PROF. EDGAR LOPATEGUI CORSINO
M.A., Fisiología del Ejercicio
Universidad Interamericana de PR - Metro, Facultad de Educación,
Dept. de Educación Física
PO Box 191293, San Juan, PR 00919-1293
[Tel: 250-1912, X2286; Fax: 250-1197]
Muchas personas se ejercitan de forma peligrosa en ambientes calurosos y húmedos, inclusive en un ambiente tropical como el nuestro. Debido a la falta de educación y a la propaganda incorrecta sobre las formas de bajar de peso y de hacer ejercicios, un gran números de individuos no se hidratan adecuadamente y emplean vestimentas de ejercicio inaedecuadas. Bajo este tópico se habrá de discutir la manera segura de hacer los ejercicio y la importancia de ingerir líquidos antes durante y duspués del ejercicio. Para un ejercicio seguro, hay que tambien conocer como nuestro cuerpo funciona bajos ambientes de alta temperatura y humedad. En esta sección se mencionarán las medidas y recomendaciones que se deben se seguir para prevenir una condición relacionda con el calor. Esperemos que estose a de beneficio para aquellos deportitas recreativos y competitivos.
Antes de comenzar a discutir sobre los factores termoregulatorios y el ejercicio, debemos primero defininir ciertos conceptos importantes
Sin duda alguna, es de vital importancia primero explicar lo que significa termoregulación o regulación de la temperatura. Al discutir sobre termoregulación nos referimos al mantenimiento de la temperatura corporal dentro una zona específica bajo condiciones que involucran cargas térmicas internas (metabólicas) o externas (ambientales). Calor implica aquello que produce un cambio en temperatura si se le añade a una sustancia; también significa el aumento en la colisión de moléculas moviendose al azar. El calor se puede expresar mediante la escala Fahrenheit (grados Fahrenheit, °F) o Centígrado (Celcius o grados Centígrado, °C). Las fórmulas de conversión para ambas escalas: °C = 5/9 ( F - 32) y °F = (9/5 x C) + 32. Para moder medir el calor o la energía que produce un sistema, necesitamos una unidad de medida estándar. Una de las más comunes es la kilocaloría (kcal ó Cal), la cual se refiere a la cantidad de calor necesario para hacer que un (1) kilogramo de agua aumente un (1) grado centígrado (de 14° a 15 C°), a la presión de la atmósfera y a nivel del mar (1 atmósfera o 760 mm de Hg). Por otro lado, cuando hablamos de calor específico nos referimos a la proporción en el cambio de temperatura del agua al cambio de temperatura de esa sustancia cuando se mezclan volúmenes iguales de ambas. El calor específico del agua es el aquel requerido para cambiar la temperatura de una unidad de masa de agua a un grado. Su unidad de medida o de expresión es una kilocaloría por kilogramo de agua por grado centígrado (1 kcal/kg/C°). Los tejidos de nuestro organismo también poseen calor específico. El calor específico de los tejidos corporales es 0.83 kcal/kg/C°. Esto significa que la temperatura corporal aumenta 1 C° por cada 0.83 kcal de calor almacenado por kg de peso corporal. La cantidad de calor requerido (calor específico) para elevar la temperatura corporal 1 C a una persona que posea un peso de 70 kg es 58 kilocalorías (0.83 x 70 kg).
Durante la discusión bajo este tópico sobre de los factores termoregulatorios que interviennen en descanso y durante el ejercicio en un ambiente caluroso, es impresindible de mencionar las estructuras corporales involucradas en la regulación térmica del ser humano. Uno de los órganos más importante con respecto a esta función es el hipotálamo. Esta estructura representa la porción del cerebro que rige el control de las actividades viscerales, temperatura corporal, equilibrio de agua, entre otras. El cuerpo disipa (libera) y obtiene (gana) calor a través de diversos mecanismos químico-fisiológicos. Estos son evaporación, conducción, convección, y radiación. Evaporación el mecanismo en el cual ocurre pérdida de calor mediante la conversión de sudor (agua) a vapor sobre la superficie cutánea (piel). Es la forma más rápida y comun para perder calor durante un ejercicio en ambiente aire. Por otros lado, en un ambiente agua, la vía más común para la pérdida de calor es la conducción. Durante la conducción, la transferencia de calor cuando ocurre contacto entre objetos (e.g., el agua y la piel de una persona), i.e., para poder disipar la energía, el paso de calor se lleva a cabo directamente desde un objeto caliente a otro más frío. Convección s refiere al intercambio de calor (perder o ganar) mediante el contacto cutáneo, ya sea con moleculas de aire o de agua. También se puede describir como el flujo de aire que recorre la piel (e.g., el aire desplazado sobre la piel por un abanico o por el viendo). Finalmente, radiación es la transferencia de calor entre objetos sin que ocurra un contacto físico directo y en proporción al gradiente en temperatura entre estos. Perdemos calor mediante esta vía cuando ocurre la difusión del calor de la piel al aire más frío. El ser humano tiene la capacidad de adaptarse a diversos ambientes extremos, tales como altas temperaturas y humedad. Se dice que un individuo se encuentra aclimatado cuandos éstos responden con ajustes fisiológicos y metabólicos como resultado de una exposición contínua y repetida a condiciones ambientales experimentales y controladas.
