Sistema Cardiovascular - Parte 2

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AlteraAlteraçções estruturais cardões estruturais cardííacas acas 
em atletasem atletas
Julio Cesar Batista Ferreira
jcesarbf@usp.br
TF e ultraestrutura e função
 
cardíaca
Adaptações
 
ultraestruturais
 
cardíacas: “Coração
 
de atleta”
Breve
 
histórico
Padrões
 
de hipertrofia
 
cardíaca: estímulo, adaptação
 
fisiológica
 
vs. patológica
Por
 
que
 
ocorre
 
a hipertrofia
 
cardíaca? Lei de La Place, mecanismos
Limites
 
de hipertrofia
 
cardíaca: métodos
 
mais
 
utilizados, efeito
 
da
modalidade, dados do Ambulatório
 
de Atletas
Coração
 
de atleta: termo
 
utilizado
 
para
 
designar
 
a dilatação
 
cardíaca
e hipertrofia
 
de VE e VD observada
 
em
 
atletas
Termo
 
instituído
 
pelo
 
médico
 
sueco
 
S. Henschen
 
em
 
1899, quando
examinou
 
através
 
de percussão
 
torácica
 
esquiadores
 
(cross-country) 
antes e após
 
a realização
 
de exercício-Dilatação
 
pós-exercício. Perigo do 
exercício prolongado
Interpretação
 
do coração
 
de atleta
 
no final séc
 
XIX
e primeira
 
metade
 
do séc.XX
Jacob Mendez da
 
Costa: estudou
 
“Union Soldiers”
da
 
Guerra Civil Americana (1861-5), e verificou
sintomas
 
como
 
palpitação, taquicardia, tontura…..
“Soldier’s heart”
“Effort Syndrome”---perigo
 
do excesso
 
de exercício.
BMJ-
 
reporta
 
sobre
 
ciclistas
 
franceses
 
não
 
aceitos
 
para
 
o serviço
 
militar
JAMA 1903: comenta
 
após
 
a popularidade
 
aumentada
 
da
 
maratona
 
pós
Olimpíadas
 
de 1896-
 
“that repeated exercise, such as prolonged training 
in sucessive
 
years, may lead to permanent injury is unquestionable”
Clarence Demar
 
(1888-1958) Mr. Marathon
7x recordista
 
da
 
Maratona
 
de Boston nos
 
anos
 
30
Publicação: Paul. D.White no NEJM “Half a Century of Running:
Clinical, Physiologic and Autopsy Findings in the Case of C. Demar”
Artérias
 
coronárias
 
2-3x tamanho
 
normal
Conselho
 
médico
 
na
 
época: Parar
 
de correr----insuficiência
 
cardíaca
Esperou
 
os
 
sintomas
 
por
 
25 anos
Dois
 
anos
 
após
 
o conselho
 
médico
 
Demar
 
soube
 
da
 
morte
 
do médico
de ICC. Comentou
 
“I’ve often wondered if he wasn’t listening to his
own heart by mistake”
Fundação
 
