni.-.mo Licmro [4. SJ. El ncítluln SA norma l mente t..nntrola el rilmo
limulación eléctrica Je] wr:v.ón y. en últin10 térm ino, los palrnne:. de conlrncci6n del corarnn Su ritmo ele descarga suele f'ijarse entre 60 y 80 veces por minuto. En el ritmo inherente y la co11duc:ció11 de señale:-. elé<.:tric;as por el mlhculo c.::irdíaco inl1uye el centr11 t:ardiova:,,cular de l encéfalo (bul bo raq 11ídeo). Es1e c:entro tr::insmile señ:-ik:. al corazón mediante el sistema nervio!)O sim¡>~ilico y el sistema ntrvioso purasirnpático. que forman pune del sistema nervioso vegctati, 1>. La estimulac:ión de Jo.-, nervios simpático:, t11.:elera lcL ac:li\ac:1ón tlel n6dulo '>inu~al y hal'e qut: el rnrnzón Jata más rúpidn. La esti 1nulación del :-. i..,h.:mJ nervio')O parm.impáticu ralentiLa la fn::niem.:ia c.k las tlt">cargas Je! n6úu lo si nu<,al. lo cu a I en lente ce l:1 frecuen<.:ia cardíaca. 27
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
l· lectrocardiogrcmw b, posible registrar la actividad eléctrica del cora1ón en la supcrticie del cuerpo. La repn.:sc nta~tón grafica de esta actividad se denomina elec-
trocardiograma (ECG ). Un electrocardiograma no,mal. como el de la figura 2.4. se compone de una onda P. el complejo QRS (este <.:ompleJo se suele componer de tres onda-, diferenciadas: una onda Q. una onda R y una onda S) } una onda T. La onda P y el compkju QRS son n:gistrns uel estímulo eléc1rico a su pa50 por lo, tejidos auri-
cular y vcnt1icut1r del miocardio. La nnJa P rrcsema la de~pola rización auricular. qui:: inicia la contraccion Je la au rú.:ula. El complejo QRS consti tuye el registm de la despolarizaci<Jn Yentricular, que tnicia la contracción del \cntrícu ln. En contr:.iste. la onda T retle.1a la rt!cuper:.lción eléctrica de!'.puc, de la de-,po l:.iriLaci6n \'entncul:lr y se tknorrnna re pola rilacicín ventr icular. Aunque también hay repolarización auricular, su onda ,uele ocurrir durame la despol._irirnción ventricular y qnl'da oculta pnr el complejo QRS H. 51.
NóduloSA Fasc,culos ,nternodales Nódulo AV
Fibras de Purk1n¡e
I· icura !.J. 51'tema d.- condu.:dón t•krtm:a dd .:.,r.11.un ~A= ,mu,.il: AV: aum:ut,,ve111m.:ular. R. .·1•H•,b1r:1th• ,k Bat-.:hl\· y l·...,t!c ..21)('10
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Vasos sanguíneos y circulación ~
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La c1ri:ulJci6n dl'I cor:udn ) los pulmone, lL trLttl.ición ccmral) y la del resto del CUl.!rpo (c1rculac10n pen lcrica l form.111 un únil.:o sbtl'ma de circ11110 cerrado cun uos ,·nmponcntes: un "isrcm.1 arterial. por t!l que la san!_!re sale uel cora16n. y un ,istcma \ cnnso. pn1 el que la ,.mgre retoma .11 c(1ra1ó11 ( figura ?..5 ). Cuando h1 sangre vucl\·c al coraltín ue . .dc la circulat·i6n periférica trcwrnc, , l't111,11 ), entra en IJ ~1urícul;1
cha por las , t 11.1::cava-, infcnl1r ) "upcrior De la aum:ula derc,:ha. l:í ,,lit'.!'·,• p.i .•1al , ~·11tn,:uh1 da~cho ~ pnr l.,,. nt>-
1
CIENCIAS DEL EJERCICIO
rias pulmonares entra en los pulmones. Con el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono en los pulmones, la sangre retorna al corazón por las venas pulmonares y entra en la aurícula izquierda, que le Ja paso al ventrículo iz4uierdo, y luego a la circulación arterial del cuerpo. La distribución en reposo del volumen sanguíneo por el sistema circulatorio también se muestra en la figura 1.5. Los vasos sanguíneos de ambos sistemas también se identifican en dicha figura f9!.
a circulación del corazón y los pulmo nes (circulación central) y la del re:;t(I del cuerpo (circulación perifonea) forman un único sistema de circuito cerrado i:on dos componentes· un sistema artet.¡al por el que la sangre sale del ".orazon, y-, un sistema venoso, por el que la sangre retorna al corazón.
L
Arterias La función de las arterias es u·anspm1ar la ,angre que bombea el corazón. Como la sangre bombeada por el corazón mantiene una presión relativamente elevada. las arterias cuentan con paredes musculosas y fuertes. Las ramas pequeñas de Las arterias. llamadas arteriolas, actúan de vasos de control por las que la sangre entra en los capilares. Las arteriolas desempeñan un papel importante en la regulación del riego sanguíneo de los capilures. Las arteriolas present:.in paredes musculosas y fuertes, capaces de cnn:,treñir las arteri olas por completo o dilacarlas varias veces su diámetro. alterando así el riego sanguíneo de los capilares como respuesta a las necesidades tle lo:, tejidos [4. 8].
Capilares La función de los capilares es el intercambio de oxígeno, líquidos. nutrientes. electJ·ól itas. hormonas y otras sustancias entre la sangre y los distintos tejidos corporales. Las paredes de los capilares son muy finas y permiten el intercambiu de dichas :iustancia:, dentro y fuera de los tejidos
H].
Vénulas y venas
Arteriolas y capilares: 7o/o
Cuando la sangre inicia el retorno ni corazón por la porción venosa de la circulación. la:.- vénulas recogen la sangre de los capilares y gradualmente conducen la sangre en venas cada vez más grandes. Como la presión del sistema venoso es mu) baja, las paredes de las venas son delgadas, aunque están rodeadas de tejido muscular que les permite contraerse (vasoconslricción) o dilatar~e (vasodilatación) mucho. lo cual convierte la circulación venosa en una reserva de sangre en pequeñas o granues cantidades (4, 8]. Algunas venas. como las de las piernas. también contienen vilvulas unidireccionales que mantienen el retorno venoso impidiendo el ref1ujo de la sangre camino del corazón, lo cual es especialmente útil cuando el cuerpo c:mi en bipedestac1ó11.
Venas. venulas y senos venosos: 64%
Figura 2.5. C,1mponent~s ;lft<'nal (d1•11Tl111 ) y ,·enoso U:q11il!rda l del siMe11111 dn:ul;1tori11. l .o, pon:cntaJ,, imlilan J:, Jistnhu.:uín dd volu111t'11 ~anguineo p<•r d ~1st.:ma 1.:1l'c'l1l:1wnu .:n n:po, u. Rru..tud du tic IS.1cd1lc v E.trie 2t )(X)
Control de la circulación El movimiento de la sangre (riego sanguíneo) por el cuerpo es una función de resistencia. Cuando
29
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
se reduce l.i rcsistem:ia. c..:J 1i~go sanguíneo :.iumenta. y. cuanJo ,e incrementa la resio;;tcncia. el riego sanguíneo disminuye. El grado de resistencia al riego sanguíneo es sobre rodo una función del Jiámetro de las grandes arterias. La resistencia de toda la circulación general se denomina resistencia periférica total. A ml'JiJa que lo:vasos sanguíneos del cuerpo se contraen. aumenta la re,;;istencia periférica total: cuando -,e dilatan. la resistencia periférica disminuye [-1-] . La dilatación y constricción de los vasos sanguíneos y. por tanto, la resistencia periférica. se ,en influidas por distintos factures. como el tipo de ejercicio. la esLimulación del -,isterna nervioso simpático. el metabolismo del teJ1do muscular local y las respuestas a los factores estrc,;antes. sobre todo el estrés térmico. Durante el ejercicio aeróbico (también como acLividad previa ck anticipación al ejercicio). la estimulación del sistema nervioso simpático genera vasoc.lilatación arterial y aumenta el tiego sanguíneo. Sin embargo. el má\inio aumento del riego sanguíneo a Jo-, músculn<; activo, es sobre todo producto de fac..:tore-; Joc::l lc, relacionados cnn el metabolic;mo del tejido muscular durante el ejercicio. com<> el aumento de la temperatura. el dióxido de carbono y la acidez. factores todos ellos que pro,,qcan vasndil;l1ttci,1n 18], Al mismo 1ic111po. -,e reduce el m:go sa11gu1 neo di; ntrm. .,,.,1c111:i-; de órgauos mi,;1111-, e-,cnci,1k:s duranlc la acti, 1<.la
. Igualmente. durante ejercicios re,i:-ti
pensar el retomo venoso disminuido, el ga:-.Lo cardíaco desciende y el riego sanguíneo a los 111úsculos activos termina quedando limitado.
movimiento por po es resistendü. E Cuando se reduce la resistencia, el riego I
de la sangre una función de
el cu~
sanguíneo aumenta, y, cuando se incrementa la resistencia, el riego sanguíneo disminuye. La constricción y dilatación de los vasos sanguíneos, que influyen en la resistencia, se ven afectadas sobre todo por el tipo de eíerdcio, las respuestas del sistema nervioso simpatice al ejercicio ':/.
factores metabólicos locales.
Defi11icid11 de la tensi6n arterial La tensit>n arterial sistólica (TAS) es la pn:si,'>n ejercida contra las paredes aneriales mientras 1.i sangre -,e expulsa fnr/adamente durante la cnntrncciún ventricular (sístole). Cuando se miJen a la vez l:i tcn<;ión arterial sistólica y la frecuencia c.:ardíac.:a. la:-. 1nediciones 11011 útiles para desni hir el traha,10 Jcl corazón, y nos propurcionan un cülculo indirecto del consumo miodrd1co de u·o genn [9]. Este cálculo del trabajo del corazón. denominn
lica (TAO) e,;; la pre,-;i,ín ejeri.:ida contra las parctk-. arteriule..; cuando la sangre no se e\pulsa for1.adamente del -:ora16n hacia lo~ vaso:, (diástole). Suministra un 111dic:1dor Je la resistencia periférica o la rigidez vascular, que tiende a disminuí, con hs v:isodilatación y a aumentar con la vasrn:011-..tn1.:c16n.
Ptltrmze., dL' la prt!\"/011 ele la circulucidn J;L'ni:n,/ En la ~irctllación general, In pre-.ión es m..him~1 en l:.1 ~,nrt:1 y In-; arteria,. y di-,minuve rópidamen-
1
CIENCIAS DEL EJERCJCIO
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Circulac1on pulmonar
Circulación general
Fi~ura 2.6. Tensi611 arterial en llistinta~ porcione.~ del sis tema dn:ularorill. Rroduc,du Je Guycon y Hall IIJ'lb.
te en la circulación venosa (figur::i 2.6). Como el bombeo del corazón es puls:íti 1, la presión arterial fluctúa entre un nivel ~ist61ico y un nivel <.liastólico. Mientras el riego 5anguíneo discun-e por la circulación sistémica. su presión uisminuye progresivamente hasta casi O mmHg (milímetros ele mercurio: presión veno5a) al llegar a la terminación de la vena cava en la aurícula derecha [-+]. Con la aplicación de un esfigrnomanórnet.ro y un estetoscopio en el brazo. la presión cU'terial ~istólica en reposo suele estimarse entre 100 y 139 y la diastólica entre 60 y 89. La hipertensión en reposo suele describir.:-e como 2'. 140/90 mmHg (una o ambas cifras) l9]. Con el ejercicio aeróbico, la presión sistólica puede aumentar normalmente hasta 220-260 mrnHg, mientras que la presión diastólica se mantiene al nivel de reposo o disminuye ligeramente (4. 7J. En comparación. se han observ:ido valores muy elevados de hipenensión arterial duran te el ejercicio resistido l'orLado (>300/180 mmHg), :sobre todo cuando se uti liza la maniobra Lle Valsalva. Por lo general, los valores de la tensión arterial pocas veces alcanzan estos ni\'eles. sobre to<.lo cuando el trabajo disminuye [ 1. 21. La tensión arterial media e:,; la media de la tensión arterial durante el ciclo cardíaco. aunque no se trata de la meJia de las presiones sistólic.:a y diastólica. Como la presión arterial sue le mantenerse más cerca del nivel diastólico que del nivel sistólico durante la mayor porción del cic lo car-
díaco, l::i tensión arterial media suele ser inferior a la media de las presiones sistólica y diastólica. Tensión arterial media = [(TAS - TAO)/ 3] + TAD
(2.3)
Transporte e intercambio de oxígeno y dióxido de carbono Dos funciones principales del sistema cardiovascu lar son eI transporte ele oxígeno de los pul mones a Jos tejidos para su intervención en el metabolismo celular, y la retirada del dióxido de carbono. el subproducto más abundante del metabo lismo. de los tejidos a los puJmone:;.
31
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
Aunque el oxífcnu se pucJa tr:mspurtar en cantiJacle!. mínimas en la port:ión líquiua tlc la -;angre. y cuando se lfam,porta de este mo
ic:ndc, 1..·I resultadn el paso dc:I gas dl: una c:011l·L·n1ral·ió11 ekvada J nlra baja. \ nivel histicu. dnndc d nXH!l'· mi se util11a) se produce din,,
Dióxido de carhmw La forma en que el Jióxiuo de carbono se el11rnna del sistema tiene ciertos parecidos con el transpone de oxígeno. pero la mayor parte del dió,ido de carbono se elimina mcd1an1e un proceso más complejo. Sólo una cantidau li mi tada de di6xicln de carbono (en turno al 5n<') producido durante d metaboli'>mo sale
..,e transporta en el plasma hasta lns pulmones. Y lo más import:.rnte. al igual que con el ox ígcno. C'>ta cantidad limiLada de dióxido de carhono colabora en otros proceso:- fisiológiL·us cstabkcicndn la presión par1,;ial del dióxido ele curhono en la ... angrc. \lgo de di11,ido tic carbono c,c transpor1.1 también en la hcmuglobinn. pero c...1a cantidad también es limitada [7]. La mayor parte de la rliminación dcl Ji6,idn de carhono. aprmimadamcnte et 7Wi. es produllo de un pnx-e,o qtr..: compremk ~u co111hi11ación cnn agua en lo'.'> cri trncitos y su po-.11..·iior libcraeión en los pul nu ,ncs i:n form,1 tk hiL"ar hnn.1to
Consumo de oxígeno f-.1 consun1n de oxigeno es la cantidad ele ox.1¡:.rno empleado por In-: tejillos del cuerpo. La capa1,;idad para emplear el o.xigcnn ~.,tá ,obre todo rl'la c.:1onada con la capacidad del cora7ón y t'I sistema c.:in.:u latnrio para trano;;portar ,ongre (y oxígenu), y con la capacidad de los tcJ1
para ernpl~ar- al ox1g1;.:t\c,Laestácapacidad sobre todo relaclbn~tia c.err 4:: t:p
32
1
CIENCIAS DEL EJERCICIO
V02 en reposo = (80 latidos/min x 65 ml sangre/latido) x 6 ml Oi/100 ml de sangre = 312 ml Oi/min
pacidad del corazón y el sistema ci rculij~ torio para transportar sangre (Y. oxigeno), y con la capacidad de los tejidos para ex.traer (utilizar) el oxígeno de la sangre.
o
El. consumo de oxígeno (Y02). se calcula como sigue: \/0 2 = Q x diferencia a-v0 2
(2.4}
donde Q es el gasto cardíaco (frecuencia cardíaca x volumen sistólico) en mililitros por n,jnuto. Por ejemp lo:
\/Oi en reposo= (FC x VS) x diferencia a-v02
Para obtener las unidades habituales del consumo e.Je oxígeno (es decir, mi x kg- 1 x min- 1) . se divide el resullado por el peso de la persona en Ju logramos. 312 m l Ozfmin + 75 kg = 4,2 ml 0 2 x kg- 1 x
min- 1
Desentrenado
80
·---,l- r
70
1-.-~-.--~-+--1-1--.....¡_
1 1
50
16
-
!__
I
•
1
+- 10
- + - - - ! - - 1 - -1 1
l""---i--+--+--±---1 1
1
8 6
~ • - ~ -60t---1-1,-,+-#---+----'-- - I
40·- - - ~ - --+----+--
20 : 40 ¡Go ~o 10
20
30
40
50
60
70
80
90
e: 1
100
Presión del oxígeno en solución, mmHg
Figura 2.7. Curva de dboci:ici6n de la oxihemoglobina del oxigeno. Repr'.X'luc,do d~ McArdle. 111.uch y Ma1ch 19!16.