Objetivos de la Regulación de la Temperatura
Nuestro cuerpo es una máquina muy efeiciente. Posee unos mecanismos de autoregulación cuando algún estímulo induce una alteración en la homeostasia. Uno de los cambios homeostáticos que contínuamente el organimo trata de controlar es el aumento en la temperatura corporal. Básicamente, la temperatura interna o del núcleo de nuesto cuerpo se mantiene constrante gracias a una diversidad de mecanismos termoregulatorios. Una vez haya ocurrido la alteración de la temperatura normal, el organismo, entonces, activa los sistema de control con el fin de fundamentamente manterner la temperatura interna relativamente constante, evitanndo cambios drásticos sobre ésta. Estos cambios pueden ser el sobrecalentamiento o el sobreenfriamiento.
Homeostasia de la Temperatura
Según fue previamente
mencionado, la homestasis de la temperatura se refiere al mantenimiento/equilibrio
a niveles constantes de la temperatura interna del cuerpo. Se trata de
llegar a una equilibrio térmico y calórico.
El equilibro térmico ocurre cual ocurre cuando la ganancia de calor
es igual a la pérdida/disipación de calor. Por otro lado,
el equilibrios calórico se alcanza
cuando la intensidad de calor producido es exactamente igual a la intensidad
de calor perdido. Este equilibrio
en la temperatura dependerá de la magnitud en el calor ganado
comparado con el calor disipado.
Calor ganado:
Básicamente, el cuerpo gana calor a través de aquel que generan las reacciones bioquímicas a nivel celular (calor metabólico) y por medio del calor que el cuearpo obtiene del ambiente físico (calor ambiental).
Calor metabólico. Durante el ejercicio en un ambiente aire o agua, el organismo humano obtiene calor metabólico generado mediante la acción voluntaria de los músculos esqueléticos activos. En condiciones ambientales de baja temperatura, la contracción involuntaria de los músculos esqueléticos (escalofríos) ayuda a generar calor metabólico, de manera que se pueda mantener constante la temperatura del núcleo. Otro medio involuntario que produce calor derivado del metabolismo celular se conoce como termogénesis involuntaria. Esto se refiere al sistema nervioso (estimulación simpática), hormonal, temperatura corporal,efecto Q10.
Calor
del medio ambiente. El cuerpo absorbe calor de objetos que están
más
caliente que él, tales como durante la radiación directa
del sol; la radiación refleja del cielo;
los alimentos, bebidas y baños calientes; el aire caliente en
climas cálidos; mediante el contacto directo del cuerpo con suelos
calientes (vía el mecanismo de conducción)
Calor disipado/perdido:
El cuerpo pierde calor a través de la piel, respiración (vapor de aire liberado durante la fase de espiración), la orina y heces fecales.
Piel. La vía cutánea libera calor principalmente mediante los mecanismos de evaporación, convección, conducción y radiación. El mecanismo autoregulatorio funciona al hacer variar la cantidad de sangre que pasa por la piel cuando se modifica el tamaño (diámetros) de los vasos sanguíneos, i.e, a través de la vasodilatación y vasoconstricción refleja de los vasos arteriales periféricos. Este mecanismo dependerá del tipo y cantidad de ropa que cubre la superficie dérmica.
El aire espirado. Este aire está saturado con vapor de agua a la temperatura del cuerpo. Observado que los perros disipan mucho calor a través de este mecanismo porque los vemos contínuamente con la boca abierta.
En la orina y las heces fecales. Representan una vía regur\lar aunque no significativa para la disipación de calor.
Gradación Térmica Corporal
Se refiere al flujo contínuo de calor desde el centro hasta la periferia. La gradación térmica permite que la temperatura interna se mantenga relativamente constante, mientras la la temperatura de la periferia (la piel) cambia conforme sea la temperatura ambiental.
El Concepto de la Temperatura Corporal
Temperatura interna (central o del núcleo):
Representa la temperatura
media en áreas corporales profundas centrales (ejemplos: cerebro,
corazón, pulmones, organos abdominales). Se encuentra constituída
por las regioenes del cráneo,
torácica, abdominal, pélvica y las porciones más
profundas de las masas musculares de las extremidades. La temperatura central
de nuestro organismo se mantiene relativamente constante
(varía en menos de 0.5 °C/día). Aproximadamente,
la temperatura corporal interna se mantiene en un promedio de 37 °C
(98.6 °F). Puede flutuar entre 36 °C y 37 °C (97 °F y 99
°F). Además, varía durante el día. Durante las
primeras horas de la mañana se registra el nivel más bajo
de la
temperatura (se produce la temperatura mínima). Por el otro
lado, en la tarde, se priduce el nivel más alto de la temperatura
(temperatura máxima).
