Fisiología del deporte

 DESCRIPCIÓN GENERAL

Desde su 1.ª edición en 1981, Fisiología del ejercicio. Nutrición, rendimiento y salud ha contribuido a que más de 400 000 estudiantes de pre y posgrado construyan una base científica sólida sobre los principios que rigen la fisiología del ejercicio. Esta 8.ª edición, como la de hace más de 30 años, sigue reflejando el compromiso continuo de los autores por integrar conceptos y la ciencia de las diferentes disciplinas involucradas en el desempeño y regulación de la actividad física, como fisiología, nutrición, bioquímica y bioenergética del ejercicio, medicina, acondicionamiento y rendimiento deportivo y los aspectos de salud relacionados con la realización de actividad física de forma regular.

La obra mantiene su estructura de ocho secciones y una sección introductoria sobre los orígenes de la disciplina. La sección final «En el horizonte» ha cambiado de un apéndice a un capítulo numerado, para situar la biología molecular como componente ya establecido y consolidado en la ciencia del ejercicio físico.

TABLA DE CONTENIDO

Nutrición: la base del desempeño humano 3

Entrevista con el Dr. David L. Costill

CAPÍTULO 1

Carbohidratos, lípidos y proteínas 7

PARTE 1 • CARBOHIDRATOS 8

Tipos y fuentes de los carbohidratos 8

Ingesta recomendada de carbohidratos 14

Función de los carbohidratos en el cuerpo 14

Dinámica de los carbohidratos durante la actividad física 15

PARTE 2 • LÍPIDOS 18

La naturaleza de los lípidos 18

Tipos y fuentes de lípidos 18

Ingesta recomendada de lípidos 25

Función de los lípidos en el cuerpo 26

Dinámica de la grasa durante la actividad física 27

PARTE 3 • PROTEÍNAS 30

La naturaleza de las proteínas 30

Tipos de proteínas 30

Ingesta recomendada de proteínas 32

Función de la proteína en el cuerpo 33

Dinámica del metabolismo proteínico 33

Balance de nitrógeno 36

Dinámica de la proteína durante la actividad física 37

CAPÍTULO 2

Vitaminas, minerales y agua 41

PARTE 1 • VITAMINAS 42

Naturaleza de las vitaminas 42

Tipos de vitaminas 42

Función de las vitaminas 42

Definición de las necesidades de nutrimentos 43

Actividad física, radicales libres y antioxidantes 49

¿El uso de complementos vitamínicos confi ere una ventaja competitiva? 51

PARTE 2 • MINERALES 53

La naturaleza de los minerales 53

Función de los minerales en el cuerpo 53

Calcio 57

La tríada de la atleta: un problema inesperado para las mujeres que entrenan con intensidad 61

Fósforo 63

Magnesio 63

Hierro 64

Sodio, potasio y cloro 67

Minerales y desempeño del ejercicio 68

PARTE 3 • AGUA 72

El contenido corporal de agua 72

Equilibrio hídrico: ingresos contra egresos 74

Requerimiento de agua durante la actividad física 75

CAPÍTULO 3

Nutrición óptima para la actividad física 79

Ingesta de nutrimentos entre las personas físicamente activas 80

Los elementos esenciales de la buena nutrición 85

MyPlate: la guía de alimentación saludable 85

Actividad física e ingesta de alimentos 87

Comida antes de la competencia 92

Comidas de carbohidratos antes, durante y en la recuperación de la actividad física 94

