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FISIOLOGIA DOS SISTEMAS CARDIOVASCULAR, RESPIRATÓRIO E NERVOSO COM A Lorena Lima, M7 ATIVIDADE FÍSICA COMPREENDER A FISIOLOGIA DOS SISTEMAS C.R.N ENTENDER COMO A ATIVIDADE FÍSICA INFLUENCIA NESSES SISTEMAS ENTENDER A SAÚDE MENTAL DO ADULTO EM RELAÇÃO A ATIVIDADE FÍSICA OBJETIVOS: 1. 2. 3. SISTEMA CARDIOVASCULAR Está localizado lateral e inferior a veia cava superior, e que ao se despolarizar espontaneamente produz um potencial de marca-passo, alcançando um limiar para disparar um potencial de ação que se propaga ao longo dos dois átrio fazendo-os se contraírem juntos (por conta das junções comunicantes). Esse potencial também alcança o Nó Atrioventricular (AV), localizado no septo interatrial, ocorrendo uma desaceleração do potencial de ação que permite o enchimento dos ventrículos. A partir dai, o potencial entra no fascículo atriventricular (Feixes de His), sendo o único lugar que o potencial pode atravessar dos átrios para os ventrículos por conta do esqueleto fibrosos do coração isolando os ventrículos. Os feixes de His seguem pelos ventrículos direito e esquerdo, se estendendo ao ápice do coração pelas fibras de Purkinje. O sistema circulatório é composto de uma bomba – o coração – e por dois principais sistemas de vasos que transportam o sangue para cada célula do corpo e para os pulmões, sendo composto pelo coração, sangue e vasos sanguíneos, que são divididos nos ramos periférico e pulmonar.¹ A circulação pulmonar funciona a partir do lado direito do coração, a bomba pulmonar, que recebe todo o sangue vermelho escuro (desoxigenado) que retorna da circulação sistema pelas veias cavas até o átrio direito. Segue para o ventrículo, onde é bombeado para o tronco pulmonar que se ramifica em quatro artérias pulmonares, que leva o sangue ser oxigenado nos pulmões, pela troca de CO2 que é expirado e O2 inspirado. Esse sangue oxigenado retorna ao coração pelas veias pulmonares.² Chegando das veias pulmonares, o sangue oxigenado entra no átrio esquerdo, o lado esquerdo do coração é responsável pela bomba da circulação sistema. Logo que o sangue chega ao ventrículo esquerdo ele entra no ramo aórtico, que irá se dividir e ramificar em artérias menores até arteríolas para suprir todo os sistemas, órgãos e tecidos com sangue oxigenado. O sangue rico em O2 troca com cada célula, recebendo CO2, tornando-se vermelho escuro, sangue desoxigenado que irá retornar pelas vênulas, até as veias cavas, por fim o átrio direito.² O coração possui fibras autorrítimicas, capazes de iniciar um potencial de ação sozinhas. O nó Sinoatrial é composto dessas fibras, assim ele define o ritmo do coração, sendo o marca-passo natural.² Lorena Lima, M7 SISTEMA CARDIOVASCULAR válvulas AV, mas como as válvulas semilunares também estão fechadas, ocorre uma contração isovolumétrica em que não há alteração do volume ventricular. Mas como a pressão continua a aumentar, ela ultrapassa a pressão aórtica e do tronco pulmonar, os ventrículos forçam a abertura das válvulas, chamado período de ejeção. O volume sistólico final é o volume remanescente em cada ventrículo após a ejeção, que é cerca de 60ml.. ² No período de relaxamento, a repolarização ventricular provoca a diástole, conforme a pressão intraventricular cai o sangue tende a retornar isso causa o fechamento das válvulas. Existe ai um intervalo em que as 4 válvulas estão fechadas, um relaxamento isoolumétrico. A pressão continua a cair, até que a pressão ventricular se torna menor que a atrial, fazendo com que as válvulas atrioventriculares se abram antes mesmo da contração atrial, e o fluxo de sangue encha agora os ventrículos, assim, no final do relaxamento os ventrículos estão 75% cheios (a onda P sinaliza o início de outro ciclo).² Do ápice os ramos subendocárdicos calibrosos (Fibras de Purkinje) conduzem rapidamente o potencial até o restante do miocárdio ventricular. Fazendo com que os ventrículos se contraiam, deslocando o sangue para as válvulas semilunares.