3 APOSTILA E EXERCICIO FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA E EXERCÍCIO

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TEMA: FISOLOGIA RESPIRATÓRIA E EXERCÍCIO 
 
1. INTRODUÇÃO 
 A utilização de oxigênio para a manutenção das funções vitais é primordial para 
uma grande variedade de seres vivos, entre eles, o ser humano. As células do nosso 
corpo dependem primariamente da sua presença para que possam sobreviver. Nesse 
sentido, o sistema respiratório surge exatamente para suprir de forma eficaz a 
demanda de oxigênio imposta pelos diferentes tecidos corporais, como por exemplo, a 
musculatura esquelética. Na ausência de oxigênio, nossos músculos não seriam 
capazes de realizar simples tarefas como caminhar, saltar, agachar e, ironicamente, 
respirar. 
 Tendo em vista a importância fisiológica da respiração, a presente aula tem 
como objetivo prover, cientificamente, base para o entendimento dos processos 
relacionados à respiração, ressaltando sua importância na realização de exercícios 
físicos, bem como apresentar alguns distúrbios que possam afetar este sistema. 
 Para fins didáticos, a aula foi dividida nos seguintes tópicos: 
− Função e estrutura do sistema respiratório; 
− O processo de respiração; 
− Regulação da respiração durante o exercício físico; 
− Distúrbios do sistema respiratório. 
 
2. FUNÇÃO E ESTRUTURA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO 
 No corpo humano, a palavra respiração pode ser interpretada de duas 
maneiras. A primeira é por uma abordagem fisiológica, que compreende a ventilação 
e difusão pulmonar, no caso, como o ar chega aos pulmões e como ocorre a troca de 
gases (oxigênio [O2] e dióxido de carbono [CO2]) entre os pulmões e a circulação 
sanguínea. A segunda interpretação parte de uma abordagem bioquímica, que 
corresponde à utilização celular de O2 e à consequente produção de CO2, com a 
finalidade de gerar a energia necessária para a manutenção da vida (POWERS & 
HOWLEY, 2005). Durante esta aula, entenderemos melhor a primeira, numa 
abordagem fisiológica. 
Num todo, o sistema respiratório tem como principal função dar suporte para 
que a respiração ocorra, tanto fisiológica quanto bioquimicamente, utilizando para isso 
diversos processos estritamente controlados. Entre outras funções do sistema 
 
respiratório, podemos destacar a regulação do pH sanguíneo, o olfato e a proteção 
contra microrganismos inalados na respiração (SEELEY, STEPHENS & TATE, 2008). 
Entre as estruturas que compõem o sistema respiratório, temos a boca, as 
narinas, a cavidade nasal, a faringe (ou garganta), a laringe, a traqueia, os brônquios 
e, por fim, os pulmões. As estruturas que constituem as passagens aéreas podem ser 
divididas em duas zonas funcionais. Primeiramente temos a zona de condução, que 
inclui todas as estruturas anatômicas pelas quais o ar passa até atingir a segunda 
zona, ou zona respiratória – ou seja, narinas, cavidade nasal, faringe, laringe, traqueia 
e brônquios. A zona respiratória é a região onde ocorre a troca gasosa, incluindo 
assim os bronquíolos respiratórios e os sacos alveolares. Na zona de condução, mais 
especificamente na cavidade nasal, o ar inspirado passa por um processo de 
aquecimento, umidificação e filtragem. Uma camada mucosa que reveste a cavidade 
nasal é a responsável por este processo, removendo corpos estranhos como 
partículas de poeira e patógenos (que também são apanhados por pelos das narinas), 
aquecendo o ar por meio do fluxo sanguíneo da membrana vascular e umidificando-o 
pela secreção de muco das células (FOX, 2008; COHEN & WOOD, 2002). Essas 
alterações fazem com que o ar ambiente chegue na zona respiratória com uma 
temperatura de aproximadamente 37°C (justamente a temperatura corporal), já 
saturado de vapor d’água. Isso assegura uma temperatura corporal interna constante 
e previne danos causados pelo ar frio no resto das passagens respiratórias. A 
presença de cílios nas células epiteliais das passagens áreas da zona de condução 
também auxilia o processo de filtragem do ar, impedindo que partículas maiores que 6 
µm entrem na zona respiratória (SEELEY, STEPHENS & TATE, 2008). 
A principal estrutura do sistema respiratório são os pulmões. Os dois pulmões 
estão localizados lado a lado na cavidade torácica. No lado medial do pulmão 
esquerdo acomoda-se o coração. Na extremidade inferior da traqueia ocorre uma 
divisão, surgindo assim os brônquios direito e esquerdo, que entram nos pulmões se 
dividindo inúmeras vezes, formando o que chamamos de árvore brônquica. Os 
bronquíolos são as menores porções da árvore brônquica. Nas suas extremidades 
(bronquíolos respiratórios) estão aglomerados os alvéolos. Os alvéolos são pequenas 
câmaras de ar onde acontece a troca de gases entre o ar e o sangue. Os tecidos que 
formam os alvéolos são extremamente elásticos, o que permite sua distensão durante 
a inspiração e o retorno ao tamanho normal na expiração. Existem aproximadamente 
300 milhões de alvéolos nos dois pulmões, com diâmetros em torno de 250 µm 
(COHEN & WOOD, 2002; SEELEY, STEPHENS & TATE, 2008). 
 
