¿QUÉ SUCEDE CUANDO ENTRENAMOS?
¿QUÉ SUCEDE CUANDO ENTRENAMOS?
El ejercicio físico no es sencillo. Claro, cualquiera de nosotros puede hacer algo físico en cualquier momento, pero hacer ejercicio para lograr un objetivo específico es muy diferente. Esto se debe a que el ejercicio afecta al cuerpo en muchos niveles diferentes, que con frecuencia se superponen. Aislarlos para estudiar sus efectos nos ayuda a comprender cómo cada efecto está relacionado con el ejercicio físico, pero no nos ayuda mucho en la práctica porque debemos considerarlos todos juntos.
Al comprender los diferentes componentes que se activan cuando hacemos ejercicio y cómo están conectados, podemos tomar mejores decisiones sobre cómo hacer ejercicio y por qué.
En esta mirada en profundidad a los efectos del ejercicio físico en el cuerpo humano, aprenderemos sobre:
- Estrés aeróbico
- Estrés metabólico
- Carga mecánica
- Adaptaciones neuromusculares
- La contribución del microbioma
- Cambios neuroquímicos a nivel celular
- El sistema de gestión de energía del cuerpo.
Estrés aeróbico
Como su nombre indica, el estrés aeróbico es la carga que experimentan los pulmones durante una actividad física prolongada. La definición se amplía un poco para incluir también la transferencia de oxígeno en el torrente sanguíneo al cerebro y los músculos, durante el ejercicio y la capacidad del cuerpo para absorber oxígeno con cada respiración y exhalar dióxido de carbono. En la definición general de estrés aeróbico, los estudios suelen incluir el punto de transición al ejercicio anaeróbico (denominado Umbral anaeróbico).
El transporte de oxígeno en el cuerpo es fundamental para el correcto funcionamiento de los músculos y la salud del cerebro que controla el sistema nervioso central. Sabemos, por ejemplo, que si bien la
respiración por la nariz o la boca durante el ejercicio no hace ninguna diferencia en la cantidad de oxígeno que se toma, sí afecta los centros del cerebro que se activan como resultado.
Todo ejercicio aumenta el volumen de aire que usamos y la cantidad de oxígeno que requiere el cuerpo. A su vez, los latidos del corazón también aumentan durante el ejercicio. El corazón y los pulmones están conectados a través de lo que se conoce como circuito pulmonar. Aquí es donde el lado derecho del corazón recoge la sangre pobre en oxígeno del cuerpo y la lleva a los pulmones para limpiarla y reoxigenarla. De esta manera, el cuerpo recibe la sangre rica en oxígeno que necesita para fortalecer los músculos y funcionar correctamente.
Aquí es donde entra en juego el VO2 Max. La ciencia del deporte nos dice que el VO2 Max representa la cantidad máxima de oxígeno que puede utilizar durante el ejercicio extenuante. Por lo general, se mide en mililitros por kilogramo por minuto (ml/kg/min). Tiene una puntuación de 100 posibles, siendo la más alta jamás registrada con precisión de 96 ml/kg/min.
Nuestro nivel de VO2 Max es muy importante porque es un indicador clave de la aptitud cardiovascular y aeróbica. Cuanto mayor sea, mayor resistencia tendremos y más tiempo podremos seguir haciendo ejercicio a alta intensidad sin fatigarnos y sin necesidad de entrar en fase anaeróbica.
Como era de esperar, un metanálisis de más de 300 estudios y artículos mostró que una de las mejores maneras de mejorar el VO2 Max es participar en el entrenamiento de intervalos de alta intensidad (HIIT). Los entrenamientos HIIT inducen un alto nivel de estrés aeróbico pero brindan alivio a través del descanso incluido al final de cada intervalo para que el cuerpo pueda recuperarse antes de llegar a su fase anaeróbica de trabajo. Como resultado, HIIT ayuda a mejorar la salud cardiovascular, mejora la resistencia y extiende el umbral de VO2 Max individual.
Un beneficio adicional del estrés aeróbico es una mejora en los mecanismos de capacidad de transporte de oxígeno del cuerpo. Esto incluye una optimización de cómo los glóbulos rojos transportan el oxígeno en el cuerpo durante los períodos de ejercicio de alta intensidad.
Las técnicas de respiración pueden ayudar a mejorar su entrenamiento y la respiración misma se puede practicar cuando hacemos ejercicio para ayudar a producir un mejor rendimiento general.