² O ciclo cardíaco possui todos os batimentos associado em um único batimento cardíaco, assim, o ciclo cardíaco tem uma sístole e diástole atrial e mais uma sístole e diástole ventricular. Sendo que em cada ciclo os átrios e ventrículos se contraem e relaxam alternadamente e para uma uma FC de 75bpm, isso dura 0,8s. Durante a sístole atrial os ventrículos estão relaxados, que se inicia com a despolarização espontânea do nó SA (onda P) realizando a contração do átrio forçando o sangue através da válvula atrioventricular para o ventrículo, enchendo-o com mais 25ml de sangue que soma-se aos 105 já presentes, formando o volume diastólico final (VDF=130ml). Já durante a sístole ventricular (diástole atrial), que se inicia com a despolarização ventricular (complexo QRS), a pressão intraventricular vai se elevar e causar o fechamento das Lorena Lima, M7 SISTEMA CARDIOVASCULAR A lei de Frank-Starling do coração equaliza o volume ejetado pelos ventrículos direito e esquerdo e mantém o mesmo volume de sangue que flui para as circulações sistêmica e pulmonar. Se o lado esquerdo do coração bombeia um pouco mais de sangue do que o lado direito, o volume de sangue que retorna para o ventrículo direito (retorno venoso) aumenta. O aumento do VDF faz com que o ventrículo direito se contraia com mais força no próximo batimento, trazendo os dois lados de volta ao equilíbrio.² O Débito Cardíaco é o volume de sangue ejetado por um ventrículo a cada minuto. É igual ao volume sistólico ejetado multiplicado pela frequência cardiaca.² DC(ml/min)= VSejet (ml/bat) x FC (bat/min) Fatores que aumentam o volume sistólico ou a frequência cardíaca normalmente elevam o DC. Durante o exercício leve, por exemplo, o volume sistólico pode aumentar para 100 m ℓ /batimento, e a frequência cardíaca para 100 bpm. O débito cardíaco então seria de 10 ℓ /min. Durante o exercício intenso (mas ainda não máximo), a frequência cardíaca pode acelerar para 150 bpm e o volume sistólico pode subir para 130 m ℓ /batimento, resultando em um débito cardíaco de 19,5 ℓ /min.² Se mais sangue retornou ao coração durante a diástole, então mais sangue será ejetado na próxima sístole. Em repouso, o volume sistólico é de 50 a 60% do volume diastólico final, porque 40 a 50% do sangue permanece nos ventrículos depois de cada contração (volume sistólico final). Três fatores regulam o volume sistólico e garantem que os ventrículos esquerdo e direito bombeiem volumes iguais de sangue: (1) pré-carga, o grau de estiramento no coração antes de ele se contrair; (2) contratilidade, o vigor da contração das fibras musculares ventriculares individuais; e (3) pós-carga, a pressão que tem de ser sobrepujada antes que possa ocorrer ejeção do sangue a partir dos ventrículos.² Dentro de certos limites, quanto mais o coração se enche de sangue durante a diástole, maior será a força de contração durante a sístole. Esta relação é conhecida como a Lei de Frank-Starling do coração. A pré-carga é proporcional ao volume diastólico final (VDF) (o volume de sangue que enche os ventrículos no final da diástole). Normalmente, quanto maior é o VDF, mais forte é a contração seguinte.² Quanto ao Controle Nervoso desse sistema, o SNA simpático é o acelerador, aumenta tanta a frequência cardíaca como a força dos batimentos, já o SNA parassimpático é o desacelerador, torna o coração mais lento. Os centros cardíacos estão no BULBO, o Centro Cardiocelerador se projeta de neurônios da medula espinal, ao nível de T1a T5, sendo que esses neurônios pré-glanglionares fazem sinapses com neurônios ganglionares no Tronco Simpático Cervical e no Torácico Alto, a parti dai as fibras pós-ganglionares inervam os nós SA e AV, o músculo cardíaco e as artérias coronarianas. O Centro Cardioinibidor envia impulsos parassimpáticos para o núcleo posterior do nervo vago do bulbo, que então envia impulsos inibitórios para o coração via ramos do nervo vago.