Comidas de glucosa, electrolitos y captación de agua 100

Energía para la actividad física 105

Entrevista con el Dr. John O. Holloszy

CAPÍTULO 4

Valor energético de la comida 109

Medición de la energía de los alimentos 110

CAPÍTULO 5

Introducción a la transferencia de energía 117

Energía: la capacidad para trabajar 118

Interconversiones de energía 120

Trabajo biológico en humanos 121

Enzimas y coenzimas que alteran la velocidad de liberación de energía 124

Hidrólisis y condensación: las bases para la digestión y la síntesis 126

CAPÍTULO 6

Transferencia de energía en el cuerpo 133

PARTE 1 • ENERGÍA DEL ENLACE FOSFATO 134

Trifosfato de adenosina: la moneda de energía 134

Fosfocreatina: el reservorio de energía 136

Oxidación celular 137

Función del oxígeno en el metabolismo energético 140

PARTE 2 • LIBERACIÓN DE ENERGÍA A PARTIR DE DE MACRONUTRIMENTOS 141

Liberación de energía a partir de los carbohidratos 141

Liberación de energía a partir de la grasa 150

Liberación de energía a partir de las proteínas 156

El molino metabólico: interrelaciones entre el metabolismo de

carbohidratos, grasas y proteínas 156

CAPÍTULO 7

Transferencia de energía durante la actividad física 161

Energía inmediata: el sistema ATP-PCr 162

Sistema de energía glucolítico de corta duración (formador de lactato) 162

Energía de larga duración: el sistema aeróbico 163

Espectro de energía de la actividad física 167

Consumo de oxígeno durante la recuperación 168

CAPÍTULO 8

Medición del gasto energético humano 177

Medición de la producción de calor del cuerpo 178

Agua doblemente marcada 184

Cociente respiratorio 185

Índice de intercambio respiratorio (RER) 189

CAPÍTULO 9

Gasto energético humano durante el reposo y la actividad física 191

PARTE 1 • GASTO ENERGÉTICO EN REPOSO 192

Índice metabólico basal y en reposo 192

Concepto de tamaño metabólico 192

Índices metabólicos de los seres humanos: comparaciones de edad y género 193

Cinco factores que afectan el gasto energético diario total 196

PARTE 2 • GASTO ENERGÉTICO DURANTE LA ACTIVIDAD FÍSICA 199

Clasificación de las actividades físicas según el gasto energético 199

El MET 200

Índices diarios de gasto energético promedio 200

Costo energético de las actividades domésticas. Industriales y recreativas 202

Frecuencia cardíaca para calcular el gasto energético 202

CAPÍTULO 10

Gasto energético durante la caminata,

el trote, la carrera y la natación 205

Gasto energético bruto contra gasto energético neto 206

Economía del movimiento humano 206

Gasto energético durante la caminata 208

Gasto energético durante la carrera 212

Natación 220

CAPÍTULO 11

Diferencias individuales y medición de capacidades de energía 227

Especificidad contra generalidad de la capacidad metabólica y el desempeño de ejercicio 228

Generalidades de la capacidad de transferencia de energía durante el ejercicio 228

Transferencia de energía anaeróbica: los sistemas de energía inmediata y de corto plazo 228