33
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
La 1c:,u:.icio11 2A e\ una variacilln del principio de I il.:h, que e\pre,,1 la rel,tlion tld gasto car
(2.5) Por ejemplo: Q = 312 mL de 0/min + 6 ml de Oi/100 mL de sangre = 5.200 ml de sangre/min = 5,2 L de sangre/min f-:<,t.l ernJci<>n ,irve par.i entender la relación de lo, par:}meLros entre sí y para cener un,, imagen d,u-a Je la frnma en que e l ejercicio influye en ell,)~ 19J. La dem:.inJa de oxígeno de lo'> mú-.culo-. Jcti \ os durante el ejercicio aercShicu está direct,11fü.:nte reladonada con la nrn..,n, la efktH.:in mt.!tnhc'>lica y d nivel de trabajo de In:- músculos. El consumo m,himo dl' o,ígcno ( \ 'O:tmhl '>e describe como la c,uHidad m~x1ma de 0\1geno que puede u..,ar el cuerpn a nivel celular. ~e sabe que d cons11nw máximo
11sumo máximo ti~ oxigeno sude -;t!r m¡11, un , ulnr teóm:o o potenu,1! ( un valor ol,tcniun LUandu catla componente aka11la -.u m.íx1mo n1 vel) y el pico de consumo Je~cribc el valur ,nctlitlo y -,ujeto a cambio,; pnr tli-.tincos lacton.:-. como el nivel de fom1a física, la salud o cntennetlad. y la mu1iv.ici1in del sujeto. Al cambiar los valnres tic la re. el VS y la difercnc:ia a vO~en la ecuación 2.4. ,é detcnnínd el 1mpat·to
VQ~ = (185 latidos/min
X
110 ml
sangre/latido) (FC)
X
(VS)
x 13 ml Oi/100 rnl de sangre diferencia a-v02
\/01 = 2.646 mL O ./min 2.646 mL 0,/min ~ 75 kg - 35,:l mi. x kg ; x rnirr1
El con,umu tic nx ígenn en repo,n c;uelc con s1derarse ,.5 ml O, , kg :\ min 1• dependiendo "ll valor real en una persona del índice metabólico y de los parámetros que iníluyen en él. El valor l.5 rnL de 0 2 x kg I x min I también se describe como el eq uivalente metaból ico o :\JE1. Los valores del pico de con1-.umn de oxigeno suelen 1,it11arse entre 35 y X() mL x kg I x min 1 , o entre I O a 22.9 MCT en per'.'lonm, ..,anas.} tkpentle dt: muy distintos parámetro.., fis1olcíg1rns, rn111n la edad y el nivel tk rl,rma n.. ica H, 71.
Anatomía y fisiología del sistema respiratorio l. a función primaria del s1-.1ema respir:nono es el intercambio b,1sico de oxígeno y d16x1Jo Je carbono. fata sección trata
d control de l.1 rl·-.pi ración.
funclon prima, ia dél sistema fe~p:u··c1 torio es el mterc:1mbio ~~1C.o de! c,vl geno y dióxido de carba )O
La
Pulmones Lu anall>111ía Je] ~ist~tna re-.piratorio humano .1p.1rece en la ligurn 2.8. Cuando el airé entra en l,t na riz, las fosas nasaks realirnn tres funciones u1krenciadas: calentar, humi
aproxrn1adan11.:nte 23 generaciones anlc" Je 4ue t!l aire términc por llegar a !01, alvéolo,,
durante la inhalaL 11111 \ ' exhnl.t·
1
CIENCIAS DEL EJERCICIO
ción, con calla aliente,) y la t'rccuencia respiratoria. El volumen de reserva inspiratorio representa el volumen máximo de aire que se inspira por encima del volumen corriente normal en reposo. Por el c.:ontrario, el volumen de reserva espiratorio es el volumen máximo de aire que se espira por debajo del volum~n corriente normal en reposo. El volumen de aire desplazado en una inspiración y c~piración maximas t'.S. la capacidad \ ital forzada. Sin embargo. incluso con una exhalación máxima. cierta cantidad de aire permanece en los pulmones (volumen pulmonar residual) que impide que los rulmones se colapsen. La combinación de la capacidad vital forzada y el volumen pul monar residual es la capacidad pulmonar total.
En la inspiración. el aire entra en el área de intercambio dt; ga~es (h s alvéolos), pero también entra y ocupa otras áreas de los conductos respi ratorios: nariz. boca. traquea, bronquios y bronquiolo!-.. Esta área en conjunto no interviene en el intercambio de gases y se denomina espacio muerto anatómico (tigura 2.9). El volumen normal de este espacio es aproximadamente 150 mi-
lilitro~ en los adultos jóvene:.. y auml:!nta con la eJad. Como los conductos re~piratorios ::,e
Cornetes Epiglotis
Artena pulmonar
Bronquio principal derecho
Fi¡.:ura 2.S. An11to111íl1 mncrn,c<1píca del sistema respiratorio humann. Rrú
35
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
600 500 (1)
e
400
(1)
E ou
300
e
(1)
E
:,
g
200 100
o hgura :!.IJ. D1,1nhuc11•n lkl \nlumen ,·orri.:111.: en una per,nna ,ana cn rn,1) El \olumen .:ornentc cnrnprenJe unu, 350 m1hhrrn, Jt· :un: amh1cnrc qui! ,..- mc1da con d ga, .,h cul.1r, con uno, 1:'iO mi11'11ro, J.: gas pre,t'nte en lo\ grande, l'.nnJucto, (espacio mue1 to anatñmict1) ~ una pt:t¡llLllJ P<'re111n de .dr..- Jb1rihuiJo p(lr 1,,- ahenlo, mJl veniiladns o p0co pcrfunJido, (espacio rnucno f,,,ol,i1:'i,·~, J. RroJuc,J.• I: \I, \r,ltc \t.,1ch y \l~t~h l
!11terca111hw de aire El ,·nlumen y dc-.pL11amii..:nto dt.' ,IÍft' y gai.,1.', t.'spirado~ tkmn1 ) fuera de kh puln111111!, 1.'" c11n 1rolado por la expun,i1in > retra~:ci1in Lk In, pul monc:-.. Se ven obli~ado, a a1.·1u:1r as1 J1.· dn, fnrmai.,: ( 1l por el mm imtl'nlP .i-.c,·nJcntc ) Jci.,l'l.!ndentc del tliafragma. lJUe dil.1ta ) mcngti.1 la Ca\. idaJ toracH:,1. > (2 J por la eh~vaci6n y deprt.'sitln t.k las l'llsti lla,, que aumentan o rcdm:cn el diametro anternpo,1crior Je l,1 L ,1\ iJatl tnr.'lc1ca ( figura ~. I 0)
La rc,p1ra1:iún ni>nnal ) ,11wgaJa depende ca:-.i por completo del movímicn10 <.Id diafragma. Durante la inspiracion. l,1 contracción del tlia1ragma crea un,1 preswn ncg,111, ,1 , , ,tdo) en la L'~l\idad tud..:rL,l. y el ~11re es :uraido a los puln111nc .... Durante l:1 e,pirat:"uin, el diafragma M.! rL'laja. La re1r:-H:ci1,11 d,btica de los pulmnnc,. b pared 111ranca ) l,1, e,cruc tura ... abc.k>m ln,tle~ compri men lo" pulmone:-.. } el ,ttre e, e,pttlsaJc1. DuranLe una respiración for1.aJa, la:-. fueuas ela,tÍL'tts 1111 tienen fuco a sulic1cntc ra1a !..C111. r,1r la ncc.:e, :ma respue ...ta rc>,piratünJ. la tlh'rt,l atl1cw11al r ·q111.. nJa Jepende ,1ihn: tndn d.:- la LOntra-..:..·11111 d1. los mús..:uJn-; abdurrnnale::,. qut• ..:mpujan el ,1bdo111en hat.:ia ,crrihn i.:nntra la pnr1. i,,n inkril1r del diafragma I l 7J. El s.:-g1111do mét Jd1, para exr,111d,l' h>"> rulmolk", es la l'kvac1ón <.11_ hl c~~IJ 11 ·1 acic:t. Cnmn la 36
ca, iJad toraL1ca es pequeña ) la, costillas se orientan hacia ahajo en rl!pn:-.o, la ckvación Je la caj.1 torácil',1 pcm,ite a la, costilla, proyet.:tarsc L.tsi diret.:lamcnte hacia Jdante dc modo que el esternón . . e de..;pl:11a hacia delante. alejánd(,sc de la columna vertchral. Ln:-. músc.:uhh que elevan la caja toracit.:a se llaman 111úsc.:ulos i11spiratnrim. comn lo, 1nterc.:o,tale, e,1crnos. lo, e-;ternut·k1JLHna ... toideo,. el serratn
14. 6. 9]. La presi<>n pleural e ... la presi6n presenlt' en
el estrecho espac10 entre la pleura pulmonar y la
pleura parietJI ( memhrana, que re, i,tcn Jo-. pul mones y tapi 1.nn las parcdcs torne.: icas l. Esta p1 esi ón ,;uele -;cr ligeramente negativa Comn el pulmón es una estructura elá... tica. durante la 111~piración normal mientr,1.., la caja tonk1c.:a se e\ pande, tarnbien ejcrce trat.:ción sobre la superftL·te <.le In,; pulmone, y aumenta la pre-.1nn ncgati\a. lo cual meJora la m,piraci6n. Durante 1.i esp1raci1)11. este pnKeso ba,11.·.1111ente se in, ÍLrte 1-l 9] . La pre!)i6n alveolar e..; la pre"'ón en cl interior Je lo, ah enll1.; cu.1nd11 ,e abre la glotb y no entra ni sak aire <.k !P, pulmone, La ghnr... es l.i pordfü1 m.b L ,;trecha dc la IJnngt: cuando é'I ~11re atravi~sa la tdquea. L n:.t ni hiena Je tibrocaníla-
- - - - - -,r CIENCIAS DEL EJERCICIO
Esp1rac1ó11
•
Inspiración
Estemon Cavidad toracica
Caja torac1ca elevada Musculas intercostales externos contraidos Musculos intercostales internos rela¡ados
Abdominales contraidos Contracción diafragmáuca
Fi~ura 2.10. Coniracción y cllpan,ión
go !,C abre 1 .,e cierra permitiendo el mu\'imiemo del aire al rnbmo tiempo que protege la tráquea tle la entrada Lle c.:uerpo!, extraños. Cuando la glotts está abierta y no entra ni sale aire dt: los pulmones. la presión en todas las porciones del árbnl respiratorio es la misma hasta los alvéolos )' equivale a la presión atmosféric.:a. Para provocar la entraua de aire durante In im,pirnción, la presión en los alvéolo!) debe situar<;e ligeramente por debajo de la presión atmosférica. Durante la espiración. la presión alveolar debt: ser mayor que la presión atmosférica (4. 9).
en sentido contrario. Este proceso de intercambio de gase:-. es tan rápido que se considera instantáneo l-t, 7).
on la ventílacion, el oxigeno ditun,Je de los alvéolos a la sangre pulmonar, y el dioxido de carbono difunde de la sangre a los alvéolos.
C
l11tercambio de gasl''í n•.\pirworio,·
Control de la respiración Con la vent1l;1ci6n. el oxigeno difunde Lle los alvéolo::, a la sangre pulmonar. y el dióxido de carbono difunde de la sangre a los alvéolos. El proceso de difusión pemlite el mo\ imiento de oxígeno y dióxido de carbono por la membrana alveolocapilar. En reposo. la presión parcial de oxígeno en los alvéolos es unos 60 mmHg mayor que la
El sistema nervioso controla el ritmo tle la ventilación ajustando la frecuencia y profundidad de la respiración para cub1ir las necesidades del cuerpo. Por tamo. las concentraciones de oxígeno y dióxido de carbono en la ,angre arterial apenas se alteran. ni siquiera durante el ejercicio agotador [4 J. El centro respiratorio del cuerpo se compone de varioc; grupos de neuronas ampliamente dispersos, localizados bilatcralmeme en la por37
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
Corteza cerebral
Cerebelo 4 -- - - ' - - - ~
=--~ ,. __ _.:.,.:..._
Centro neumotáxico Protuberancia
_¡.._ Centro apnéusico
,...;..-.i.-----1-- Grupo respiratorio dorsal
Onspiración) Grupo respiratorio ventral (espiración e inspiración)
Nerv1os vago y glosofaríngeo
Mielencéfalo Médula espinal
Vías respiratorias
r 1)lura .!.11. Centro rc,p,rawno del cnci:f:iln. Rro
JO(¡()
ci6n inferior del Lrnnco enccLili<.:0 ( b protuhcrancia y el mielencéfa.lo). El 1.:cntrn respiratorio -;e divide en tres grupos principales de neuronas [4) ( figura 2. J 1): • El grupu respirarurio dorsal
ción. El efecto primario de este centro es 1.:untrolar la duración del ciclo Je llenado de Jo~ pulmones. el factor !imitador del volumen inspiratorio. Un efecto secundario de este control es su impacto sobre la frecuencia respiratoria. Al acortarse la inspiración, lo mismo sucede con la espiración, lo cu;:il aumenta la frecuencia respiratoria. Por el contrario, a medida que aumenta la inspiración. también Jo hace la espiración. y la frecuencia respiraroria di:-,minuye l4].
rnntrP,la ventilación ajustando la fr~c-c.tt 1da ElaI sistema de nervioso
ef r,itn10 l:!c
y profundidad de la resp1rr.11;ión pJodi que las concentraciones de oxígenct~ t)iA xido de carbono en la ~ng, ¿ aq:eni!.1 apenas se alteran, ni siquiera dur.:)Otú .)Í
ejercicio agotador.
1
CIENCIAS DEL EJERCICIO
CONCLUSIÓN Los conocimientos sobre anatomía y fisiología cart.liovasc.:ulares y re~piratorias nyudan a los enlrcna· dores per"onales a entender la base científica de la preparación física aeróbica y lo!) programas de fuerza y toler~rncia musculares. además e.Je las adaptaciones al ejercicio aeróbico y resistido. fata infom1ación puede ser especialmente vaJio~a cuant.lo se establecen los objetivos de un programa de preparación füica. y p11ec.Je servir de base para el examen clínico y los parámetros de sele~ción propios de ese proceso de evaluación.
PR EGUNTAS DE REPASO l.
¿Cuál de las siguiente, respuestas es la secuencia cúrrecta de estructuras por la~ que circula lu :san gre después de salir del ventrírnlo izquierdo? A, B. C. D.
"
Arterias, c.:apílares, venas, aurfrula dereclw Vena pu lmonar. pulmones, aurícula derecha, ventriculo derechu Aurícula izquíerda, arteria pulmonar, ventriculo derecho Vena, aurícula dere<.:ha. ventrículo derecho. arteria pulmonar
¿Cuáles de los siguiente:-. ~on componentes del con:,umo de oxígeno (YO ,)?
T.
Frecuencia can.líuc.:a
11. Peso corporal 111. Volumen sistólico 1V. Diferencia a-vO~ A. l. 11 y IJI sólo B, 11. IIJ y lV ~ólo C. l. III y IV sólo D. L 11 y IV sólo
3.
¿Cu~íles de lo~ siguiente:, ~on componentes de la cupacídud pulm\lnar total? l Venti lncíón minuto Il. Volumen pulmomtr n.:siJuul 11 l. Capacidad vital forzada [V. Volumen <.:orriente
A. l yH"ólü B. 11 y IV s6lo C. 1 y lll sólo D. ll y In sólo -i.
¿Cuál de los i;;iguiente~ cunl!ola la expansión y retracciún tk los pulmones para generar cJ inra.:::i.mhio de gases durante una respiración forzada? l Actividad de los múscul os abdominales TI. Movimiento de la c:1j,t torfü.:ica 39
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
I1l Movimiento del diafragma lY. Actividad de Jo.., músculos pectorales A. I y lLl sólo B. rT y IV sólo C. I, l1 y 111 sólo D. 11. Il1 y IV sólo
PREGUNTA DE CONOCIMIENTOS APLICADOS Una mujer de 38 años y 60 kg J e pcsu ha estado osando una bic,cleta e líptica en ~u:, ~e:..iones Je ejercicio aeróbico. Su frecuencia cardíaca J urante el ejercido es 140 latidos por min uto. ,;;u volumen si..,tólico es l 00 mUlati
BIBLIOGRAFÍA
2.
3.
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111t,· 111wtrm/ Ji,r G11idcli11es jiJr C(erd.~P r,•stÍltg 11111/ ¡,,.·.1crt¡11i,•11. -1." ~d.. J L Rn11nm11, cd. ll.ihirnonc: Lippinrnll Willa11111, & W1l~111,. í"P
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7
s.
l(¡(). lh(,,
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1'.~fi1ig ,md Prt'H.,.i¡,ti<111, •I O écl. J 1 . R1Hltn1111, ed. R.1lti1110nc:: Lípp10con Willi,uns & Wtlkins. PI' -11 l -114 .
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i\h1rr.1y, f.ll., y J /\l. \lunay 2001 Car,li,w:1\t:lil:11 :111.11,11111 1'11 Al 'SM \ R,·ww11 ,. mwwal j,,r Guid<'iin~, far Ltt·ró w /J.,. 1/11.~ <1111/ /'rt'HTÍ/>titm, -l.º cd .. J.L. Roitman, c
13h
1
CIENCIAS DEL EJERCICIO
arn dbeñar correc:ta y eficaLmentc programas de ejercicio y entrenanúento, el e11U"enador pen,onal debe tener conocimientos -.obre la producción y empleo de la energía en los sistemas biológicos. Después de definir la terminología esenc:ial de la biocncrgética, incluido el papel del adenosintrifosfato, e-;te capítulo abordará los tres ~btemas básico!) de energía que se emplean para reabastecer de adenosintrifosfato el músculo esquelético. Luego, se tratará lu forma en tJUe se utilizan los sustratos para los distintos úpos de actividudes, incluyendo aspectos específicos sobre lu descomposición e.le cada sustsuto para producir energfa, y el reabastecimiento del principal sustrato. el glucógeno musc:ular. Finalmente. trataremos la especificidad metabólica del entrenamiento. que comprende las limitaciones úe t:ada sistema de energía y su contribuc:ión a la actividad física.
P
Terminolog ía esencial La capacidad para realizar un trabttjo ñsico requiere energfa. En el cuerpo humano. se necesita la t:Onversión de energía qui mica en energía mecánica parn generar movimiento. La bioenergética, o ílujo de energía por un si~tcma biológico, trata sobre todo
ac.;ompañarse Je la libcraciün
C diseñen programas de entrenamiento. los entrenadores personales deben tener conocimientos básic.:os sobre la influencia del ejercicio en el consumo y sínte!>i~ de ATP. El aJeno~intnfost'aro se compone de a
limitadas y la activiuad requiere un aporte constante de ATP del que obtener la energía m:ce~ariu para las contracciones, 1.:11 las célula!) Lambién deben ticunir procesos que produzcan ATP.
