La respuesta ortostática como parte de los mecanismos compensatorios del medio interno

Título: La respuesta ortostática como parte de los mecanismos compensatorios del medio interno, su utilización en el deporte.

Palabras claves: FISIOLOGÍA/ EJERCICIO  FÍSICO/ ACTIVIDAD DEPORTIVA

Autor: Dr. Douglas Pedre Ramírez.

e-mail: dpramirez.mtz@infomed.sld.cu

Fecha de publicación:03/12/2013

Resumen:

Las Funciones Fisiológicas son manifestaciones de la actividad vital, y tienen una significación adaptativa,  es decir,  a través de sus variadas funciones, el organismo se adapta a las condiciones continuamente cambiantes del medio externo, o actúa sobre éste ajustándolo a sus necesidades. El medio interno es el responsable directo de las condiciones que se le ofrece a la vida celular, su propia estabilidad y equilibrio con el medio externo están dado por mecanismos regulatorios, que no son mas que los reflejos interno, orientados y dirigidos por el sistema nervioso y endocrino.

 

 

El ejercicio físico provoca condiciones extremas para el medio interno que alterarían la homeostasia, sin embargo, en estas condiciones se desarrollan repuestas regulatorias que tienden a restablecer la homeostasia y con ello a mantener la vida. La estimulación continua por períodos más largos de tiempo  provoca la adaptación, caracterizada por los cambios en estructura y función estos cambios más duraderos demora tiempo en producirse y  una vez logrado pueden manifestarse incluso durante el reposo. Estas adaptaciones capacitan al organismo a responder de forma más fácil  a los siguientes estímulos o estrés provocados por el ejercicio.

 

La respuesta a los cambios de posición acostada a la posición de pie (ortostasia) demanda de un nuevo ajuste en el medio interno y el organismo lo logra mediante sus mecanismos compensatorios (reflejos  Ortostáticos), Este mecanismo es expresión del estado del medio interno por lo que puede ser utilizado para explorar la situación orgánica en su integración con la actividad deportiva.

 

Introducción:

El deporte es el producto de la relación del ser el humano con su medio, en él se demuestran o se ponen de manifiesto los mecanismo de la supervivencia y se destacan acciones de gran complejidad. Las cargas continuas y sistemáticas a que los atletas están sometidos demandan de un elevado aspecto motivacional y adecuaciones en el orden fisiológico, psicológico y  su vida social.

 

El entrenamiento deportivo es el proceso pedagógico  multifactorial a que están sometidos los individuos que practican deporte, constituye el estímulo  capaz de romper la homeostasis, produciendo un efecto de carga progresiva creciente y procesos fisiológicos adaptativos del organismo como respuesta, y como resultante un incremento en la capacidad de trabajo física y psicológica, repercutiendo en el rendimiento deportivo.

 

Hoy en día, cualquier persona que realice actividad física de forma regular, necesita una evaluación continuada de los cambios fisiológicos que el deporte origina en su organismo y se precisa información directa de cómo poder beneficiarse, tanto a nivel de salud como a nivel de rendimiento deportivo. La necesidad de mantener un óptimo estado de salud en nuestros deportistas, así como de valorar los progresos o influencias de las cargas de entrenamiento, hace imprescindible la realización de exámenes médico-deportivos periódicos. Este conjunto de evaluaciones son planificadas y evaluadas en conjunto, por el entrenador y el médico especialista en Medicina del Deporte en el denominado Proceso de Control Médico del Entrenamiento Deportivo.

 

La vigilancia de forma sistemática de la trasformaciones producidas en el sistema cardiovascular del deportista por el efecto acumulativo del Proceso de Entrenamiento, así como de sus reflejos, donde se ven involucrados un grupo de sistemas del organismo, se hacen indispensable si se quiere obtener un buen estado de salud, un buen desempeño deportivo y una buena calidad de vida posterior a su vida como atleta.