Energía anaeróbica: el sistema de energía de largo plazo 236

Sistemas aeróbicos de entrega y utilización de energía 249

Entrevista con el Dr. Loring B. Rowell

CAPÍTULO 12

Estructura y función pulmonar 253

Área de superficie e intercambio de gases 254

Anatomía de la ventilación 254

Mecánica de la ventilación 255

Volúmenes y capacidades pulmonares 258

Función pulmonar, acondicionamiento aeróbico y rendimiento físico 261

Ventilación pulmonar 261

Variaciones de los patrones de respiración normal 265

Las vías respiratorias durante la actividad física en clima frío 267

CAPÍTULO 13

Intercambio y transporte de gases 269

PARTE 1 • INTERCAMBIO GASEOSO EN LOS PULMONES Y TEJIDOS 270

Concentraciones y presiones parciales de los gases respirados 270

Movimiento de gases en aire y líquidos 271

Intercambio de gases en los pulmones y tejidos 272

PARTE 2 • TRANSPORTE DE OXÍGENO 275

Transporte de oxígeno en la sangre 275

PARTE 3 • TRANSPORTE DE DIÓXIDO DE CARBONO 282

Transporte de dióxido de carbono en la sangre 282

CAPÍTULO 14

Dinámica de la ventilación pulmonar 285

PARTE 1 • REGULACIÓN DE LA VENTILACIÓN PULMONAR 286

Control ventilatorio 286

Regulación de la ventilación durante la actividad física 288

PARTE 2 • VENTILACIÓN PULMONAR DURANTE LA ACTIVIDAD FÍSICA 290

Ventilación y demandas de energía durante la actividad física 290

Costo energético de la respiración 295

¿La ventilación limita la potencia aeróbica y el desempeño de resistencia? 296

PARTE 3 • REGULACIÓN ÁCIDOBASE 298

Amortiguamiento 298

Amortiguadores fi siológicos 300

Efectos de la actividad física intensa 301

CAPÍTULO 15

El sistema cardiovascular 303

Componentes del sistema cardiovascular 304

Hipertensión 315

Respuesta de la presión arterial a la actividad física 318

Alimentación sanguínea del corazón 320

Metabolismo miocárdico 322

CAPÍTULO 16

Regulación e integración cardiovascular 325

Regulación intrínseca de la frecuencia cardíaca 326

Regulación extrínseca de la frecuencia del corazón y la circulación 327

Distribución de la sangre 333

Respuesta integradora durante la actividad física 336

Actividad física después del trasplante cardíaco 337

CAPÍTULO 17

Capacidad funcional del sistema cardiovascular 341

Gasto cardíaco 342

Gasto cardíaco en reposo 343

Gasto cardíaco durante la actividad física 344

Distribución del gasto cardíaco 347

Gasto cardíaco y transporte de oxígeno 348

Ajustes cardiovasculares al ejercicio de la parte superior del cuerpo 352

CAPÍTULO 18

Músculo esquelético: estructura y función 355

Estructura general del músculo esquelético 356

Ultraestructura del músculo esquelético 360

Alineación de las fibras musculares 362

Orientación de actina-miosina 366

Sucesos químicos y físicos durante la acción y la relajación muscular 367

Tipo de fibra muscular 374

Genes que defi nen el fenotipo del músculo esquelético 379

Diferencias en el tipo de fi bras entre los grupos atléticos 379

CAPÍTULO 19

Control neural del movimiento humano 383

Organización del sistema neuromotor 384

Alimentación del nervio al músculo 391

Características funcionales de la unidad motora 396

Receptores en músculos, articulaciones y tendones: los proprioceptores 400

CAPÍTULO 20

El sistema endocrino: organización y respuestas aguda y crónica a la actividad física 407

