aula fisiologia do exercicio

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Fisiologia do exercício: 
sistema cardiovascular 
e respiratório
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Roteiro
1- O exercício provoca adaptações agudas e crônicas sobre o sistema cardiovascular. Descrever as respostas agudas em relação às seguintes variáveis: a frequência cardíaca (FC), o volume de ejeção, o débito cardíaco (Q) e a pressão arterial.
2- Descrever as adaptações fisiológicas impostas pelo treinamento aeróbico no sistema cardiovascular
2- Sintetizar os ajustes da ventilação no exercício
3- Quais as adaptações respiratórias causadas pelo treinamento aeróbico
4- Como ocorre a captação de VO2 max ( consumo máximo de oxigênio)
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Exercício físico e sistema cardiovascular
O exercício físico caracteriza-se por uma situação
que retira o organismo de sua homeostase.
A compreensão das funções cardíacas é de fundamental importância para se entender as bases fisiológicas do exercício, como também para se entender as adaptações agudas e crônicas que o exercício provoca nesse sistema.
Essas adaptações são aquelas mudanças que ocorrem em resposta ao estresse do exercício: 
 -respostas agudas incluem às seguintes variáveis: a frequência cardíaca (FC), o volume de ejeção, o débito cardíaco (Q) e a pressão arterial.
 - respostas crônicas: hipertrofia, diminuição da PA,
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1.1- Frequência cardíaca
A FC de repouso em média, de 60 a 80bpm, e sofre influências : de a idade, o nível de condicionamento físico e as condições ambientais em que o indivíduo se encontra. Também é menor em indivíduos mais bem condicionados aerobiamente.
A FC pré-exercício se eleva acima dos níveis de repouso, o que é conhecido como resposta antecipatória ao estímulo. Essa resposta é mediada :noradrenalina (SNS), e adrenalina (suprarrenais) . Dentro desse processo,também ocorre uma redução do tônus parassimpático
Iniciado o exercício FC aumenta rapidamente, em função do aumento da intensidade do esforço, o consumo de oxigênio ou até que o indivíduo esteja próximo dos limites da exaustão. À medida que esses limites se aproximam, a FC tende a se estabilizar, indicando que a FC máxima (FCmax) está sendo alcançada.
 (McARDLE; KATCH; KATCH, 2011)
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Frequência cardíaca máxima
 A Fcmax é considerada a maior frequência cardíaca atingida durante a realização de um esforço máximo, antes da exaustão. 
 Essa frequência permanece praticamente constante para cada pessoa, variando ligeiramente a cada ano, em função da idade.
FCmax = 220 – idade
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Frequência cardíaca máxima
Nos indivíduos, os aspectos como idade, sexo, modalidade esportiva, meio onde é mensurada a FC e características como sedentarismo e inatividade física levam a críticas da FCmax. ao se considerar somente idade. 
 A fórmula de Karvonen é mais precisa, por considerar os valores da frequência cardíaca de reserva (diferença entre a frequência cardíaca máxima e a frequência cardíaca de repouso
 FC treino = FCR + intensidade (Fcmax- FCR) 
 (FCR corresponde ao número de batimentos cardíacos por minuto em repouso)
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1.2Volume sistólico
Durante o exercício, o VS aumenta para valores superiores aos de repouso. 
Esse aumento do volume de ejeção durante o esforço ocorre de maneira paralela ao aumento na intensidade do exercício.
 Entretanto, quando a intensidade de esforço se encontra na faixa entre 40% e 60% da capacidade individual máxima, o VS tende a se estabilizar.
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O volume de ejeção é controlado por dois mecanismos fisiológicos :
 a) o primeiro, intrínseco ao miocárdio, requer um aumento no enchimento cardíaco,o que resultaria em maior força de contração no coração;
 b) sob influência neuro-hormonal envolvendo um enchimento ventricular normal, porém acompanhado por uma ejeção mais forte, gerando um maior esvaziamento cardíaco.
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1.3-Pressão arterial sistólica e diastólica
 P= Q x RPT
Durante o exercício, as respostas da pressão arterial sistólica e diastólica são bastante distintas. 
Em exercícios envolvem grandes grupos musculares, a PAS aumenta em proporção direta ao aumento da intensidade do esforço, podendo exceder 200mmHg no pico da sístole e no momento da exaustão. 
PAS é resultante do aumento do Q, que acompanha os aumentos na intensidade do exercício e proporciona um rápido fluxo do sangue pelos vasos
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1.3-Pressão arterial sistólica e diastólica
PAD praticamente não se altera durante o exercício
Durante o exercício, aumentos de cerca de 15mmHg ou mais na PAD são considerados respostas anormais, e podem ser entendidos como um dos sinais para se interromper, por exemplo, uma avaliação ergométrica, uma corrida durante uma partida de futebol, entre outros.
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Redução da PA pelo exercício
Os mecanismos pelos quais o exercício físico reduz a PA ainda não foram completamente elucidados. 
No entanto, diferentes componentes têm participação: 
 a) redução da hiperreatividade simpática;
 b) redução dos depósitos de gordura visceral; 
 c) redução do estado inflamatório crônico; 
 d) aumento da circulação de substâncias vasodilatadoras (adenosina, dióxido de carbono, etc.); 
 e) redução da hiperinsulinemia (melhoria da função renal).