El deporte es causante de alteraciones  metabólicas, desviaciones del equilibrio fisiológico y psicológico. Los altos niveles de rendimiento en el deporte conllevan a un estado de incertidumbre con respecto a los límites del ser humano. La frontera entre lo fisiológico y lo patológico cada vez se hace más estrecha por lo que se hace necesario la vigilancia y evaluación continua de los cambios morfológicos y fisiológicos que este origina. No son pocos los casos reportados donde se han observado prejuicios a la salud en los atletas de alto rendimiento, teniendo  que ver  todo esto con su  presente y futura calidad de vida. La exploración de los Reflejos Ortostáticos constituye una vía en el deporte para evaluar el estado orgánico del deportista durante su preparación y competición.

 

Desarrollo:

Las Funciones Fisiológicas son manifestaciones de la actividad vital, y tienen una significación adaptativa,  es decir,  a través de sus variadas funciones, el organismo se adapta a las condiciones continuamente cambiantes del medio, o actúa sobre éste ajustándolo a sus necesidades.

 

La vida, solo es posible mientras tengan lugar los procesos metabólicos que soportan la existencia del protoplasma y determinar su autorrenovación. La interrupción de estos procesos, trae aparejada la muerte, por destrucción de su protoplasma y desdoblamiento irreversible de sus compuestos químicos, en primer lugar las proteínas.

 

Todas las funciones fisiológicas están asociadas  con el metabolismo, el crecimiento, el desarrollo, la reproducción, la nutrición, la digestión, la respiración, la secreción y excreción de sustancias, así como  el  movimiento y la producción de energía.  

 

Medio Interno y Homeostasis.

Uno de los más grandes eventos de la  Historia de la Fisiología ocurrió en 1878 cuando Claude Bernard, el gran  fisiólogo francés del siglo XIX enunció por primera vez el principio general de  “la constancia del medio interno” basándose en muchas y detalladas observaciones que indicaban que el medio  interno del cuerpo, se encontraba estrechamente  regulado.

 

La regulación del medio interno está caracterizada por la constancia de ciertas variables biofísicas, tales como la temperatura, la presión de la sangre, las concentraciones de sustancias en los líquidos corporales, el volumen de los líquidos en los compartimientos corporales, la concentración de células rojas de la sangre, etc.

 

Bernard reconoció la necesidad de la  mantención de las condiciones del medio interno, independientemente del medio externo, lo que permite  al hombre una gran posibilidad de libertad en escoger su hábitat de sobrevivir y adaptarse  en  contraste con los organismos unicelulares, que están supeditados a las características del medio que los rodea para mantener la supervivencia.

 

Bernard dio inicio al estudio de este gran problema cuando escribió “la constancia del medio interno es la condición  de la libertad e independencia de la vida, todos los mecanismos  vitales pueden variar teniendo solamente un objetivo, el de  preservar constantes las condiciones de vida en el medio interno”

 

Este concepto del mantenimiento de un ambiente interno estable fue objeto de ulterior desarrollo y defensa por parte del fisiólogo norteamericano WB Cannon  quien hizo importantes contribuciones al estudio de los mecanismos involucrados en la regulación del medio interno del cuerpo y apuntó el término de Homeostasis para referirse a este regulación llevaba a cabo por procesos fisiológicos, cuidadosamente coordinados que denominó  Procesos Homeostáticos.  

 

La Homeostasia denota las condiciones estables que se originan como consecuencia de las repuestas regulatorias de compensación.

 

Así por ejemplo: El ejercicio físico provoca condiciones extremas para el medio interno que alterarían la homeostasia, sin embargo, en estas condiciones se desarrollan repuestas regulatorias que tienden a restablecer la homeostasia y con ello a mantener la vida.

 

Características generales de los  Sistemas de Control. Mecanismos de Prealimentación, Retroalimentación y Control Adaptativo.

 

Los sistemas homeostáticos de control de los organismos vivos están constituidos virtualmente  por un conjunto de componentes interconectados que funcionan para mantener relativamente constantes los  parámetros físicos o químicos del cuerpo.

La detección de información depende de la existencia  de células especializadas en detectar variaciones energéticas (estímulos) del medio externo e interno, que  reciben el nombre de receptores.

 

Los receptores transforman la energía del estímulo en energía eléctrica, capaz de ser entendida por el Sistema Nervioso  (Código Neural).  

 

Esta energía eléctrica es transmitida desde el receptor hacia los diferentes niveles anatomofuncionales del  Sistema Nervioso (SN) por las vías aferentes.