do ACSM em
 
22 de abril
 
de 1954: interesse
 
no coração
de atleta, três
 
presidentes
 
eram
 
cardiologistas
 
interessados
 
no assunto.
Hipertrofia
 
cardíaca
 
nos
 
dias
 
de hoje:
“Adaptação
 
fisiológica
 
ao
 
treinamento
 
físico”
Contribuição
 
do Instituto
 
de Ciências
 
do Esporte
 
de Roma na
 
2a
 
metade
do séc. XX--Legislação
 
de 1971
TF e ultraestrutura e função
 
cardíaca
Adaptações
 
ultraestruturais
 
cardíacas: “Coração
 
de atleta”
Breve
 
histórico
Padrões
 
de hipertrofia
 
cardíaca: estímulo, adaptação
 
fisiológica
 
vs. patológica
Por
 
que
 
ocorre
 
a hipertrofia
 
cardíaca? Lei de La Place, mecanismos
Limites
 
de hipertrofia
 
cardíaca: métodos
 
mais
 
utilizados, efeito
 
da
modalidade, dados do Ambulatório
 
de Atletas
Quais são os padrões de hipertrofia 
cardíaca ?
Excêntrica Concêntrica
Patológica
Fisiológica
Hipertrofia do Ventrículo Esquerdo
Que tipo de estímulos podem levar a 
hipertrofia cardíaca?
Mecânico Neuro-hormonal
Angiotensina II
Noradrenalina
Endotelina
GH-IGF
Insulina
ESTÍMULO
Velocidade Força
Capacidade 
aeróbia 
Capacidade 
anaeróbia
Alta 
intensidadeEndurance
Força 
muscular
Especificidade
 
do treinamento
ADAPTAÇÃO CARDÍACA
Pré-carga Pós-carga
SOBRECARGA
HIPERTROFIA
ConcêntricaExcêntrica
Princípio da sobrecarga cardíaca
Pré - carga
Conceito de pré
 
-
 
carga
Conceito de pré
 
-
 
carga
CAPILARIZAÇÃO
Pré-treino
Pós-treino
Volume Sistólico
Pré
 
-
 
carga
Ventrículo: pré-carga é
 
proporcional ao volume do ventrículo,
a força ou estresse do músculo antes da contração iniciada
130ml130ml
60 ml60 ml
VE Volume sistVolume sistóólico= 70 mllico= 70 ml
VDF VSFVDF VSF
160ml160ml
60 ml60 ml
Volume sistVolume sistóólico= 100 mllico= 100 ml
VE
Princípio
 
de Frank-Starling
Volume 
sistólico
Pré
 
-
 
carga
 
(Volume Diastólico
 
Final)
Contratilidade
cardíaca
sedentário
treinado
Diâmetro diastDiâmetro diastóólico final do VElico final do VE
0
1
2
3
4
5
6
MaratonistaMaratonista TriatletaTriatleta CrossCross--countrycountry CiclistaCiclista SedentSedentááriorio
(
c
m
)
AmbulatAmbulatóório de Cardiologia do Esporterio de Cardiologia do Esporte
Unidade de ReabilitaUnidade de Reabilitaçção Cardiovascular e Fisiologia do Exercão Cardiovascular e Fisiologia do Exercííciocio
InCor InCor -- HC.FMUSPHC.FMUSP
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Espessura do septo e parede posterior do VE Espessura do septo e parede posterior do VE 
Septo
Parede
Maratonista Triatleta Cross-country Ciclista Sedentário
(
m
m
)
Ambulatório de Cardiologia do Esporte
Unidade de Reabilitação Cardiovascular e Fisiologia do Exercício
InCor - HC.FMUSP
Sedentário Maratonista
Diferenças no VDf, VSf e FE
0
5 0
1 0 0
1 5 0
2 0 0
U n t r a i n e d T r a i n e d A th l e te sS
t
r
o
k
e
 
v
o
l
u
m
e
 
(
m
l
)
r e s t
m a x
Source: Wilmore & Costill, 1994: Physiology of Sport & Exercise p 219
Stroke volume
0
10
20
30
40
50
Untrained Trained Athletes
C
a
r
d
i
a
c
 
o
u
t
p
u
t
 
(
l
/
m
i
n
)
rest
max
Source: Wilmore & Costill, 1994: Physiology of Sport & Exercise p 230
Q = SV x HR
Cardiac Output (Q)
Hipertrofia
 