Estrés metabólico
Cuando hacemos ejercicio el tiempo suficiente para que la energía almacenada en nuestro cuerpo disminuye , el proceso a través del cual el cuerpo suministra oxígeno y nutrientes a los músculos y se deshace de los subproductos de la activación de las células musculares se ralentiza. Las células musculares comienzan entonces a acumular metabolitos como lactato, fosfato inorgánico (Pi) e iones de hidrógeno (H+)]. Este es el proceso conocido como estrés metabólico.
El estrés metabólico juega un papel clave en el crecimiento muscular y el entrenamiento de fuerza. Los estudios muestran que el estrés metabólico puede ayudar a reducir la acumulación de grasa en las células de los adultos con sobrepeso. Un estudio de 2011 mostró que una buena condición de VO2 Max hace que sea más difícil que ocurra estrés metabólico. Esta es una de las razones por las que las personas que generalmente están en forma muestran un progreso más lento en el desarrollo de la fuerza y el crecimiento muscular que las personas que generalmente no están en forma.
El entrenamiento HIIT, nuevamente, está emergiendo como un buen medio para inducir estrés metabólico que conduce a adaptaciones musculares en el cuerpo. A medida que el cuerpo se vuelve más fuerte, también se “endurece” más al estrés metabólico, lo que puede tener algunos efectos secundarios sorprendentemente beneficiosos para la salud y la inteligencia del cerebro. Este último, en particular, está respaldado por los hallazgos de la ciencia del ejercicio sobre la intensidad del entrenamiento y la salud del cerebro.
Debemos señalar aquí que es posible inducir estrés metabólico sin inducir también estrés aeróbico, por ejemplo, levantando pesas ligeras pero lentamente y durante mucho más tiempo. El estrés aeróbico, sin embargo, suele ir acompañado también de estrés metabólico.
Carga mecánica
La tensión que experimentan los músculos durante la contracción, cuando se ejercitan, constituye la carga mecánica que experimentan. Esa carga cambiará con variables como la duración del entrenamiento. El peso que se levanta (si usamos entrenamiento de resistencia), la fatiga (es decir, el estrés metabólico) y la cantidad de daño mecánico que soportan los músculos bajo la carga mecánica que experimentan.
Los estudios muestran que la magnitud de la carga mecánica que experimentan los músculos durante el ejercicio es importante para mantener la salud de los huesos. La salud ósea, a su vez, es clave para mantener la salud del cerebro.
La carga mecánica que experimentan los músculos durante el ejercicio físico está determinada por la relación fuerza-velocidad. En el lenguaje más simple posible, esto significa que la carga mecánica que experimentan los músculos cuando se contraen es una función de la fuerza que se aplica (es decir, se levantan pesas, o el pie golpea el suelo o el puño golpea un saco de boxeo, etc.) y la velocidad en el que se le pide al músculo que se contraiga. La relación entre fuerza y velocidad es inversa. Entonces, por ejemplo, si estuviera levantando una carga de 200 kg, sus músculos se contraerían lentamente sin importar qué tan fuerte intentara levantarla, mientras que si fuera a levantar una carga de 2 kg, realmente necesita trabajar activamente para reducir la velocidad de su levantamiento porque su los músculos se contraen muy rápidamente.
Sin embargo, es un error pensar que la única fuerza que se aplica es lo que está levantando o empujando. El estrés metabólico y el daño mecánico también juegan un papel aquí. El estrés metabólico fatiga los músculos debido a la acumulación de metabolitos. El daño mecánico es el daño fisiológico que le sucede a las fibras musculares cuando se ejercitan cuando están fatigadas o bajo una gran carga mecánica. Este daño los debilita, ya que las fibras musculares dañadas no pueden participar por completo en la actividad física para la que fueron reclutadas.
Un ejemplo clásico que ilustra esto son las flexiones. La mayoría de la gente puede hacer diez flexiones, diez veces, con intervalos de diez minutos entre cada vez. Sin embargo, muy pocas personas pueden hacer
100 flexiones de una sola vez, sin descanso. El número total de flexiones realizadas es el mismo en ambos casos, pero la carga mecánica experimentada por los músculos es diferente.
El ejemplo también muestra la relación que existe entre la carga mecánica y el estrés metabólico. El daño mecánico que se causa a los músculos debido a la carga mecánica también aumenta el estrés metabólico que aumenta la fatiga que se experimenta, lo que luego debilita aún más los músculos que luego experimentan una mayor carga mecánica. Los entrenamientos “hasta el fallo” utilizan este mismo principio para generar ganancias de fuerza más rápidas.