 

Los receptores y las vías aferentes que transmiten la información hacia el SN constituyen el sector aferente  y conducen la información hacia el centro integrador. Esta  señal que es conducida al centro integrador, a punto de partida de los disturbios iniciales detectados, se llama señal de prealimentación.

 

La respuesta elaborada sale del centro integrador y es conducida  por la vía eferente al último componente del sistema, que es el efector.  Vía eferente y Efector constituyendo el sector eferente. La información que viaja desde el centro integrador al efector, constituye una orden que determina un cambio en la función del efector, cambio que a su vez constituye la respuesta general   del sistema al estímulo detectado.

 

Al disminuirse el estímulo por la respuesta del efector se reduce la actividad del receptor, de tal manera que el flujo  de información desde el receptor al centro de información (prealimentación) vuelve al nivel original, y a la vez la actividad del efector es devuelta a su ritmo anterior.

 

La reducción del estímulo por la respuesta del efector constituye un mecanismo conocido por retroalimentación negativa (RN) o feed back.

 

 

La mayoría de los  sistemas biológicos de control pertenecen a la categoría general de las secuencias Estímulo – Respuesta,  conocida como  Reflejos.

 

De forma general, la respuesta ocurre sin participación  de la conciencia, y solo somos  conscientes del evento final de la secuencia  (Ej. Apartar la mano de una estufa caliente). La vía mediadora del reflejo, se denomina arco reflejo y sus componentes, de acuerdo a la descripción que hemos realizado  son:

 

El arco debe tener integridad estructural para que el reflejo ocurra. A veces se restringe el término reflejo a situaciones en que los 4 primeros componentes del arco constituyen todos partes del SN. Sin embargo, la información aferente y eferente puede ser de naturaleza nerviosa u hormonal o ambas. Entonces  el centro integrador  puede hallarse en el SN ó en una glándula endocrina.

 

Aunque  la mayoría de las células de cuerpo, actúan como efectores en cuanto a que su actividad está sujeta al control nervioso ú  hormonal, hay sin embargo, dos tejidos especializados, el músculo y las glándulas que comprenden los efectores principales de los sistemas biológicos  de control.

Mientras que las glándulas están  especializadas para función secretora, las células musculares están especializadas para la generación de fuerza y movimiento.

 

La mayor parte de los sistemas de control ejercen su función a través de mecanismos de retroalimentación (RA) negativa, debiendo quedar bien claro que para que un sistema de control ejerza su función deben existir relaciones reciprocas entre el sistema regulado y el sistema controlador.

 

Relaciones recíprocas entre el sistema regulado y el sistema regulador.

A continuación se muestran un ejemplo  de respuestas regulatorias del organismo durante el ejercicio físico.

A continuación se muestran un ejemplo  de respuestas regulatorias del organismo durante el ejercicio físico.

 

Cambios en el tono simpático provocados por las modificaciones de la presión arterial.

 

Existe también una tercera estrategia que funciona cuando se trata de períodos más largos de tiempo. Esta tercera estrategia recibe el nombre de Control Adaptativo. El  Control Adaptativo es definido como “cualquier control que cambia  para alcanzar las necesidades cambiantes”.

 

Aunque todos los sistemas reguladores satisfacen esta definición, en el más estricto sentido del término, una modificación adaptativa, es distinguido como un cambio beneficioso que ocurre momento a momento en las propiedades de un  sistema y que requiere un período largo de tiempo para las respuestas individuales.  La adaptación es  un cambio  mas   duradero, de la  estructura o la función que sigue el entrenamiento, que demora tiempo en producirse y que una vez logrado pueden manifestarse incluso durante el reposo. Estas adaptaciones capacitan al organismo a responder de forma más fácil  a los siguientes estímulos o estrés provocados por el ejercicio.  Estas adaptaciones pueden ser exploradas a través de sus reflejos, como pueden ocurrir con los reflejos al cambio de la posición de acostada a la posición de pie (ostostasia).  

 

Efecto de los cambios posturales sobre el sistema Cardiovascular. La Prueba Ortostática.

 

En el paso de la posición acostada a la posición erecta, la fuerza de gravedad inmediatamente provoca una condición (disminución del gasto cardíaco, el retorno venoso y Tensión arterial (TA) sistólica) que debe ser contrarrestada mediante el aumento de la frecuencia cardiaca (FC), del tono vascular o por ambas. La magnitud de los cambios producidos en la TA y los observados en la FC que lo acompañan, pueden ser soportados por un individuo normal, y cualquier desviación de esta norma puede ser detectada.