Comunmente, la temperatura interna se mide en la cavidad rectal y oral de nuestro cuerpo. Otras áreas incluyen la auditiva (timpánica), axilar, esofageal y estomacal. Dependiendo del ambiente/aire circulante, las temperaturaras oral y axilar son aproximadamente 0.5 °C (1.0 °F) más baja que las temperaturas rectales. La temperatura corporal varía considerablemente bajo diferentes condiciones y entre individuos.
Los instrumentos de medición
para la temperatura incluyen los termómetros de mercurio, las
termocúpulas y termistores.
Temperatura periférica, superficial, cubierta externa o caparazón:
Representa los constituyentes
del revestimiento periférico, a saber, la piel, el tejido
subcutáneo y las porciones superficiales de las masas musculares.
Su función principal es la de
mantener una temperatura central constante. La temperatura periférica
muestra considerables variaciones, subiendo y bajando según el medio
ambiente.
La temperatura media de la piel para una persona promedio en un cuarto con temperatura cómoda (24 a 25 °C, 75 a 77 °F) es de 33.0 °C (91.4 °F).
Medición. Esta temperatura de la piel se puede medir mediante termocuplas o termistores montados en contacto con la epidermis o con un radiómetro. Es posible determinar la temperatura de la capa externa de la piel utilizando agujas termistoras insertadas a profundidades diversas por debajo de la piel.
Las
extremidades. Representan áreas principales para la disipaciónn
del calor. La comodidad térmica en éstas regiones se mantiene
por medio medio de los reflejos de
vasodilatación y vasoconstricción. Ademas, los actos
conscientes ayudan a este respecto, tal como eliminar parte de la vestimenta
cuando hace calor o añadir más ropa en caso de frío.
Cuando aumenta la pérdida de calor, la vasodilatación
cutánea (aumento en el flujo sanguíneo) y el desalojo de
la vestimenta ayuda a mantener la comodidad térmica en las extremidades.
Por el contrario, la vasoconstricción y añadir
más ropa mejora la comodidad térmica cuando se reduce la
pérdida de calor en las extremidades:
Temperatura media del cuerpo:
Se refiere a las diferencias entre las temperaturas de las principales áreas de los órganos internos, masas de los músculos esquielético y la piel.
Se determina empleando la siguiente fórmula:
Tb = 0.67Tr + 0.33Ts, donde:
Tb = Temperatura media del cuerpo.
Tr = Temperatura rectal (interna).
Ts = Temperatura superficial (piel).
0.67 y 0.33 = Factores asignados a las temperaturas rectal
y dérmica media,
respectivamente.
Factores que afectan la temperatura corporal:
Rítmo diurno/circadiano (ciclo de 24 horas). Durante el sueño de la mañana ee presenta el nivel más bajo (mínimo) de la temperatura. Durante las primeras horas después de despertar la temperatura es ligeramente más alta. Por la tarde temprana o media durante la capacidad máxima de la actividad se encuentra el nivel más lato de la temperatura.
Condiciones
que aumentan la temperatura rectal, oral y de la piel. Estos incluyen
la
exposición prolongada a temperaturas ambientales altas, el estrés
emocional (placentero y no placentero), estados febriles de enfermedades
(fiebre) y estados no febriles de enfermedades
(hipertiroidismo).
Condiciones
que disminuyen la temperatura rectal, oral y de la piel. Incluye
la exposición prolongada a frío severo (e g., congelamiento),
durante una inactividad prolongada
(e.g., al dormir), enfermedades metabólicas (e.g., hipotiroidismo/mixedema)
y pacientes con obstrucción circulatoria periférica.
Edad. Los niños tienden a tener temperaturas rectales y orales más altas (37.5 a 38.0 C) que los adultos. La temperatura de los niños varía más.
Cambios menstruales en las mujeres. Pocos días antes de la menstruación: la temperatura disminuye 0.6 °C. Pocos días antes de la ovulación la temperatura disminuye otros 0.2 °C.
Mantenimiento de la Temperatura Interna del Cuerpo Humano
Temperatura interna del cuerpo:
Fundamentalmente se refiere a la temperatura del hipotálamo, centro regulador de la temperatura corporal.
Temperatura corporal interna constante:
Ocurre cuando existe un equilibrio
entre el calor que se incorpora en el cuerpo y el que se
desprende/disipa de él.
Temperatura interna de referencia. Se conserva en 37 °C (98.6 °F). Bajo condiciones normales, la temperaura interna del cuerpo fluctúa entre 36.5 - 37.5 C. Durante el ejercicio la temperatura interna puede exceder los 40 °C (Brooks & Fahey, 1984). La pérdida de 1 porciento del peso corporal ocasiona un aumento de aproximadamente 0.3 °C en la temperatura rectal durante el ejercicio en aire/tierra (Noakes, 1993).
