Biomecánica de la Respiración
David Monzón López
En otros artículos hemos comentado como la pelvis se ve fuertemente influenciada por el ciclo respiratorio. Los momentos de inhalación y exhalación afectan al movimiento relativo de esta estructura, sesgándola más hacia la rotación externa e interna respectivamente por lo que resulta imprescindible entender la biomecánica de la respiración.
Además, estos movimientos relativos son necesarios para acceder a un rango de movimiento completo de manera eficiente como en una sentadilla profunda o un Toe Touch.
En el articulo de hoy vamos a profundizar más a nivel teórico hablando de una estructura y una función claves para un movimiento eficiente; caja torácica y respiración respectivamente.
Anatomía de la Caja Torácica
La caja torácica es una estructura formada por los 12 pares de costillas, el esternón y las vértebras torácicas. Separada por el diafragma de la porción abdominal, su principal función es la protección de órganos vitales como el corazón o los pulmones.
Costillas
Las costillas están formadas por un segmento óseo y cartílago costal mediante el cual articulan al esternón anteriormente (con algunas particularidades como veremos a continuación). Posteriormente articulan con las vértebras torácicas, con la particularidad de que las costillas 2-9 articulan con las vertebras inmediatamente superiores e inferiores, siendo las costillas 1, 11 y 12 las únicas que articulan en exclusiva con su correspondiente vértebra dorsal.
Imagen 1. Anatomía de la caja torácica (Anatomía Gray, 2005)
| Costillas verdaderas | Costillas falsas | Costillas flotantes |
| 1-7 | 8-10 |
11-12 |
Imagen 2. Costillas (Anatomía Gray, 2005)
Las 7 primeras costillas reciben el nombre de verdaderas porque cada una articula de manera independiente con el esternón a través del cartílago costal formando la articulación costo condral. Sin embargo, las costillas falsas articulan al esternón por medio de un cartílago común fusionándose con la séptima costilla.
Esto, será especialmente relevante para poder adaptar diferentes estrategias respiratorias según el sesgo de la persona. Pero no me quiero adelantar, profundizaremos justo en este aspecto la semana que viene. Por último, las costillas flotantes no articulan con el esternón por su cara anterior.
Esternon
El esternón es una fuerte estructura que sirve como anclaje de clavículas y costillas. Se divide en 3 partes:
- Manubrio: articula con las clavículas mediante la articulación esternoclavicular, además de con la primera costilla.
- Cuerpo del esternón: articula con el resto de costillas haciéndolo la 2ª en el ángulo esternal.
- Apófisis Xifoides: final en forma de punta del esternón que, en muchos casos, se fusiona hacia la quinta década de la vida.
Columna torácica
Constituye las 12 vértebras torácicas o dorsales que, a su vez, se dividen en superiores (T1-4), medias (T5-8), e inferiores (T9-12).
- El rango combinado de flexión (de T1 a 12) es de aproximadamente 60º.
- El rango total de rotación unos 40º.
- Y el de flexión lateral aproximadamente 50º.
Respiración
Las funciones principales de la respiración son proporcionar oxígeno a los tejidos y expulsar el dióxido de carbono. Este proceso esta formado por 4 componentes, que seguro conoces:
- Ventilación pulmonar: intercambio de aire entre la atmósfera y los alveolos pulmonares.
- Difusión de O2 y Co2 entre alveolos y sangre.
- Transporte de O2 y Co2 hacia todas las células del cuerpo y viceversa.
- Regulación nerviosa de la ventilación.
Aunque todos los puntos son importantes, vamos a profundizar en como conseguimos que el aire llegue al interior de nuestros pulmones, y como se regula este proceso (puntos 1 y 4).
¿El motivo? Respiración y postura van de la mano. La forma en la que introducimos el aire dentro de nuestros pulmones afecta a nuestra postura y esta, a su vez, a como respiramos.
¡Entender esto es oro para un entrenador a la hora de hacer la selección de ejercicios para su cliente o deportista!
Biomecánica de la Respiración
La respiración se compone de 2 fases: inhalación y exhalación
Durante estas 2 fases, los pulmones pueden expandirse y contraerse de 2 maneras:
- Mediante el movimiento descendente y ascendente del diafragma para alargar y acortar la cavidad torácica.
- Elevando y descendiendo las costillas para aumentar y reducir el diámetro anteroposterior de la caja torácica.
En reposo, una respiración normal y tranquila debería realizarse únicamente de la primera manera mediante un uso eficiente del diafragma. El diafragma es el principal (y casi exclusivo) músculo inspiratorio. Cuando inhalamos, este desciende permitiendo la entrada de aire a los pulmones por diferencia de presiones. La exhalación normal es un proceso totalmente pasivo en el que el diafragma vuelve a su posición inicial por recobro elástico.
Los músculos accesorios de la respiración (escalenos, esternocleidomastoideos y pectorales para la inspiración y oblicuos y transverso del abdomen para la exhalación) no deberían intervenir bajo condicionales normales de reposo. Esta musculatura tiene la función de asistir a la respiración ante una situación de estrés (como puede ser el ejercicio físico).