Generalidades del sistema endocrino 408

Organización del sistema endocrino 408

Secreciones endocrinas inducidas por el reposo y el ejercicio 414

Hormonas gonadales 425

Entrenamiento de ejercicio y función endocrina 440

Entrenamiento de resistencia y función endocrina 445

Péptidos opiáceos y actividad física 447

Actividad física, enfermedad infecciosa, cáncer y respuesta inmune 449

PARTE DOS

FISIOLOGÍA APLICADA AL EJERCICIO 455

Mejora de la capacidad para transferir energía 457

Entrevista con Bengt Saltin

CAPÍTULO 21

Entrenamiento para lograr potencia anaeróbica y aeróbica 461

Principios del entrenamiento para el ejercicio 462

Cómo afecta el entrenamiento del ejercicio el sistema anaeróbico 464

Cambios del sistema anaeróbico con el entrenamiento 464

Cómo afecta el entrenamiento el sistema aeróbico 464

Factores que afectan las respuestas en el entrenamiento aeróbico 477

¿En cuánto tiempo se percibe el mejoramiento? 484

Conservación del acondicionamiento físico aeróbico logrado 485

Métodos de entrenamiento 486

Sobreentrenamiento: demasiado de algo bueno 490

Actividad física durante el embarazo 491

CAPÍTULO 22

Fuerza muscular: entrenar los músculos para volverse más fuerte 499

PARTE 1 • MEDICIÓN DE LA FUERZA Y ENTRENAMIENTO PARA ADQUIRIR FUERZA 500

Objetivos del entrenamiento de resistencia 502

Medición de la fuerza muscular 502

Diferencias de género en la fuerza muscular 506

Entrenamiento de los músculos para fortalecerlos 509

PARTE 2 • ADAPTACIONES ESTRUCTURALES Y FUNCIONALES PARA EL ENTRENAMIENTO DE FORTALECIMIENTO 528

Factores que modifican la expresión de la fuerza humana 528

Comparación entre las respuestas de varones y mujeres al entrenamiento 535

Efectos en los músculos por la pérdida de condición física 536

Estrés metabólico del entrenamiento para fortalecimiento 537

CAPÍTULO 23

Auxiliares especiales para el ejercicio.

Entrenamiento y rendimiento 543

Un desafío cada vez mayor para lograr una competencia justa 544

En el horizonte 548

PARTE 1 • MEDICAMENTOS CON EFECTOS ERGOGÉNICOS 548

PARTE 2 • ESTRATEGIAS NO FARMACOLÓGICAS CON EFECTOS ERGOGÉNICOS 571

Rendimiento en el ejercicio y estrés ambiental 593

Entrevista con Barbara Drinkwater

CAPÍTULO 24

La actividad física en altitud media y gran altitud 597

El estrés de la altitud 598

Aclimatación 600

Capacidades metabólicas, fi siológicas y de ejercicio en las alturas 608

Entrenamiento en altitud y rendimiento a nivel del mar 610

Combinación de estancia en altitud con entrenamiento a altitud menor 611

CAPÍTULO 25

Ejercicio y tensión térmica 615

PARTE 1 • MECANISMOS DE TERMORREGULACIÓN 616

Equilibrio térmico 616

Regulación hipotalámica de la temperatura 617

Termorregulación durante la tensión por frío: conservación y producción de calor 617

Termorregulación ante la tensión por calor: pérdida de calor 618

Efectos de la vestimenta sobre la termorregulación 621

PARTE 2 • TERMORREGULACIÓN Y TENSIÓN POR CALOR AMBIENTAL DURANTE LA ACTIVIDAD FÍSICA 626

Actividad física en el calor 626

Mantenimiento del equilibrio hídrico: rehidratación e hiperhidratación 630

Factores que modifi can la tolerancia al calor 632

Complicaciones de la tensión por calor excesiva 635

PARTE 3 • TERMORREGULACIÓN Y TENSIÓN POR FRÍO AMBIENTAL DURANTE LA ACTIVIDAD FÍSICA 637

Actividad física en el frío 637

Aclimatación al frío 639

¿Cuánto frío es demasiado frío? 640

CAPÍTULO 26

Buceo deportivo 643

Historia del buceo, de la antigüedad al presente 644

Relaciones de presión-volumen y buceo a profundidad 652

Snorqueleo y buceo de apnea 653

Buceo con scuba 659

Problemas especiales por la respiración de gases a alta presión 661

Inmersiones a profundidades excepcionales: buceo con mezclas de gases 667

Costo energético de la natación bajo el agua 670

CAPÍTULO 27

Microgravedad: la última frontera 673

El medio ingrávido 674

Perspectiva histórica de la fi siología aeroespacial y medicina 680

Era actual 683

Evaluación médica para seleccionar astronautas 686

Huesos 689

Estrategias de para contramedidas 702

Perspectiva general de las respuestas fi siológicas ante un vuelo espacial 714

Nueva visión de la NASA para el futuro de la exploración espacial 715

Benefi cios prácticos de la investigación en biología espacial 720

Palabras finales 722

Composición corporal, equilibrio energético y control de peso 727

Entrevista con el Dr. Claude Bouchard

CAPÍTULO 28

Valoración de la composición corporal 731

Sobrepeso, exceso de grasa y obesidad, no hay unanimidad para la terminología 732