³ O Centro Cardiovascular ainda recebe informações das regiões superiores do encéfalo e dos receptores sensitivos (barorreceptores,quimiorreceptores e proprioceptores). Os proprioceptores monitoram os movimentos das articulações e músculos e fornecem informações ao Lorena Lima, M7 SISTEMA CARDIOVASCULAR O2), acidose (aumento na concentração de H+) ou hipercapnia (excesso de CO2) estimulam os quimiorreceptores a enviar impulsos ao centro cardiovascular. Em resposta, o centro CV aumenta a estimulação simpática de arteríolas e veias, provocando vasoconstrição e aumento da pressão sanguínea. Estes quimiorreceptores também fornecem informações ao centro respiratório no tronco encefálico para ajustar a frequência respiratória. centro cardiovascular durante a atividade física. Sua atividade é responsável pelo rápido aumento da frequência cardíaca no início do exercício.Os barorreceptores são sensíveis a pressão, localizados na AORTA, nas Artérias CAROTÍDEAS internas e outras grandes artérias do pescoço e tórax. Os dois reflexos barorreceptores mais importantes são o reflexo do seio carótico e o reflexo da aorta. O do seio carotídeo ajuda a controlar a pressão sanguínea no encéfalo, percebem o aumento da pressão quando a parede do seio se distende o que gera impulsos nervosos que irão se propagar para os axônios sensitivos nos nervos glossofaríngeos (IX) até o centro cardiovascular no bulbo. Já os barorreceptores da parte ascendente e arco da aorta, regulam a pressão arterial sistema ao enviar impulsos através dos axônios do nervo vago (X).² Quando a pressão arterial cai, os barorreceptores são menos distendidos e enviam impulsos nervosos em uma frequência mais lenta ao centro cardiovascular. Em resposta, o centro CV diminui a estimulação parassimpática do coração por meio dos axônios motores dos nervos vago e aumenta a estimulação simpática do coração via nervos aceleradores cardíacos. Inversamente, quando é detectado um aumento na pressão, os barorreceptores enviam impulsos em uma frequência mais rápida. O centro CV responde aumentando a estimulação parassimpática e diminuindo a estimulação simpática. As reduções resultantes da frequência cardíaca e força de contração diminuem o débito cardíaco.² Já os quimiorreceptores, percebem a composição química do sangue, se localizam próximo aos barorreceptores do seio e da aorta em pequenas estruturas chamadas glomos caróticos e glomos para- aórticos. Estes quimiorreceptores detectam mudanças nos níveis sanguíneos de O2, CO2 e H+. Hipoxia (baixa disponibilidade de Lorena Lima, M7 SISTEMA CARDIOVASCULAR Peptídeo Natriurético Atrial (PNA): Liberado pelas células do átrio do coração, o PNA reduz a pressão arterial ao causar vasodilatação e promover a perda de sal e água na urina, o que reduz o volume sanguíneo.² lúmen dos túbulos renais para a corrente sanguínea. Isso resulta em aumento no volume sanguíneo e diminuição na produção de urina.² Sistema Renina Angiotensina: Quando o volume de sangue cai ou o fluxo para os rins diminui, as Células Justaglomerulares dos rins secretam RENINA na corrente sanguínea. Em sequência a renina e a enzima conversora de angiotensina (ECA) atuam nos seus substratos para produzir Angiotensina II, que é capaz de aumentar a pressão arterial de duas formas: vasoconstrição, aumenta a resistência vascular sistema e logo aumentar a pressão arterial; em segundo lugar, estimula a secreção de aldosterona, a qual aumenta a absorção de íons sódio e água pelos rins. Esse aumento de água aumenta o volume de sangue total, que eleva a pressão arterial. Epinefrina e Norepinefrina: Em resposta a estímulo simpático, a medula das suprarrenais liberam epinefrina e norepinefrina, que são capazes de aumentar o débito cardíaco ao elevarem a velocidade e a força das contrações cardíacas. Também causam constrição das arteríolas e veias na pele e órgãos abdominais e dilatação das arteríolas no músculo cardíaco e esquelético, o que ajuda a aumentar o fluxo sanguíneo para o músculo durante o exercício. .Hormônio Antidiurético (ADH): O ADH é produzido no hipotálamo e liberado pela neurohipófise em resposta a desidratação ou diminuição do volume sanguíneo. Ele causa a vasoconstrição, o que aumenta a PA. Também é chamado de VASOPRESSINA. O HAD também promove o deslocamento de água do Existem ainda vários hormônios ajudam a regular a pressão arterial e o fluxo sanguíneo por meio da alteração no débito cardíaco, alteração da resistência vascular sistêmica ou ajuste do volume total de sangue: Lorena Lima, M7 SISTEMA CARDIOVASCULAR representa simplesmente o fato de que, quando a pressão capilar cai a níveis muito baixos, o líquido é reabsorvido pelas membranas capilares dos tecidos para a circulação, elevando o volume sanguíneo e a pressão na circulação. Ao contrário, quando a pressão capilar se eleva em demasia, o líquido é perdido da circulação para os tecidos, reduzindo, assim, o volume sanguíneo, bem como praticamente todas as pressões circulatórias.