Ocupando uma parte considerável da cavidade torácica, que é separada da 
cavidade abdominal por um músculo chamado diafragma, os pulmões são revestidos 
por duas camadas de membrana epitelial úmida, chamadas de pleura. A pleura 
parietal é a camada mais externa, revestindo o interior da cavidade torácica. A camada 
mais interna é denominada de pleura visceral e reveste a superfície dos pulmões. As 
pleuras visceral e parietal são normalmente dispostas uma contra a outra, aderindo 
uma à outra como duas peças de vidros molhadas aderem entre si. Entre elas, ou 
seja, no espaço intrapleural, existe uma película de líquido secretado pelas duas 
membranas, o que mantém os pulmões contra a parede torácica. Por essa razão, as 
alterações do volume pulmonar são proporcionais às alterações do volume torácico 
durante a inspiração e a expiração (COHEN & WOOD, 2002; FOX, 2008). 
Vimos então que o sistema respiratório é composto por diversas estruturas que 
possuem a função de levar o ar até os alvéolos, onde irá ocorrer a troca de gases. 
Assim, no próximo tópico abordaremos mais detalhadamente quais são os processos 
necessários para que ocorra a respiração. 
 
3. O PROCESSO DE RESPIRAÇÃO 
Em conjunto com o sistema cardiovascular, o sistema respiratório age como 
um transportador de gases, levando o O2 para todos os tecidos corporais ao mesmo 
tempo em que remove o CO2. Tal transporte inclui quatro processos: 1) a ventilação 
pulmonar, que coordena o movimento do ar para dentro e para fora dos pulmões; 2) a 
difusão pulmonar, responsável pela troca dos gases O2 e CO2 entre os pulmões e o 
sangue; 3) o transporte desses gases pela corrente sanguínea; e por fim 4) a troca de 
gases entre o sangue e os tecidos. As duas primeiras fases são muitas vezes 
chamadas de respiração externa, e as duas últimas, de respiração externa (WILMORE 
& COSTILL, 2001). 
 
Ventilação Pulmonar 
 A ventilação pulmonar pode ser definida como o movimento do ar para dentro e 
para fora dos pulmões. A movimentação de ar ocorre em consequência da diferença 
de pressão entre as duas extremidades das vias aéreas, induzida por alterações nos 
volumes pulmonares. A complacência, a elasticidade e a tensão superficial dos 
pulmões são as propriedades físicas responsáveis pela mudança dos volumes 
 
pulmonares. Uma vez que os pulmões estão aderidos à cavidade torácica, as 
contrações de músculos específicos que alteram o volume torácico também irão 
alterar o volume pulmonar. Assim, a movimentação do ar nas vias respiratórias é 
dividida em duas fases distintas, a inspiração e a expiração (COHEN & WOOD, 2002; 
WILMORE & COSTILL, 2001). 
 Inspiração: é um processo ativo, envolvendo os músculos diafragma e 
intercostais externos. Uma inspiração tranquila ocorrebasicamente em função do 
diafragma, que se contrai, achatando-se em direção à cavidade abdominal em até 10 
cm. Assim, o volume torácico aumenta de forma vertical. A inspiração é auxiliada pela 
contração dos músculos intercostais internos e externos, os quais, ao contraírem-se, 
elevam as costelas e aumentam o volume torácico lateralmente. Na inspiração mais 
profunda – como durante a realização de exercícios físicos – a contração de outros 
músculos também é importante para aumentar o volume torácico, ressaltando-se os 
escalenos, os peitorais menores, e, em casos extremos, os esternocleidomastoideos. 
O alongamento e o aumento de volume da cavidade torácica induzem uma expansão 
do ar existente nos pulmões, fazendo com que a pressão intrapulmonar caia para 
níveis ligeiramente inferiores aos da pressão atmosférica. Dessa maneira, por 
diferença de pressão, o ar flui para dentro dos pulmões durante a inspiração. 
 Expiração: em repouso, é um processo passivo, durante o qual o ar sai dos 
pulmões apenas pelo recuo natural do tecido pulmonar distendido pelos músculos 
inspiratórios, os quais estão neste momento relaxando. A expiração termina quando a 
força compressiva da musculatura respiratória cessa e a pressão intrapulmonar 
diminui, se igualando à pressão atmosférica. Contudo, em exercício extenuante, os 
músculos intercostais internos e abdominais atuam vigorosamente sobre as costelas e 
sobre a cavidade abdominal, reduzindo as dimensões torácicas e tornando a 
expiração mais rápida e extensa. 
 Neste contexto, um ciclo respiratório compreende um ciclo completo de 
inspiração e expiração. Uma medida comumente utilizada para avaliar a capacidade 
pulmonar, que é também utilizada para uma série de outros cálculos, é a frequência 
respiratória (FR). A FR é determinada pelo número de ciclos respiratórios num período 
de 1 minuto. Um dos testes mais comuns para avaliar os volumes e as capacidades 
pulmonares é a espirometria, que vai gerar um espirograma como demonstrado na 
Figura 1. Os termos utilizados no espirograma estão descritos na Tabela 1. 
 