Composición del adenosintrifosfato ' •
Adenina (base que contiene nitrógeno)~ Juntas forman adenosina
•
Tres grupos fosfato
Ribosa (un carbono 5 o pentosa)
------
El conjunto se llama trifosfato
El autor quiere dar las gracias a las contriouciones de los doctores Michael Conley y Michael Stone en este capitulo. Gran parte del contenido es directa/""lente atribuible al trabajo del doctor Conley en la segunda edición y del doctor Stone en la primera edición de Essentia/ of Strength Traming and Conditioning, publicado por Human Kinet1cs.
43
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
a
•(ATP)
(ADP)
b
Figura J. I. (o) E,1ruc1ura de una molécula de ATP (adt:nosi'ntrifosfato). dondt: ararecen los cnlac.:s de fu~fatos hipen:nerg.:ticos. (b¡ Cu.indo el 1crccr átumu de fo,faw de la niulccula de ATP se separa de la adeno,ina por acc ión de la atlcnllsin1rifo,t'JU1s~ (ATPa~a l. s.: liber:i energía. R.:¡,m
Sistemas de energía
Sistema del fosfágeno El si,;tema del fosfágeno es la principal fuente
Existen tn.::-. ,istemas de energía en el cuerpo humano para reabastecer e I ATP 19 l , 1()6 j: •
• •
El sistema del fo,;fügenn ( proceso :rnucróbi~o. es Jccir, en ausencia de oxígeno). Glucólisis (dos tipos: glucólisis rápiJa y glucólisis lenta). Sistema ox idativo (proceso aeróbico, e:-. decir, en presencia Je oxígeno).
De los tres componentes principales de los alimento<; (hiu,alus Je carbono, grasas y proteínas). sólo los hidratos de carbono se metabo liwn para obtener energía sm la intervención directa de o.,ígeno [ 121.
Je ATP a corto pla70 en acti\ idades de gran intensida
formar ATP Estas reacciones generan em:rgia a un gran ritmo: sin embargo. como el ATP y la fosfrn.:reatina se almacenan en el músculo en pequeña:-. canticfadcs. el sistema Jel fo-,fágenn no puede aportar suficiente energía en actividades ininterrumpidas de larga duración f l 7]. Pnr h) gen~ral. la.:; fibras musculares tipo 11 (Je contracción rápida¡ contie44
1 -----------CIENCIAS DEL EJERCICIO
nen mayores conce11trilc..:1unl'.:, dt! ro~f:ígenu:s que las fibras tip\.> 1 (
concentración Je ADP ~1ctiva la creatincina:sa. que cutaliza In fonnnción de ATP a partir de la
Glucólisis La gl ucólisis es la dcscvrnpo~ición Je In~ hidratos Je carbono, sea el g lu c,ígeno nlmacen:ido en los mLhculn:s, s1.·a la glucm,a en la sangr~. para producir ATP [ 13, 74 l. E l ATP prut:cdente e.le la glucólisi:s cumpkmenla inicialmente el :si~Lcma uel fosf:igeno y luego deviene en Ja fu ente primaria di..! ATP en actividades musculares tle grn11 intensidad que duran h~ta dos minutos. ¡;c,mn mantener un buen go lpeo en un partido 1nte11so de front1fo 1106 J. El proceso de gl llú1li&i:s cumprende 111u<..:has enzimas que cutalizan un:1 sene de reaccione~ químicas (figura 3.2). La(, cn,.imas que intervienen en la gh1<.:6 li~i:s e lvc.11iL:1n en t:I ci tnpla'i!lla ele la-. célula') (el <;,arpla..,ma de los miocitos). Cumo se aprecia en la figura 3.2. el proce"o Je glucólisb ocurre Je dos formas. denominadas glucólisis r ápida y glucólisis lt!nta. Durante la glucólisis r~ipiJa. d ~ubprod ucto. el pi ru\- a lo. st conviene en ~icido léíctico _y apvna energía (ATP) a un ri tmu má11 rápido que en la glucólis1s lenta, clunde el piruvato -;e lram,porla a las mi to1,;undrias para producir energía median te el ..,i::,tema ox.iJativo. ( La glucúlisi:.. dp1da :.e ha veni
lisi~ en :,(
tH>
depe11d~ del oxígeno. ,·stos
1fr1111-
11os 11u son prácticos /Jllra d1•.\ t:ribir el proce~o)
113 J. El destino de lus producto-; tina le::. e:, 1.nn1rolado por las exigencias cnerge1icus dentro de la célula. Si se necesit~t energía a un ritmo elevaJo, como durante un entrenamiento resistido, la glucólisi:, rápida es la müs u:mda. Si la demanda de energí:i no es ta11 elevada y hay oxígeno presente ~n can tiJatle5 suficientes en 1:.1 célula. por ejemplo. al inicio de una cJa:,c ti\! Jan¿n aeróbica de baja intensidad, se uctiva la glucó lisis lenta. Ocro subproducto de lllt\!rés es la nico 1inamiJa aJenina c.Jinucleóti
L:t reacci611 neta de la glu<..:6lis1s lenta se re,.,ume Jl!I siguiente modu. glucosa+ 2P, + 2ADP + 2NAD -t 2 piruvato + 2ATP + 2NADH + H 10
Energía producida por glucúlisfa La gluc-ólisis pn)t.h11,;c dos moléculas de ATP a panir de una molécula de glucof,a. Sin embargo. si se emplea glucógeno (la forma en que ..,e nlman:na la gluco'-a). exist\! una proclucci6n netu de 11-c::. molécula~ Je ATP porque se evit~1 la fosfori 1:.ición (adición ue un grupo fosfato) de la gluco~a, que requiere una molécula dt.: ATP ¡7.q (véase In figura 3.2).
Regulaciún de la g/11cúlisis J a glucóli:-,i:s se estinwla duran1e la acti\ idad molecular inten-;a medi~tnte ADP. P, ,1111\>niaco y un ligero descen~o del pH. y e., estimu laJa podero-
samente por el A:vtP l 13, 7-L 109]. Se inhibe cuando el p H es muy bajo durn111e pe1fodns Je aporte insufi1,;íente ele oxigeno y t:uando aumentan los niveles de ATP, füsfocreatina. citrato y fü.: 1dm, graso-; libres f 13. 49, 7-+[, normalmente en reposo. La fosfori !ación Je la glucosa por nexokinasa ( véase la ti gura 3 .2) contn>la sobre wJ11 la gluc11 li~i., [ 13. 70. 7-l- J, pcrn también se debe te45
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ncr en cuenta el ritmo de de:,.l'umpm,ici6n del glucógeno en glucosa -que cat:1liza la fosforilasa (figura 3.'2)- en la regulación de la glucóli:-,b 113, 90, 92]. Dicho de otro mnJo, ~i el glucógeno no !iC desrnmpone en glucosa con sufic iente rapiJez y el aporte de glucosa libn.: ya se ha agotado. la glucólisis se enlentecerá. Otra consideración importante en In regulación de una serie de reacciones es el paso que limita la \'Cfoci
n dd grupo amino de la molérnl.t de aminoác1dn). rnmbién estimula la PFK.
Aóilo /,u tiro) loctacídemia La glw. iífo,i, rápida ocurre Jurante períodlls dé reduL·c:i(1n 1.:n la
'{tgt:nu t:n lu!.'> miucilll:-, y provola la formaciün de ácido láctico, su proJucto final. La fot iga muscular que se experimenta durante el ejcrcit:iu suele a~ociarsc normalmente <.:On ele,adas l'OJH.:entraciones Je aci tlo Jáctil'o en el tejido mus¡:ulur f461. La nLu1nu !ación de acido lactico en el tejido es el rcsultaJo de un Je),cquilibrin entre rroJucción, utilización y destrucci6n [71 J. A mc.;diJa que se acumula el ,kiJo lat:tico. se produce un uumenlo l'orre!.'>punt.liente en la concentral'i(>n tk ionc:-. de hidrógcno. lo cual se cree que inhihc la:-, re:.icci0ne" glucoliticas e incerfiere di rectamente \¡p., c0ntracci0ne.s musculares, posiblemente inhibiendo la ufinidad del cak1n por la Lrnpnnina [38. 87 1o interfiriendo la forrnaciün de pllt'ntcs crurn
contraccióu Jllu<.;cular durnnle el cjen:ici<', Ht1 . .+l>i. 46
I::.1 aci
e [80J. El lat:tato t:1mhién se pueJe transportar en la sangre al hígado. donde se convierte en glucosa. fate proceso ,;e deno1111 na cido dt Cori y se represent.1 en lu figura J.3. Normulmcmc. existe una \.'Dncentracil'in hap tk lactato en sangre y n1Liseuln. [l nivel normal Ji: <.:onccntraci1)11 de bct:tto en la sangre es 0.5 a 2,2 mmol x L I t:n rep
[J l. 95 J y pareu.: Je pender del tipo d1: fibra~ 1111, ...culari:s. 1-:1 ritmo 111th, alto Jt: producción de :.ícido l;ktico de: l:.is fibras mus cularcs ti¡m 11 ran.:ce relkjar una mayor co1H.:cnw1dón o actividad de en1.inws glucnlíticas c11 L'llus que en l:t:-. libras mu~cularc, tipo 1 f6, 88]. Gollnid. Rayly y Hodg1,on [311 hnn Jocu ment udo c¡ue las concentraciones de lal'tato en -..angrc suelen rel'uperar los valtires previos al cjercicin durante la hura siguiente ,1 l::i actividad. Se ha dcmlNrncl1) que lu actividad ligera durante el perímlo poscjcrcicio at11ntnta lo-, ritmm de elimmaciun cll'I lactnto í.16. JI, 501. y las per~ona:cntrenada-.. aerúbica [.~ 11 u anacr
1
CIENCIAS DEL EJERCICIO
Glucosa sanguínea (6 carbono)
n(Hexocinasa)
ATP ) ADP
o
Fructosa-6-fosfato A TP ) AOP
Dihidroxiai
Cadena de transporte de electrones
NAO+ )
<;io
o NAOH
ATP
n
Q
o
2-fosfoglicerato
~
~
Fosfoenolpiruvato
Fosfoenolpíruvato
íl \7 8
íl (ADP
<J
Piruvato
NAO +
Plruvato
8
~CJOCJCJOOCJCJCJ~~========;-i
O
Glucólisis rápida
ATP { NADH
" NAO+
~========J~CJCJOCOOOOCJ~
Glucólisis lenta
Glucólisis lenta
~ Lactato
Cadena o(> de transporte de electrones
3-fosfoglicerato
~
ATP
"- NADH o
íl ( AOP
2-fosfoglicerato
NAOH )
1r NAO+
~ '\ ATP
3-fosfoglicerato
AOP)
ll
Gliceraldehido-3-fosfato (3 carbono)
1,3-difosfoglicerato
1,3-difosfoglicerato
AOP)
~1 1
k
ll
Glucosa-1-fosfato
j
~
Gliceraldehído-3-fosfato (3 carbono)
ll (Fosfofructocinasa [PFK))
~
Fructosa-1.6-difosfato
tona fosfato
(Fosforilasa)
V
Glucosa-6-fosfato
~
n
Glucógeno muscular
Glucólisls rápida
O
9 Ciclo de Krebs (mltocondrias)
Lactato
Fi~urn J.1. Glucólisis. ATP = ad~no~i1111i fo,l:1 10. ,\l)P = :idenl>~1m.l1 fo~lal0. ', ,\D·. \.\l)H = nicotinarn1c.l:i uc.lcnin:1 c.linudeótic.lo. Rc¡¡1 o
en que el lacl:.tlo 1111<.:ia un brn~c.: u aumenlo por encima de la concentración de referencia se ha denominado umbral del lactato (l,LJ [125]. El L,L representa una dependencia creci~nte de los mecanismos :rnaeróbicos. El UL ..,ueie empeznr al
50'Í<·-b0'ñ. Jel ~onsurno máximo dl' oxígenu en persona~ desentrenadas y al 70~ -80% en personas entrenadas [ 16, 35J. Se ha identificado un segunJo incremento en el ritmo de acumulación de l:ictalo con intensidades relativamente m:ís eleva4¡
MANUAL NSCA FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
Lactac1demla Glucemia
Vigur.i ,\,J. Cidn Je Cori k<prt,111~1110 Je 8.1ed1h, v birle 21~kt
cuando aumenta la intens1
48
20 I I
::r ......
I
15
I I
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I
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___ .,,, ., .,, o
25
50
;
I
/
I
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75
100
Intensidad relativa del e1erc1cio (% del consumo máximo de oxigeno)
Figura JA. i 'mbral Je la.:1a111 (1 l. 1) .:om1t:JV11 Je l,1 acum111.1dun Ji: bl.'l.it,~ o::n la ,angr.: 10BL.\i. RrO
1
CIENCIAS DEL EJERCICIO
aumenlu del contc?nido mit0~ondrial que pcrm1lt! una ,nayor producción de ATP pur mec:.rnismu:, acróh1cn1,. La tiilnci6n posibilita ren
113. 23). Sistema oxidativo (aeróbico) El <;btema oxidutivo es b fuente primaria dt: AfP en reposo y durante lus ~1ctiviJaues aeróbica:-.. y emplea sohre to
90 miJ1utos) de ejercicio 125. 75]. En reposo. apmximudamente el 70% del .\TP producido procede de las grasas. y el JO% de los hiJratos de car huno. Tras el inicio de la acth ,Jad, a medida que aumenta la intensidad del ejen:;iciu, se proc.lu<.:e un cambio en la preferencia de sustratos: de grasa~ a hidratos de c:arbonu. Durante el cjl.:rcicio acnibico de gran intensidad, casi el 100
US· t ratn:-. de energía [ 131
Oxidrl<'i611 de la glw·osa y
;.;n ác.:i
reacciones del melabol1-,mn aeróbico). Cuando el piruvaro entra en las milo· <.:únd,ias. se <.:onvierte e11 nc.:ctil-t.:oenLima A y entra en el ciclo de Kreb<, para s1:guir produc1enJo ATP. También se Lr:msronan dos moléculas e.le NADH. producto Je las reacciones glu<.:olític:1s. El cidn de K.rebl:>. una serie de rcat.:ciones que c.:ontinúan la 1)xidac.:1ón Je l sustrato - iniciada en la glucólisis- . produée in
113. 81 ]. La CTE ernplea moléculas de NAD Il y l·A DH! para rdosforilar ADP en ATP (figura 3.úJ. Lm, átomo~ Je hidrógeno emran en la cadena, en una serie de transponauorcs de electrones llamados citocromos, para formar un gra
con que apnrtar energía para 1.t produc.:c:ión de J\TP. uonde el oxí geno :-.irve como actor final de lo~ cltxtn >11c:{ue Je, cual result~ la formación de agua). C11mo la NADH y In FADH, entran en la C1 E en Jistintos puntos. ésta~ difieren en su eap,i..:idad parn producir ATP. Una molécula <.le 1\'ADI 1 puede produ..:ir tres moléc.:ula:-. de ATP. mic.;ntras que una moléL·ula de l·A DH : ~olo produce Jos moléctt· las de ATP La producción de ATP tlur:mte este prnc·eso se denomina l'osforilación oxida tiva. El sistema uxidati\u, que se inicia con la gluc61isis, produce aprnxim:.td:.une111e 38 molét:ulus de ATP mediante l::t degradación d~ una rnolét:llln di:! glucosa [ 13. 106 J. La tabla 3. 1 resume la producción Je ATP Je estol:> procesos.
49
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
========!'> Piruvato
Aminoácidos
CoA) C02
íl ( NAO+ \7 NADH
Ace~
~ ;:: A===~::;-;===r:;-;::::==i
\l .
/1
NADH FADH2 Oxidación
Oxalo~
NADH )
Crtrato
f
'ª'º
NAO'
)
~
FAQ2+ )
i
( NAO+ NADH
Succinato
CoA cetoglutarato
GTP ~ GOP
rato (lsocitrnto deshidrogenasa)
Fumarato FAOH
Ácidos grasos
Succinil-CoA
L
Aminoácidos ===:::'..l
=
l·i~uru J.5. Cidu ut.' Krcbs. CoA cocn,ima A. FAD'', FADH, = llavi nadcninJinucle0tídL>; Gl)P na-trifosfaw: NAO'. NADI-I = 11icotinam1da adenina d1 nudeóti
=guamna d1fosfato; GTP = guani-
R,vduc,do d< Bacchlc y Earlc !000.
ADP + P¡ (
NADH ) NAo+
ADP+ P¡
íl ( FA0 ) \7 FADH 2 2
ATP
( CoQ ') ( C i t
CoO"
b )
C ;tb/
íl ( C i t c1 ) \7 Cit c 1 ATP
ADP+ P1 ( C it e ) C ilc
íl (
( C It a ) C i t a3) ( H20 1 C ita ~ ~C; ta 3 /20 2 ATP
l igur~1 3.fl. La cadena del transpone de clectmnes. CoQ = cocnzima Q; Cit = citocromo; ATP = :idenosintrifo~fato; ADP = adennsindifosfato: Pi= fosfato inorgánico; NAO._ NAOH = n1cotin:lm1Ja ..idenin., JinucleótiJo: FADH. FDA'' == tlavinad.:nindin uclt:óttdo: H,O = agua, O,= oxígeno. Reproduciuo de 8Jechk y Eark 100<1.