Adaptaciones neuromusculares
A través del ejercicio físico, por supuesto, todos tratamos de desarrollar fuerza. Parte de este proceso de fortalecimiento consiste en desarrollar un poco más de músculo, lo cual es bueno para nuestra salud en general. Pero las verdaderas ganancias de fuerza provienen de poder involucrar el músculo que ya tenemos, así como el músculo que construimos y para eso necesitamos que nuestro cerebro pueda decirle a nuestro cuerpo que lo haga. Para que nuestro cuerpo pueda escuchar ese comando del cerebro, necesitamos nervios que lleven el mensaje del cerebro a los músculos.
Esta inervación es de lo que se tratan las adaptaciones neuromusculares del ejercicio. La ciencia del deporte llama unidad motora a la agrupación de fibras musculares que están inervadas por una neurona. La cantidad de unidades motoras que podemos involucrar en la ejecución de una tarea física determina cuán fuertes, rápidos o ágiles somos.
En la práctica, todo esto significa que cada vez que hacemos ejercicio, no solo entrenamos nuestros músculos para realizar una tarea específica, también entrenamos nuestro cerebro, que tiene que desarrollar nuevas conexiones neuronales para guiar mejor a esos músculos en la ejecución de esa tarea. Estas adaptaciones neuromusculares son las que hacen que los ejercicios específicos sean más fáciles con el tiempo.
Los estudios muestran que hay diferentes adaptaciones neuromusculares que tienen lugar cuando entrenamos fuerza, velocidad o resistencia. Son estos los que determinan la velocidad a la que las unidades motoras se activan y descargan (es decir, se reclutan en la realización de una actividad física particular y la velocidad y duración a la que se activan).
La necesidad de hacer que sucedan estas adaptaciones neuromusculares es también la razón por la que ponerse en forma y adquirir destreza en un ejercicio físico en particular toma tanto tiempo (aproximadamente 4 a 6 semanas) y requiere un programa de ejercicios que esté diseñado apropiadamente para obtener las adaptaciones requeridas para ese ejercicio físico en particular. tarea o deporte.
La contribución del microbioma
No podemos cubrir adecuadamente el rendimiento del cuerpo y el cerebro durante el ejercicio sin hablar del microbioma. Este es también el vínculo que debemos tener en cuenta cuando hablamos de nutrición y ejercicio.
Un estudio de 2017 demostró que el ejercicio físico produce cambios específicos en la consistencia de nuestro microbioma y eso, a su vez, beneficia nuestra salud. Otros estudios, muestran que las adaptaciones neuromusculares y físicas que se inducen en el cuerpo, a través del ejercicio, también dependen del microbioma, su consistencia, producción de hormonas específicas y su capacidad para procesar los alimentos que ingerimos.
El papel que desempeña el microbioma en el ejercicio y la nutrición es complejo y multifacético. Parece que el microbioma juega un papel central en la forma en que usamos los alimentos que comemos como combustible que alimenta nuestros músculos. Esto, a su vez, afecta el rendimiento físico en función de nuestra dieta individual. Al mismo tiempo, en una compleja red de interacciones, la actividad física que realizamos cambia la consistencia del microbioma en nuestro intestino, lo que significa que luego cambia nuestras necesidades dietéticas.
Además de todo eso, dos nuevos estudios publicados en 2019 muestran que nuestra fuerza física, velocidad y resistencia están relacionadas con la salud de nuestro microbioma, lo que también afecta la forma en que el cuerpo mantiene la fuerza y la masa muscular a medida que envejecemos.
La ciencia del microbioma es todavía muy nueva. Solo ahora estamos obteniendo la evidencia científica que nos ayuda a ver cómo la producción de sustancias químicas específicas en el intestino ayuda en la activación de los músculos durante el ejercicio físico.
La imagen que surge de lo que ya sabemos es que cada microbioma es único. La salud intestinal, las capacidades físicas e incluso el envejecimiento están vinculados a la nutrición en una combinación que es única para cada individuo. Esto significa que las pautas generales sobre salud, estado físico, dieta y nutrición son solo eso: generales. Se convierten en el kit de inicio que debe usarse para refinar la fórmula de entrenamiento-comida-descanso que cada individuo necesita para mantener una salud física y mental óptima a medida que el cuerpo humano envejece.