 
 
 
Figura 1 – Mensurações estáticas dos volumes pulmonares através da espirometria 
(MCARDLE, KATCH & KATCH, 2003) 
 
Tabela 1 – Definição dos termos utilizados na espirometria 
Volume/capacidade pulmonar Definição 
Valores médios (ml) 
Homens Mulheres 
Volume Corrente (VC) 
Volume inspirado ou expirado 
por incursão respiratória 
600 500 
Volume de reserva inspiratório (VRI) 
Inspiração máxima no final 
da inspiração corrente 
3000 1900 
Volume de reserva expiratório (VRE) 
Expiração máxima no final da 
expiração corrente 
1200 800 
Capacidade pulmonar total (CPT) 
Volume nos pulmões após 
uma inspiração máxima 
6000 4200 
Volume pulmonar residual (VPR) 
Volume nos pulmões após 
uma expiração máxima 
1200 1000 
Capacidade vital forçada (CVF) Volume máximo expirado 4800 3200 
 
após uma inspiração máxima 
Capacidade inspiratória (CI) 
Volume máximo inspirado 
após uma expiração corrente 
3600 2400 
Capacidade residual funcional (CRF) 
Volume nos pulmões após 
uma expiração corrente 
2400 1800 
Fonte: McArdle, Katch & Katch (2003) 
 
Difusão Pulmonar 
Possuindo duas funções principais, a difusão pulmonar é responsável pela 
troca de gases nos pulmões: 
− Ela repõe o suprimento de O2 do sangue, que será depletado nos 
tecidos para produção oxidativa de energia. 
− Ela remove o CO2 do sangue que retorna dos tecidos. 
A difusão pulmonar depende do oxigênio levado pelo ar para o interior dos 
pulmões, até os alvéolos, e do sangue levado até os pulmões pela artéria pulmonar. A 
barreira que separa o ar alveolar do sangue é composta de um lado pela parede dos 
alvéolos e do outro pela parede do capilar, ambas extremamente finas, medindo 
aproximadamente 0,5 a 4,0 µm. Além de ser muito fina, a membrana respiratória é 
também úmida, característica muito importante porque o O2 e o CO2 devem ser 
dissolvidos antes que possam se espalhar através da membrana. Lembre-se de que a 
difusão refere-se ao movimento das moléculas a partir de uma área na qual estão em 
alta concentração para uma área na qual estão em baixa concentração. Normalmente, 
o ar inspirado contém cerca de 21% de O2 e 0,04% de CO2; o ar expirado possui 
apenas 16% de O2 e 3,5% de CO2. Estes números demonstram que existe uma 
difusão bilateral através das paredes dos alvéolos e dos capilares, onde o sangue 
capta o O2; concomitantemente, o CO2 é liberado do sangue para o ar alveolar. 
Nos tecidos, também pelo processo de difusão, o O2 deixa o sangue e o CO2 
entra. Portanto, o sangue que retorna dos tecidos e entra nos capilares pulmonares é 
relativamente pobre em O2. O O2 então se espalha a partir dos alvéolos, onde sua 
concentração é mais alta, para o sangue. Novamente, com base na concentração 
relativa, o dióxido de carbono circula do sangue para o ar do alvéolo pela expiração 
(COHEN & WOOD, 2002; WILMORE & COSTILL, 2001). 
 