50
1
CIENCIAS DEL EJERCIC IO
O:r id.ación t!e g, nsas
Oxir/(lción de proteína.,
Las grasus también so11 w,adas por el sistemu oxidativo de energía. Los triglicéridns almacenados en los adipocitos se descomponen mediante una enzima llamada lipasa, sensible a las hormonas. Esta enzima libera ácidos grasos libres de los udipocitos en la sangre. por la que circulan y entran en las fibras musculrm:s 113, 59, 74, 90). Además. cantidades limitadas 1.k triglicéridos se almacenan en los músculos. jumo con una fonna de lipasa sensib le a las hormonas. para ervir de fuente de ácidos grasos libres en el músculo [ l3. 301. Los ácidos grasos líbres entran en las milocondrias. donde se someten a [3 oxidaci(rn. es Jecir, una seri e de reacciones en 4ue los ácidos gra-;us libres se descomponen y producen acccilcoenLi ma A y átomos ele hidrógeno (figura 3.5). El acetil-coenzima A entra directamente en el ciclo de Krebs, y lo~ :itomos de hidrógeno ~on transportados por la NADH y la FADH::: hasta la CTE [ 13. 74). Un ejemplo de ATP producido a partir de una molérn[u típica de triglicérido aparece en la tabla 3.2.
Aunque nn sean unn fuente significativa de cnt!rgí:l en la mayoría de las actividades, las proteínas se pueden catalizar en los uminoácidns que las componen mediante distintos procesos mttub6li cos. Estos aminoácidos se convierten a u vez en glucosa (gluconeogénesis), pirnvato o distintos intermediarfos Jcl ciclo de Krebs para producir ATP (fígurn 3.5). Se ha cakulado que la contribución de los aminoácido:-. a la producción Je ATP es mínima durante el ejen:icio de corta duraci ón. pero puede llegar al 3%- l 8o/r de las necesidade~ energéticas durante actividades prolongndas r11. 102]. Los principales aminoácidos que se oxidan en el músc ulo esquelético parecen ser los aminoácidos de cadena ramificada (leucioa. isoleUt:ina y valina), pero también alrmina. ai'.>partato y glutamato f44l Los productos de desecho que contienen nitrógeno. procedentes de la cat.llisis de aminoácidos. se eliminan mediante la formación de urea y pe4ucña!> cantitlatlc~ th.: amoniarn. que se expu lsan Jel cuerpo en la minJ f L3J. La
TABLA 3.1
Producción total de energía en la oxidación de una molécula de glucosa Producción de ATP
Proceso Glucólisis lenta Fosforilación de sustratos
4
Fosforilación oxidativa: 2 NADH (3 ATP cada uno)
6
Ciclo de Krebs (2 rotaciones en el ciclo de Krebs por molécula de glucosa) Fosforilación de sustratos Fosforilación oxidativa: 8 NADH (3 ATP cada uno)
Vía GTP; 2 FADH 2 (2 ATP cada uno) Total
2
24 4
40*
Nota: La glucólisis consume 2 moleculas de ATP (si comienza con glucosa), por lo que la produccíon neta es 40 - 2 = 38. Esta cifra puede bajar a 36 molécula) de ATP deoend1endo del sistema transportador para llevar la NADH a las mnowndrias. ATP = adenosíntrifosfa to; NADH == nicotinamida adenina dinucleótido; GTP = guanina·trifosfato; FADH1 = flavinadenindinucleót1do.
51
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
TABLA 3.2
Producción total de energía en la oxidación de una molécula de triglicérido (18 átomos de carbono) Producción de ATP
Proceso
22
1 molécula de glicerol Metabolismo de ácidos grasos* con 18 átomos de carbono 147 moléculas de ATP por ácido graso x 3 ácidos grasos/molécu la
441
de triglicérido 463
Total
• Otros trlglicéridos que contienen distinto numero de átomos de carbono aportan mas o menos ATP. ATP = adenosintrifosfato.
dirninaciü11 tkl a1111>niaco es nnponantc rorqt1e l'S tóxico y se aso~ia c:on c:msam.:io [7--l 1or,1.
Regu/a('l(5!l del sistema oxidati vo (aeróbico) El pasn que limita el ritmo del ciclo de Kreb<s ( figura 3.5) consiste en la conversión de isociu·ato en a-cetoglutarato. una reacción catalizada por la enzima isocilrato deshidrogenasa. La isocilralo deshidrogenasa es estimulada por A OP y normalmente inhibida por el ATP. La¡.. reaccione~ que producen NADH y FADH 2... también inlluyen en la regulación del t·iclo de Krebs. Si no hay NADil y FADH~· en cantidades ..;uficiente~ para aceptar hidrógeno, el ritmo del cicln Je Krebs se re
52
os tres sistemas de energia están acti· momento dado, si bien i::I que se usa cada uno depél;de
vos en un L grado en
en primer lugar, de la intensidad de la ac-
tividad y, en segundo lugar. de su dur.a cíón [28, 106).
Capacidad y producción de energía Los sistema..,
ActividaJes como un entrenam,entu
ck gran intensiJad, con una devada producción de potem:ia. re4uieren un aporte rápido de energía y Je-
1
CIENCIAS DEL EJERCICIO
penden casi por completo de la energía aponada por el sistema del fosfágeno. Las actividades de baja intensidad pero mayor duración. como una carrera en bicicleta de 16 km o varios largos en una piscina, requieren un gran aporte de energía y dependen de la energía suministrada por el sistema de energía oxidativo (tabla 3.3). La fuente primaria de energía para actividades entre ambos extremos difiere dependiendo de la intensidad y duración de la prueba (tabla 3.4). En general, las actividades cortas de gran intensidad (p. ej., saltos. patadas, puñetazos en kickboxing) dependen del sistema de energía del fosfáge no y de la glucólisis rápida. A medida que disminuye la imensidad y aumenta la duración de la actividad. el énfasis se desplaza gradualmente a la glucólisis lenta y al sistema de energía oxidativo [ 1J, 28. 96]. La duración de la actividad también influye
en el sistema de energía que se usa . Los ejercicios específicos de un programa prescrito varían en duración entre aproximadamente cinco segundos (p. ej., una serie de press de banca al 90% de lR.M [J repetición máxima)) y más de una hora (p. ej., caminar en el tapiz rodante a baja intensidad). Si una persona hace un gran esfuerzo (un esfuerzo que se traduce en el mejor rendimiento posible en una actividad dada), las consideraciones sobre el tiempo mostradas en la tabla 3.4 son razonables [13. 3 1, 49, 93, 112. 114). En ningún momento. durante el ejercicio o en reposo. un solo sistema de energía aporta toda Ja energía. Durante el ejercicio, el grado en que los sistemas anaeróbico y oxidati vo contribuyen al aporte de energía está determinado sobre todo por la intensidad del ejercicio y, en segundo lugar, por la duración del ejercicio [ 13, 28, 31].
i i i "'''º~
Glucosa
Glicerol
<;==i>
Fosfogliceraldehído
Ácido láotloo
G====::> Ácidof
A ·ct
G====é>
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Cuec?f
<;==
Acetil-
A
A ·
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~
<;::==; rel="nofollow"> - ~......- -..
cetónicos Ciclo de Krebs
Figura 3.7. El metabolismo úe las g ra~as. hidralos de carbono y protdnas comparte algunas vías comunes. Nótese que los tres se reducen a acetil-coenzima A y emr:m e n el ciclo de Krebs. Reproducido de 8Jcchle y Enrie ::?000.
53
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
TAB LA 3.3
Valores del ritmo y capacidad de la producción de adenosintrifosfato (ATP) Ritmo de producción
Sistema
Capacidad de producción 5
Fosfág eno Glucólisis rápida Glucólisis lenta
-----------
2 3
Oxidación de hidratos de carbono
4
Oxidación de grasas y proteínas
5
4
---
3
2
Nota: 1 :: más rápida/máxima; 5 = más lenta/mínima; ATP = adenos,ntrifosfato.
TABLA 3.4
Efecto de la duración de una prueba sobre el sistema primario de energía Duración
Intensidad
Sistema(s) primarios de energía
0-6 segundos
Muy intensa
Fosfágeno
2-3 minutos
Moderada
Glucólisis rápida y sistema oxidativo
>3 minutos
Ligera
Sistema oxidativo
------------------ - - - - - - ---6-30 segundos Intensa Fosfágeno y glucólisis rápida ----------30 segundos a 2 minutos Pesada Glucólisis rápida --------
n general, existe una relación inversamente proporcional entre el ritmo r.elativo y la cantidad total efe ATP que ur:i sistema dado de energía puede producir. Como resultado, el sistema del fosfágtno aporta sobre todo ATP para ac.tlvida· des de gran intensidad y corta duradon (p ej., un esprin); el sistema glucolítícc, para actividades de intensidad rnoder-a• da-alta y de duradón corta-media (p. ej., dar una vuelta a la pista de atletisn1.0J, y el sistema oxidativo, para actividades de baja intensidad y larga duracion (p. ej•• \ una carrera ciclista de 32 kilómetros).
E
Especificidad metabólica del entrenamiento La adecuación de la intensidad de los ejercicios y los intervalos de descanso permiten «seleccionar» si,;;tema-: de energía especificas durante el
entrenamiento para pruebas depo11ivas específicas o para cierto::, objetivos (p. ej., mejorar la resistern.:ia a cono plazo) [13 , 81, 106]. Pocos deportes o actividades físicas requieren un ejercicio máximo de esfuerLo sustenido hasta o casi ha:-ta t'l agotamiento. La m.i) uría Je los deportes y actividades de entrenamiento (como el fútbol americano. el ldckbo.ri11g. el spi11ning y el entrenamjento resisti
"ºº
1
CIENCIAS DEL EJERCICIO
), por tanlo. generan uno:-. perfile!i melab61ko(, muy parecidos a los Je una progrcsi6n Je series ele ejercicio de gran inlensidad con un esfuerw constante o casi com.tame, y con intervalos Je descanso. En este tipo de ejercic10. la producción de potencia (una mediJa Je la imcn-;iuad del ejercicio) dur::inte caJa si::t-ic Je ejercicio es mucho m::iyor que la producción múxima Je potencia sostenida usando fuentes aeróbicas
metabólicos adecuados.
Depleción y repleción de los sustratos de energía Los sustratos de energíu -moléculas que aportan sw,lancias pura iniciar la!> reaccinnes bioenergélicas. como los fosfág.cno:-. (!\TP y fosfocreatina), glucosa. g lucógeno, lactato. ácidos grasos libres y uminoJcidos- se pueJcn agotar !>eleclivainenle duranle la ejecución Je act1vidade~ de dislimas inlensidad y duración. Con~ct:uentemcnlt:, la energía que pueden prodm:tr lrn, ::,t!>LCma~ bioenergéLicos decrece. Con frecuencia. la Litiga experi mentada durante mucha5 ac ti vidade~ !\t:: asocia con la dleci ón de los fo::.rágenus 141 571 ), úl glucógeno 11~- 13. 49. 61. 98j. La d1.:pleción de ,w,lratos comu los ácidos gra:-.os libres, el lactato y lo~ aminoácidos no suele oc:urrir ha~ta el pu11lo de que se vea limitaJo el rcnui111iento. Poi wm,iguiente. la Jlcción y repleción de ro~rngcnos y glucógeno uespués
Fosfágenos La fatiga durante el ejercicio parece estar, al menos parci.drnenle, relacionada con l.1 dismim11..:iün ele fosfüg~nu5. Su concentrnció11 en lo~ 1mísculo:se agota md5 r:ípidamcnte <.:on un cjt.:rdcio :rnaeróbico Je gran intensidad que con un ejcrcil'in aeróbico 1-H. 57). La fosfot-re:.11111:i puede Ji~minuir acusaJamcnte (50cr-7U%) duranlc el primer est::idio (5-30 segundos) Je un c,it::n.:iL in Je gran intensidad y quedJr (:asi agtJtada en un ejen.:i~in muy intenso hasta el ugot:1111ienw [55. 6'.!, 66, 82 J. Ln.s concentruciones Je: ATP en los músculos no di ..min1lyen por Jl.!hajo d~l 60% respecto a los
valnres iniciale-.. n1 :-.iquit:ra J11ntntl.! un ejcrdcín muy intenso t55, 661. Tamh1én es import,lnte reparar en que en !:is acciones dinámicas de lo:músculos, como una repetición complew de un ejercido con pesas. se emplea más energía meta bólica y se sue len agolar los fosfágenos en nmy~)r mecliJa que en l:is acciones musculares isoméln c~L'l, como In luc.:ha libre. donde no hay un acurtamienlü visible del músculo [9]. La repleción de fosfágcnos despu~" del ejerctcio pueJe ocurrir en un período rel:lli vamenle co110 La resíntesis completa Je ATP parece ocurrir en tres a cinco minutos, y In resíntcs1s completa e.le fosfocrentinn puede requerir ocho minu1os [47, 571, La replech)n de fosfágeno-.: ocurre 1>0brc ludo gracias al metabofomo aeróbico í-+71. au nque la gluc.:ólisis rüpiua contribuye a la rcsíntcsis lle AT P Jespués de un ejen:icio Je gran intensiJad [ 16. 241.
Glucógeno Se dispone de n.:servas limitadas de glucógeno para el ejercicio. Aproximadamente de 300 a 400 grnino:-. do glucógeno se al rnacenan 1!11 todo el mú:-.culn de l c.:11erpo. y uno:- 70 a 100 gramo) ':>e almacenan t:n t.:I hígado f IOOJ. La:, t:oncentraciunes t.:ll reposo
:,; 18. 77 J. y el entrenamier\l o aer6bico típku 139. -+01 pueden aumentar la eunccnlración de glucógt.:no en lus mú5culos en repuso (figura J.8). El ritmo di! deple1,;ión del glucógeno est:í relaciona
muscular es una fuente Je energía m.is importante qut: el glucógeno del hígad,1 üuranle el ejercicio de 1mens1datl modcrad:.i a in1en'ia: el glucógeno ht:pfüicn parece ser más importante duranL~ ~1 ejercício de haja intensidad. y ::.u conlribuLión a los proceso!> metabólicos aumcnw con la dur.ici1i11 de l ejercicio. Los increml.!ntus en la intensidad relativa del ejercicio de un 501i,, 75 1;l: y Ioor;, dc.:l consu 1110 m;íximo ele oxígcno cau~an un aumento Jcl ritmo Je la glucogcn<>lisi:,, n\llscu !Jr ( la Je:;compo:-.ición del gl uc.:ógeno) 198]. A in tensidades relativas por t!ncinia Jel 60% del c11n:,,umo máximo Je oxígeno, el glut.:ógc110 mu-,t.:ular ..,~ Htelve un ,u5lrato cnergéticü tac.la vez 111a-, tmpnrlantt.:_ y lOJo el conleniJo de glu-
55
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
Figura J.8. El enlrcnamiento re\istidu y acróhico pueden aumcntur la com:entrm:ión de glucngcnn en h,s mús<:nlos en reposo
..:ógcno de algunos miocitoc; puede agotarse durante d ejercicio [97). El ejercicio intermitente de mucha intensi dad, comn un entrenamiento resistido o un parti do de baloncesto en media cancha, puede causar una depleción sustancial del glucógeno muscular (reducciones del 20% al 60%) con relativamente pocas series de ejercicio (hajas cargas de trabajo) [7'2. 93. 112. 1151. Aunque los fosfágenos sean el factor limitante primario durante el ejercicio resistido con poca<; repeticiones o pocas series. el glucógeno muscular puede ser el factor limitante del entrenamiento resistido con un total de muchas series y mayores cantidades de trabajo total (93, 106]. Este tipo de ejercicio tal vez camela c.leplcción selectiva del glucógeno de las fibras musculares (más depleción en la<; fibras tipo ll l y limite igualmente el rendimiento [33, 93]. Corno con ot.ros tipo~ de ejercicio dinámico, el ritmo de glucogenólisis muscular duranie el ejercicio resistido depende de la intensidad de éste. Sin embargo, parece que cantidades iguale::-. de trabajo total producen una depleción de la misma cantidad de glucógeno. con independencia de la intensidad relativa del ejercicio (93]. La repleción del glucógeno muscular durante la recuperación está relacionada con la inges56
ti6n
Consumo de oxígeno y contribución de los sistemas aeróbico y anaeróbico al . .. eJerc1c10 El consumo de oxígeno es una medida de la capacidad para inspirar y usar oxígeno. Cuanto mayor sea el consumo de oxígeno. más en forma se consid~ra que está una perc;ona. Duranie el ejtr-
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CIENCIAS DEL EJERCICIO
cic10 de baja intensidad con una proJucción constante de potencia, el consumo de oxígeno aumenta durante los primeros minmm, hasta que se alcanza un e::.tado estable Je cnn::.umo (la demanJa de oxigeno 1gual:l el consumo) (tigurn 3.9) f-t 541, Al comienzo de una se::.ión de ejen;icio. par te de la energío sigue la vía de los mecanismos anaeróbic:os [ 120]. Esta contribudón anaeróbica aJ coste energético total Jel ejercü.:io se denomina déficit de oxígeno [54, 81 J. Después del ejercicio. el consumo de oxígenos~ mantiene por ent:ima de los niveles previos al ejercicio durante un período de tiempo que varia según la íntensi dad y duración del ejercicio. El consumo de oxígeno po:-ejercicio se denomina deuda de oxígeno í54, 8 11 o consumo excesh·o de o~ígeno posl•jcn:ido 1CF.OP) (13]. El CEOP es el consu-
rno
Déficit de oxigeno
Défrcit de oxigeno
---+-------+
vo, max
.----!---,+
\/0 2 necesario para el ejercicio
V02 necesano para
el ejercicio
CEOP
Descanso
Ejercicio (15 min)
Recuperación
Vigu ra J.9. ,\.l,;t,,buli5mo du1:111h: un t'jt'n:1l·i,, 1.k ba;a intc11s1 úaJ en condic1011e, de lactato esrabk. (75'7, d..:! con,umo 111:1>11 rno de oxigeno¡ ¡V01 máx). CEOP: i:on,t11110 cxces1,v d.: oxígenu pusejcrc1c1u: VO~ = consumo de o, 1geno. R~pr,•luwJn de R.i.cchJc y Earle li~~I
CEOP
Descanso
Ejerc1cro (15 mín)
Recuperación
Fi~u r ;1 J. IO. Mct:it-olh1111> durante un ,:¡~n.:ícíu de grnn imc11s1 dad s111 i.:ondi<.:u>rh:, J.: la..:1ato e,1:rhle t/\0% Jel .:on,11m11 rn.1ximu de uxi¡:cnol. l'I VO: ,:5 el c1>11~un11• de ,,~igcnu i..¡ue se necc5tl.ní:.i para n1a11t.:11
57
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
CONCLUSIÓN Se pueden diseñ:ir progn.tlllU."1 Je enlrcnwniemo más productivm, si se conocen los medios <.:on los que ...e produce cnerg1a durante los distintos lipos de ejercicio y '>C sabe la fnnna de rno
espec1fü.:o'> de entrenamiento El ::.i:,h:ma de encrgia 4ue ,e empkJ en las contrncc1one:, musculare, esta Jetenninm.lo sobre todo por la 1mens1tlaJ Jd cjercícít) y. en ,egundo lugar, pnr la clurw.;ión tkl ejercicio. Las respuc~l:l¡, metab61it::ts y las aduptacione, poste,iores al entrenamiento están rcgulaJas en gran medida por estas <.:ara<.:terística., (p. eJ .. la mlcnsidad ) la duración) y conslltuycn la base Je la especificidad me1.1bohca Jel ejcr\-1<:in y el emrcnc1micntu. ble principio de espl't:iticiJaJ pcnnite mejorar la adaplac11,n ft..it:a y 'lC logra mediante la CJCCución Je programa~ preciso, de emrenami1.·ntu.