Medición de la temperatura interna:
Los lugares anatómicos utilizados como referencia de temperatura corporal interna (Sawka & Wenger,1988) son:
Medición:
La temperatura de la piel se emplea en una diversidad de situaciones (Sawka & Wenger, 1988). Esta medición comunmente se obtiene para estudiar los mecanismos de intercambiode calor entre el interior del cuerpo y en el medio ambiente en el cual se efectua el ejercicio. Además, con esta medida, se puede estudiar la razón de evaporación y la disipación de calor en la superficie cutánea.
Pérdida de Calor
Conducción:
La conducción implica la transferencia directa de calor (entre dos objetos) de molécula a molécula desde el objeto más caliente hacia el objeto más frío. El flujo o gradiente de calor ocurre desde un desde un objeto más caliente a uno más frío. Por ejemplo, cuando uno toca con la mano un hielo, el flujo/gradiente de calor pasa de la mano hacia el hielo (pérdida de calor).
Durante el ejercicio en ambiente agua el mecanismo de disipación del caclor es la convección, pues la conductividad del agua es 25 veces mayor que la del aire (McMurray & Horvath, 1979).
Convección:
Ocurre convección cuando el aire fresco sopla sobre la superficie de la piel, removiendo así el aire calentado por el cuerpo y reemplazandolo por aire fresco.
El aire en contacto con la
piel es calentado por el cuerpo y se amplía al reducirse su densidad.
El aire calentado se eleva y es desplazado por el aire más denso
y más frío que está junto a él.
El movimiento de aire puede ser auxiliado por un abanico o un ventilador.
Por ejemplo,
sosteniendo tu brazo fuera de la ventana de un auto en movimiento.
En reposo, representa el mecanismo principal (junto a la radiación) para la disipación de calor del cuerpo. Durante el ejercicio no representa un medio suficientemente efectivo para la disipación del calor generado por el metabolismo celular.
Radiación:
En la radiación, el calor perdido por transferencia desde un cuerpo caliente (ejemplo: el Sol) hacia un cuerpo más frío (e.g., el ser humano), y viceversa. Ocurre la pérdida de calor del cuerpo mediante rayos infrarrojos (ondas electromagnéticas de calor) que emite el sol.
El mecanismo de la radiación se basa sobre la teoría que las moléculas dentro de un cuerpo estan continuamente vibrando, y como consecuencia, el calor en la forma de ondas electromagnéticas se disipa.
Un ejemplo de radiación
es evidente cuando estamos sentados en el salón de clase, nosotros
radiamos calor hacia las paredes del cuarto, mientras que al mismo
tiempo se radía calor desde las paredes hacia nosotros.
Durante el reposo, la radiación
representa el mecanismo principal (junto a la
convección) para la disipación de calor del cuerpo. La mayor
parte de la pérdida de calor de una
persona desnuda en reposo se efectúa por este mecanismo. Por
el otro lado, durante el ejercicio
no representa un medio suficientemente efectivo para la disipación
del calor generado por el metabolismo celular.
Evaporación:
Consiste en el cambio de estado de un líquido (por ejemplo: agua) desde este estado hacia el gaseoso. la evaporación es la disipación del calor corporal a través de la evaporación (líquido convertido en vapor de agua) directamente del sudor secretado sobre la superficie de la piel.
Durante el proceso de la evaporación, el líquido (agua del sudor y los pulmones) debe incrementar su contenido de calor con objeto de evaporarse. La transformación de un líquido en vapor requiere calor, que se extrae de los alrededores inmediatos. Mediante la evaporación, el cuerpo pierde alrededor de 0.58 kcal de calor por cada gramo de agua evaporada.
Existen diversos factores que afectan la evaporación del sudor. Entre éstos encontramos el movimiento del aire y la gradiente de la presión del vapor de agua entre la piel y el medio ambiente.
La vía de evaporación representa el mecanismo menos operativo cuando la humedad elevada (aire saturado) impide que se evapore el sudor. En un medio ambiente húmedo o de aire estacionario el sudor tiende a acumularse sobre la piel debido a que se ve afectado el mecanismo físico asociado con el proceso evaporativo.
Hidromeiosis.
Representa el fénomeno que ocurre cuando la acumulación excesiva
de sudor o agua sobre la piel causa una reducción en la razón
de producción de sudor (Brown & Sargent, 1965; González,
Pandolf & Gagge, 1974; Nadel & Stolwijk, 1973; Sawka & Wenger,
1988, p. 130; Taylor, 1986). Posiblemente, la hidromeiosis resulta de la
obstrucción de los poros causado por la absorción de
agua en la capa celular superior de la epidermis (estrato córneo),
provocando la hinchazón de la queratina o la reabsorción
del agua de los ductos secretorios dentro
de las capas más profundas de la piel (Brown & Sargent,
1965; Collins & Weiner, 1962 citado en
Taylor, 1986, p.393; Hertig, Riedesel, % Belding, 1961). Otra posible
causa sea la existencia de un circuito de retroalimentación negativa
que actúa a nivel central causando la inhibición del
mecanismo productor de sudor cuando éste se torna ineficiente (Nadel
et al 1977 citado en Taylor, 1986, p.393).