 

Dentro de ciertos límites, pueden esperarse cambios en la frecuencia cardiaca (FC) y la Tensión arterial (TA) al ponerse de pie. El sistema nervioso  coordina las actividades del latido cardíaco y el sistema vasomotor de tal manera, que en circunstancias ordinarias la TA permanece normal, pero además, el SN produce una compensación de cualquier insuficiencia surgida en un órgano, el corazón o los vasos sanguíneos mediante el incremento de la actividad de otro u otros órganos o sistemas.

 

La reacción ortostática en el organismo está relacionada con el hecho de que durante el paso de la posición horizontal a la vertical del cuerpo humano, se producen los cambios siguientes:

 

• Colapso de los vasos de la región superior del cuerpo (cráneo, cabeza y cuello).
• Ingurgitación de la red circulatoria en miembros inferiores.
• Disminución del volumen sistólico.
• Disminución del gasto cardíaco.
• Disminución del retorno venoso.
• Disminución de la TA y la FC.
• Acumulación de la sangre en los miembros inferiores que oscila entre 500 y 600 ml.

 

Estos cambios se producen por la acción de la gravedad, que provoca disminución del tono de los vasos de capacitancia generando una caída de la presión venosa central de 3 mmHg, la disminución del 40% del volumen sistólico, del 25% del gasto cardiaco, de la irrigación cerebral, pulmonar y abdominal, llegando esta última hasta un 25% .

 

Todo esto trae como consecuencia el aumento de la FC y una elevación de la resistencia periférica total.

 

Los mecanismos que ayudan a que el individuo no sufra colapso ortostático son: la prensa abdominal, la acción de bomba que ejercen los músculos esqueléticos y el sistema valvular venoso que facilita el retorno venoso.

 

Todos estos cambios están regulados por el SNC. La regulación nerviosa de la circulación está caracterizada por su extraordinaria rapidez, pues algunos reflejos se inician al cabo de un segundo y alcanzan su plenitud en 20 ó 30 segundos, y propician un medio para controlar gran parte de la circulación a pesar del efecto que ejerce sobre cada uno de los tejidos.

 

Este mecanismo que incluye el SN, el corazón, el aparato vasomotor y los músculos esqueléticos, trabajan para mantener unas condiciones fisiológicas apropiadas. Las condiciones que desequilibran el funcionamiento normal del organismo se reflejan en este mecanismo compensatorio. Los trastornos digestivos, las infecciones bacterianas absorbidas por el torrente circulatorio y que afectan al SN, la hipersecreción o un funcionamiento inusual de las glándulas de secreción interna, la fatiga que provoca un trabajo muscular intenso o un trabajo mental agotador, son condiciones que pueden desbalancear a ésta delicada máquina reguladora.  

 

Cuando los mecanismos compensatorios no funcionan adecuadamente, se produce un Incremento exagerado de la FC con la finalidad de mantener un gasto cardíaco y la irrigación cerebral, el individuo se torna inquieto, comienza a sudar, presenta frialdad de la piel y en ocasiones se provoca un colapso con pérdida del conocimiento .Esta reacción desaparece inmediatamente que el individuo adopta la posición de decúbito supino.

 

Las evaluaciones ortostáticas que a su inicio era empleada en la clínica para estudiar la adaptación del aparato vestibular, a partir de las investigaciones de Schellong comenzó a utilizarse en la investigación de los cambios originados en el sistema cardiovascular (SCV) bajo la influencia de los cambios de posición del cuerpo en el espacio. Actualmente se utiliza en los estudios de la adaptación de dicho sistema en aviadores, cosmonautas, pacientes portadores de diferentes patologías y en deportistas.   

Reacción fisiológica normal del individuo durante la bipedestación.