PREGUNTAS DE REPASO 1. ¡,Cuál Je la, '>iguiente, rc,puesw, tlescnhe el prucc')n dl· la gluc1,lisb r:ipiua·>
l. De,;u11npn,ic1ón uel glut·1ígcno ll. Su producto final ::,,e con\lcrte en ácidn hic1ic11 11 l. Desrnmpo'>l~mn de glw..:o,a IV. Su pmd11<.:tu tina! 1.!lltrn en L' i 1:ido Je h.1eb~ A. BC. D.
2
1 y 11 ,61<• 111 y I\' ,,ílo l. 11 y 111 solo 11. 111 \ lv ,oto
1.Cu:il de las re..,puesla<, ,iguien11:,
J.
,Cu.11 Je h,, siguiente-. ,i-,1en1.1<.. de energía e, cap.11 ck prntlucir la mavo1 t·antidad (1·:ipa~id:idl tk ATP? A. Fosl ágcno
B. Glucolisis r:ip1tla C. Gltu.:1ilbi:- lenta D. OxiJarivo -1.
¿Cu:il de.! In:-. .. iguicnre:-. s1st~ma,
B. Glmuli,i" dp1d:1 C C.luu1h,i,. lenta D. Uxi
l',1p.11
d1..· prmJuL'ir .-\TP a on m,t)l>r ril1u,,"
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CIENCIAS DEL EJERCICIO
PREGUNTA DE CONOCIMIENTOS APLICADOS Rellena la tabla para describir los cambios en las fuentes de energía 4ue producen ATP mientras un cliente practica una prueba de esfuerzo máximo en el tapi z rodante. Escribe Máximo si se trata de la fuente primaria ele energía durante la actividad. Escribe Mínimo si es la fu ente de energía menos empl endn durante la actividad.
Hidratos de carbono
Actividad
Grasas
El cliente está sentado en una silla escuchando a su entrenador personal
-----------------------------------
Durante los primeros segundos de la prueba en el tap iz rodante Durante un estadio en que el cliente alcanza condiciones de equi librio
-------------------------------------
A I final de la prueba cuando el cliente alcanza el nive l maximo de ejercicio
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MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
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:!00-~0.5
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1
CIENCIAS DEL EJERCICIO
a1 a enmprenuer lw, movmrn;nto~ Jet cuerpo
rnmbién los Jd deporte. el ejen;icio Plas a~:tiviJade::. diarias. lns ernrenadorcs persohumai11J,
y nale::. dehen conocer la biomecánica básica del sistema musculoe~quelético. En contraste con la unatomfo, que e, el estudio de lo1, distintos componentes 4ue integran el cuerpo. la biornec:ínica es la ciencia Jel func11>11;.imiento conjunto de estos componentes para generar movimiento. El conocimiento de esta~ disciplinas e-; úul para entender cómo lJ «rn::íquma» humana ejecuta movimientos corporales y las tensiones que sopona para hacerlo. A<.í mejora la capacidad Je 101, entrenadores personule:, par:.1 di1:1eñ:.1r programas de cjcn.:icio :;eguro~ y cfo.:a<:ei>. Los principios de la biomednica son la base de tndos lol> movimientos deportivos y de las actividades Je la vida diaria. El conocimiento de la biomecánica e.., esencial para los entrenadores personales porque mejora :-.u capacidad de selección de ej~rcic:ios que cumplan tus objetivos Je los clientes y reduce la pnsíbilidnd Je 4ue éstos 'ie lesionen en casi iodos los ámbitos deportivos. Este capítulo 1.:omienla clln una descripción de lo~ lfütJnto, tipos de palancas del sistema musrnloesquelétíco. Lul!go. se explica la relación de los rrincipioí, bási-:us de la biomecánica con el entrenamiento físico y la manifestación de la luer:z,u y potencia. A continuación se abordan las distintas fuerza~ de n:sistcncia a los músculo-.. Lomo la gravedad. b inercia. la tricción. lu resis11.:111:ia Je los ltguidos y la elasticiúaú. así como las nüquinas tlepurtiva.s que emplean e~tas fuentes de resistencia. La sección final del cnpítu'l o trata la aplicación de 1.t biomednica al anáfo,is del movimiento y la pre~cripción de ejercicio para logrnr lo~ objeúvos específico,; del entrenamiento.
Palancas del sistema musculoesquelético Las palanca::. se con1ponen de huesos. articulaciones y mLÍsculo, es4ueldkos y generan la mayoría de los movimiento':> de la'i e:xtrenüdades y del cuerpo. Los músculc)', que nn actúan sobre palanca~ óseas comprenden lns mlÍ~culos faciale'>. la lengua. el c0r. la~ arteria;, y lüs e::.fíntere-.. Sin embargo. h1,; mnvimi ento, l'Orporaks cara<:te1istico~ del deporte. del ejercicio y Je la mayo-
de las ,11.:tiv1dJcles tfüuias SI! producen sobre todu mediante las palancas de l esqueleto p;1ra ejercer fuerza :,Obre el suelo. objetos y otJ·as personas. Ll conocimiento basirn de las palancas permite entender la forma en LJUe el L'.uerpo desarrolla esos 1110\ imiento::.. Ht.! a4uí una!) cuan tal> deliniciones htbicu~:
rt1
Palanca: Estructura rígida o pnrc1alincntc rígida que gira sobre un pivull.:. (f:.I término •<Sobre~ ~e usa en biomednil'a para ctesc:ribir movimientos sobre ciert,l posición o articulación.) En el momento en que ,;;e eJerce una ruer7a ~obre [a palam:a en un:.1 dirección que no está alineada con el pivote, la palJnca tienue :.i gir¡1r !,,Obre el pivote. La palanca ejercl?d fuerza ,obre cualquier ohjeto yue impida su rowción (figura 4.1 l. Fulcro: Punto subre el cual pivo ta ltna ralanca. Línea de acción de una fuerza: U11ea sobre la 4t1c actúa la fuerza, que Ji,;;curre r0r -;u puntP
e:-.tremn~ cunnúo :-.e estimula electroquímframcnte para que se acorte. Fuerza resistiva : Fuerza debida :.1 fa\.·10r(;~ cnmo la gravedad. la inercia o la friccil'in, 4ue t1enJe u prevenir el m:ortum1e11ln de un lllll',CUIO.
Ventaja mecánica : Relución entrt.: la fuerza proúuc:itla) la fucr1.a aplicada en un ~i~tcma e.Je palancas concreto. Es igual a la relación entre b lungilll
MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
Palanca
Fi¡.:111':l -1.1. l 11,1 palanca. Fuerza ejercida pcrpentfü:ular a la palanca en un punw de con1m:10 a la que ,t: rt',i5tC Mrn t'uer1;1 en un punto Je conr.iclll <listinlú. FA= fuerza aplic:ida 50brc la pal:111ca; M,= braz<> de palanca Je f'uer,a aplicada; Fk = f11cr1;1 qne :jcrcc l'\:~1si.:11 cia a la rotat.:i,ín de la palanca; MR = brazo de palanca de la fut:r?a rc~1~tiva. Reproducido do 8,1cchlc y Earle WOO.
Fil!lll':t
l.2. P;1lanca de primera cla,e (el antebraio). Extensión
dd .:oc.In conlr.1 una rcs,stencia. O = fukro; F" = fuena museu lar; FR = fucr1.:i r.:\l~liv:1; M., = brazo Je palane:i de l:t fut:rt.i n::.istiva Yc111aja mn·á111ca M.., ... MR 5 cm + 40 cm= O. l 2"i
=
=
y. al ~er 11111:mu a 1. e~ una desvcnta¡:i. 8ta es una pul:mca de· primera cla,t: port¡l•r la luen.a rnu~c11lur y la fuerza resistiva actúan en l<1dos npu1:,t11s del fulcro. Durante l., acción i5ométn ca de unn rn1a.:ic1rl .,n,cular a vdocu.lad LLmstante. F" x M" =- r:k x v!K. C,11110 :V1,1es mucho menor que ~i, F.., dehe ~er much,1 mayor que F•. e:, una desventaJa porque se rc:q11icn: un::i grao fuerta muscular para contrnrre~iar unn pei.¡ueria res1s1enri:i t!:\lt:ffi,L R-,produc,dc, ,k B.,~~hl" , Lti k 2(KJO
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una desventaja, pero hay ventajas relacionadas con la amplitud y rapide; tlcl movimiento que :-1! de:,,i.:riben más a fondo en este capítulo. Palanl'a de primera clase: Palanca en la que las fuerzas aplicuda y resis1 iva actúan en lados opuestos del fulrn, ( figura 4.2 J. l>11huwa de seguutla da.se: P:ihlnca en la que la, fuerzas apl1cada y re,istiva actúan ~nhre el mil,mo laúu Jd fnlt.:ro, aetuam.lo la fucu.a resbtiva sobre un brazo de palanca m:.b corto que el de la fuerza aplicada. de modo que la ventaja mecánica es superior a l. Un ejemplo es la. conlracción t.le los músculo~ s6h:o y gastrocnem10 para que una persona se ponga de punl i llas ( figura 4.3 ). Gracias a la ventaja mecánica. cuando el cuerpo está parado 11 asciende a velociJad constante, la fuer 1a aplicada por los músculos e,;; infcrior a la fuer la resistiva (peso corporal). Palaul'.a de tac~ra das,,.: Palam:a c.:n la que lu!-. fuerzas apl'icada y resistiva actúun sobre el mismo lado del fulcro (figura 4.4J, pero en que la fuerza n:~isli va actúa sohre un brazo de palanca mayor que el de la fuerza aplicada. de modo que lc1 ventaja mecánica es inferior a 1. Debido a 1:t haj·1 ventaja mednicu, la fuerza aplkada ~,c. r los músculos tiern: qu.:- ...er mayor yue l 1 fuerza resistiva
1
CIENCIAS DEL EJERCICIO
Planos anatómicos del cuerpo humano La figura 4.5 muestra a una persona en la postura anatómica: erguida con los brazos bajados a los lados y las palmas hacja delante. La postura anatómica estándar del cuerpo adopta los planos sagital, frontal y transversal; se observan de perfil, por delante y desde arriba, respecti vamente, en la posición anatómi.;a. Esros tres planos anatómicos. que son perpendiculares entre sí, son úules para describir los principales moviruentos del cuerpo. Algunos ejemplos de ejercicios en estos planos son flexiones de abdominales (plano sagital), inclinaciones laterales (plano frontal) y aducción de cadera en sedestación (plano transversal).
G Figuru ·'--'· Palanca dc lcrccra clase: antebrazo durante una flexión de brazo. FM = fucr,:.i mu,.:ul:u-; FR = fuerza resistiva; MM bruo de palanca d.: l::i fuera muscular. MR brazo de palanca de la fuerza resisliva. Como M,1 es menor que Mk, FM es mucho mayor que FR.
=
=
Reproducido de Bnechle y Eork 10(XJ
Plano sagital
Plano transversal
Plano frontal
F ii;:ura 4.3. Palanca de segunda clase: flexión plantar del pie comrn una resistencia. como al pont:rse de puntillu~. F" = fuerza muscular; FR =- fuerza resist iva; M" = brazo de palanca de la fuerza mu~cular: MR = brazo de palanca de la fuem.1 resi~tha. Al elevarse d cuerpo. e l :.tntepi~. el pun to sobre el que gira el pie. actúa de fulcro (0). Como M" es rn:.iyor que MR. F,, es menor que FR.
figun.1 4.5. Los rres plano, prim:ipales del c uerpo humano en la posición anatómica.
Reprodu~1do de Ba~chle y Earle WOO.
Repr\l
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MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
Fuerza y potencia Las diferencia-; cnlre las definiciones usuales y las científicas snhre la potencia pueden causar confusión. Tal cumn suele usar..;e, potencia signiJica «\'igor. energía, capacidad para ejercer fuerza mednica o realizar un trabajm, 111. Por tanto, c1m frecuencia los términos «fuerza,, y
Definición de fuerza, potencia y trabajo l ~n general. el 115,mino fuerza aludl' a lu capaciJad de ejercer rui.:r1.a [33 J. pcrn hay rnul'l,a!> formas de meJir la foco.a (stre11gth) . El m1:totlo más evitknh'. y prohahkmente el m:ís antiguo para nicclir t:uant1tativame.nte la fut:11a l!!> Cl>l\ta.r 1.'.ltünLo pc~o In anta una persona. Otras medidas mt1s c.:ualirativ,1,;, wn la." luchas en que !ns personas mi den c..lirec1.1111ente su fuerza contra otras. cumo 1.:11 u11 pulso o en la luc.:ha d1: la cucrd;i. Recientes avances en la Lccnolngía. como el uso dc trausc.luctnre~ electrónicos, han expandido en gran medida la, formas en que se mide la ftter1a. Vi11ualmente. todas las activiJudes físicas implican accleraci•>n (aumento Je la vel0<:idad) LI desal'eleracion
. de tndo el cuerpo o c.k obJelos externo, (p. ej., levuntar y/o acelerar bolsas de la rnmpra, el cubo de la basura. un martillo. un hacha o inslrumcntal deportivo). Según l.i rclacion de fuerza velocidad, la tuerrn qui.! un múscu lo ejerce disminuye a mcc.lida que aUJ1lt'll1a In velocidad ul'l movimienlo [291 • ..,¡ bién caúa pt:rsona Jiticn: en el grado en qule! declina :-,u capuc1dad de ejercer fuerza al aurncn1:ir l.i velocidad 120!. Por 1an10. la medición de la í'u1:rza con una prueba isométrica o di.;' Vl'locidad Jenw tal ve¿ nu no:. diga mucho snbl'e el rendimknto de
68
una pcrson.1 en act1v1d.1des yui: n.:quicran ac.:deración ::i gran velocidad, como en tenis de me:.a. kickúoxi11g, c1n1ar leña o aplastar una mosca. Por esa razón. Knuttgen y Kraemer 121] sugieren una definición más específica de fucf'la (strengtli): el grado de fuerza ejercida a una velociJad de movimiento concreta. La medición directa de la fuerza a distintas velocidades requiere un equ ipamiento -;ofi<::tic.:ado. si bien las pruebas indirect:is -cnn1n medir la distancia a la que se l:rn1:1n bolas de distinto pesn- pueden suministrar infnrnrnción parcciúa relevante para los patrone:-. in tlividuales de la fuerza. Simples 0 :.ofislicada,, directas u indirectas, tales pruebas aportan mucha más información que las pruebas i~omfLricas o de kvantamiento máximo. A algunos profesionales del cnlrenamiento físico le~ gu:-ta usar el tém1ino «potencia» pnra especificar la capacidad de ejercer fucr1a a unu velocidad relativamente alla. y el térrnino .. fuerza>, (strengt/1) para rcferirse a la c:apac.:idad Je levantar 11n peso lentamente o cjaccr fuerza bumétricH 128 J. En el habla popular. potencia fí..,1ca ,uelc rcfcnrc;e n la capacidad de CJ~f'Cér f11cr1u. bl significudo li111itado de lo~ dato:-. sobre la tucr,a 1sométri1.:a y a vcliic1
(4.1)
potencia = fuerza x distancia+ tiempo= traba Jo + tiempo (4.2)
51 cambiamos las variables. queda demos-
trado que: potencia = fuerza x velocidad
(4.3)
Por e.1emplo, si una cuadrilla utili1a una poka para i1.ar 9 1nctrn~ un piano Je 360 kilograml)s hast:.i la Vt!l11Jna
decir, 3.240 1-.ilogramo"· melrn
1 -----------CIENCIAS DEL EJERCICIO
la cuadrilla h.: costó -W ~cgunJu::, tl,tr t:l piano, lu rnedia de potencia sería 3.240 kg-m divididos por -W segundos, es decir. 81 kilogramos-metro por segundo. Un caballo de n1por e::, i!wal a 249,4 kilogramos-metro por segundo. con\) cual la cuadrilla habría generado 339 vatios. (l)TJ10 la cuadri lla tira de la cuerda Lle la polc.1 intermitentemente (es decir. llrar de 1~ cue: da, descan!-.ar, y asir la cuerda un poco mas ambal. para medi:1r una producción de potenci_a de 339 vatios, la potencia ejercida durante las tases de tracción es considerablemente mayor. Por esta razón. duranie la mayorfa de las actividades. el pico de potencia es mucho mr~yor que la ml!dia tk la potencia. 51
<1
Trabajo y potencia en wtidades del SI En e l Sistema Internacional ele Unid ades (abreviado en SI, del francés) [231, la unída
para comparar el equipamiento cllan
grac.:ia, hay que c.Hferenciar entre consumo de potencia y producción d1.: po1enc.:i:1. Como los motores no son totalmente eficaces. el consumo de potencia ele un motor eléctrico es mayor que su producción. Por t:mt~. es más .re!evante comparar la potencia producida por d1st111tas mtiquinas que su consumo. La tabla 4.1 aporta factures adicionales para convenir las unid::iJes rradkionales en unidades del sistema in1ernacional.