La evaporación del
sudor en la piel representa el mecanismo principal para la pérdida
de calor
(enfriamiento) durante el ejercicio (Grandjean, 1988, p. 59; Nadel,
1988). El contínuo enfriamiento por la evaporación
del sudor en la superficie cutánea también contribuye al
gradiente de
temperatura.
El
sudor. Se compone de cloruro sódico, urea y ácido
láctico en solución diluída. Es secretado de las glándulas
ecrinas (sudoríparas) distribuídas por toda la piel. El sudor
se produce cuando se dilatan los vasos de la piel como resultado de un
estimulo nervioso. El control neural puede estar en el hipotálamo,
corteza cerebral u otras partes del sistema nervioso central. Otras causas
o estímulos para la secreción de sudor es la elevación
de la temperatura del cuerpo, los
estados emocionales, el ejercicio, desmayos, náuseas, vómitos,
e hipoglucemia. En condiciones extremas de calor, la cantidad estimada
de sudor perdido puede alcanzar los 1.7 litros de sudor por hora (1,000
kcal) o 12 litros por día (24 horas) (7,000 kcal). Solo se pierde
calor si el sudor puede evaporarse. Si se seca el sudor no hay pérdida/disipación
de calor, sino solo de líquido.
Vías
de evaporación en el cuerpo. La evaporación puede
manifestarse por medio de la respiración (evaporación respiratoria)
y a través de la piel (evaporación cutánea).
La perspiración insensible no puede sentirse ni verse. A través
de la perspiración, se pierde aproximadamente 240 mililitros (ml)
de agua por día (24 horas) y se gastan/pieden 140 kcal diariamente
(24 horas). La
perspiración sensible o sudoración es realizada por las
glándulas ecrinas. Los estímulos para la sudoración
fisiológica incluyen el sudor termoregulatorio, la sudoración
por estrés y la sudoración gustativa. El sudor termoregulatorio
está regulado por el centro termoregulador hipotalámico,
influenciado por su propia temperatura y por los receptores de la piel.
Por otro lado, la sudoración mental o emocional, que esta controlada
por la porción frontal de la corteza, ocurre principalmente en las
palmas, en las plantas y en las axilas y en menor intensidad en las
ingles y en la cara y aumento generalizado de la sudoración
que cesa con el sueño. Finalmente, la udoración gustativa,
tiene poca importancia en el hombre y se limita exclusivamente a la cara.
El Sistema Nervioso
Enfriamiento y calentamiento de la piel:
Esto estimula las terminaciones nerviosas sensibles a la temperatura (termoreceptores). Como consecuencia, se producen respuestas apropiadas de los efectores correspondientes (músculos esqueléticos y glándulas ecrinas). La respuesta musculoesquelética consiste en tiritar (escalofrío) con el fin de controlar el frío. Las glándulas ecrinas producen sudor con fines para disipar el calor.
El hipotálamo:
En el centro de regulación
de la temperatura. Se estimula cuando la temperatura de la sangre que pasa
por sus capilares. El hipotalapo se compone de dos centros para la regulación
del calor.
Uno de esos centros produce vasodilatación y, por tanto, pérdida
de calor ante un aumento de la temperatura. El
otro centro induce vasoconstricción y un aumento en la temperatura
ante una reducción de la temperatura.
A través de las conexiones
del hipotálamo en el cerebro el hipotálamo recibe estímulos
del tálamo, como resultado, ocurre la modificación de la
catividad pulmonar a través del sistema nervioso autónomo.
Una analogía/ejemplo de esto es el jadeo de un perro cuando tiene
calor.
Otros efectos de estos estímulos proveniente del tálamo
son la modificación en la secreción de sudor y la modificación
en la actividad glandular y muscular.
Receptores de temperatura:
Existen dos tipos de receptores
de temperatura, a saber uno central y otro periférico. El
receptores central (en el hipotálamo) consiste de neuronas sensibles
al calor y neuronas sensibles al frío. Los receptores periféricos
o cutáneos son sensibles al calor y frío. Estos envian impulsos
(aferentes) hacia la médula espinal. El impulso continúa
hasta llegar a la región hipotalámica del cerebro.
Conección cortical (corteza del cerebro):
Actos conscientes/control voluntario. Poe ejemplo, cuando hace calor la persona se coloca frente a un abanico; cuando hace frío, se tiende a vestirse con ropa pesada (ejemplo: un abrigo).
Efectores de la temperatura:
Los efectores de la temperatura son los músculos esqueléticos, los músculos lisos arteriales, la glandulas ecrinas de sudor y las glándulas del sistema endocrino (e.g., la tiroide y la médula suprarenal).
Los Músculos esqueléticos comienzan a temblar en un ambiente frío, con el fin de aumentar la producción metabólica de calor. En condiciones de calor, los músculos lisos que revisten las paredes de las arteriolas que suplen sangre a la piel se dilatan (vasodilatación de las arteriolas cutáneas). El propósito/efecto es a aumentar el flujo de sangre caliente desde el centro (temperatura interna) hacia la periferia (piel), con el fin de perder calor mediante conducción, convección y radiación.