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1.3 Débito cardíaco
 Em repouso:, 
o Q é de aproximadamente 5L/min, 
aumenta com a intensidade do esforço para valores entre 20 e 40L/min. 
esses valores variam em função da dimensão corporal e do nível de condicionamento aeróbio do indivíduo. 
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1.3-Alterações do débito cardíaco durante o exercício
 Durante o exercício, 
  Q aumenta  aumento da intensidade do exercício, na tentativa de atender ao acréscimo das demandas de O2 pelos músculos em atividade (à taxa metabólica exigida ).
 Nas fases iniciais do exercício aumento do Q ocorre em função do aumento tanto da FC quanto do VS.
 Quando a intensidade do exercício supera a faixa dos 40% a 60% da capacidade individual máxima, o aumento do Q deve-se principalmente ao aumento da FC (uma vez que nessas intensidades de esforço espera-se que o VS já tenha se estabilizado, ou aumentado apenas discretamente). 
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Débito cardíaco máximo
Após os trinta anos de idade em homens e mulheres:
 - o débito cardíaco tende a diminuir de forma linear em função da diminuição da frequência cardíaca máxima;
 Como o Q= FC x VE, qualquer diminuição da FC acarreta diminuição do débito.
FC max + 220-idade (anos)
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1.4-Fluxo sanguíneo
Durante exercício intenso, a necessidade metabólica de O2 aos músculos é muito superior à do valor de repouso;
Para satisfazer esta demanda de O2 o fluxo sanguíneo ao músculo deve aumentar.
A liberação de O2 é conseguido por dois mecanismos:
 - aumento do débito cardíaco
 - redistribuição do fluxo sg dos órgãos inativos músculo em atividade
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1.4- Redistribuição do fluxo sanguíneo
No exercício é necessário que seja aumentado o fluxo sanguíneo músculos ativos em detrimento de outros órgãos como fígado, os rins, o TGI.
 - em repouso ~ 15-20% do débito cardíaco total é direcionado aos músculos;
 - durante exercício máximo 80-85% do débito cardíaco mm em contração.
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1-Redistribuição de fluxo durante o exercício 
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Regulação do fluxo sanguíneo local no exercício
 a) no repouso SNS vasoconstrição  fluxo sg baixo
 b) no exercício:
 - remoção da atividade simpática
 - autoregulação vasodilatação que é mantida e aumentada pelo controle metabólico extrínseco (aumento do CO2 e óxido nítrico, potássio e adenosina e a diminuição do pH.
 Essas alterações locais produzir  vasodilatação das arteríolas que nutrem os mm esquelética  aumentar o fluxo sanguíneo ( aumento de 15 a 20 x ao fluxo de repouso);
  vasodilatação recruta novos capilares do mm ( quase 100% em comparação a 5-10% dos capilares abertos no repouso)
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2-Adaptações fisiológicas determinadas pelo treinamento aeróbio
Adaptações do sistema cardiovascular.
Volume cardíaco: o peso e o volume aumentam com treinamento
aeróbio de longa duração. Aumento da cavidade ventricular esquerda e ligeira hipertrofia.
Volume de ejeção: aumento no volume de ejeção em repouso e exercício, decorrente de um maior enchimento do ventrículo e maior força de contração. 
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Frequência cardíaca: a FC diminui em repouso e exercício. A FC máxima tende a não se alterar com o treinamento. 
Volume plasmático e hematócrito:
  volume plasmático aumenta rapidamente com o treinamento;
  o aumento no número de hemácias são mais demorados. 
  aumenta a capacidade de transporte de O2 e regulação da temperatura corporal.
Debito cardíaco (Q): aumento do débito cardíaco máximo 
Número de capilares: aumenta o número no músculo.
Aumenta a concentração de mioglobina. 
Fluxo sanguíneo: maior vasodilatação dos capilares, melhor distribuição do fluxo sanguíneo.
2-Adaptações fisiológicas determinadas pelo treinamento aeróbio
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2-Exercício físico e sistema pulmonar
A regulação da ventilação pulmonar ocorre de tal maneira que a frequência e a profundidade da VE ajustam-se simultaneamente em função das necessidades metabólicas individuais. Esse controle ventilatório abrange tanto fatores neurais como químicos e humorais
 (McARDLE; KATCH; KATCH, 2011). 
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Ciclo respiratório normal
é resultado da atividade dos neurônios do bulbo; 
em repouso, fatores químicos agem diretamente sobre o centro respiratório, ou modificam sua atividade de maneira reflexa, por meio dos quimiorreceptores para controlar a ventilação alveolar; 
dentre esses fatores, um dos mais determinantes é o nível arterial da pressão de CO2 e de PCO2 , e a acidez;
Uma queda da pressão arterial de oxigênio também modifica o padrão respiratório.
 (WILMORE; COSTILL, 2001). 