cardíaca
 
fisiológica
 
vs. patológica
Adaptado
 
de Richey, PA; Journal of Sports Sciences, 1998
SimNãoRegressão
Normal ou supranormalAnormalFunção ventricular
Adição de sarcômeros 
em série (aumento do 
volume da câmara)
Adição de sarcômeros em 
série (freqüentemente com 
necrose de miócito e 
fibrose)
Morfologia do ventrículo
Treinamento de 
resistência aeróbia
Doença valvularEtiologia do estímulo
Sobrecarga de volume
(pré-carga)
Sobrecarga de volume
(pré-carga)
Estímulo hemodinâmico
FisiológicaPatológica
EXCÊNTRICA
Hipertrofia do Ventrículo Esquerdo pós- 
TF aeróbio
Sobrecarga
de volume
Aumento da 
pressão 
diastólica final
Adição em
série de 
novas
miofibrilas
Dilatação da 
câmara 
cardíaca
Aumento
do stress
na parede
Grossman W. et al. (Am J Med 69: 576-584, 1980)
Moore R. L. et al. (Prog Cardiovasc Dis 37: 371-396, 1995)
Crescimento 
longitudinal dos 
miócitos
Sobrecarga cardíaca em exercícios resistidos
Alta Intensidade
Força
Pressão intra-arterial ao longo da série
Leg Press Duplo, 90% CVM, até exaustão
Adaptado de MacDougall. JAP. 58:785-90, 1985.
Fisiculturistas experientes (22-28 anos)
Pressão intra-arterial ao longo da série
Leg Press Duplo, 90% CVM, até exaustão
Adaptado de MacDougall. JAP. 58:785-90, 1985.
Pós - carga
Conceito de pós-
 
carga
Volume SistVolume Sistóólicolico
PPóós s --
 
cargacarga
RVP---Pós-carga
•Ventrículo: é
 
proporcional a carga mecânica que se opõe,
a ejeção ventricular. 
•Coração como bomba: pós-carga é
 
influenciada pela PA e RVP
Hipertrofia do Ventrículo Esquerdo pós- 
TF força
Sobrecarga
de pressão
Aumento da 
pressão 
sistólica
Adição em
paralelo de 
novas
miofibrilas
Aumento da 
espessura da 
câmara 
cardíaca
Aumento
do stress
sistólico
Grossman W. et al. (Am J Med 69: 576-584, 1980)
Moore R. L. et al. (Prog Cardiovasc Dis 37: 371-396, 1995)
Crescimento 
transversal dos 
miócitos
concêntrica
Adaptações morfológicas cardíacas 
em diferentes modalidades 
esportivas
FORÇA 
Levantamento de Peso
Musculação
Lutadores
Modalidades
MISTO 
Remo
Ciclismo
Circulation.Circulation. 1999; 100:3361999; 100:336--4444
RESISTÊNCIA RESISTÊNCIA 
AERAERÓÓBIABIA
Corrida de longa distânciaCorrida de longa distância
• Meta-análise de 59 estudos – 1451 atletas
• Grupos homogêneos de homens entre 18 
e 40 anos 
Circulation.Circulation. 1999; 100:3361999; 100:336--4444
Espessura da parede VE
0,3
0,32
0,34
0,36
0,38
0,4
0,42
0,44
controle endurance misto força
m
m
Misto x Força Pós-carga
Diâmetro diastólico final VE
m
m
46
48
50
52
54
56
58
controle endurance misto força
Misto x Força Pré-carga
Pós-carga
0
20
40
60
80
100
controle misto força
%
 
f
r
a
ç
ã
o
 
d
e
 
e
j
e
ç
ã
o
FE = VDF -
 VR
Fração de ejeção VE nas 
modalidades mistas e força
Pré-carga
Pós-carga
0
10
20
30
40
50
controle misto força
%
 
c
o
n
t
r
a
t
i
l
i
d
a
d
e
Contratilidade do VE nas 
modalidades mistas e força
Pré-carga
Pós-carga
0
20
40
60
80
100
120
140
VDF VSF VS 
(
m
l
/
b
a
t
)
Sed.
TA
TF
Fisman et al. Am.J.Cardiol. 79:355-9,1997
*
Função ventricular em atletas de força vs. aeróbio
Diâmetro
 