Cuando hace calor, las glándulas ecrinas de sudo aumentan la secreción de sudor con el fin de enfriar la temperatura periférica (piel) mediante evaporación.
En condiciones
de frío, la tiroide aumenta la producción de tiroxina con
el fin de
incrementar la producción de calor metabólico. Por otro lado,
bajo estas mismas condiciones, la
médula adrenal aumenta la producción de epinefrina, la
cual incrementa la producción de calor.
La médula también aumenta la producción de norepinefrina,
la cual provoca vasoconstricción cutánea con el fin de aumentar
la conservación de calor.
Sistema Endocrino
Médula suprarrenal:
El frío aumenta la secreción de epinefrina (adrenalina), la cual estimula el metabolismo y aumenta con ello la producción de calor.
Glándula tiroide:
El frío
aumenta la secreción de tiroxina, aumentando el metabolismo
y la producción de calor.
Consideraciones Preliminares
Mecanismos que regulan
la temperatura durante el ejercicio
(Kenney & Johnson,
1992):
Durante un ejercicio agudo ocurre una variedad de respuestas fisiológicas como resultado de cambios en la temperatura corporal, específicamente la temperatura de la periferia. La temperatura interna o central se mantiene relativamente constante. Para evitar un aumento en la temperatura central del cuerpo, se activan en forma refleja ciertos mecanismos termoregulatorias, tales como la vasodilatación periferal, el fenómeno de la gradiente de temperatura y otros mecanismos para la disipación del calor (e.g., sudoración y evaporación).
La vasodilatación
periferal. Esta vía termoregulatoria permite una aumento
en el espacio
vascular, lo cual incrementa la cantidad de sangre en la periferia.
Esto facilita la disipación del calor metabólico
hacia el ambiente externo al evaporarse el sudor (Kenney & Johnson,
1992).
La gradiente de temperatura.
La disipación del calor metabólico se facilita debido al
gradiente o la diferencia de temperatura entre la piel y el interior
del cuerpo.
La sudoración y la evaporación. La evaporación de 1 gramo de agua de la superficie de la piel remueve alrededor de 2.5 kilojulios de energía del cuerpo humano (Nadel, 1988).
Respuestas Vasculares
El calor corporal interno producido por el hígado y el metabolismo muscular es llevado por la sangre hacia la superficie. Los vasos sanguíneos superficiales de la piel se dilatan, lo que da por resultado "rubor" (enrojecimiento de la piel). El calor se pierde por conducción, convección y radiación. A continuación la sangre enfriada vuelve al interior del cuerpo, más caliente, y se repite el ciclo. Para que la sangre enfriada desde la periferia pueda llegar a las regiones internas del cuerpo, se activas en forma refleja otras respuestas cardiovasculares y hemodinámicas, tales como un aumento en la frecuencia cardíaca y en la presión arterial.
Sudoración
Se produce este fenómeno cuando debe disiparse más calor que lo que puede lograrse por conducción y radiación. Como resultado, se pierde más agua que sal. Con objetivo de conservar el equilibrio osmótico, el agua sale de las células y deja a la sal.
Aproximadamente 80% de la pérdida de calor ocurre a través de la piel; el resto ocurre a través de la mucosa de vías respiratorias, digestivas y urinarias.
El mecanismo vasomotor junto al incremento en la producción de sudor son los responsables de la disipación del calor metabólico durante el ejercicio (Kenney & Johnson, 1992; Mellion, & Shelton, 1988; Werner, 1993). La temperatura interna provee la señal primaria al centro termoregulador para la producción de sudor. La piel también provee información para la producción de sudor pero esta es de segunda importancia. La modificación de la producción de sudor ocurre debido a cambios en la temperatura del músculo activo (Sawka & Wenger, 1988 p.131).
Temperatura
Temperatura interna:
La temperatura interna del cuerpo aumenta de manera proporcional a la carga de trabajo y a la tasa metabólica durante el ejercicio, independientemente de las condiciones ambientales (Gisolfi, 1983a; Nielsen & Davies, 1976). Consecuentemente, este incremento en la carga ergométrica produce un aumento en la temperatura interna del cuerpo debido a que la producción de calor metabólico excede la razón de disipación del mismo (Werner, 1993).
Consideraciones Preliminares
Algunas persona emplean de forma intercambiable los términos de aclimatación y aclimatización. La realidad es que son conceptos diferentes. La aclimatación se refiere al proceso en el cual un sujeto es expuesto de manera repetida y progresiva a un estrés termal en un medio ambiente controlado artificialmente (Bligh & Johnson,1987). Por ejemplo, la aclimatación ocurre cuando se observan las respuestas y adaptaciones termoregulatorios de un individuo en una cámara o cuarto de laboratorio donde se controla la temperatura y humedad del mismo. Por otro lado, si al mismo individuo lo exponenos a un ambiente natural para determinar sun cambios fisiológicos ante una temparatura y humedad extrema, entonces podemos decir que ocurre el fenómeno de aclimatización. Este fenémeno fisiológico es, pues, el proceso de adaptación fisiológica y metabólica que le ocurre a un organismo durante su vida cotidiana al exponerse a un medio ambiente natural (caluroso o frío), lo cual permite una mejor tolerancia de la temperatura (Åstrand & Rodahl, 1986).