(4) Esses três mecanismos intermediários são ativados principalmente depois de 30 minutos a várias horas. Durante esse tempo, os mecanismos nervosos, em geral, ficam cada vez menos eficazes, o que explica a importância dessas medidas não nervosas de controle da pressão nos tempos intermediários.(4) Mecanismos para a Regulação da Pressão Arterial a Longo Prazo: O controle a longo prazo envolve a função renal, visto que os mecanismos rápidos podem se adaptar a episódios prolongados de pressão alta ou baixa (barorreceptores). Nesse caso, os rins irão reestabelecer e manter a homeostasia da PA regulando o volume sanguíneo. Um aumento de volume sanguíneo reflete no aumento na PA, bem como a redução do volume diminui a PA, exemplo é a desidratação e a perda de líquido circulante são responsáveis pela queda da PA durante o exercício vigoroso. Os rins atuam de duas maneiras: O mecanismo direito, independe de hormônios-> quando o volume o a pressão aumenta, a taxa de filtração glomerular é acelerada, contudo os rins não podem processar o filtrado tão rápido e mais filtrado sai na urina. Consequentemente o volume de sangue diminui, e a pressão também. O mecanismo indireto é o Renina- Angiotensina-> quando a PA diminui, os rins secretam Renina, que entra em reações em cascatas, produzindo Angiotensina II, ela é um potente vasoconstritor que aumenta a Desses fatores reguladores do sistema cardiovascular e da frequência cardíaca, eles podem ser classificados em mecanismo rápidos (minutos a segundos), mecanismo que agem após vários minutos e mecanismo de controle da PA a longo prazo. Mecanismos Rápidos de Controle da Pressão que Atuam em Segundos ou Minutos: São basicamente reflexos nervosos, incluindo os baro, quimiorreceptores e o mecanismo isquêmico do sistema nervoso central. Após qualquer queda aguda na pressão, como a causada por hemorragia intensa, os mecanismos nervosos se combinam para causar (1) constrição das veias e transferir‐ sangue para o coração; (2) aumento da frequência cardía ca e da contratilidade do coração para fornecer maior capacidade de bombeamento do coração; e (3) constrição da maior parte das arteríolas, impedindo o fluxo sanguíneo de sair das artérias; todos esses efeitos ocorrem quase instantaneamente, elevando a pressão arterial até o valor de sobrevida.(4) Mecanismos de Controle da Pressão que Agem após Vários Minutos: Três desses mecanismos são (1) o mecanis mo vasoconstritor da renina-angiotensina; (2) o relaxamen to por estresse da vasculatura; e (3) o extravasamento de líquido, através das paredes capilares para dentro ou fora da circulação, reajustando o volume de sangue, conforme necessário. O mecanismo do relaxamento por estresse é demonstrado pelo seguinte exemplo: quando a pressão nos vasos sanguíneos se torna muito alta, esses vasos são estirados de forma contínua por minutos ou horas; como resultado, a pressão nesses vasos sanguíneos volta ao normal. Esse estiramento contínuo dos vasos, chamado relaxamento por estresse, pode atuar como “tampão” da pressão que age por períodos intermediários. O mecanismo do deslocamento de líquido capilar representa Lorena Lima, M7 SISTEMACARDIOVASCULAR O condicionamento cardiorrespiratório de uma pessoa pode ser melhorado em qualquer idade com o exercício regular. Alguns tipos de exercício são mais efetivos do que outros em melhorar a saúde do sistema cardiovascular. Os exercícios aeróbicos, qualquer atividade que aciona grandes músculos do corpo durante pelo menos 20 min, eleva o débito cardíaco e acelera a taxa metabólica.² Após várias semanas de treinamento, uma pessoa saudável aumenta o débito cardíaco máximo (o volume de sangue ejetado dos ventrículos para as respectivas artérias por minuto), elevando assim o fornecimento máximo de oxigênio aos tecidos. O transporte de oxigênio também aumenta porque os músculos esqueléticos desenvolvem mais redes capilares em resposta ao treinamento prolongado.² Durante a atividade extenuante, um atleta bem treinado pode alcançar o dobro do débito cardíaco de uma pessoa sedentária, em parte porque o treinamento provoca hipertrofia do coração . Esta condição é conhecida como cardiomegalia fisiológica.