Tralu110 y pocencirt durame La actividad física La produt:ción de potencia es releva11te en las ac 1, vidades cort:is y largas del hombre. H rendi-
miento de acliviJades neróbícus como el atletismo. la natación y el ciclismo de11de de la t:;ipuc1dud par:i. mantener la producción de potencio mediante la oxiJadón Je energí::J. Durante una carrera, la mayor purte del trahajo rnednico se hace tev::w1andu t:l cuerpo en cada L.uncada, y una proporci<ín menor :.e emplea para l:l aceleración ho1i1on1al. El trab,~jo vertical neto por zancada realizado por lo, músculos t:s igual ul peso uel rnerpo por Ju di!>tam:ia vertit::Jl que se levanta e l centru Je rn~u,u dd cuerpo. La media de producción de potcn,.:ia duro11te un tiempo dado e!> igual al pc~o Je! cnerpo por la Llislam.:ia verti<.:al recorrida por zancuda por el número de zancada~ durante el intervalo de tiempo cJi viditlos por el intervalo de ricmpo en segundos. El fac tor !imitador en b producción Je pvll'ncia cu:rndo ltL':> actividades durau varins minutos o má~ es la rnpm:idaJ del sislt:111:1 circu latnrio paru aportar oxigeno a los músculos activos. F.I niecanismu generador de energía en la" mitocondrias Jebe ser 1arnhien c:ipal de uli li1ar el oxígeno tjue llega al 1ejid1> 1m1,;cul:.ir. El c:ue ,-po no es muy eficiente. por lo que rnucha tic la energía gL'nernd:1 durante la actividad t'í,;icn se di.')ipa en rorma de caln1. Nurrnalrnenic. la t:fica<.:ia de la act 1vidad muscular es th:l 20% -J01h [24J . Por Lant1). la energía co11::,umida e" ca:-i cuatro vecc::, el lr:1 bajo rnednicu producido. La pruuucción de potcm:ia lamlm:n es cru t·1al para los esfuerzos físicos rnuy cort~)s . N ~1meroso1, deportes rt.:qu ierl!n que d depor11sta eJcr,a unu fuerza 111:íxima duranle un período cono de tiempo. por ejemp lo, ;.11 ~aliar. k111L.ar uua pe lo-. w, s:1car en tenis n golpear una pelota Lle golf (figura -1.6). De forma parecida, reali1ar. movimiento:-. de defensa, matar una mn,ca. ag11Ur u11 tcrm6rnetro. clavar un clavo y subir corrkmln un tramo de e!>c-alera, re4uic:ren csfuer10" cortm. y muy rápidos. Obviamente. lt1 potencia que se puede generar c.luranie i11tervaJo-; mL~.V cortos de tiempo es mu<.:ho mayor yue l:t potcnc1a 4uc '>C genera dur:rnte una acli viJad '>m,11.:nida. Una pcrso11~1 que puedu mantener 11na prnduccil.'>n de pnLl.!n cia de l!Jl) vati11s Jurante varios mi11utos mientr:i:. c.:orre o pedalea ul Vt:./ prnmedk 1.500 \aliu:, Llu ranll' un sallo v1.:rtical.
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MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
TABLA 4.1
Conversión de distintas unidades libras x 4,448 = newtons newtons x 0,2248 = libras kilogramos fuerza x 2,205 = libras libras x 0,4536 = newtons kilogramos fuerza x 9,807 = newtons newtons x O, 1020 = kilogramos fuerza pies x 0,3048 = metros pulgadas x 0,02540 = metros
pacidad Je ejcm:r tuerza a cualquier velocidaJ Je movimiento. Por tanto, lo-. ténninos ,, fuer,a J gran velocidad» y •
ona. Se puede distinguir entre personas que destacan en la fuerzn a haja velocidad ) las que se distinguen en la fuer,n a gran velociJaJ. E,tas mediciones pueden ser útiles para itkntilicar punt
millas x 1.609 = metros pies-libras x 1,356 = ju lios pies-libras por segundo x 1,356 = vatios caballo de vapor x 745,7 = vatios millas por hora x 1,467 = pies por segundo millas por hora x 0,4470 = metros por segundo grados x 0,01745 = radianes
La mayoría tk los cjcrc1c1os generales de forma física. como la calistenia. el entrenamiento con pe,as. la natación y el yoga. .,e practican con relaliv.1 kntituú. Por esa ratón, tales ejercicios tienen una aplicadón limilnda para mejorar la velociúad y la potencia. Los ejercicios más apropiaJos para mejorar la producc:ic5n de potencia <,on los espnncs. salto,. ejercicios \
mbargo, ,. fuerza» alude a la ca70
1 ii.:ura .J.(,. 1 3 proJu.:ci11n Lle polenc1u e, cruc1:1l parad \\1'1111,' Je gulf porque debe ej.:r.:-cr,e futr1~ ,1 gran -efl,d,l.td.
1
CIENCIAS DEL EJERCICIO
la'> apt1lutks pvtenci::ilcs para J1::.tmt.1::. :.ii.:tiv1dude:-. fü,ica:-.. Por ejemplo, una bailarina que c.Jestnque en 1:1 fuerza a gran velocidad tiene c.:apucidud para llar grandes saltos. Un patinat.lor que de~arrolle mucha fuerza a gran velncidaJ puede enLrenar dando saltos múltiples con girn. La fuerza a baja velocidnd es útil para muchas actividade'>. como levantar y mover objetos pesados. camin:ir con una mochila pe::.at.ln o so~ortar f ucrzas G en un c.:aza.
él fuerza no se puede de!>c.rtbtr i:an ütí ún ico valor. Las persona,; no fülo s~ di ferencian en la fuerza relativa de distintas partes del cuerpo, sino tamolen 2n la fuerza relativa a distintas veJoddade~ de movimiento
L
Cálculo del trabajo en un entrenamiento resistido Habitualmente, una sesión de halterofilia se cuantifica sumando el producto dd pesll levantado y el número de repeticiones por tollas las series de ejercic ios realizados. Par;i evaluar t:On precisión el Lrabajo implicado en una sesión de levantamiento, sería necesario medir tu disLam:ia vertical que el peso se desplaza por retit:ión. El trabajo por serie de ejercicio es: trabajo= peso x distancia vertical x repeticiones (4.4)
En d ca.so de un ejen:icio con pesas libres. se puede medir la diswncia verLical desde el suelo hasta la barra en el punto más hujo y más alto durante el movimiento del ejercicio. La distancia vertical recorrida por el pe::.o sería la diferencia entre ambas mediciones. En el caso Je una máquina de placas. se miden lus puntos inferior y superior del recorrido de la máqui11:1 d,,ran te una repetición del ejcrckio (ti gura -L7 ). F.srns mediciones se pueden hacer con la pesa menor de la fila porque la distancia veni cn l recorrida por el pe::.o duranLe un ejert:icio dado debería ser casi el mi~mo sin importar el peso w,auo. Con el uso dt.d sistema tradicional de EsLados Unidos, el peso se
calcul::uí::i en libra" y IJ d1:;tancia cu pit.:::.. hi el sistema internat:ionaL el peso se me
Umar el peso del cuerpo al peso de la sentadilla. ya que la mayor parte del cuerpo se lev::inca en c:.ida repetición. Si la mñ.4uina del press de piernas requiere levantar una filn ele pesas, In resistem.:ia puede comprender el peso de ta fila de pesas y la parte de la máquina que ,ostiene las pesas. Sin embargo. en una maquina ind inada de prc:ss de piernas. donde el asiento se desplnzu en un ángulu en ve1. de verticalmente. debe hacer~e un ajuste para determinar la re~istencia real. Por ejeniplu. si el peso c;e desplata sobre nu1es en un angulo de 45 grados. la re~istencia real es -,6Jo el 70% del peso del asiento mfü, el tic las pesas. En el caso de que los raíles del asien to adopten un ángulo de 30 y 60 grados respecto aJ suelo, la resistencia real es un 50% y un 87%. re-,pcctivamente. del pe<;o del asien to y las pesas. Todu per"ona interesalla t.::n los cálculos preci'ios puede elllplear la ~iguiente ecu:tción. en la que el ángulo es el formado entre el suelo y el rníl sobre t:l tual se desplaza el asiento: resistencia real = seno del angulo entre el suelo y el raíl x (peso del asiento y de las pesas) (4.5)
La función Jel seno existe en la mayoría de las calculadoras. y el ángulo del raíl respec to ..ti
suelo c;e mit.le con un tranc;portadnr. Si el peso se desplaza verticulmcme, el ángulo del raíl es 90 grados. y su seno es 1. Pur tanto. para desplazar el peso verticalmente. no se nei.:esitan ajustes. i1
MANUAL NSCA FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
11·gur·, ..¡ 7 Cálculo Jd trahajo duranre un ejercicio resistido. Si la clavij:i ,e ,i1ú:1 l'll 40 ~ilugr:unll,, m, = 78 cm. Y m, = 129 cm. la d:~t:m~ia ·r~corridJ es 129 cm 78 cm = 51 cm x (O.O I m/cm) = 0.5) m. y 40 kg , 9. 807 N/1-g = 392 N. ¡::¡ Lral'>aJO Je IO r.;11c1t1nes se calcula u,:indu ht c,·11ac1
Trabajo y potencia en los movimientos de rotación La expo'>ición precedente sobre trabajo y potencia se relaciona con situaciones en las que se ejerce fuerza sobre un objeto que se desplaza de un punto a otro en el espacio. Trabajo y potencia también intervienen cuando un objeto gira. aunque no se despince por el espacio. El ?esplazamiento angular es el ángulo que descnbe un objeto al girar. y suele medirse en grados. La uni1fad del Sl para el ingulo es el radián trad). que equivale a 57.3 grados. La velocidad de rotación
i uual que la unidad empleada para man ti ficar el b ., trabajo: sin embargo. en relac1on a l torquc. 1us newtons cuantifican la magnitud de una fuew1 -cuya línea de acción no pasa por el punto de pivote- que actúa haciendo girar un objeto -;obre un punto de pivote. Por el conLrario. en el caso del trabajo, los newtons cuantifican unn fuer.7a que actúa
despl. angular,ad
(4.6)
,
_ _ _ _ _ _ _ __ 1 CIENCIAS DEL EJERCICIO
La:, vdodJaJel) a la~ qt1c: :-,e ejc!I'Ct! la rui;aa vurian con~iJcrublemente según las activiJade~ Jiarias 1 deportiva:.. Alguno,; movirnienlüs corporales se mantienen a velocidades re)Jtiv:imentc bajas debido a la elevaJa re:.i~tcncia. Por ejemplo. cuando una persona empuja un coche averiado, la masa del vehículo opone resi~tencia a la act:krnciún. Cuando un lim:11u111 Je fútbol americano empuja a un contrario, b masa y la fuerza del oponente ofrecen resisrencia. En ambos ejemplos, la fuerrn a baja veloci
te poca resistencia y e l movimiemo se produce n gran velocidad en puco liempu. uandu rn,\s importancia a la fuerza a gran velociJa
rclati vamente ligeros en la manu. como una pala de tenis de mesa. una raqueta de búdminton, ele. Al ofrecer poca resistencia a la inercia, cMos ubjetrn, ligt!rOs alcan.wn mucha velocidad en poco tiempo. Por tanto, la capacidad Je l deporli:-t:.i para ejercer luerzu mientras se mueve a velocidades relat1v:1ment1:: ullas se vuelve muy impo11ame 1331.
de más unidade:. motuta!> en una contracción: (2) el recltnamiento de unidades motora, más grandes. o (3) el aumento del ritmo de activación de las uniuades motoras. Durante las primeras semanas Je entrenanüemo resistido, gran parle Jel aumento ele la fuerz::i se atribuye a adaptaciones neuralcs, mediante las cuales el cerebro aprenJe a prouutir más fuer7.a con una masa dada de !ejido muscular (27) Por tanto, las mejoras iniciales en In fuerza de los programas Je entrenamiento resistido suelen superar d porcentaje del :rnmento de 1amaño de lns fibras muscu lares 132]. Con frecuencia. quienes inician programa::.
nl.!urales sean mtís r:'ípi
Area transversal del músculo En general. la fueua tic un mú-.culo c.<;tti 111:is rclacjonadn con su área transversal que con su vo-
Factores biomecánicos
lumen [ 18. 32]. Consideremos el ca,o Je dos músculos con la misma irea trnnsvt.:r:,ul pero con
de la fuerza
distintas longi1udes. El músculo rná:-. largo Lt:.:nJrá mth volumen y pesn, pero la misma fuerza. Pen:-.emos también en e.los mLhculos de igual peso y volumen . pero uno 111ús largo que el QIJ·o. Con el mismo volumen. el músculo mfü, larg.u tendr{i un :irea transversal menor y. por tanto. menos fuern. Teniendo en cuenta estas consideraciones.
Varios factores biomedn ícns se relac1011:111 con In fuerza física, como el control neural. el áre.i
mL1sculo. la estruc1ura de la) fibras mu~culares. la longitud del mú,cnlo, el án gu lo urticular, ln velocidad de con1r.1cL·Í\ín dd müscul11. la vduciJad angular articula, ) la masa corporal.
Lrans, ersal Jel
Control neural La producción Je fuerza Je un múscui1J C\lÜ determinada por signos neurales envi, p1 ,r el ce rebro que e"pecifican cuün!Js y cu:íles Je la:- unidades motoras participan en una cuntracción mu~cular 1reclutamiento) y el ritmn Je ,tl'livación de dichas unidades ( frecuend:i¡ [0 J. f.:t l'ul.!rln muscular aunu.:nlu mediante ( 1) l:t participa,.:ión
fuerza un músculo esüi má" or:tér por su area transversal p<;>r Laminada de
·üvi:
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MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
su volumen. Si todos los ciernas parámetros son iguales, una persona mas alta presenta un área transversal muscular menor y, por tanto, tiene más dificultad para realizar ejercicios resistidos ron el peso corporal que una persona más baja y con la misma masa muscular.
Estructura de las fibras musculares En las pruebas, los tejidos musculares han demostrado capacidat.1 para producir de 16 a 100 Newtons por centímetro cuadrado de área transversal durante contracciones máximas (2, 12, 13, 25 J.
Parte de esta variación tan grande se debe a la estructura de las fibras en el músculo (figura 4.8) (9, l J J. Los músculos penniformes muestran en sus fibras musculares una estructura similar a la de una pluma, con dichas fibras dispuestas en ángulo respecto a la dirección general de contracción del músculo. El ángulo de distrihución penniforme es el ángulo entre las fibras musculares y una línea imaginaria entre el origen del mtísculo y su punto de inserción; un iíngulo de Ogrado<; significa que no existe distribución pennifom1e. Varios músculos del ser humano son penniformes f9]. Con frecuencia, el ángulo penniforme es de 15 grados o menos. Una vemaja de la distribución pennjforme es que se distribuye mác; masa muscular cerca de la articulación, lo cual reduce la inercia rotacional que dificulta la aceleración de la extremidad l5]. Por ejemplo, la distribución penniforme pennüe que la mayor pa11e de los músculos de la pantonilla se sitúen cerca de la
M. Deltoides
/
Radiado
Multipenniforme R: Glúteo medio
L: Recto del abdomen
()
Bipenniforme Longitudinal
B: Recto femoral
U: Tibia! posterior Unipenniforme
Fi)!ura -l.l!. Es1ru1:1ura de la~ tibras Je distin1os mtísculos. RroJucido Je B.iechle y Etlrlc ZOO() .
74
1
CIENCIAS DEL EJERCICIO
rodilla, reduciendo así la resistencia inercial al correr. Cuando un músculo se con trae, el ángulo de distribución penniforme puede cambiar. por lo general aumentando a medida que se acorta el músculo. En comparación con otros músculos. los penniformes parecen tener más capacidad de contracc ión muscular a mayores velocidades . sobre todo cerca de los extremos de la amplitud articular. Sin embargo, un músculo penniforme puede ser menos capaz de generar fuerza isométrica, excéntrica o concéntrica a bajas velocidades [31 ]. A pesar de la compensación de la distri bución pennifom1e, esta disposición de las fibras ofrece suficiente ventaja a la mayoría de los músculos como para que casi todos muestren una estructura penniforme [9].
muestra su longitud en reposo, porque en esta situación la mayor proporción de filamentos Je actína y mi osina son adyacentes entre sí (figura 4.9). Como resultado, un músculo genera m::íx ima fuerza con su longitud en reposo [14) . Una menor proporción de filamentos de actina y miosina se encuentran uno junto a otro cuando el músculo se estira por encima de su longitud en reposo. El músculo no puede generar tanta fuerza como en reposo porque hay menos estructuras potenciales para los puentes cruzados. Y cuando el múscul o se contrae por debajo Je su longitud en reposo. los filamentos de actina tienden a solaparse. y de nuevo clisminuye el número de estructuras para los puentes cruzados. Por tanto. la fuerta se reduce cuando el músculo se elonga o acorta respecto a su longitud en reposo. Los entrenadores personales que ofrezcan resistencia manuul a un cUente deben variar la resistencia aplicada durante el movimiento para aJecuarse a los cambios en la capacidad de fuerza del mfü,culo. Por lo general, un cliente pueJe ejercer
Longitud muscular Se dispone de un máximo número posible de estructuras de puentes cruzados cuando un músculo
_ _ _ Sarcómera
Fllamento de miosína
Filamento de actina / Puentes cruzados
1
1111111-1-11111-I- - - i ' -- -11-11111
En reposo
(ffHH
1111111-1111111
flllflt-lll!HI
1111111
1111111
111111 I
lllff~
1111111
1111111
- ----1-----
III II II
/\ /\z~na Hj\ /\ /\z~n:H/\ / 1
Banda ! /
Contraído
LíneaZ /
Banda A
Banda I
Banda A Banda 1
1111111
1111111
1111111
1111111
1111111
1111111
1
1111111
1111111
1111111
1111111
1111111
1111111
1
1111111
1111111
1111111
1111111
1111111
1111111
1
Banda 1 Banda A
Banda 1
Sarcómera "\
H
La zona desaparece
Estirado
Banda I
H
La zona desaparece
1 1
1
H
La zona desaparece
1111111
1111111
1111111
1111111
1111111
1111111
1111111
1111111
1111111
1111111
1111111
1111111
1111111
1111111
1111111
1111111
1111111
1111111
Fi¡mra -1.C>. lnterm:ción emre Jo, t'ilamento~ de m::una y mio~ina C1Jn el mú~culo en reposo, contrníuo o esurado. L:i fuerza muscular es mayor cuando et músculo mue~tra su longitud en re¡x,so por el mn),or número potenc1:1I de puerues cru1ado~ de octina-mio~i nd.