 
Transporte de gases 
 Depois de entender resumidamente como ocorre a troca de O2 e CO2 nos 
pulmões por meio da difusão, devemos agora examinar como os gases são 
transportados no sangue para liberar O2 aos tecidos e para remover o CO2 produzido 
pelos tecidos. 
Quase todo O2 que circula no sangue capilar nos pulmões está ligado à 
hemoglobina dos eritrócitos (glóbulos vermelhos), constituindo aproximadamente 98% 
do transporte de O2. Uma pequena porcentagem (2%) é transportada em solução no 
plasma. A molécula de hemoglobina tem a capacidade de transportar quatro 
moléculas de O2; quando o O2 está ligado à hemoglobina, este complexo forma a 
oxiemoglobina. 
 O sangue arterial (nas artérias sistêmicas e veias pulmonares) é 97% saturado 
com O2, enquanto o sangue venoso (nas veias sistêmicas e artérias pulmonares) é 
cerca de 70% saturado com O2. Esta diferença de 27% representa o O2 que foi 
absorvido pelas células. Observe que, na prática clínica, as concentrações de gás são 
expressas como pressão e milímetros de mercúrio (mmHg), assim como a pressão 
sanguínea. Como o ar é uma mistura de gases, cada gás exerce apenas uma parte da 
pressão total ou uma pressão parcial (P). A pressão parcial de O2 e CO2 é simbolizada 
como PO2 e PCO2, respectivamente. A diminuição da densidade do ar aumenta 
progressivamente ao elevar-se acima do nível do mar, e isso gera uma alteração nos 
valores de pressão parcial, ocasionando um estresse de altitude. Uma PO2 sanguínea 
elevada resulta em saturação quase completa da hemoglobina, significando que a 
quantidade máxima de O2 está ligada. Contudo, à medida que a PO2 diminui, a 
saturação da hemoglobina também o faz. Assim, a liberação do O2 pela hemoglobina é 
maior nos tecidos, uma vez que a PO2 diminui devido ao aumento da liberação de CO2 
dos tecidos, fato que diminui o pH sanguíneo e promove dissociação do O2 da 
hemoglobina. Contrariamente, o pH no pulmões geralmente é mais alto, de modo que 
a hemoglobina que passa pelos pulmões apresenta um grande afinidade pelo O2, 
estimulando a alta saturação na expiração (COHEN & WOOD, 2002; SEELEY, 
STEPHENS & TATE, 2008). 
 O CO2 é produzido continuamente nos tecidos como um subproduto do 
metabolismo. Difunde-se a partir das células para o sangue para ser transportado para 
os pulmões de três maneiras: 
 
− Cerca de 10% é dissolvido no plasma e no líquido presente nas células 
sanguíneas vermelhas. 
− Cerca de 20% é combinado com a porção de proteína da hemoglobina e das 
proteínas plasmáticas. 
− Cerca de 70% é transportado como um íon, conhecido como íon bicarbonato, 
que é formado quando o CO2 dissolve-se nos líquidos sanguíneos. 
 
O íon bicarbonato é formado lentamente no plasma,mas muito mais 
rapidamente dentro das células sanguíneas vermelhas, onde uma enzima chamada 
anidrase carbônica aumenta a velocidade da reação. O bicarbonato formado nos 
glóbulos vermelhos move-se em direção ao plasma e então é transportado para os 
pulmões. Aqui, o processo é revertido à medida que o bicarbonato torna a ligar-se aos 
glóbulos vermelhos liberando CO2 por difusão para dentro dos alvéolos para então ser 
expirado. 
O CO2 é importante na regulação do pH (equilíbrio ácido-base) do sangue. 
Quando um íon de bicarbonato é formado a partir do CO2 no plasma, um íon de 
hidrogênio (H+) também é produzido. Portanto, o sangue se torna mais ácido à medida 
que a quantidade de CO2 no sangue aumenta. A expiração de CO2 muda o pH do 
sangue para um grau mais alcalino (básico). O íon de bicarbonato também é um 
tampão importante no sangue, atuando quimicamente para ajudar a manter o pH dos 
líquidos do corpo em um valor constante de 7,4 (COHEN & WOOD, 2002; WILMORE 
& COSTILL, 2001). 
 
Troca gasosa nos tecidos 
Em repouso, o conteúdo de O2 do sangue arterial é de aproximadamente 20 ml 
de O2 por 100 ml de sangue. Esse valor cai para 15 ou 16 ml de O2 por 100 ml de 
sangue quando o sangue circula dos capilares para o sistema venoso, retornando ao 
coração. Essa diferença do conteúdo de O2 entre o sangue arterial e o venoso é 
denominada diferença arteriovenosa de O2 (diferença a-vO2). Ela reflete os 4 a 5 ml de 
O2 por 100 ml de sangue captados pelos tecidos. A quantidade de O2 captada é 
proporcional à sua utilização para a produção oxidativa de energia. Portanto, à medida 
que a taxa de utilização de O2 aumenta, a diferença a-vO2 também aumenta. Por 
exemplo, durante o exercício físico intenso, a diferença a-vO2 dos músculos que estão 
contraindo pode aumentar para 15 ml por 100 ml de sangue. Durante um esforço 
 
como esse, o sangue descarrega mais O2 para os músculos ativos porque a PO2 dos 
músculos é acentuadamente menor do que a do sangue arterial (COHEN & WOOD, 
2002; WILMORE & COSTILL, 2001). 
A remoção de CO2 dos tecidos, subproduto do metabolismo oxidativo, também 
ocorre devido a um gradiente de pressão parcial. A PCO2 nos tecidos é relativamente 
maior em comparação à PCO2 do sangue capilar. Consequentemente, o CO2 difunde-
se dos tecidos para o interior do sangue, que será transportado para os pulmões 
(COHEN & WOOD, 2002; WILMORE & COSTILL, 2001). 
 