² pressão arterial por aumentar a resistência periférica. Além disso, a Angio II estimula o córtex da supre renal a secretar Aldosterona que aumenta a absorção de sódio e, consequentemente, de água, aumento o volume sanguíneo e a PA. Estimula também a liberação de ADH (VASOPRESSINA) pela neuro-hipófise, que promove mais absorção de água.(4) Exercício e o Coração Lorena Lima, M7 SISTEMA CARDIOVASCULAR No início de um exercício, o retorno de sangue venoso para o coração aumenta. Vários fatores podem contribuir para o retorno venoso tanto em repouso quanto durante o exercício, para ajudar a aumentar o VEj apropriado e o DC, e assim, o fluxo de sangue para os tecidos. Esses fatores são a venoconstrição, a bomba muscular e a bomba respiratória. Dentro do músculo esquelético, grande parte do aumento do retorno venoso ocorre provavelmente pela ação da Bomba Muscular, que é o mecanismo pelo qual contrações musculares rítmicas ajudam o retorno do sangue venoso para o coração. Quando o músculo está ativo, ele se expande em todas as direções, comprimindo as veias. Essa compressão força o sangue de volta para o coração por causa da presença das válvulas unidirecionais. Esse processo de compressão e relaxamento das veias é repetido durante as ações musculares rítmicas, como na corrida, aumentando o retorno venoso para o coração em forma de “ordenha”.Assim, o retorno venoso do músculo é aumentado tão logo a atividade física comece e permanece assim durante toda a atividade, contribuindo para o aumento do débito cardíaco necessário para sustentar o exercício.¹ Mesmo que o coração de um atleta bem treinado seja maior, seu débito cardíaco de repouso é aproximadamente o mesmo de uma pessoa não treinada saudável, porque o volume sistólico ejetado (VSej) é aumentado enquanto a frequência cardíaca é diminuída. A frequência cardíaca de repouso de um atleta treinado muitas vezes é de apenas 40 a 60 bpm (bradicardia de repouso). A prática regular de exercício também ajuda a reduzir a pressão arterial, a ansiedade e a depressão; a controlar o peso; e a aumentar a capacidade do organismo de dissolver coágulos de sangue.² Durante o exercício físico, a ocorre uma redistribuição do fluxo de sangue, pois em repouso 15 a 20% do Débito Cardíaco (DC) vai para o músculo esquelético, contudo, no exercício máximo ele pode receber 80% a 85% do DC. Conforme aumenta a intensidade do exercício, o fluxo sanguíneo é redirecionado dos tecidos que podem tolerar temporariamente uma diminuição no fluxo, como rins, órgãos viscerais e tecidos esplênicos. Durante os exercícios leve e moderado, o fluxo sanguíneo para a pele aumenta a fim de ajudar a moderar a elevação na temperatura corporal, contudo, no exercício máximo diminui por está indo para o músculo ativo. Já o fluxo sanguíneo miocárdico também aumenta aproximadamente 4 a 5x acima do repouso durante o exercício máximo, mas essa diferença se deve ao aumento do DC e não do fluxo de sangue, pois o coração sempre irá receber aproximadamente 4% do DC.¹ Lorena Lima, M7 SISTEMA CARDIOVASCULAR A ventilação pulmonar, ou respiração, é a inspiração (inalação) e expiração (exalação) do ar e envolve a troca de ar entre a atmosfera e os alvéolos dos pulmões. A respiração externa (pulmonar) é a troca de gases entre os alvéolos dos pulmões e o sangue nos capilares pulmonares através da membrana respiratória. Neste processo, o sangue capilar pulmonar ganha O2 e perde CO2. 3. A respiração interna (tecidual) é a troca de gases entre o sangue nos capilares sistêmicos e as células teciduais. Nesta etapa, o sangue perde O2 e ganha CO2. Dentro das células, as reações metabólicas que consomem O2 e liberam CO2 durante a produção de ATP são denominadas respiração celular.² O sistema respiratório possibilita a troca gasosa – aporte de O2 e eliminação de CO2 – e o sistema circulatório transporta o sangue contendo os gases entre os pulmões e as células do corpo. O processo de troca gasosa no corpo, chamado de respiração, tem três passos básicos: 1. 2. Basicamente o ar se move para dentro dos pulmões quando a pressão de ar intrapulmonar é menor do que na atmosfera. O ar se move para fora dos pulmões quando a pressão de ar intrapulmonar é maior do que a pressão do ar na atmosfera.