parede
 
VE
Diâmetro
 
diastólico
 
final VE
Peso VE
Contratilidade
Fração
 
de ejeção
 
VE
normal força endurance
TF e ultraestrutura e função
 
cardíaca
 Respostas
 
cardiovasculares
 
ao
 
exercício
 
físico
Adaptações
 
ultraestruturais
 
cardíacas: “Coração
 
de atleta”
Breve
 
histórico
Padrão
 
de hipertrofia
 
cardíaca: estímulo, adaptação
 
fisiológica
 
vs. patológica
Por
 
que
 
ocorre
 
a hipertrofia
 
cardíaca? Lei de La Place
Limites
 
de hipertrofia
 
cardíaca: métodos
 
mais
 
utilizados, efeito
 
da
modalidade, dados do Ambulatório
 
de Atletas
LaPlace's Law 
The larger the vessel radius, the larger the wall 
tension required to withstand a given internal fluid 
pressure.
For a given vessel radius and internal pressure, a spherical vessel will 
have half the wall tension of a cylindrical vessel.
Suponha
 
que
 
o ventrículo
 
é
 
um cilindro
 
de paredes
 
finas
 
(na
 
realidade
é
 
um cone cilíndrico
 
de paredes
 
espessas). 
Quando
 
se aplica
 
uma
 
Pressão
 
P a uma
 
parede
 
cilíndrica, esta
 
se
exerce
 
radialmente
 
em
 
todas
 
as direções
Surge então
 
um componente
 
tangencial
 
à
 
curvatura
 
da
 
parede, T.
T-tensão
 
circunferencial.
Se o cilindro
 
tiver
 
raio
 
R então:
T=PxR
T = P x rT = P x r
2 e2 e
Onde: T, tensão na parede cardOnde: T, tensão na parede cardííaca; P, pressão; aca; P, pressão; 
r, raio da câmara; e, espessura da pareder, raio da câmara; e, espessura da parede
Lei de La Lei de La PlacePlace
Hipertrofia concêntricaHipertrofia concêntrica--Ex. ForEx. Forççaa
TF e ultraestrutura e função
 
cardíaca
Adaptações
 
ultraestruturais
 
cardíacas: “Coração
 
de atleta”
Breve
 
histórico
Tipos
 
de hipertrofia
 
cardíaca: estímulo, adaptação
 
fisiológica
 
vs. patológica
Por
 
que
 
ocorre
 
a hipertrofia
 
cardíaca? Lei de La Place, mecanismos
Limites
 
de hipertrofia
 
cardíaca: métodos
 
mais
 
utilizados, efeito
 
da
modalidade, dados do Ambulatório
 
de Atletas
Variável Limite fisiológico para 
atletas
Diâmetro diastólico Final (DDFVE) 60mm
Espessura Septo (SIV) 13 mm
Espessura Parede Posterior (PP) 13 mm
Razão septo :parede
Espessura relativa da parede
Massa cardíaca
1,3
0.44
134 g/m2
442 atletas Britânicos de elite:
306 homens
136 mulheres
Judo
Esqui
Salto com Vara
Tênis
Natação
Caiaque
Remo
Ciclismo
Rugby
Triathlon
Pentatlo Moderno
Corrida de Meia-Distância
Levantamento de Peso
The upper limit of physiological cardiac hypertrophy in elite 
male and female athletes: the British experience.
Whyte GP, George K, Sharma S, Firoozi S, Stephens N, Senior R, McKenna WJ.
Eur J Appl Physiol, Mar 31, 2004 
Homens
(N=306)
Espessura do Ventrículo Esquerdo em Atletas 
Britânicos de Elite
97% (N=295) - espessura <13mm
94% (N=288) - LVIDd <60mm
Mulheres
(N=136)
espessura <11mm
LVIDd <60mm
0
10
20
30
40
50
60
6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0
Espessura da Parede do VE (mm)
N
ú
m
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r
o
 
d
e
 
A
t
l
e
t
a
s
0
20
40
60
80
100
120
8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0
Espessura da Parede do VE (mm)
N
ú
m
e
r
o
 
d
e
 
A
t
l
e
t
a
s
Whyte GP, et al. (2004)
Funções sistólica e diastólica dentro de limites normais para todos os atletas.
• 1309 atletas (957 homens e 352 
mulheres)
• 13-59 anos (média 24,3 ±
 