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Regulação da ventilação durante o exercício
O exercício é um estímulo:
 - provoca desequilíbrios no sistema respiratório, levando-se em consideração sua intensidade, duração e volume,
 - provoca transformações nas características basais da respiração pulmonar e do nível de respiração celular, modificando com isso as características da produção de energia aeróbia em repouso.
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Regulação da ventilação durante o exercício
O aumento da intensidade do exercício:
 - provoca o incremento das trocas gasosas de O2 e de CO2. 
 - os sistemas de transporte de O2 e de CO2 também aumentam o seu nível de funcionamento, procurando ajustar-se para restabelecer o suprimento de O2 e de CO2 entre as respirações celular e pulmonar.
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Regulação da ventilação durante o exercício
Os ajustes da VE  estímulos químicos e neurais.
O controle da VE durante o exercício: integração de fatores neurogênicos, químicos e da temperatura corporal. 
  estímulos neurogênicos, sejam eles corticais ou periféricos (músculos esqueléticos), são responsáveis pelo aumento abrupto da VE no início do exercício. 
  após essa alteração inicial, a ventilação-minuto tende a se elevar gradualmente até um nível estável; 
  a partir de então, a regulação da VE é mantida por estímulos centrais e químicos (temperatura corporal, CO2 e H+.
 (McARDLE; KATCH; KATCH, 2011). 
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Quimiorreceptores
Receptores no tecido pulmonar
Mecanorreflexo
Metaborreflexo 
Centro respiratório 
bulbar
músculos ventilatórios
Controle da respiração durante o exercício
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Regulação da ventilação durante o exercício
- durante o exercício intenso, a frequência respiratória e o volume corrente aumentam significativamente, de forma que a VE pode alcançar valores superiores a 100 l/min. 
Outro ponto importante é que o volume corrente raramente ultrapassa a faixa entre 55% e 65% da capacidade vital dos indivíduos, quer sejam treinados ou não.
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Adaptações respiratórias causadas pelo treino aeróbio
O sistema respiratório normalmente não limita o rendimento porque a ventilação pode aumentar em maior grau que o sistema cardiovascular.
Pequeno aumento na Capacidade vital
Pequena diminuição do Volume Residual
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Consumo máximo de oxigênio (VO2max)
A unidade VO2max é um parâmetro de avaliação da potência aeróbia máxima e corresponde à taxa máxima de captação, transporte e utilização de O2 pelo organismo 
O VO2max é o melhor indicador da capacidade do sistema cardiovascular, uma vez que ele está diretamente relacionado com o débito cardíaco (Q) e com a diferença arteriovenosa de O2, ou seja, o conteúdo arterial de O2 menos o conteúdo venoso de O2 .
 De forma geral, o VO2max é 25% superior nos homens em comparação com as mulheres, em função da composição corporal ou da massa muscular total. 
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Captação de oxigênio
Exercício dinâmico  gera energia a partir do metabolismo oxidatico.
Três implicações surgem do consumo de oxigênio:
 1- centralidade da utilização de oxigênio deu origem ao termo  “exercício aeróbico”;
 2- consumo de O2 durante os primeiros minutos de recuperação “dívida de oxigênio”;
 3- cada pessoa de grande massa muscular apresenta uma “captação máxima de oxigênio” 
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VO2Máx
VO2Máx = relacionado a resistência e capacidade aeróbia
À medida que a intensidade de exercício se aproxima do máximo, o Q se torna o principal fator responsável pelo aumento do VO2 acima dos valores de repouso, assim como pelo aumento da FC.
VO2 max: teto de 20 x ao do consumo basal 
(possivelmente dado pela capacidade da cadeia que leve oxigênio às mitocôndrias)
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VO2 depende:
Débito cardíaco
Fluxo muscular: densidade capilar
Quantidade de hemoglobina 
Massa muscular
Tipo de fibra muscular
Extração de oxigênio: densidade mitocondrial muscular, enzimas oxidativas
Função pulmonar (espirometria)
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Limiar anaeróbio
Corresponde a uma intensidade de exercício em que o incremento de carga, por menor que seja, provoca a transição do metabolismo predominantemente oxidativo para o anaeróbio (glicólise anaeróbia), com o simultâneo e progressivo aumento dos valores de lactato.
 Limiar anaeróbio = limite em que se inicia a produção energética pela via anaeróbica. 
Pode ser entendido como o ponto de desequilíbrio entre a produção e remoção do lactato .
 Lactato sanguíneo e/ou plasmático – normalmente com o valor atribuído de 4mmol/l; 
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Consumo de oxigênio no exercício 
 
Adaptações da a-vo2 com o treinamento 
Aumento a a-v O2 = Eficiência oxidativa dos tecidos
Número de mitocôndrias: capacidade das mitocôndrias de extrair O2 do sangue é de três a cinco vezes maior nas fibras tipo I em comparação com as fibras tipos IIa e IIb. Com o aumento do número e da densidade (tamanho) das mitocôndrias em consequência do treinamento aeróbio, os esportistas conseguem captar mais oxigênio que os indivíduos sedentários.
 
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“Inatividade física é FATOR DE RISCO para o desenvolvimento de doença arterial coronariana” 
1993 – ASSOCIAÇÃO AMERICANA DO CORAÇÃO 
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