Cambios neuroquímicos a nivel celular
El vínculo entre el ejercicio, la nutrición y la memoria muscular se encuentra en las fábricas químicas que se encuentran en lo profundo del músculo y que son responsables de producir las sustancias químicas necesarias para potenciar los músculos durante la actividad física. Estos motores celulares son responsables de cómo los músculos se contraen durante la actividad física hasta cómo el músculo cardíaco maneja la carga adicional durante el ejercicio e incluso cómo los músculos manejan el crecimiento y la reparación después del ejercicio.
Los cambios que experimentan los músculos a nivel celular como resultado del ejercicio físico están relacionados con su capacidad para resistir el estrés metabólico y continuar funcionando a un alto nivel de rendimiento más allá de su rango normal.
Un estudio de 2017 mostró, entre otras cosas, que el tiempo que tardan los músculos en experimentar cambios a nivel celular es de aproximadamente seis semanas de ejercicio regular. Como era de esperar, el entrenamiento de intervalos de alta intensidad (HIIT, por sus siglas en inglés) está emergiendo como el tipo de ejercicio que acelera los cambios realizados en los músculos a nivel celular.
Una vez realizados, estos cambios celulares permanecen incluso si se produce una pérdida de fuerza debido a la inacción. Esta es la razón por la que a las personas que han entrenado en el pasado pero han tenido un período de inactividad les resulta más fácil recuperar su fuerza una vez que vuelven a entrenar. Esta es también la razón por la que el ejercicio físico revierte el envejecimiento biológico del cuerpo.
El Sistema de Manejo de Energía del Cuerpo
La paradoja asociada con el ejercicio es que, en lugar de agotar la energía del cuerpo, parece conducir a menos experiencias de fatiga y a una sensación general de bienestar y de tener más energía. Aún no se entiende el mecanismo a través del cual esto se logra y la mayoría de los estudios actuales solo han logrado agregar datos científicos que verifican los relatos anecdóticos que teníamos, sin explicar por qué sucede esto.
La mayoría de los estudios en esta área ya tienen más de diez años , lo que significa que no se está analizando activamente en este momento, aunque han establecido que el ejercicio conduce a una mejor gestión de la energía a lo largo del día y tiene un efecto positivo en la dieta. Un metanálisis de 16 estudios con 678 participantes, realizado en 2013,
mostró de manera concluyente que el ejercicio regular de alta intensidad reduce la sensación de fatiga y aumenta la sensación de tener más energía.
Además del HIIT, los estudios también han demostrado que el ejercicio aeróbico ayuda a combatir la fatiga persistente en adultos. Un estudio aleatorizado y controlado realizado en 2008 mostró que durante un período de seis semanas, los adultos que padecían fatiga crónica informaron una mejora significativa.
Si bien la ciencia del deporte no nos ayuda mucho aquí, la física sí. El cuerpo humano es un sistema abierto que se encuentra en un constante estado de intercambio de energía con su entorno. Dependiendo de dónde estemos, estamos usando calorías para calentar nuestro cuerpo o calorías para enfriar nuestro cuerpo. Además, ingerimos calorías en forma de alimentos y bocadillos y perdemos calorías en los procesos que nuestro cuerpo utiliza para mantenernos con vida y el ejercicio que hacemos.
Este enfoque no es exactamente nuevo. Estudios anteriores lo han usado para ayudar a explicar la pérdida de peso, las dietas y la nutrición. Lo usaremos para explicar mejor el uso de la energía en el ejercicio y por qué el cuerpo activa adaptaciones que cambian su fisiología cuando experimenta estrés aeróbico o metabólico y cargas mecánicas.
Considere que la supervivencia a largo plazo del cuerpo humano (tarea para la cual ha evolucionado durante decenas de miles de años) exige que alcance, cada vez, un equilibrio con su entorno en el que la cantidad de energía que necesita para realizar tareas específicas se minimiza. El motivo de la minimización es que, para garantizar la supervivencia, el cuerpo humano se encarga automáticamente de optimizar los procesos para que utilice la menor cantidad de energía posible cuando los realiza.
Gasto Energético, Adaptaciones Físicas Y Física
Un cuerpo que usa mucha energía para sus tareas más básicas reduce significativamente sus posibilidades de supervivencia a largo plazo. Este concepto simple está en el corazón de la teoría de la optimización en evolución. Hay bastante complejidad en este argumento porque la evolución es desordenada y está impulsada por una multitud de factores. Sin embargo, el núcleo de esto es que las adaptaciones físicas ocurren debido a las presiones ambientales que obligan al cuerpo a responder para que pueda reducir sus requerimientos de energía.
Como ejemplo, considere cómo cuando comienza a caminar rápido, el gasto de energía de su cuerpo aumenta y continúa aumentando a medida que aumenta la velocidad de la caminata.