4. REGULAÇÃO DA RESPIRAÇÃO DURANTE O EXERCÍCIO FÍSICO 
 Os músculos respiratórios estão sob controle direto de neurônios motores, os 
quais são provenientes do centro respiratório (bulbo) localizado no tronco cerebral. 
Esse centro estabelece a frequência e a profundidade da respiração enviando 
impulsos elétricos periódicos aos músculos respiratórios (MCARDLE, KATCH & 
KATCH, 2003). 
 No entanto, o centro respiratório não atua isoladamente no controle da 
respiração. A regulação da respiração também é determinada pela alteração do 
ambiente químico do corpo. Por exemplo, áreas sensíveis do encéfalo respondem às 
alterações das concentrações do CO2 e do H+. Quando essas concentrações 
aumentam, são enviados sinais para o centro inspiratório, ativando o circuito neural de 
modo a aumentar a frequência e a profundidade da respiração, o que aumenta a 
remoção do CO2 e do H+. Além disso, quimiorreceptores localizados no arco aórtico 
(corpos aórticos) e na bifurcação da artéria carótida comum (corpos carotídeos) são 
sensíveis especialmente às alterações do PO2 sanguíneo, mas também respondem às 
alterações da concentração do H+ e da PCO2. De modo geral, dos vários estímulos, a 
PCO2 parece ser o estímulo mais forte na regulação da respiração. Quando a 
concentração de CO2 torna-se muito elevada, ocorre a formação de ácido carbônico, 
que, em seguida, dissocia-se rapidamente, liberando H+. Se o H+ acumular, o sangue 
torna-se muito ácido (o pH cai). Portanto, um aumento da PCO2 estimula o centro 
inspiratório a aumentar a FR, não para levar mais oxigênio aos pulmões, mas para 
eliminar o excesso de CO2 do organismo e minimizar as alterações do pH (WILMORE 
& COSTILL, 2001). 
 Além dos quimiorreceptores, outros mecanismos neurais influenciam a 
respiração. As pleuras, os bronquíolos e os alvéolos contêm receptores de 
 
estiramento. Quando essas áreas são excessivamente distendidas, é transmitida uma 
informação ao centro respiratório, que responderá encurtando o tempo de inspiração. 
Isso irá reduzir o risco de hiperinsuflação das estruturas respiratórias, evitando danos 
às mesmas. Um influxo sensorial proveniente de mecanorreceptores nas articulações, 
tendões e músculos também influencia os ajustes ventilatórios, principalmente durante 
o exercício físico (WILMORE & COSTILL, 2001). 
 Nós podemos exercer algum controle voluntário sobre a respiração através do 
córtex cerebral motor. No entanto, esse controle voluntário pode ser sobrepujado pelo 
controle involuntário do centro respiratório. Tente segurar sua respiração. Num 
determinado momento, independentemente de sua decisão de suprimir a respiração, 
as concentrações de CO2 e de H+ tornam-se muito elevadas, a concentração de O2 
diminui e o seu centro inspiratório decide que a respiração é imperativa e força você a 
inspirar (COHEN & WOOD, 2002). 
 Assim que uma pessoa começa a se exercitar, a respiração começa a ficar 
mais rápida e profunda, aumentando em muitas vezes a ventilação por minuto quando 
comparada ao repouso. Esse aumento na ventilação se deve primariamente ao 
aumento do volume corrente (a quantidade de ar movida para dentro e para fora dos 
pulmões durante a respiração regular). Com o aumento da intensidade, a FR também 
aumenta. Essas mudanças podem ser divididas em duas fases, uma de aumento 
rápido e outra de aumento lento da ventilação. A fase de aumento rápido ocorre logo 
no início do exercício e é produzida pela mecânica do movimento corporal. Quando o 
exercício é iniciado, mas antes que ocorra qualquer estimulação química, o córtex 
motor torna-se mais ativo e transmite impulsos estimuladores ao centro respiratório, o 
qual responde aumentando a ventilação rapidamente. Além disso, como citado 
anteriormente, mecanorreceptores fornecem informações adicionais sobre o 
movimento corporal, e assim o centro respiratório pode ajustar a sua atividade 
adequadamente. 
 A fase de aumento lento, como o nome sugere, é mais gradual, produzindo 
aumentos da respiração por meio de alterações da temperatura e da condição química 
do sangue arterial. À medida que o exercício progride, o maior metabolismo muscular 
gera mais calor, CO2 e H+. Todos esses fatores aumentam a descarga de O2 para os 
músculos, auxiliando no aumento da diferença a-vO2. Além disso, uma maior 
quantidade de CO2 é liberada pela musculatura ativa, aumentando os níveis 
sanguíneos tanto de CO2 quanto de H+. Tal alteração é detectada pelos 
quimiorreceptores, os quais, por sua vez, estimulam o centro respiratório, aumentando 
 