Índice de masa corporal: un estándar clínico popular 733

Composición del cuerpo humano 738

Técnicas comunes para evaluar la composición corporal 742

Porcentaje promedio de grasa corporal 761

Determinación del peso corporal objetivo 762

CAPÍTULO 29

Complexión, desempeño y actividad física 765

Complexiones de atletas campeones 766

Límite superior de la masa corporal libre de grasa 784

CAPÍTULO 30

Sobrepeso, exceso de grasa (obesidad) y control de peso 787

PARTE 1 • OBESIDAD 788

Perspectiva histórica 788

La obesidad aún es una epidemia mundial 788

Incremento de grasa corporal: un proceso progresivo de largo plazo 792

La genética infl uye en la acumulación de grasa corporal 793

Inactividad física: un componente crucial en la acumulación excesiva de grasa 796

Riesgos de salud por exceso de grasa corporal 797

Criterios para el exceso de grasa corporal: ¿cuánto es demasiada grasa? 801

PARTE 2 • PRINCIPIOS DEL CONTROL DE PESO:DIETA Y ACTIVIDAD FÍSICA 808

Balance energético: aporte contra gasto 808

Dieta para el control de peso 809

Factores que afectan la pérdida de peso 819

Mayor actividad física para controlar el peso 820

Efectividad de la actividad física regular 823

Recomendaciones de pérdida de peso para los luchadores y otros atletas de poder 830

Aumento de peso: el dilema de los atletas competitivos 830

Ejercicio, envejecimiento exitoso y prevención de enfermedades 835

Entrevista con el Dr. Steven N. Blair

CAPÍTULO 31

Actividad física, salud y envejecimiento 839

Los ancianos de Estados Unidos 840

La nueva gerontología 840

PARTE 1 • ACTIVIDAD FÍSICA EN LA POBLACIÓN 842

Epidemiología de la actividad física 842

PARTE 2 • ENVEJECIMIENTO Y FUNCIÓN FISIOLÓGICA 848

Tendencias de edad 848

Capacidad de entrenamiento y edad 858

PARTE 3 • ACTIVIDAD FÍSICA, SALUD Y LONGEVIDAD 859

Actividad física, salud y longevidad 859

La actividad física moderada regular aporta beneficios significativos 860

PARTE 4 • ENFERMEDAD ARTERIAL CORONARIA 862

Cambios a nivel celular 862

Factores de riesgo para enfermedad arterial coronaria 864

CAPÍTULO 32

Fisiología del ejercicio clínico para rehabilitación cardiovascular, pulmonar y por cáncer 877

El fisiólogo de ejercicio en el ajuste clínico 878

Programas de entrenamiento y certifi cación para los fisiólogos de ejercicio

profesionales 880

Aplicaciones clínicas de la fi siología del ejercicio a diversas enfermedades y

trastornos 880

Oncología 880

Enfermedad cardiovascular 884

Valoración de la enfermedad cardíaca 892

Protocolos para pruebas de esfuerzo 901

Prescripción de actividad física y ejercicio 902

Rehabilitación cardíaca 907

Enfermedades pulmonares 908

Actividad física y asma 916

Enfermedades, discapacidades y trastornos neuromusculares 919

Enfermedad renal 920

Enfermedades y trastornos cognitivos y emocionales 921

En el horizonte 925

Entrevista con el Dr. Frank W. Booth

CAPÍTULO 33

Biología molecular: una visión nueva para la fisiología del ejercicio 929

Evolución histórica de la biología molecular 931

Revolución de las ciencias biológicas 934

El genoma humano 936

Ácidos nucleicos 938

Cómo se replica el ADN 947

Síntesis de proteínas: transcripción y traducción 950

Mutaciones 968

Nuevos horizontes en la biología molecular 978

Investigación sobre el desempeño humano 1002

Un bosquejo del futuro 1006

Entrenamiento en circuito para fortalecimiento 537

Dolor y rigidez musculares 538