² Para o ar fluir para os pulmões (inspiração), a pressão intra-alveolar tem de se tornar mais baixa do que a pressão atmosférica. Esta condição é alcançada aumentando o tamanho dos pulmões. O primeiro passo na expansão dos pulmões durante a inspiração tranquila normal envolve a contração do principal músculo inspiratório, o diafragma, com a resistência dos intercostais externos. Resumindo, conforme aumenta a intensidade de exercício, também aumentam a frequência cardíaca e o volume de ejeção, resultando em DC elevado. A elevação do DC com o aumento da intensidade do exercício, somada à redistribuição de fluxo sanguíneo para o músculo esquelético ativo, aumenta substancialmente seu fluxo de sangue e fornecimento de oxigênio. Tanto em sujeitos treinados quanto em sujeitos não treinados, o DC aumenta concomitantemente com a intensidade do exercício. A relação entre a frequência cardíaca, o volume de ejeção e o débito cardíaco (DC = FC × VEj) permite que os indivíduos que treinam endurance mantenham o DC necessário para fornecer quantidades suficientes de sangue para os músculos, porém a uma frequência cardíaca menor. Essa é a razão pela qual o marcador típico da boa forma aeróbia aumentada não é apenas a diminuição da frequência cardíaca no repouso, mas também a frequência cardíaca menor em qualquer carga de trabalho submáxima (p. ex., correr em um ritmo de 1,6 km em 10 minutos). SISTEMA RESPIRATÓRIO Lorena Lima, M7 O ato de soprar o ar, na chamada expiração (exalação), é também decorrente de um gradiente de pressão, mas neste caso o gradiente é no sentido oposto: a pressão nos pulmões é maior do que a pressão atmosférica. A expiração normal durante a respiração tranquila, ao contrário da inspiração, é um processo passivo, pois não há contrações musculares envolvidas. Em vez disso, a expiração resulta da retração elástica da parede torácica e dos pulmões, sendo que ambos têm uma tendência natural de retornar à posição inicial depois de terem sido distendidos.² À medida que o diafragma relaxa, sua cúpula se move superiormente, conforme os músculos intercostais externos relaxam, as costelas são deprimidas.² Durante a inspiração tranquila normal, o diafragma desce aproximadamente 1 cm, produzindo uma diferença de pressão de 1 a 3 mmHg e a inspiração de 500 m ℓ de ar, cerca de 75% de todo volume que entra. No respiração forçada, o diafragma pode descer 10 cm, o que produz uma diferença de pressão de 100 mmHg e a inspiração de 2 a 3 ℓ de ar.² Os próximos músculos mais importantes à inspiração são os intercostais externos. Quando estes músculos se contraem, eles elevam as costelas. Como resultado, há aumento nos diâmetros anteroposterior e lateral da cavidade torácica.A contração dos intercostais externos é responsável por aproximadamente 25% do ar que entra nos pulmões durante a respiração normal.² À medida que o diafragma e os músculos intercostais externos se contraem e o tamanho global da cavidade torácica aumenta, isso faz com que a pressão intrapleural (entre as pleura parietal e visceral) diminua mais ainda, já que ela já é subatmosférica. Assim, conforme a cavidade torácica se expande, a pleura parietal que reveste a cavidade é “puxada” para fora em todas as direções, e a pleura visceral e os pulmões são puxados com ela.² Conforme o volume dos pulmões aumenta desta maneira, a pressão no interior dos pulmões, a chamada pressão alveolar (intrapulmonar), cai de 760 para 758 mmHg. Uma diferença de pressão é então estabelecida entre a atmosfera e os alvéolos. Como o ar flui sempre da região de pressão mais alta para a região de pressão mais baixa, ocorre a inspiração.² Durante inspirações profundas e forçadas, os músculos acessórios da inspiração também atuam no aumento do tamanho da cavidade torácica: os músculos esternocleidomastóideos, que elevam o esterno; os músculos escalenos, que elevam as duas primeiras costelas; e o músculo peitoral menor, que eleva as costelas III a V.