Los mecanismos fisiológicos compensatorios, se ponen de manifiesto inmediatamente que el individuo se pone de pie y se manifiestan a través de los siguientes cambios: a) aumento de la FC; b) aumento de la resistencia periférica a consecuencia de la Vasoconstricción refleja que conjuntamente con el aumento de la FC contribuyen al mantenimiento del gasto cardíaco y el volumen sistólico; c) ligera caída de la presión sistólica con ligero aumento o mantenimiento de los valores de tensión diastólica; d) Ligero colapso de los vasos del cuello; e) disminución del volumen sanguíneo pulmonar y cardíaco, lo que radiológicamente se demuestra por el aumento de la radio transparencia de la zona pulmonar y disminución de la silueta cardíaca. Cuadro 5.

 

 

Cuadro 5: Reacción normal del individuo durante la ortostasia.

Cuando los mecanismos compensatorios no funcionan adecuadamente, se produce una caída del volumen sistólico y el gasto cardíaco al encontrarse disminuido el retorno venoso y no existir o ser insuficiente el reflejo vaso constrictor. En esta situación observamos que el individuo se torna inquieto, comienza a sudar, hay palidez marcada y frialdad de la piel, Incremento exagerado de la FC con la finalidad de mantener un gasto cardíaco suficiente y la irrigación cerebral y valores tensionales marcadamente bajos pudiendo producirse un colapso con perdida del conocimiento por la anoxia cerebral. Esta reacción desaparece inmediatamente que el individuo adopta la posición de decúbito supino Cuadro 6.

 

Incremento exagerado de la frecuencia cardíaca (aproximadamente. 40 latidos por minutos o más).

 

Cuadro 6. Reacción patológica de un individuo durante la bipedestación. 

Utilización de la Prueba Ortostática en Medicina del Deporte para la evaluación del sistema cardiovascular.

 

La prueba ortostática es un método clínico utilizado en la Medicina del Deporte en la evaluación del sistema cardiovascular en las cargas de entrenamiento mediante el análisis de los cambios de la frecuencia cardíaca y las presiones sistólicas y diastólicas.

 

Existen dos métodos para la realización de la prueba ortostática  la pasiva y la activa.

 

En la prueba ortostática pasiva el individuo se pone de pie mediante una mesa oscilante o acostado se le aplica una presión negativa en la parte inferior del cuerpo. En el método activo el individuo se pone de pie por sí mismo.

 

Algunos autores plantean que debido al entrenamiento deportivo y los cambios hemodinámicos que ocurren, se produce un aumento de la actividad inhibidora simpática eferente por lo que presentan una inadecuada respuesta del sistema nervioso a los cambios de posición.

 

En la literatura aparecen numerosas investigaciones realizadas en individuos entrenados y no entrenados, en los que se señala un comportamiento diferente entre ambos grupos. Se considera que en los deportistas como resultado de las cargas de entrenamiento se hace más manifiesto los efectos de los mecanismos compensatorios.  

 

A partir del año 1973, los estudios se centraron en los deportistas entrenados en la cualidad de resistencia, los cuales poseen generalmente un VO2 elevado y que sufren con mayor frecuencia intolerancia a la bipedestación, producto (para algunos investigadores), de la hipovolemia observada en los mismos.

 

Los estudios pioneros realizados en deportistas cubanos datan de los años 1970 y  en los mismos fueron obtenidos patrones de referencia para la población deportiva que se utilizan en nuestros días.  

 

En el trabajo práctico, el médico, en la mayoría de los casos, no puede obtener la información de los parámetros fundamentales de la circulación, y para la valoración de su regulación utiliza una cantidad limitada de magnitudes de fácil determinación como el pulso y tensión arterial.

 

Es sabido, que el entrenamiento físico sistemático, ejerce una gran influencia  sobre el sistema cardiocirculatorio, y a la vez, producen una tendencia a la desaparición de la hipotensión ortostática y al síncope, aunque en los últimos años numerosas investigaciones de corte transversal realizadas y estudios longitudinales están aumentando la interrogante de que el entrenamiento de resistencia puede empeorar la regulación de la tensión arterial a los cambios ortostáticos; pero también estos estudios reflejan que individuos con (MVO2) relativamente alto, muestran síntomas sincopales con menor estrés hidrostático en el sistema cardiovascular que sujetos que están menos preparados. Sin embargo otros autores no han podido encontrar evidencias que sustentan esta relación.  