6anos)
• Participantes em 38 diferentes esportes 
(treinamento competitivo médio de 7 anos)
Ann Intern Med.Ann Intern Med. 1999:130:231999:130:23--3131
Ann Intern Med.Ann Intern Med. 1999:130:231999:130:23--3131
♀♀--3939--66mm(48mm)66mm(48mm)
♂♂--4343--70mm(55mm)70mm(55mm)
≤≤54mm54mm--725atletas725atletas--(55%)(55%)
≥≥55mm55mm--584atletas584atletas--(45%)(45%)
Zona CinzaZona Cinza
Ann Intern Med.Ann Intern Med. 1999:130:231999:130:23--3131
CONCLUSÃO
• Em uma amostra de atletas de alto rendimento a dimensão da 
cavidade ventricular esquerda varia amplamente, mas em apenas 
um pequeno percentual (14%) há aumento excessivo, com níveis 
semelhantes a CMD
• Participação em certas modalidades de endurance (ciclismo, cross- 
country skiing, canoagem , remo) foram mais associadas com 
dilatação ventricular
• Na ausência de disfunção diastólica, esta dilatação é considerada 
uma adaptação fisiológica extrema do condicionamento físico
• Conseqüências e significância desse marcado remodelamento do 
coração de atleta não é conhecido 
Limites
 
Fisiológicos
 
da
 
HVE: O Coração
 
de Atleta
 Adaptações
 
ultraestruturais
 
cardíacas: “Coração
 
de atleta”
Breve
 
histórico
Padrões
 
de hipertrofia
 
cardíaca: estímulo, adaptação
 
fisiológica
 
vs. patológica
Por
 
que
 
é
 
tão
 
importante
 
saber diferenciar? 
O que
 
fazer
 
quando
 
estivermos
 
na
 
zona
 
cinza? 
O valor do destreinamento
1985-1994 -
 
280indivíduos com HVE extrema 
(DDVE ≥60mm, parede ≥13mm) 
40 descontinuaram treino por pelo menos 1 ano
(1 a 13, média 5,6±3,8anos)
Avaliação
 
ecocardiográfica e eletrocardiográficaDDVE ↓7% (61.2±2.9 –
 
57.2±3.1mm) P<0.001
92% ↓ ≥2mm
DDVE ≥55mm -
 
85% atletas descondicionados
DDVE ≥60mm –
 
22%
Septo ↓15% (12.0±1.3 –
 
10.1±0.8mm) P<0.001
62% ↓ ≥2mm
Todos os atletas ≤
 
12mm
A extensão da redução da cavidade ventricular foi associada a 
aumento de peso corporal(70%) e manutenção de atividade 
recreativa(60%)
CoraCoraçção do Atletaão do Atleta
Descondicionamento FDescondicionamento Fíísicosico
Alessandro Alessandro BiffiBiffi
JACC;2004:44:1053JACC;2004:44:1053--88
Remodelamento ReversoRemodelamento Reverso
Sumário das alterações ultraestruturais 
cardíacas em atletas
• As alterações estruturais que ocorrem decorrentes 
do treinamento físico devem ser consideradas 
modificações fisiológicas
• Adaptações extremas devem ser vistas com cautela 
e sempre merecem diagnóstico diferencial com 
condições patológicas
• A função ventricular sistólica e diastólica são de 
grande utilidade para a diferenciação
• O remodelamento ventricular parcial ainda merece 
novos estudos a longo prazo para conhecermos o 
seu real significado
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	Slide Number 60
	CONCLUSÃO
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	Slide Number 67
	Sumário das alterações ultraestruturais cardíacas em atletas
	Slide Number 69
	Slide Number 70