² SISTEMA RESPIRATÓRIO Lorena Lima, M7 A ventilação pulmonar se refere ao volume de ar movimentado para dentro e para fora dos pulmões durante um período de tempo definido, como 1 minuto. A ventilação pulmonar por minuto, da mesma maneira que o débito cardíaco (Capítulo 6), pode ser calculada multiplicando-se a frequência por minuto pelo volume de ar ventilado por respiração, ou volume corrente: VE= VC x f Em que o VE, é o volume de ar inspirado por minuto (ou ventilação pulmonar), o VC é volume corrente, ou volume de ar expirado em cada respiração e f a frequência respiratória por minuto.¹ No repouso, os valores típicos para adultos jovens não treinados com massa corporal de aproximadamente 70 kg são E = 8,0 ℓ /min; C = 0,65 ℓ ; e f = 12/min. Com o exercício, o E aumenta para aproximadamente 113 ℓ /min, com aumentos correspondentes do VC e da f.¹ No repouso, existe uma reserva substancial de volume corrente (V C ). Essa reserva permite que o V C aumente durante o exercício pela expansão dos volumes de reserva inspiratório e expiratório. Voluntariamente, é possível alcançar o V C máximo, ou a capacidade vital.¹ Estes movimentos reduzem os diâmetros vertical, lateral e anteroposterior da cavidade torácica, o que diminui o volume do pulmão que por sua vez, a pressão alveolar aumenta para aproximadamente 762 mmHg. O ar então flui da área de pressão mais elevada nos alvéolos para a área de pressão mais baixa na atmosfera.² A expiração torna-se ativa apenas durante a respiração forçada, como ocorre ao tocar um instrumento de sopro ou durante o exercício. Nestes momentos, os músculos expiratórios – abdominais e intercostais internos – se contraem, o que aumenta a pressão nas regiões abdominal e torácica.² SISTEMA RESPIRATÓRIO Ventilação Pulmonar Se não houvesse reserva de V C , seria impossível aumentar o E na proporção que é admissível durante o exercício, porque a única maneira de aumentar o E seria aumentando a frequência respiratória.¹ Se não houvesse reserva de V C , seria impossível aumentar o E na proporção que é admissível durante o exercício, porque a única maneira de aumentar o E seria aumentando a frequência respiratória.¹ Difusão no pulmões A difusão de oxigênio para o sangue depende de a pressão parcial do oxigênio (PO2) ser maior nos alvéolos do que no sangue. A troca gasosa capilar nos pulmões e tecidos ocorre por causa das diferenças nas pressões parciais de oxigênio e de dióxido de carbono. https://jigsaw.minhabiblioteca.com.br/books/9788527730341/epub/OEBPS/Text/chapter06.html Lorena Lima, M7 Após a troca gasosa capilar nos pulmões, o oxigênio deve ser transportado pelo sangue para os tecidos corporais. De modo parecido, o dióxido de carbono deve ser transportado dos tecidos corporais para os pulmões.¹ Assumindo um volume plasmático total de 3 a 5 ℓ , apenas cerca de 9 a 15 m ℓ de oxigênio são transportados dissolvidos no plasma, o que é insuficiente para alcançar as demandas dos tecidos corporais mesmo durante o repouso. Assim, é necessário haver outra maneira de transportar o oxigênio no sangue. Os eritrócitos, ou hemácias, contêm hemoglobina (um pigmento que inclui ferro capaz de se ligar reversivelmente ao oxigênio), que aumenta a capacidade do sangue em transportar oxigênio.¹ Mais de 98% do oxigênio transportado pelo sangue está ligado quimicamente à hemoglobina. A hemoglobina é composta de um componente de proteína (globina) e de uma molécula de ferro (heme). O ferro é necessário para ligar reversivelmente 4 moléculas de oxigênio por molécula de hemoglobina.Quando o oxigênio está ligado à hemoglobina, é formada a oxi- hemoglobina, enquanto a hemoglobina não ligada ao oxigênio é chamada de desoxi- hemoglobina.¹ SISTEMA RESPIRATÓRIO Transporte de gases no sangue Em homens e mulheres, a concentração de hemoglobina varia de 14 a 18 g/100 mℓ de sangue e 12 a 16 g/100 m ℓ de sangue, respectivamente.¹ A capacidade de a hemoglobina ligar e liberar oxigênio nos locais corretos no corpo é explicada pela curva de dissociação da oxi-hemoglobina. Nos pulmões, onde a PO2 é elevada, a hemoglobina se liga ao oxigênio, formando a oxi-hemoglobina, e se torna 100% saturada com oxigênio. Nos tecidos em que o oxigênio é utilizado para o metabolismo aeróbio e a PO2 é baixa, a hemoglobina libera o oxigênio e se torna menos de 100% saturada, com a hemoglobina sendo convertida a desoxi- hemoglobina.