 

En estudio realizado por Carlos Alberto Morales Salas en el año 2000, encontró que en deportistas de Pentatlón femenino se presentaba una  relación directa entre MVO2 y una inadecuada respuesta cardiovascular  a la ortostasia.  

 

Iguales resultados señala Llera Rodríguez  en estudios realizados en deportistas cubanos pertenecientes al grupo de deportes de combate.  

 

Las particularidades señaladas de la influencia en la reacción ortostática del entrenamiento en los distintos deportes se explica con dificultad. Puede ser que esta influencia específica esté camuflada o encubierta por otros factores que determinen el carácter de la reacción ortostática. Sin embargo, se puede suponer que el aumento de las posibilidades funcionales del sistema cardiovascular durante el proceso de entrenamiento esté acompañado por una disminución de las reacciones ortostáticas.

 

Para el estudio de los mecanismos reflejos cardiovasculares asociados con la respuesta al ortostatismo actualmente se utiliza la Low Body Negative Presure (LBNP) que ha demostrado ser eficaz para el estudio de la tolerancia ortostática, definida como el punto presincopal o sincopal de un sujeto durante la utilización de este método.  

 

La ventaja de la aplicación de la LBNP consiste en que produce la redistribución del volumen sanguíneo con un mínimo de actividad muscular, independientemente de la gravedad mientras el sujeto permanece en la posición decúbito supino.

 

Metodologías para la realización de la Prueba Ortostática.

En el Instituto de Medicina del Deporte la Prueba Ortostática Activa se les realiza  siguiendo los siguientes pasos:

• Se mantiene al deportista durante 10 minutos en reposo en posición horizontal, durante este tiempo se mide la frecuencia cardiaca, la tensión arterial sistólica y diastólica, y se realiza EKG, sin olvidar chequear los pulsos periféricos.
• Posteriormente el deportista se pone de pie lo más rápido posible, apoyándose en la pared con un ángulo de inclinación de aproximadamente 75 grados con los pies ligeramente separados, lo que  constituye la posición ortostática.
• En esta posición el deportista se mantiene durante 5 minutos, y se mide la FC, TA y Electrocardiograma (EKG) al primero, tercero  y quinto minutos, momento en que finaliza la prueba.

 

Otras variantes de la Prueba Ortostática

v  En el terreno (en altura).

 

FC antes de levantarse y FC al minuto después de ponerse de pie, de donde:

DIFERENCIA ORTOSTATICA = FC al 1er minuto – FC reposo

Esta prueba es de fácil realización y se debe hacer en el llano y todos los días mientras se encuentre en la altitud. Sirve para determinar la fase de aclimatación y también para controlar la asimilación de las cargas de entrenamiento.

 

 La prueba también puede utilizarse en el terreno para evaluar la adaptación del sistema cardiovascular a las cargas de entrenamiento de una sesión dada; en tal caso la prueba se realizará antes y después de entrenar comprobando ulteriormente los resultados de ambas.

 

La realización de estas investigación en el Laboratorio puede combinarse con el estudio electrocardiográfico antes y después de la misma para obtener mayor información sobre el estado del sistema cardiovascular, en este caso las frecuencias cardíacas deben determinarse por el ECG. ^{(8; 22)}

 

Conclusiones:

Un organismo sólo puede existir en continúa interacción con el medio circundante, autorregulándose y autorregenerándose, como resultado de este intercambio y manteniendo un medio Interno estable. Estos mecanismos  reguladores homeostáticos  intracelulares,  los humorales específicos (Sistema Endocrino) y no específicos, y el Sistema Nervioso funciona como una unidad armónica e integrada que logran la estabilidad y el acople del medio externo con el interno.

 

El Sistema Nervioso nos da la posibilidad  de enterarnos de lo que sucede tanto en el medio  interno, como en el medio externo, de integrar, elaborar, interpretar y almacenar información, así como de ajustar la función del cuerpo mediante respuestas celulares, de ahí su carácter de integrador de todas las funciones.

 

La respuesta a la ortostasia es un ejemplo del control de los  estrictos  mecanismos regulatorios y compensatorios. Este reflejo es explotado y utilizado  por la Medicina del Deporte como elemento evaluador de los cambios adaptativos  del sistema cardiovascular al ejercicio físico por lo que constituye una alternativa diagnóstica de la salud orgánica.

 

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