Movimientos de las costillas
Para un correcto descenso y expansión del diafragma se hace necesario una caja torácica flexible. Las costillas tienen la capacidad de expandirse, aumentando el diámetro de la caja torácica durante la inspiración, tanto anteroposterior como lateralmente.
Las costillas más superiores (2-7) funcionan como un palanca de bomba (aumentando más el diámetro anteroposterior) y las inferiores (8-12) como el asa de un cubo durante la respiración (aumentando el diámetro transversal), como podemos ver en estas imágenes.
Imagen 4 movimiento de las costillas durante la respiración (Anatomía Gray, 2005).
Cuando inhalamos nuestras costillas giran hacia afuera en rotación externa y, al exhalar, descienden en rotación interna.
Si nuestras costillas no son capaces de acceder a estos movimientos, nuestro patrón respiratorio se verá afectado y, por lo tanto, tendrá que buscar otras estrategias para poder seguir respirando (supervivencia por encima de todo).
Regulación nerviosa
El sistema nervioso autónomo (SNA) regula de forma inconsciente la respiración con el objetivo principal de mantener la homeostasis interna en una eficiencia óptima, incluyendo el ajuste a la frecuencia cardíaca ante las diferentes demandas del entorno como puede ser el ejercicio físico extremo o una fase de crecimiento y reparación durante el sueño profundo.
Aunque, si bien es cierto que este control es totalmente automático, los seres humanos somos capaces de influir sobre nuestro sistema nervioso a través de la respiración consciente, siendo esto de gran importancia en nuestro trabajo con clientes o deportistas.
El SNA, encargado de las funciones automáticas del organismo, se divide a su vez en 2 ramas.
- Sistema nervioso simpático (lucha o huida): esta rama del sistema nervioso ha sido clave en nuestra supervivencia a lo largo de la historia del hombre. Su activación nos ha permitido, por ejemplo, huir ante un depredador, con la secreción de diferentes hormonas como el cortisol y desviando mayor flujo sanguíneo a los músculos de nuestras piernas.
- Sistema nervioso parasimpático (descanso y digestión): esencial para los procesos de reparación y crecimiento celular. Cuando esta rama del sistema nervioso entra en acción, se produce la liberación de hormonas como la melatonina, entre otras, que nos permiten quedarnos dormidos y, con ello, iniciar todos los procesos de reparación celular en nuestro organismo.
En el mundo moderno no va a venir ningún león a cazarnos, sin embargo, vivimos en un estado de “amenaza” crónico (la hipoteca, el trabajo…) lo que no es nada bueno para nuestro organismo. Nunca estamos dormidos del todo y nunca estamos despierto del todo.
Este estado permanente de hipervigilancia puede afectar nuestro patrón respiratorio sesgándolo a una hiper o hipo ventilación crónica afectando incluso a la manera en que nuestro cuerpo trata de “buscar” el aire que le falta (por ejemplo, abriendo la caja torácica “fijándola” en un estado permanente de inhalación).
Como ya he comentado, esto es clave para poder diseñar mejores y más eficientes programas de entrenamiento. Piensa lo siguiente: una caja torácica abierta, extendida, en busca de aire, provocará una compresión a nivel torácico que, en última instancia, limitará la rotación externa del hombro. Sea cual sea el objetivo de nuestro cliente o deportista, seguramente en algún momento necesitaremos realizar algún tipo de press vertical, para lo que necesitará tener un grado óptimo de rotación. Si su falta de rotación externa viene por el posicionamiento de su caja torácica, ¿Cómo vamos a mejorar de forma eficiente trabajando única y exclusivamente el síntoma (falta de rotación) y no el origen del problema (caja torácica en extensión)?
Paciencia, lo iremos viendo y, te aseguro que entender estos primeros conceptos algo más teóricos al principio, te harán la vida más fácil en un futuro a la hora de seleccionar los mejores ejercicios para tu deportista.
Conclusiones
La caja torácica y la respiración han tenido poca o ninguna influencia en el entrenamiento de fuerza a lo largo de los años. Son dos aspectos que normalmente hemos pasado por alto de forma habitual.
Sin embargo, como irás viendo en las próximas semanas, son dos aspectos clave a dominar a la hora de valorar a tu deportista y poder con ello confeccionar el plan que mejor se adapte a sus necesidades.
Seguimos dándole caña a la teoría para poder asentar una buena base sobre la que construir nuestros programas de entrenamiento.
Como siempre, espero haberte aportado, espero cualquier comentario y feedback en el foro con ilusión y ¡Nos vemos en el próximo! 😊
Bibliografía Consultada
Chaitow, L (2014). Recognizing and Treating Breathing Disorders. Second edition. Elsevier.
Conor Harris (2021). Biomechanics Program.
Hall J, (2013). Guyton y Hall. Tratado de fisiología médica. Decimotercera edición. Elsevier.
Hochschild, J (2017). Anatomía funcional para fisioterapeutas. El manual moderno. México.
Richard L, et al (2005). Gray. Anatomía para Estudiantes. Elsevier.