¹ Lorena Lima, M7 A curva de dissociação da oxi-hemoglobina é sigmoide, ou seja, tem um formato de “S”. Esse formato oferece vantagens para que a hemoglobina se torne tanto oxi- hemoglobina nos pulmões quanto desoxi- hemoglobina no nível dos tecidos. A P O 2 nos pulmões é de aproximadamente 105 mmHg, garantindo que ocorra saturação de oxigênio de 100%, mas mesmo se a P O 2 diminuir para 90 mmHg, ocorrerá pouca variação na saturação de oxigênio. Isso é fisiologicamente importante porque assegura que saturação próxima a 100% ocorrerá nos pulmões, mesmo que a P O 2 nos pulmões diminua devido a fatores como a subida para altitudes moderadas.¹ SISTEMA RESPIRATÓRIO Efeito da temperatura A troca gasosa no músculo ou em qualquer outro tecido ocorre devido às diferenças na PO2 e na PCO2 entre o tecido e o capilar sanguíneo. A mioglobina é uma molécula transportadora de oxigênio semelhante à hemoglobina, exceto que ela é encontrada nos músculos esquelético e cardíaco. A mioglobina se liga reversivelmente ao oxigênio e sua função é auxiliar a difusão passiva de oxigênio da membrana celular para a mitocôndria. Diferentemente da hemoglobina, a mioglobina tem apenas uma molécula de ferro, além de acelerar a difusão de oxigênio através da fibra muscular, a mioglobina funciona como uma “reserva de oxigênio” no início do exercício. Durante esse intervalo, o oxigênio ligado à mioglobina ajuda a manter as demandas de oxigênio do músculo que está se tornando ativo. Com o fim do exercício, o oxigênio na mioglobina deve ser reposto e é um pequeno componente do déficit de oxigênio ² O aumento da temperatura, com os outros fatores permanecendo constantes, diminui a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio, inversamente, a diminuição na temperatura aumenta a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio, deslocando a curva para a esquerda. Isso significa, que o aumento de temperatura causa a dissociação do oxigênio da hemoglobina, importante para o exercício, logo que a temperatura do tecido muscular aumenta, resultando em um deslocamento para a direita na curva de dissociação da oxi-hemoglobina, que, por sua vez, leva a um maior fornecimento de oxigênio para o tecido ativo. Efeito do pH O aumento na acidez (pH diminuído) desloca a curva para a direita, enquanto a diminuição na acidez (pH aumentado) desloca a curva para a esquerda. Isso temo mesmo efeito da elevação na temperatura do músculo ativo, assim, no tecido muscular ativo, tanto aumento na temperatura quanto o H+ elevado deslocam a curva de dissociação da oxi-hemoglobina para direita, resultando em maior fornecimento de oxigênio para o tecido muscular ativo. Troca gasosa no músculo Lorena Lima, M7 SISTEMA RESPIRATÓRIO Durante o exercício, a troca gasosa capilar nos alvéolos e no tecido muscular aumenta para atender às maiores demandas de aporte de oxigênio e de remoção do dióxido de carbono. Para aumentar a troca gasosa nos alvéolos e no tecido ativo, o fluxo de sangue nos leitos capilares dos alvéolos e dos tecidos deve aumentar também. ara que o fluxo sanguíneo aumente, é crucial a atuação dos fatores relacionados com o sistema circulatório, como débito cardíaco aumentado e redistribuição do sangue para fora do tecido inativo e na direção do tecido ativo.² Durante o exercício pesado (entre cerca de 50 a 60% do pico de consumo de oxigênio), há uma elevação desproporcional (o indivíduo ventila mais ar para conseguir 1 litro de oxigênio) em relação ao aumento da intensidade do exercício. O principal fator responsável por esse aumento desproporcional da ventilação pulmonar é o aumento do lactato plasmático da concentração de H+ (acidez aumentada ou pH diminuído) porque a intensidade do exercício está acima do limiar do lactato. Isso significa que os quimiorreceptores periféricos (principalmente) e centrais, percebem essa acidez (aumenta da concentração de H+) e estimulam a ventilação pulmonar ainda mais! Além disso, outros fatores que contribuem são os níveis aumentados de norepinefrina e os níveis de potássio, assim como a temperatura elevada também pode aumentar a ventilação pulmonar. ² Efeitos do exercício na Ventilação REFERÊNCIAS 1-KRAMER, Fisiologia do esporte. 2-TORTORA, Anatomia e Fisiologia 3-MARIEB, Anatomia e fisiologia 4-GUYTON, Tratado de Fisiologia
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