Adaptaciones Fisiológicas
La literatura científica
ha reportado un diversidad de adaptaciones fisiológicas que ayudan
a tolerar el calor (Åstrand & Rodahl, 1986; Judy, 1975; Libert,
Amoros, Di Nisi, Muzet, Fukuda, & Ehrhart, 1988; Cedaro, 1992; Seals,
1993). Este proceso aclimatorio es de suma importancia ya que permite
a los sujetos aumentar su capacidad de disipación de calor metabólico
a través de la
evaporación de sudor (Cedaro, 1992; Seals, 1993).
Adaptaciones fisiológicas observadas de estos estudios:
La exposición contínua en un ambiente caluroso y húmedo produce varios cambios metabólicos, cardiovasculares y respiratorios que permiten al organismo tolerar más efectivamente este tipo de medio ambiente. Estas adaptaciones se describe a continuación:
Consideraciones preliminares:
Si un atleta desea alcanzar el máximo beneficio del proceso de aclimatación este debe de ejercitarse a una intensidad equivalente al 70-75 por ciento de su VO2máx por una duracíon de 30-35 minutos por dia. Este proceso debe comenzar tres semanas antes del evento competitivo o práctica del ejercicio/deporte (Houmard, Costill, Davis, Mitchell, Pascoe & Robergs, 1990).
Tiempo mínimo:
Se require por lo menos de 8 a12 días para tolerar intensidades de trabajo equivalentes (Armstrong & Pandolf, 1988; Wenger, 1988). Esta duración es mayor en niños.
Adaptaciones fisiológicas durante los días del proceso de aclimatación:
Durante este período de tiempo mínimo, se observan una serie de adaptaciónes del organismo ante este medio ambiente caluroso y húmedo. Estas adaptaciones por día son:
Existen diversos mecanismos fisiológicos a través de los cuales el organismo produce y gana calor. Estas vías son el matabolismo basal, el aumento en la acción de los músculos esqueléticos, la actividad del sistema nervioso, la liberación de ciertas hormonas y el efecto Q10.
Metabolismo Basal
Representa el producto secundario (producción de calor interno) que proviene de las reacciones metabólicas de todas la células del cuerpo.
Ejercicio Físico/Actividad Muscular
Una mayor actividad muscular
produce un incremento en el metabolismo (y producción de calor)
por contracción muscular voluntaria (ejemplo: ejercicio) e involuntaria
(ejemplo: escalofrío).
La cantidad de calor que produce el cuerpo puede incrementar hasta
cuarenta veces por arriba de lo normal cuando se llevan a cabo ejercicios
físicos de alta intensidad.
Sistema Nervioso
La sobre-tensión o
estrés de la porción simpática del sistema nervioso
autonómico mediante el
cual su terminaciones nerviosas liberan noredrenalina, la cual cual
incrementa la producción de calor por el cuerpo.
Hormonas
Una variedad de hormonas
inducen un aumento en la temperatura corporal, tales como la tiroxina,
las catecolaminas, entre otras. La glándula tiroide secreta tiroxina,
la cual aumenta la tasa metabólica de todas las células del
cuerpo. Las catecolaminas son una grupo de hormonas (y neurotransmisores)
liberadas por las glándulas supradrenales. Dentro de la familia
de las catecolaminas entramos la epinefrina (adrenalina) y norepinefrina
(noradrenalina). Particularmente la norepinefrina, ocasiona un incremento
en la producción de calor metabólico (tasa metabólica)
en las células. Este efecto es el resultado de la liberación
de los ácidos grasos mediante la mobilización
(catabolismo/degradación) del tejido adiposo. La producción
de calor aumenta debido a que las
grasas son un combustible menos eficiente para metabolizar.
Temperatura Corporal
El aumento en la temperatura del cuerpo estimula a la actividad metabólica corporal, lo cual aumenta el calor total producido por el organismo. El efecto que tiene la temperatura en múltiplos de 10 C) sobre la velocidad de las reacciones biológicas o enzimáticas se conoce con el nombre de efecto Q10 (Brooks, & Fahey, 1985, p. 20-22, 447-448). Por regla general, el aumento en temperatura de 10 C duplicará la velocidad de las reacciones ensimáticas.
La exposición a una temperatura excesiva puede afectar de tal forma al organismo que constituya una emergencia, dando lugar a calambres, agotamiento e insolación.
El nivel de gravedad de las condiciones producidas por el calor dependerá de: (1) el calor (temperatura ambiental), (2) la temperatura ambiental, (3) la cantidad de aire circulante, (4) la humedad ambiental y (5) la clase y cantidad de ropa que use la víctima.