a profundidade e a FR (MCARDLE, KATCH & KATCH, 2003; WILMORE & COSTILL, 
2001). 
 Ao término do exercício, a demanda energética muscular retorna quase que 
imediatamente ao nível de repouso. Contudo, a ventilação pulmonar leva ainda algum 
tempo até se normalizar. Se a FR se combinasse perfeitamente com as demandas 
metabólicas dos tecidos, a respiração deveria retornar ao nível de repouso apenas 
alguns segundos após a interrupção do exercício. No entanto, esse retorno leva 
alguns minutos, sugerindo que a respiração pós-exercício é regulada principalmente 
pelo equilíbrio ácido-básico, pela PCO2 e pela temperatura sanguínea (MCARDLE, 
KATCH & KATCH, 2003; WILMORE & COSTILL, 2001). 
Em resposta ao treinamento, o desempenho atlético aumenta devidoa uma 
maior eficiência dos sistemas cardiovascular e respiratório em levar O2 e retirar CO2 
da musculatura esquelética. A ventilação, na maioria dos indivíduos, não limita o 
desempenho, uma vez que pode ter uma maior magnitude de aumento comparada à 
função cardiovascular (MCARDLE, KATCH & KATCH, 2003; WILMORE & COSTILL, 
2001). 
 Após um período de treinamento físico, a capacidade vital sofre um pequeno 
aumento, enquanto o volume residual diminui levemente. O volume corrente em 
repouso e em exercícios de intensidades submáximas não é alterado. Contudo, num 
exercício máximo, o volume corrente é maior em indivíduos treinados. Após 
treinamento físico, a FR é levemente menor tanto em repouso como em intensidades 
submáximas de exercício, quando comparada a indivíduos sedentários. Já em 
exercício máximo, a FR é geralmente aumentada em indivíduos treinados (MCARDLE, 
KATCH & KATCH, 2003; WILMORE & COSTILL, 2001). 
 A ventilação por minuto é afetada por mudanças no volume corrente e na FR. 
Após treinamento, a ventilação por minuto normalmente não é alterada, ou sofre 
pequena diminuição; em repouso e em exercício submáximo é levemente diminuída. 
Todavia, em um exercício máximo a ventilação por minuto aumenta 
consideravelmente em indivíduos treinados, em comparação com sedentários. Por 
exemplo, uma ventilação de 120 L/min de uma pessoa destreinada pode aumentar 
para 150 L/min em um exercício máximo após alguma período de treinamento físico 
aeróbico. Valores de aproximadamente 180 L/min são típicos de indivíduos altamente 
treinados (MCARDLE, KATCH & KATCH, 2003; WILMORE & COSTILL, 2001). 
 
 A troca gasosa entre os alvéolos e o sangue aumenta em exercício máximo 
após treino. O aumento da ventilação por minuto resulta em uma maior ventilação 
alveolar; além disso, uma maior eficiência cardiovascular resulta em um fluxo 
sanguíneo aumentado nos pulmões. Uma das mais importantes adaptações no 
sistema respiratório, resultado do treinamento físico, é o aumento do consumo máximo 
de oxigênio (VO2máx), fator determinante do desempenho esportivo; níveis baixos estão 
relacionados a diversos tipos de doenças. 
 
5. DISTÚRBIOS DO SISTEMA RESPIRATÓRIO 
 Grande parte dos distúrbios do sistema respiratório resulta tipicamente em 
dispneia, ou seja, falta de ar em virtude da realização de esforços físicos. Com a 
ocorrência da dispneia, pessoas com doenças pulmonares acabam limitando suas 
atividades físicas, o que resulta em descondicionamento. Por conseguinte, estas 
pessoas acabam agravando ainda mais o quadro já instalado de dispneia, suportando 
baixíssimos níveis de esforço físico. A menos que esse ciclo vicioso seja rompido, o 
paciente pulmonar acaba tornando-se incapacitado e funcionalmente deficiente. Um 
fator de intervenção muito recomendado atualmente é o exercício físico, que se mostra 
eficaz para quebrar esse ciclo e para prevenir a incapacidade e a deficiência funcional 
(MCARDLE, KATCH & KATCH, 2003; FOX, 2008). 
 As anormalidades pulmonares são classificadas como obstrutivas (fluxo aéreo 
normal dificultado) ou restritivas (dimensões reduzidas do volume pulmonar). Apesar 
da conveniência desse sistema de classificação, com bastante frequência os distúrbios 
pulmonares refletem uma deterioração tanto restritiva quanto obstrutiva (MCARDLE, 
KATCH & KATCH, 2003). 
 