Reproducido de B,,echlc y Eurk ZOW.
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MANUAL NSCA. FUNDAMENTOS DEL ENTRENAMIENTO PERSONAL
más fuen.a en la amplitud rncdia 4uc en los extremo-, del grado de umplitucl de un segmento corporal. Esto no e, m,í en todos los segmentos corporales. Por tanto. In mejor es ofrecer -;uficiente resistencia manual al 1t1ovimiento para mantener la velocidad dentro de una amr lituJ. y permitir que la fuerza varíe de acuerdo con la capacidad del cliente.
Ángulo articular Virtualmente. todos lns movimientos corporales se prndut:en mediante rotacion Je las articulaciones. fatas rotaeinncs puedan ser difíciles de apreciar cuando la mano o el pie se mueven en línea recta. Sin cmbargt1, una cuidadosa nbscrvnción revela que el mov1m1ento lineal de lu mano o el rie es prn
t:irni<.:nto tlc (a-; <.:npucidaclcs dr lm, mtisC11l
trul'turas artit:u larc:-. internas. Otro-; factores que nrect.1n a In <.:apaciJad de 1orq11L' en una a1ticulación com:rcta '>Ull el tipo di..'. cjl.!rcido (i'-Oll'inico. isornétrico, etL.). la Jire<.:ci6n tkl 11111v11111i.:11to (extensión o flexión) y la vdt>CiJad angular. En d c.tsu del movimiento e.le unn :.u·ric11l::11.:1c)n concn.:tJ, lus velocidades alLas Je..: mLwi111ic11lo '>l' ,bocian con una mt.:nor capat:idad
iderahlcmcnte del patn111 de m:.íx i ma fuert.a mu,L·11h1r por , aria" r,11.unl':-.. Primera, el hra10 Je pala11L"a dd 1nú..,culo varía mediante el movimiento al tic1npo qu,: cambia el e_1e de rocnc1ón y la posicion de los tendone~. Por eJemplo. :il pnn 76
c.: 1pio y final dt:I grado di; mov1hd:.1c.l art1cul.u del c.:uJo. la ruL'rza que los mli,rnlo:-- tlexun!.s ejercen debe 5er 1nuchn mayor que en el punto medio del movimiento para generar el mismo lOrlJue. Dit.:ho Je otra forma. una fuer,a dada generada por los llexores del codo produce menos Lorque en los extremos de la movilic.laJ articular que en el punto medio. Otra razón
ar1:c.:ta a la can Liclac.J ele fuerrn con que contribuyen. Por ejemplo, tanto el gastrocnemio corno el sóleo son flexores plantares del pie. El gastrocncmio es un músculo biarticular, que cruza las articulaciones del tohillo y la rodilla. Por tanto. está rl'lati vamente tcn,u C\tandu la rodilla está extendid:i y rela1ivurnc11Le l.1xo cuuntlo la rodilla est.i lle,ionatla. En cumparaci6u, d 111ús<.:uln ,611..'.o sólll 1.:n11a unu urticuluci6n, la del tobillo. por lo que la tensilin el<.: e:-.te 1míscul11 no e-,tá afectaJa por d ángulo Je la rodilla Ras:in donos en esta:-. con-;iJeraciones. la maquina Je 1riceps surnl cu ,etkstación ~,1,i 1x:nsada p~irn trabajar el süleo 111,ís qt1c l'I gastrocnemio. Cuan do una pt'rsuna se sienta con la-.. mtlilla, lkxinnaJus, el gastrocnemio ,e rela1a hast.1 el gr:ic.to de no poc.Jer ejercer mucha fucua. Pnr tanlu, el sóleo se ~nn\iierte en el principal responsable <.k la flexión riantar del pie. Dt: fom1a parecida, si se pone el anlié sobre un step relativamente al to y se sube. el sóleo hace la mayor parte del trabajo de flexión plantar del pie. porque el músculo gn-;1rocncm10 cst6 relat1vamcnte la.'-º· Una rnLón final de la llit'erenci::i entre el patr6n de rn:ix1mo tnrque muscular como funci<Ín dd ángulo articular y el patn)n
1
CIENCIAS DEL EJERCICIO
sino también a.l patrón de la capacidad 111.lx1ma Je torque en la flexión de la rodilla. consider:mJo esta acción sobre el propio ángulo de la rodill:.t [351.
Velocidad de contracción muscular La fuerza del 1mísculo
arrotlnr la veloc idud-fuerzu Je un c liente, el entrenador persona l puede añadir un enu·ennmienlo de esprines con intervalos a un programa
Velocidad angular articular El torque generado por la ruera1 Je cont racci<'>n muscui:u varía con 1u velocic.Iad angular articular de manera específica y relat:ionatla con el tipo Je acción mu-;cular. Durante un ejercicio concéntrico isocinético (vclociJnd angu lur artícultu· rnnstante). e l torque máximo disminuye u medida qlle uument,1 lo. velocidad angular. Sin embargo, durante el ejen:icio excéntrico. a medida que :iuinenta la velocidad angular anicul:.i.r, e l torque máximo aumenta hasta que la , eloci
<:id angular>
anicular alcanz:1 uno!\ 90 grados pt1r segundo ( l .57 rad/:.), y luego declina gradualmente [20]. Como resultado. la máxima fuerza 111u..,cular puede obtenerse durante o.c.:ciones musculares excénLricas. Por eso. algunos clientef. tal vez recurran a los movimiento:- excéntrico:- para entrenar. Por Jo general. hacen csw bajando un peso mayor que el que suben, y recabando lu ayuda de uno o dos vigilantes para levantar el peso en cada repetición. Lo::. ejercicios sin pes:is tambi~n tienen componentes excéntricos. dur:inte los cuales se pueden generar fuerzas muy altas. Por ejemplo. si una persono desciende
Relación entre fue rza
y masa
La relaci<Ín en tre fuerza y masa equivale a la fuerza que ejerce una persona tlurante un movimiento concreto dividida por la masa del cuerro. Se muestra así la ,apaciJatl parn levantar y acelerar el cuerpo. y es especialmcllle impnrtante en actividades que implican el movimiento Je todo el cuerpo, como esprines y l>:lllos. El entrenamiento
Onas interesada:- en mejorar su i.:apac.:idad de Jt.:spla7ar el <:uerpo, cumo csc:iladorcs. rutboli,tas. gimnasto.s o incluso personas :.incbna:- en actividades ele la vida diaria. l!S importante aumentar l.1 fuerza en mayor medida que la musa corporal. L1 mnyoría
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ejercicio aumentarfo ,;u fuel7a al tiempo que mantienen o reducen su masa corporal. Sin embargo. lo~ deportistas muy en forma Jebcn tener en cuenta si los ejercicios que seleccionan añadirán más masa muscular que aumento de l:..1 fuerza de los músculo,; clave de un deporte dado.
na relación mayor entre hierra ~· M.J sa suele significar una mejoría d.e l.:1 forma física, sea en el tr'abajo, el depm l~ o la vida diaria. No todos los pr-0gramas de ejercicio mejoran la relación emr~ fuerza y masa. Si un régimen de eQtrc-na miento aumenta la masa corpor9I en mayor medida que la fuerza, declina la 1~lli ción entre fuerza y masa
U
Fuentes de resi stencia a la contracción muscular Las ruent~<:: más corricmes de resistencia qu~ cxperiment:l el cuerpo durante el ejercicio ~on la ~ravedacl. la inen.:ia. la fricc:1(m 1~1 resistencia
en muchos tipos de ejercicio.
varían mucho. los objetos pesan casi lo mismo en cualquier punto del globo terráqueo. No obstante::. las variaciones en el peso son mensur::ihles y pueden afectar al renJimiento físico. No debe confundirse el peso con la masa. Un objeto tiene la misma masa (es decir, el mismo número de protone,, neutrones y electrones) dondequiera que esré. Sin embargo. su peso es lu fuerza gravitacional que ejerce la masa, que e::. la masa del objeto por la aceleración local debida a la gravedad. Este efecto es más apreciable cu::indo comparamos el peso de un objeto en la tieITa y en ulro cuerpo celeste, u en el espacio. Por ejemplo. en l:i tuna. un objeto de una masa dada pesa !>ólo un ":>e'
Ap/ícacio11es d,d e11rn 1111111u•11to 1
con peso líhr<'
Gravedad Todos los objclus tiencu ma-.a y, por tanto, ejer cen fuerza de gravedad sobre oLros objetos. La fuerza de atracción entre dos objetos es proporcional al producto de las masas de lo-. objetos e inversamente proporcional al cuadrado ele lu distancia entre ello:... F.:--to signifo:a que a ITleditla que aumenta la diqunc.iu entre dos objetos. la fuerza tle la gravedad disminuye mtls acusadamente. Como la tit'n-a es enom1e y esd m5s cerca t.k no:mtros que c11nl4uier otro objeto celeste. su tracción gravitacinnal supera la de cualquier otrn objeto. Como las Jistancia" hasta el centro de Ju tiena desde distintos puntu-; Je ,u supcr1icie no 78
La fuerza ejercida por la gravedad snbre un ohjeto siempre actúa en sentiúo descendente. El hra1.u t.k palanca de un pe~o siempre es huriwncal porque. cuando genera un torque. el brarn de p:tlnnl'a es. por definición. perpendicular a la líni:a ti~ ncci6n de la fuerza. El torque sobre una articulac16n dada del cuerpo cuando se sostiene un peso es el pruJuctu del peso y ln distancia hnri tonta] de e,e peso re<;pecto a la artil:ulación. Aunque el peso no camhie durante un lev::intamiento, ~u distancia hori1.1)nt:il respecto a una articulación duclu casi ,;iempre cambia durante el movimiento. Cuando el peso e~ti más lejos de la artkulaci6n en posici6n horizontal, ejerce un torque de mayor n.sistencia: y cuando honzontalmente e-;t.í m.i:..
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CIENCIAS DEL EJERCICIO
cerca de la articulación ejerce un lorque de menor resistenc:w. Como ejemplo. durante una flexión rnn mancuerna, la distancia horizontal enlre la mancuerna y el cotlo e:-. mnxima (figura 4.10). En esa posición. yuien se ejercita debe ejercer un torque muscular máximo para levantar la pesa. Mieou·as el antebra¿o gira y 'iC aparta Je la horizontal. en dirección ascendente o d1::sce11d1..mte, el brazo de palanca disminuye y lo mismo el torque Je resistencia generado por la mancuerna. No existe torque resistivo cLwnJo la pesa ¡,e halla direciamen~ le encima 1) debaJo del codo porque el braw del momento horizontal presenta un~L longitud cero en esas posiciones. La formo en que se reali1.a u11 ejercit:io puede afectar al patrón de resistencia dd lnrque y disuibuye el trabajo entre los grupos Lle n1úsculos. Por ejemplo. durante la semadilla, una mayor inclinadón dt::I tronco hacia delante desplaza el peso mfü, horizuntalment0 respecto a la ca
Figura 4.10. La di~tun\.'1.1 (D) huri/.flnl:il desde la m:111c11~rna hast:1 d codo ca111b1:1 durante 1:'I ,n1,v1m1ento de 11c,..ic1n, lo cual tambic':n motl1fica el 11,rquc c:jl'l"l:Íd<J por el pem (W) dt: la rn,m cui;rm,. Rwdu,·1uo Je l.l,1e,hle y t:.,rlc lOU
Como las personas di licren en las propnrcinncs corporales y en la fuerza relativa de lu-; <.listi nto::. grupos de mú~culos, In técnica óptima para realizar levantamientos y otras aclivida<.les físic::is varía de una persona a otru. Las modificaciones posturales pueden despla1..ar la resistencia de los mú::,culos que son relativamente débiles a lo~ que son relativamente fuert es. Las personas siguen el principio de menor resü,tencia y por Jo general estas modificaciones ¡,on im,tintivas. Sin embargn, se requiere el ojo exrcno de un entrenador personal pnra encontrar la técnica m;ís adecuada para cada persona. Las 111oddicaciones en la técnica del ejercicio se usan parn rc
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,itúcn detrás o delante del centro de la masa del cuerpo y la barra de pc'sas, -.,in provocar una caí-
da. Si una lesión de espa lda exige que se evite parte de la tensión sobre la e::ipalda. lo!> pies pueden adelantars,e 30 centímetros o más respecto a su posición normal. Un levantador en la mi:,ma postura con un peso libre se caerfa, pero la máquina Smith lo impiJe porque los raíles restringen el movimiemo horizontal. Con los pies más separados, el tronco se mantiene m::ís erguido. Eso reduce el brnLo de palanca hori?ontal en la región lumbar. lo cual reduce el torque que deben generar los músculos de la espalda. Al mismo tiempo, aumenta la longitud del brazo de palanca horizontal en torno a la rodilla, con lo cual el cuáJri<.:eps tiene que trabajar trnís. Si no se dispone de una máquina Smith, 1:1 scntadi lla por delante puede emplearse para lograr un efecto parecido, aunque menos pronunciado.
usaba una leva de radio variable para modificar la longitud del brazo de palanca a través de una pil:1 de discos de pesas en roda la amplitud de movimiento articu lar. Se dijo que ofrecía un patrón deseado de resistencia para ajustarse al patrón individual de capacidall de torque (figura 4.11 ). La idea era ofrecer menos resistencia en segmentos de la movilidad en los que los músculos no pueden ofrecer mucho corque, y mayor resislencia donde los músculos pueden aplicar mfü, torque. La base teórica era que todns los músculos tienen básicamente el mismo patrón de capacidad de torque para un movimiento dado. y que el movimiento de elevación tiene que hacerse a una velocidad lenta y regular. Los estudios han demostrado que las máquinas basadas en levac:; logran su cometido de ajust,u· los patrones habituales de capacidad de torque sólo e n un grado limitado, y en ocasiones ni siquiera eso í I O, 19].