Durante la práctica de ejercicios y competencias deportivas es de vital importancia monitorear las condiciones ambientales de ese día en particular. Esto nos ayudará a prevenir en gran medida las incidencias sobre condiciones relacionadas con el calor. Existen varios métodos para determinar el nivel de tensión de calor ambiental, los cuales serán discutidos en los próximos párrafos.
Psicrómetro
Descripción:
Es un instrumento que sirve
para determinar la tensión ambiental debida al calor. Primeramente
se debe establecer la temperatura del bulbo húmedo
(TBH). Esto se lleva a cabo al humedecer una mecha que rodea
el bulbo de un termómetro, i.e., se sumerge la mecha del termómetro
en agua. Para derminar los efectos de la evaporación de la humedad
en la mecha sobre las escalasde temperatura del termómetro se hace
girar el psicrómetro que aloja el termómetro, tomándolo
por el mango durante 1½ min. A medida que el agua de la mecha
se evapora, el bulbo del termómetro se
enfría, del mismo modo que la piel se enfría cuando se
evapora el sudor.
Interpretación:
Una alta temperatura del
bulbo húmedo refleja una considerable humedad del aire. Por el contrario,
una baja temperatura del bulbo indica poca humedad, lo cual implica que
es posible una
gran evaporación.
La temperatura del bulbo
húmedo es igual a la temperatura del bulbo seco. El aire se encuentra
saturado por completo con vapor de agua (humedad relativa: 100%) y
no resulta posible ninguna evaporacción.
Cálculo de la humedad relativa (HR):
Para poder determinar la humedad relativa (HR) utilizando el psicrómetro, se requiere primero medir las siguientes variables:
TBS - TBH
HR (%) = --------------------
TBS
Indice de la temperatura del bulbo húmedo (TBH):
Es una guía para el
grado de tensión ambiental sobre personas que llevan ropas pesadas
y protectoras como un uniforme de fútbol americano (Murphy &
Ashe, 1965, citado en: Fox, Bowers & Foss, 1988, p.494). Estas guías
del índice TBH se describen en la siguiente tabla:
Temperatura del Bulbo Húmedo | Precauciones |
Menos de 16 a 19 ° C
(Menos de 60 ° F) |
No es necesario tomar precausiones. |
16 a 19 ° C
(61 a 66 ° F) |
Observación atenta de todos los miembros del equipo, especialmente de los que pierden mucho peso. |
19 a 22 ° C
(67 a 72 ° F) |
Insiste en se suministre agua en el campo. |
22 a 25 ° C
(73 a 77 ° F) |
Despué de la práctica programa períodos de reposo cada 30 minutos, además de las precauciones anteriores. |
Más de 25 ° C
(Más de 78 ° F) |
Posponer la práctica o realizarla en pantalones cortos. |
Temperatura del Globo del Bulbo Húmedo (TGBH)
Representa la temperatura calculada a partir de las temperaturas del bulbo seco, el bulbo húmedo y el bulbo negro, que indica la carga calórica ambiental.
Se compone de la temperatura
ordinaria del ambiente aire (empleando el termómetro de bulbo seco
como instrumento de medición), la temperatura que se encuentra afectada/determinada
por el viento y la humedad (empleando el termómetro del
bulbo húmedo) y finalmente la temperatura que se encuentra afectada/determinada
por el calor/energía radiante del sol (obtenida por el termómetro
del globo negro).
Cálculo del TGBH:
Se utiliza la siguiente fórmula:
TGBH ( ° C) = (0.7 x bh) + (0.2 x g) + (0.1 x bs),
DONDE:
bh = Temperatura del Bulbo Húmedo
g = Temperatura del Globo Negro
bs = Temperatura del Bulbo Seco
Indice de la temperatura del globo del bulbo húmedo (TGBH):
Son unas guías para
identificar condiciones de tensión debida al calor. Se aplica a
casi todos
los deportes practicados en el ambiente aire, tales como tenis, las
actividades de pista y capmo, el fútbol, el hockey sobre
césped, las sesiones de entrenamiento y las actividades en las cuales
la ropa protectora pesada no constituye un problema. Estas guías
del índice TGBH se describen en la siguiente tabla:
Indice del TGBH | Precauciones |
27 a 29 ° C
(80 a 85 ° F) |
Cautéla; frecuentes interrupciones para tomar agua; estar alerta ante síntomas de una enfermedad debida al calor. |
29 a 31 ° C
(85 a 88 ° F) |
Suspensión de la actividad para el personal no condicionado y no aclimatado. Actividad muy limitada de quienes están condicionados y acostumbrados a rabajar en un ambiente caluroso (aclimatados). Frecuentes interrupciones para tomar agua. |
Más de 31 ° C
(Más de 88 ° F) |
Suspensión de la actividad para todo el personal |
Normas (abreviadas) para las carreras de larga distancia (ACSM, 1987):
Según el Colegio Americano de Medicina del Deporte ("American College of Sports Medicine"):
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