Disfunção pulmonar restritiva 
 Uma redução anormal na ventilação pulmonar, juntamente com expansão 
pulmonar diminuída, volume corrente reduzido e perda de unidades alveolocapilares 
funcionantes, caracteriza um grupo extenso e diversificado de distúrbios pulmonares 
denominados coletivamente de doença pulmonar restritiva, ou DPR. 
 A gênese da DPR está relacionada à fisiopatologia de três aspectos da 
ventilação pulmonar: 1) complacência pulmonar, 2) volumes e capacidades 
pulmonares e 3) trabalho da respiração. A complacência pulmonar, uma medida da 
 
distensibilidade do pulmão e/ou da parede torácica, se refere à mudança no volume 
pulmonar em relação aos diferenciais da pressão transpulmonar. Na DPR, o tórax e os 
tecidos pulmonares ficam enrijecidos, opondo-se à expansão sob os diferenciais da 
pressão normal da respiração. A resistência adicional que se opõe à expansão dos 
pulmões torna necessária maior força pulmonar para manter uma ventilação alveolar 
adequada. Isso acarreta um aumento significativo no custo energético da ventilação 
normal, sendo responsável por até 50% da demanda total de O2 durante uma 
atividade física. Eventualmente, a progressão da DPR afeta negativamente todos os 
volumes e capacidades pulmonares (MCARDLE, KATCH & KATCH, 2003). 
 Diversas são as causas que dão origem à DPR, podendo advir de 
complicações maturacionais, cardiovasculares, neuromusculares, 
musculoesqueléticas, e obviamente, pulmonares. Podemos destacar algumas, como: 
− Pneumonia: de origem pulmonar, surge de um processo inflamatório causado 
por várias bactérias, micróbios e vírus. Causa diminuição nos volumes 
pulmonares, alterações em raios X, dispneia, taquipneia, febre alta, calafrios, 
tosse e dor pleurítica. É tratada com terapia medicamentosa à base de 
antibióticos. 
− Edema pulmonar: de origem cardiovascular, desencadeia um aumento da 
pressão hidrostática nos capilares pulmonares devido à insuficiência do 
ventrículo esquerdo. Causa dispneia, taquipneia, diminuição dos volumes 
pulmonares, menor PO2 no sangue arterial, maior incidência de arritmias, 
sensação de sufocamento, cianose e tosse. Terapia realizada por meio de 
fármacos diuréticos e O2 suplementar. 
− Lesão da medula espinhal: de origem neuromuscular, provoca paralisia 
traumática dos músculos respiratórios. Provoca diminuição dos volumes 
pulmonares, hipoxemia, fadiga, dispneia, incapacidade de tossir e diminuição 
do volume vocal. Como forma de tratamento pode-se realizar exercícios de 
estiramentos ativos e passivos da parede torácica. 
 
Doença pulmonar obstrutiva crônica 
 Doenças do trato respiratório que obstruem o fluxo de ar fazem parte de um 
quadro denominado doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) – por exemplo, o 
enfisema, a asma e a bronquite crônica. Na DPOC a função respiratória é prejudicada 
pela obstrução do fluxo de ar normal e pelo aprisionamento do ar nos bronquíolos e 
nos alvéolos, levando à resistência ao fluxo aéreo (principalmente na expiração) e a 
 
dificuldades na troca gasosa normal, o que reduz o desempenho nos exercícios por 
aumentar o custo energético da respiração. A dificuldade de realizar uma difusão 
pulmonar adequada, impedindo a saturação plena do sangue arterial com O2, e 
prejudicando a eliminação de CO2, irá refletir em diversos outros tecidos, como a 
musculatura esquelética, agravando ainda mais o quadro de intolerância ao esforço 
(MCARDLE, KATCH & KATCH, 2003). 
 Os fatores que predispõem para DPOC incluem tabagismo crônico, poluição do 
ar, exposição operacional a poeiras ou gases irritantes, hereditariedade, infecção, 
alergias, envelhecimento e medicamentos. 
 As principais causas de DPOC são: 
− Bronquite crônica: Obstrui as vias aéreas pela formação de membranas 
mucosas tumefeitas e pela maior produção de muco. Gera inflamação do 
revestimento brônquico, causando ruídos na respiração e tosse crônica. Muito 
comum em tabagistas; se não tratada, pode resultar em morte prematura. 
− Enfisema: Caracterizado pelo aumento permanente e anormal dos espaços 
aéreos distalmente aos bronquíolos terminas. Seus sintomas incluem dispneia, 
hipercapnia, tosse persistente, cianose e hipóxia tecidual, resultando na ruptura 
das paredes alveolares devido ao ar aprisionado cronicamente nesta região. 
− Asma: Provocada pela inflamação dos tecidos das vias aéreas, está associadaà hiperritabilidade das vias aéreas, seguida de espasmo brônquico, edema e 
secreção de muco. Causa tosse, ruídos na respiração, dispneia e opressão 
torácica. 
− Fibrose cística: é uma doença hereditária, na qual os bronquíolos são 
obstruídos e obliterados. Devido a um defeito genético, ocorre um acúmulo de 
sal nas células que revestem os pulmões e os tecidos digestivos, tornando o 
muco circundante anormalmente espesso e salgado. O exercício físico é uma 
importante intervenção, uma vez que pode substituir uma sessão de retirada de 
secreções, comumente realizada nestes pacientes. 
 