En el punto en el que vas lo suficientemente rápido para que tu cuerpo haga la transición de caminar muy rápido a trotar, el gasto de energía del cuerpo en la actividad disminuye. Esto sucede una y otra vez a medida que aumentamos la velocidad de trote y la transición de trotar a correr.
Esto demuestra cómo cada vez que el cuerpo pasa de una forma de locomoción a otra, está utilizando su estructura biomecánica para disminuir la cantidad de energía requerida en la actividad. Todo lo que hemos discutido hasta este punto, todas las adaptaciones en las que se involucra el cuerpo cuando está expuesto al estrés físico, son procesos que consumen mucha energía y que tienen lugar para permitirle lidiar con el estrés físico que se le presenta de una manera más fácil.
Si, por ejemplo, corres 100 m todos los días durante un mes, tu cuerpo experimentará cambios en las fibras musculares, neurales y celulares que están diseñados para facilitar la carga de energía que necesitas cuando corres. Esto también te hará más rápido porque te resultará más fácil correr a toda velocidad.
La gran técnica en los deportes y actividades físicas también se trata de la optimización de la energía al realizar una tarea física específica. Esto se logra moviendo el cuerpo de manera que le permita preservar mejor la transferencia de energía cinética de una parte a otra. Una transferencia de energía más suave también significa que el cuerpo se mueve de una manera más optimizada y que consume menos energía.
Un estudio científico detallado de la forma en que los mamíferos se adaptaron a la transición de la tierra al agua mostró que experimentaron adaptaciones evolutivas que los llevaron a expandir la misma cantidad de energía cuando se movían a gran velocidad en el agua que sus contrapartes terrestres cuando corrían en tierra.
Esto es importante porque muestra que existe un límite superior para las adaptaciones de optimización de energía. En términos simples, solo hay un límite de músculo que podemos desarrollar y mantener las ganancias de velocidad y eficiencia energética. Hay un límite de coordinación y adaptaciones neuronales que podemos lograr para realizar movimientos complejos de la manera más eficiente posible desde el punto de vista energético.
El hecho de que exista tal límite también ayuda a explicar por qué no podemos mantener los logros en el estado físico que hemos logrado si dejamos de hacer ejercicio. En esencia, los factores estresantes que aplicamos a través del ejercicio son vistos por el cuerpo como ambientales. Se adapta para sobrevivir. Sus adaptaciones reducen el costo del requerimiento de energía. Cuando esos factores estresantes ambientales desaparecen (es decir, dejamos de hacer ejercicio con tanta intensidad), el cuerpo se adapta nuevamente para reducir aún más sus costos de energía, por lo que perdemos masa muscular a medida que nuestros músculos se encogen. Perdemos la capacidad de VO2 Max porque nuestros pulmones ya no tienen que trabajar tanto porque ya no corremos, por ejemplo.
Esto hace del fitness un viaje en constante evolución. Dos estudios detallados que examinan los procesos neurobiológicos y fisiológicos humanos a través de la aplicación de las leyes de la termodinámica esencialmente presentan un argumento convincente a favor de la naturaleza dinámica del cuerpo, basado en los principios de conservación de energía y entropía.
Estos son temas complejos. Sin embargo, lo que vale la pena sacar del enfoque es que nuestro cuerpo siempre está en un proceso de «convertirse» en lugar de simplemente «ser». Se necesita esfuerzo y energía para llegar allí y esfuerzo y energía para mantener los logros que hemos logrado.
Resumen
El fitness es complejo porque el cuerpo humano no es un objeto estático. Debido a su microbioma, cada persona es única. El ejercicio afecta a las bacterias intestinales (microbioma) y al cerebro, así como al cuerpo. Ponerse en forma requiere que el cuerpo experimente adaptaciones físicas y celulares en respuesta directa a las presiones ambientales percibidas; estas presiones son lo que llamamos ejercicio y toman la forma de estrés aeróbico o metabólico y cargas mecánicas. La respuesta de adaptación del cuerpo tarda, en promedio, seis semanas en manifestarse por completo. Cada ganancia de condición física que se logra debe mantenerse a través de trabajo adicional (es decir, ejercicio). En el momento en que se detiene el trabajo, la mejora de la forma física comienza a degradarse hasta que se pierde. Debido a que el cuerpo se adapta constantemente, las ganancias de condición física logradas a través de ejercicios específicos disminuyen con el tiempo a menos que se introduzcan variaciones que continúen desafiando al cuerpo.