Aplicaciones del entrenamiento con máquina resistida de pesas La g1medad es la fuente de resistencia en las máquinas de pesas. al igual que en el caso Je las pesas libre,;, aunque en este último caso la dirección del movimiento t:s rdativamcnte libre, y el patrón de resi<;tencia en cada articulación del cuerpo depende ele c<'imo afecla el patrón de movimiento a la distancia hnriLontal entre cl peso y la articulación. En contra!--tC, la dirección y patrón Je re:-.istcncia en las máquinas de pesas se manipulan con palancas, levas, poleas y cables. Eso dificulta la determinacilÍn del nivel real y el patrón de resistencia. La fuerza de resistencia no se suele poder determinar con números inscritos en las pesas a menos que un sujeto pese disco a di,co y analice el sistema de palancas. Si los mangos de una nu1quina resistida de pesas están conectados con las pesas mediante un cable que discurre sobre una única polea. como en la mayoría de la!> máquinas de tracción descendente. entonces la resisLcncia equivale al peso levantado y es constante durame el movimiento del ejercicio. Si existe una leva de radio variable en el sistema. entonces la re..,istencia es variable y no puede Jeterminar-;e con exactitud. Si los mangos s;e conectan con la:, pc..,as mediante una palanca, la resistencia real es de nuevo una variabk Y no se puede determinar sin un análisis cuantitativo del sistema de pul:mca. Durante la década de 1970. Naucilus Sporr,;/ Medical Industrie·\°·· p0pulari1ó una má4uina que 80
Punto de
pivote
Cadena
Pesas
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Figura 4.11. En m,iquina~ de pesa, basada~ en leva~. el hrnw tic palanca l~l l ~obre el que :ictua el peso (d1s1anc1a honzonlal entre lü ..:aden.1 y el punh> de pi vote) varia durante el mnvimiento del ejer.:icio. Cu.muo la leva gira ele la po~1c1ón 1 ,1 l.1 pc,,icitin 2, aumentad bralO Je palan,·a d,d p.:so y. pur tanto. la n:,i~tcm;ía tlel ton.1uc. Rroduc1Jo de Baoc hle
~
Eade l(~W)
CIENCIAS DEL EJERCICIO
Aplicaciones a orra.\ accn irlude.) físicos Cualquier forma de cali¡,tenia es; l1dsic:.11nt.:nte un ejerciciú practicado contra la resistencia de la gravedad, aunq11e existe resistencia at.li<;ional de la inercia y las propiedades elüs1 icas de rnú~cu los ) tendones. Cat.la segmento corporal de una persona tiene una masa dada y una local1a1c1ón del centro de In m~a. Cu:mto más aleja
e cansan mucho m:.ís rápido cuando los bnuos se m:intknen en b horiL.ontal en una cla~c de baile o uerúbic que cuando se mantienen más bajos. El conocimiento de la relación de la pn~tura del cuerpo y el torque de resistencia pem1ite al entrcnaJor personal contrnlar el nivel de dificultad de un ejercicio. Por ejcmplu. la resistent:ia que los flexores de la cadera y los ahdominalcs cncuen1rtrn en el ejcrciciu dt: dcvación de las piernas pueJe rcuucirse IJexion:m
se eleva repctiúamcntl.! en el ai1e pnr Ja acción
piemas y no codo el cuerpo t.luranle el pe,Jaleo. el tam.11111 corpurnl no afecta al rendin1ientn. En el cicli,mo en carretera. el 1::imaño del cuerpo no '>upone tanta "entaja porque un c.:uerpo más gra11de gem:ra mayor resi,tcncia al viento y mayor resis1enc1a al rodaje por el :wmentu de l:1 dcfnrrnacion 1.k 1(,-, neumáticos. Aúcm,1s. cuando se pedalea cuesta arriba. el c: l1ente má5 corpulenl\) -;e enfrenta a los mi:imus i111pl!dimcntrn, Je Jesplu1.ar '>ll cuerpn <.:uestu arriba que tus corredores. 81
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El mennr dccto Je la graveJad -.e aprc.:cia en la nutación y en la gimnas ia en el agua porque lu tlotahilidad empuja el cuerpo h..1t.:íJ arriba. con una fuerza qu1:: equivale al pe,il del Jgua desplatado ror el cuerpo. Por tantu. el peso sumergiJo de lo~ dientes es ~ólo una pequeña frac.:dón de su pe'iO en tierra. l\1r eJemplo. c;in tener en cuenca el aire ~n lo'> pulmones, un diente 1.k 70 kilogramos ~on un 10' ñ dl' grac;a corporal pe-.a -;ólo -+.9 kilogramos bajo el agua. mkntras que un cliente Jel mis1110 pe!>o pero con un ~O% de grasa corporal ,<Slo pesaría 1_ I kilogramo, FI aire Je lo:- pulmonc,; '> Íí\ e para reJucir aun rn."1s el pc-.o Por tanto. el trabajo contra la gravedad se reduce al mínimo Jurante el cjcn.:icio acuátko. y la resistencia generada por el a)!ua c;e vuel\'C mucho nHb impon.111te. 1
Inercia La inercia es la re,í,tenda a la aceleración, y la aceleración se define t.:uantitativun,ente como el c;m1b10 Je ,elocidaJ JiviJiJo pN el camhi{i en t.!1 1jempo (26). Según la 'ie~unda le) de Newton. la fuerza es igual a la ma,a pnt l.1 .tt:clerac.:ion. Por tanto. dada \lila fuerza. un~1 masa menor 111ns1rar:l muyor ac.:elcracion J\dl'lll.i, "e requiere 1n.i, fuerza p.11.11.:om,l.'gui, 1111a ma) or acdera,.:i(lll .te una ma'ia dadu. Esta:- c.:on~idcral·ionc'> ,;e ,tpli c.:an direLt.11nc.:ntc a c.:uulqu1er ejc.:rckio en que c.:amhic la vdoc.:idad d1.· 1nm imienh> tk·I c.:ut.>rpn n tic un implemento. Virtu:1lrnenh:, tod1" lo.., mn\'imientos corpo rale, comprc.:!ldt.'n acelcrac..111n y desaceleración. Al com:r. por ejemplo. lns bra101, y pierna, \Ufren repe11d11, movimk1Ho, de aceleración y
r )~e/Os de la tJt,•rcia rnhn· In u
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,·1stem w
Solo n1am.l1l un ..1 ma..,a se :ip11ya l.'.11 posición e... t:í t1ca o -,e kvanta y ba¡a a un rnmn con:-.tante la fut!r'2:t de la resi,aen,ia equivale a la fuerza de la grnvcJaJ que sopona la m:ha. v la dirección de' la rc!)iStl.!n<.:ia e, <;olo de,l·cn1.k~11.·. Sin embargo. ,1 existe ,1lg11m1 .1cl.'lerac1lHl. la re!)i-.tenLi:t grav11:1 82
Lion.11 se acompaña de la rc:..istencia i11cn.:ial. La magnitud de la resi,;tencia inercial cquivak a la ma~a pnr lu aceleración. > la tlirección Je la re,1-.tenc.:ia inercial C!) upue!)tU a la dirección J~ la :icclernción. La rcsi,tencia 1nc.:rcial pueue Loincid1r con la dirección de la resistencia grav1tac.:ional. u puede actuar en otra dirccci6n. Cuando ,e le\':.tntJ un obJeto del ,uelo. éste debe aceler:irse verncal mente para pa-.ar de una posición c,t..ítica a aJ 4uinr velocidad ascensinnal. Pur tanto, tanto la gr;.ivcJau t.:omo lu inen.:,a oponen resistlc'ncia JI kvantaJor. Por eso la fuc11a apfü:ada c,ohre et objeto para que :-e mueva ve1 llc.:almemc ... iempre l.!:, mayor que el peso uel objeto. Sin embargo, una vc1. que el ohjctu comierva a m1wcr,c, lu acelcrat'i,>n n de<,acclcración vert1calc.:, ,t· ,11111;1 n n::-.w respect1vwnentt!
ballet ,al. tan t:n el aire, a veces permunccienJo en srn,pen c;1on el tiempo ,uficiente para dar uno ll más ginh completo,. Par.testar m,b tiempo en el aire } po ckr tlur giros y otras maninbras. se requicrc 1tH1, altura de salto. lo cual Jepcnde ck la velocidaJ Je Jc ... pcgue ven,,:al. Cuanto mayor sea la \elot·td.ad de
te ,;e levanlan En la, dase-; de ejerc.:1c10 en l,1s qui: los mn,·imienlw, LOrporales -.on mucho m.is rapidos. como en t'I ki<'kho.1i11g y el h1p-hop, la re..;istc.:ncia int:rc.:ial se \'11elve más importante. 1 os musculm deben eJer c~r una fuerza cnn-.ider:ihlc a fin Je acl'lcrar IJ, extrcm,Jades para que ,e 111u~va11 cnn rapidez y p.1ra tlesacelerarla<.; pni,1111:i, al c.x1n:1111i tli:I gr..1do 1.k movilidad. E...os numl·msos cambios r:ip1Jns de d1ret·c.:ión requieren mucha acelcraci1>n) Je,~1 1:derncinn. Por tanto. n11nqw.: la~ extrenudadcs en ,;í pucdJn ~er ~lativaml.'llh' ligeras. este ejerc1ci(l requil're mucha fucr1a ~I lanz,1m1ento de phalina e-. 1111 ejemplo dl· c.:ómo la resi,lcncia ofn.>ciJa durante la :.1c.:cleracio11
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CIENCIAS DEL EJERCICIO
--------de un ohjet., puede s;uper:ir con mucho el pc:so de dicho objeto. Una J:.tbalina, c:uya masa ::-.e acerca a l kilogramo de peso. puede gener:.ir m;is Je 450 newtuns de fuerzo de resistencia a un lanzador de ca1ego1ía mum.lial. El movimiento del lanzamiento se produce en una décima de segundo, y la polen,ia media supera los 3.000 vatio:, [4J.
Efecrus de la i-ariació11 <Í<' Lo acelerarnfo durante el entrenamiemu resí.)Lic/u La acekración y desaceleración se empican en lo:, movimientos de leva ntamiento «con trampa» .
En ocasiones. un halterófílo está Lan
Je! levantamiento para lkgar a una velocidad CI.'.· ro. Con este patrón de ncelcración. los músculo~ agonistas soportan una resistencia 4ue ,upcra el pt:so de la barra al comienzv del 2rado de moviliJad. pero que es menor cerca Jel final Jel grado de movilidad [221. El halteróf'ilo desacelera la barra (1) reducie11Jo la fuerza u~censional ha~to. que sea menor que su pe.,o para que éste desacelere el movimiento, n (2J oponien
Efec/0::, df la variación dt! la ac:derud
nn mayore~ y porque la ca
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trruio, una polen, una ::.amba y d hip-hnp se caracteri7.an por rucoas ba~tante mayores y una creciJa producci1·,n de pulencia. El tai chi es una forma deanes marciales que se praclica deliberadamente a una kntilud ex[rema. Por tanto, las fuerzas de ::H.:eleración son vinualmente nulas y ta producción c..lt: potencia es baja. En contraste. el taekwondo. 1111 arte marcial coreano. comprende pac:idas y golpe~ con las manos muy rápidos. adenuís de sa ltos en el aire. Por tanto, las fuerzas que genera el si,tema musculoesquelético son mucho mayores que bs del tai chi, y la producción de potern.:ia es maynr. Los esprines generan potencia y fuerzas mucho mayores que las carreras Je fnnJo. por la cadencia más r:ípida y las mayores fuer1.as de aceleración. Por tanto. el enlrenamiento Je esprínes con intervalo!:. en una pista es un meúio excelente para mejorar la fue,-¿::i de los músculos Je piernas y caderas. Incluso se trabaja la musculatura del torso y los brazos por las enonnes fuerzas de acelera~ión y la acción de.: humbeo. Adem6s. la mayor amplitud de movimiento durante.: el e::.prín en ~·omparación con las carreras de fondu supone ntrn hl•neficl() e.le[ entrenamic.:1110.
obj~to en las Cmantieneunquieto o se muev~ .s v~loc.J tambien uryª re~is uando
tnan~
-;e
dad constante, ejer.ce
tencia constante causadá por la
gr''{~
dad, y sólo en dirección descendente. Si~ embargo, la aceleración vertiqll u ho11
zontal del objeto exige.. fuerza at¡lic1Gna en la dirección de la acelerac1ón1 déacuerdo con la segunda ley de. Newton
Brackt:ting El brackí'ti11g es un tipo de entren:.imic.:1110 en el que el movin11cr111 >de un ejercicio u deporte se practica con una rt·sistencia m:b ligera y m:ís pe-
sada de lo norm.il Hl. I.a resi,;tencia inen:ial puede u,ar,e junl1.1 nm otra, modaliúades en este cntrenamiemn. Por -:jemplo. si un deportista e~prínta mientras lle\a un chaleco lastrado, la resis tencia a la acclerad1i11 aumenta, según la le, c.k Newton. Un jugador de béisbol puede entrenar con un bate más ligt:rn de lo normal p~u·a pracri car movimientos a rrnn velocidad. La menor inercia del bak m~is ligero le pem11Le moverse a mayor velocidad. Por el contrario. un bate m,1-; 84
pesado ele lo normal otrece 111ayor re~i')tencia inercial. lo cual disminuye la velocidad del bateo y nfrece mayor resistencia inercial. Este método Je entrenamiento permite entrenar el sistema neuromuscular en una curv:.i de fuerza-\'elociJad más amplia que la que permite el entrenamiento con bate normal. El bracketing 1ambién suele usarse para mejorar la capaciJac.l en actividaúes no deportivas. Por ejemplo, un cliente que desea mejorar su fonna para practicar el senderismn puede iniciar un programa de este entrenamienlo con colina:-- 111,1, bajas. cerca de cnsa, dos a seis 5emanas ante, de In e,cur,ión planeada. Después de establecer una base con unas cuantas excur::.iones con una mochila relativamente ligera y a un ritmo de marcha Je ligero a moderado, el cliente puede iniciar excursiones con una mochila más resalla que la que tiene pensado usar en sus rutas, pero a un ritmo m,1s lento que el pbneado. También se incluirían excursiones con w1a mochila miís ligera de lo hahitual, pero con un ritmo más nípido de lo nomml en la montatia.
Fricción Cu anclo Jo.., supe1ficie~ se rolan 1;ntre :--1, ,e genera resistencia dehido a la fricdón. Di,tintos aparatos Je ejercicio recurren a la f1icdó11 r:.ira generar re•.ístc.:nc..:ia, como los cicloerg6m~·trog rc,istidns c.:on cinlm o pastillas de freno , o los aparatos puru flexínncs Je muñeca con fricciún. bn c:-.tos aparntos, la ruer1a t.le n:sistencia e<. grosso modo rm· porcional a la fuerza de presión entre las <.los superficies. Sin embargo. para una serie
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CIENCIAS DEL EJERCICIO
entre la tabla y las botru,, )' de la distancia t!nlre los extremos de la tabla. Estos aparatos. que snn relativamente haratos y c1)mpactos. ufrc1.:cn una alternativa a correr. El enlrcrwmiento aeróbico y :.rnaeróbico con intervalos puede practicarse con estos apuratos. dependiendo de la velociJad Jel movimiento. La ausencia virtual de impactos en e~te ejercicio lo hace ventajnsn para clientes que ,;e recuperan de lesiones, y la especitic1daJ del movi111ienl0 ~upone un entrenamiento excelente para patinadores sobre hielo u de patines con ruedas en línea cuando hace mal Liempo o el acu:su a las inscalaciunes es problemático. Otro aparato basado en la fricción consi:-ce en un cordón que pasa por un elemento e.te frenado que se asegura a una put:rtu. a un mueble o a otro objeto estáti<.:o. La fricción de frenado puede :1.JLISLarse para aportar un amplio margen dl! resistencia. Este tipo de aparato ha sido u:,ado por la :-.IASA (NaLional Acronautics ancJ Space islrnlion) y ha gozndo de popultlridad entre los nac.tadore.-;. Su principal limitación t:s qul' ofre<.:e resiste11cin concéntTicu pero no excéntrica; .-;in embru·go, al ser portátil y relativamenle harato. res1llt..1 vcntajo~o, sobre tódo para clientes 4uc vi~jan frecuentemente.
Resistencia de los fluidos Cuan
el aire. Hay Lambién mtíquin:is de ejercicio que usan íluidos para ofrecer resistencia. En las máquinas hidráultGts. el fluido es un líquido, mientras que en la:- ,nüquinas neu máti<.:a),. el flui
f1uiJm, depende del arrastre de superficie, causado por l!J friccii)n de las moléculas ucl 11uido qu1.: ro¿an la superfi cie de u11 objeto, y del arrastre de contorno, cau~ado por la fuerza de la:- molérnlas que cjer cen pre.sión contra la parte anterior y posterior ck un objetO qul.! se desplaza por el fluido. ·rarnbién h..iy resistem:ia por la formaci1>n Je ondas. Por lo general. t:I área Lrnn:.versal /frontal) tiene e l 111avor el'eclo ..,nbre el arrastre formal: cuanto mayor ;ea el árl!a. mayor es el arrastre [34].
Aplicll<.:ium.·J a la nafcl( iún La natación es el más impu11:111te de los ejercicios acunlicos. El cuerpo ::.e enfrenta a la resistencia del líquido mienLras avanza por el agua. El nadador trata de reducir el arra~trt: forma l del cuerpo al ofrecer un :.'irea transversal mimma en la dirección en que se naua. Obviamentt:. d somalotipo del individuo en sí no deja mucho espacio para !os cambios. o. menos que M.! pierda una cantidad c.:om,id1:r:1ble de d1,í111eLro. Sin embargo. la posición del cuerpo en d agua arect:.i al arrastre incluso rmb qu.: l.1 !'urrna del cuerpo. L:na pu:, lura hori?Ontal mantenienJo el evado:, lo~ pie:, reduce el arr:.i:itre formal. Como las ricrna:, y J,,s pies suelen tener un mrnor porcenr.ijl! de g.rasa c:orpornl y un mayor porcemaje de hueso, tienden a hundirse en él agua. El nadador <.:onlran-c:,ta e::,tu tendencia dando patadas. el principal medro para mantener los pies elevados. El 1dnguJn Je ataque,) es el ángu lo del cuerpo del na
Íncronizudas empl ean esLa t11;ciün dt: «espadillco,>con gran eficacia [34J. La gr~11>a corporal m1 es un impedimento tan grande en la natari1\n comu en ejerciuos en lierra como correr o la danza aeróbica. Ello 5C ,•.khi.: a la t1otabi litlad ejercida por el agua. La grasa ci. menos densa que el agua. Como b flotabilidad ~s igual al rx;so Je::( agua Je~plazada. la 11otahilidad de l::i gra...,a e~ mayor que ,;u pesu Por tamo, la grasa ayuda a flotar al cuerpo. l:J hueso y el mtís<.:ulo son mús 85
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di.:11sm, 4u~ d agua y tienden a hunuir el cuerpo.
IJna pcr,ona obesa puede flotar ~in ningún esfuer10 mu:-.cular. mientras que una persona delgada deberá esforzar'>~ por mantenerse a flote. Cuanto más larga sea b Jistancia que se nada. más ventajoso resu lta tener una capa de gra:,a corporal por -;u valor aislante y su tlotabilíJad. En pni~bas Je larga di-;tancia en aguas ~1bierrns. corno el atravesar el C.rnal de la Marn.:ha. las ventajas de un nivel moJernúo tle grasa cnrpnral superan las tic:,,\ cnt,\jas clel :1umenw dd armstrc fonnal.
Aplica<'io11es al e¡en:icío acuúrin, d1sti11tu de la norncú'>11 Aunque la nalm:iún se con'.:-idera generalmente. d ejercicio preferido entre los de resi~tencia ofrecida por un íluido. los ejercicio~ acuático~ t.J.tcmati vos suelen ser una elección mejor para personas que no na
<.rn hie11 y no sienten inclinaci por asistir a clases de n:1ta1.:it el ejercicio acu veces llama aer adopta formas. cliente puede permanecer pie en extremo que menos cuhrc e.le la piscina an dar. clhter o jar r contra rec.if>··<íí<>ííó
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áúó<<-. cr son cambim en el cuerpo que ocurn.:11 una vez co11 cluida sesi dt: entren..unient por ejemplo. entrenamicntu rl a brgo plazo prmocn aumentos je la masa muscular. gran parte responden del incrern de l:i capacida tkl m para pru fuerza. dos .sec este capftu lo abordan l.ts adaptr..:innes inmediatas y suelen derivar dl. entrt:namiento re>-.>
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