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
No decorrer desta aula vimos a importância do sistema respiratório para a 
manutenção de processos essenciais para a vida. Para executar as suas funções de 
forma eficiente, o sistema respiratório conta com uma série de processos estritamente 
controlados. Pudemos entender o papel das principais estruturas responsáveis pela 
 
respiração no ser humano, bem como os processos necessários para que o O2 (que é 
retirado do ar através da inspiração) possa ser levado aos tecidos, ao mesmo tempo 
em que o CO2 é removido por meio da expiração. Realizamos uma breve explanação 
sobre as adaptações que ocorrem no sistema respiratório ao se iniciar uma atividade 
física, e ainda sobre o efeito da prática regular de exercícios físicos nos diversos 
processos da respiração. Por fim, descrevemos alguns distúrbios comuns do sistema 
respiratório, apresentando suas causas e principais sintomas. 
Dessa maneira, podemos concluir que, em conjunto com o sistema 
cardiovascular, o sistema respiratório tem a função principal de retirar O2 do ar 
ambiente, levando-o até os tecidos onde será utilizado para a produção de energia 
durante o metabolismo oxidativo. Concomitantemente, ele é responsável pela retirada 
de CO2, subproduto do metabolismo oxidativo, o qual será liberado na expiração. 
Na área de atividade física, o entendimento da fisiologia respiratória é 
primordial para realizar um trabalho controlado, a partir do conhecimento das 
principais alterações que nossos alunos sofrerão com a prática regular de exercícios 
físicos, bem como para prescrever de forma adequada o exercício caso este aluno 
possua algum distúrbio neste importante sistema. 
 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
COHEN, B.J.; WOOD, D.J. Memmler – O Corpo Humano na Saúde e na Doença. 
9.ed. Ed. Manole, 2002. 
FOX, S.I. Human physiology. 10.ed.Ed. McGraw-Hill Higher Education, 2008. 
MCARDLE, W.D.; KATCH, F.I.; KATCH, V.L. Fisiologia do Exercício: Energia, Nutrição 
e Desempenho Humano. 5. ed. Ed. Guanabara Koogan, 2003 
POWERS, S.; HOWLEY, E. Fisiologia do Exercício: teoria e aplicação ao 
condicionamento e ao desempenho. 5.ed. Ed. Manole, 2005. 
SBPT/Sociedade Brasileira de Pneumologia e Tisiologia. II Consenso Brasileiro sobre 
Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica. Journal Brasileiro de Pneumologia, v. 30, 
Supl.4, 2004. 
SEELEY, R.R.; STEPHENS, T.D.; TATE, P. Anatomy & physiology. 8.ed. Ed. McGraw-
Hill Higher Education, 2008. 
WILMORE, J.H.; C 
 
TEMA: FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA E EXERCÍCIO 
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO 
 
1) Qual das alternativas a seguir não é uma função do sistema respiratório? 
A) Troca de gases 
B) Regulação do pH sanguíneo 
C) Olfato 
D) Transporte de CO2 para utilização nos tecidos 
 
2) Marque a opção que não representa uma estrutura do sistema 
respiratório: 
A) Traqueia 
B) Faringe 
C) Brônquios 
D) Esôfago 
 
3) O oxigênio do ar nos alvéolos passa por difusão para a corrente sanguínea 
porque ... 
A) a concentração de oxigênio é maior no ar do que no sangue. 
B) a concentração de oxigênio é menor no ar do que no sangue. 
C) a concentração de oxigênio é igual no ar e no sangue. 
 D) a concentração de dióxido de carbono é menor no ar do que no sangue. 
 
4) O aumento da ventilação pulmonar ao iniciar o exercício pode ser dividido 
em fases. Quais são elas e qual a sua sequência? O que atua no aumento da 
ventilação na primeira fase? 
 
A) Fase de aumento lento, fase de aumento moderado e fase de aumento rápido. 
Mecanorreceptores. 
B) Fase de aumento rápido e fase de aumento lento. Estímulo químico. 
C) Fase de aumento lento e fase de aumento rápido. Estímulo químico. 
D) Fase de aumento rápido e fase de aumento lento. Mecanorreceptores. 
 
5) Qual das alternativas apresenta apenas causas de doença pulmonar 
obstrutiva crônica? 
A) Lesão da medula espinhal, Asma e Fibrose Cística. 
B) Bronquite crônica, Pneumonia e Asma. 
C) Bronquite crônica, Enfisema, Asma, Fibrose Cística. 
D) Enfisema, Fibrose Cística e Pneumonia. 
 
RESPOSTAS 
1 - D 
2 - D 
3 - A 
4 - D 
5 - C