Respiração durante o exercicio

Prévia do material em texto

Respiração durante o exercício 
Prof. Me. Gilberto Moreira 
Disciplina: Fisiologia do exercício 
2016.2 
Maceió, 04 de setembro de 2016 
Capítulo 10 
O Sistema Respiratório 
• Provê um meio de troca de gás entre o 
ambiente e o corpo 
• Importante papel na regulação do balanço 
ácido-base durante o exercício 
Principais Órgãos do Sistema 
Respiratório 
Posição dos Pulmões, Diafragma, e 
Pleura 
Zonas Condutórias e Respiratórias 
Zona de Condução 
• Conduz ar para a zona 
respiratória 
• Umidifica, esquenta, e 
filtra o ar 
• Componentes: 
– Traquéia 
– Árvore Brônquica 
– Bronquíolos 
Zona Respiratória 
• Troca de gases entre ar e 
sangue 
• Componentes: 
– Bronquíolos Respiratórios 
– Sacos alveolares 
Passagem do Ar para os Alvéolos 
Mecanismo da Respiração 
• Ventilação 
– Movimento do ar para dentro e para fora dos pulmões 
via efeito de massa 
• Inspiração 
– A contração do diafragma empurrado o abdômen para 
baixo e para frente, diminuindo a pressão intrapulmonar 
• Expiração 
– Diafragma relaxa, empurrado o abdômen para baixo 
aumentando a pressão intrapulmonar 
• Resistência das vias aéreas 
– Largamente determinado pelo diâmetro das vias aéreas 
O Mecanismo da Inspiração e 
Expiração 
Músculos da Respiração 
Ventilação Pulmonar (V) 
• Quantidade de ar movido para dentro ou para 
fora dos pulmões por minuto 
– Produto do Volume corrente (VT) e 
frequência respiratória (f) 
 
 
 
• Outros termos: 
– VI Ventilação Inspiratória 
– VE Ventilação Expiratória 
– VA Ventilação Alveolar 
– VD Ventilação espaço morto 
 
V = VT x f 
Volumes e Capacidades 
Pulmonares 
• Mensurado pelo espirômetro 
• Capacidade Vital (CV) 
– Máxima quantidade de ar que pode ser expirado 
após uma inspiração máxima 
• Volume Residual (VR) 
– Ar remanecente nos pulmões após uma expiração 
máxima 
• Capacidade Pulmonar Total (CPT) 
– Soma do CV e VR 
 
Espirograma Mostrando Volumes e 
Capacidades Pulmonares 
Pressão Parcial dos Gases 
• A pressão total é a soma das pressões de 
cada um dos gases de uma mistura gasosa 
• A pressão parcial do oxigênio (PO
2
) 
– 20.93% de oxigênio 
• Expressado como uma fração: 0.2093 
– Pressão total do ar = 760 mmHg 
 
 PO
2
 = 0.2093 x 760 = 159 mmHg 
Difusão dos Gases 
• Difusão dos gases das pressões altas  baixas 
– Entre pulmão e sangue 
– Entre sangue e tecido 
• Lei de difusão de Fick 
 
 
 
V gás = 
A 
E 
x D x (P1-P2) 
V gas = taxa de difusão 
A = área de tecido 
E = espessura do tecido 
D = coeficiente de difusão do gás 
P1-P2 = diferença de pressão parcial 
Pressão Parcial e Troca Gasosa 
Fluxo Sanguíneo Para os Pulmões 
• Circulação Pulmonar 
– Mesma taxa de fluxo quanto a circulação sistêmica 
– Baixa pressão 
• A maioria do fluxo sanguíneo aos pulmões é 
distribuida às bases pulmonares 
– Devido a força gravitacional 
Relação Entre Ventilação-Perfusão 
• Relação de Ventilação/perfusão (V/Q) 
– Indica a combinação adequada do fluxo sanguíneo 
e ventilação 
– Ideal: ~1.0 
• Base 
– Hiperperfundida (relação <1.0) 
• Ápice 
– Hipoperfundida (relação >1.0) 
Relação entre a taxa de 
Ventilação/Perfusão nos pulmões 
Transporte de O2 no Sangue 
• O2 é ligado à hemoglobina (Hb) para o 
transporte no sangue 
– Oxiemoglobina: Hb ligada ao O2 
– Desoxiemoglobina: Hb não-ligada ao O2 
• Capacidade Carreadora 
– 201 ml O2/L
-1 sangue em homens 
• 150 g Hb/L sangue-1 x 1.34 mlO2•/?g Hb
-1 
– 174 ml O2/L
-1 sangue em mulheres 
• 130 g Hb/L sangue-1 x 1.34 mlO2/g Hb
-1 
Curva de Dissociação da 
Oxiemoglobina 
Curva de Dissociação O2-Hb : 
Efeito do pH 
• pH sanguíneo declina durante exercício 
vigoroso 
• Resulta num “desvio à direita” da curva 
– Efeito Bohr 
– Favorece o “descarregamento” de O2 para os 
tecidos 
Curva de Dissociação O2-Hb : 
Efeito do pH 
Curva de Dissociação O2-Hb: Efeito 
da Temperatura 
• Aumenta a temperatura sanguínea resultando 
num enfraquecimento da ligação Hb-O2 
• Desvio à direita da curva 
– Facilita “Descarregamento” de O2 nos tecidos 
Curva de Dissociação O2-Hb: Efeito 
da Temperatura 
Transporte de O2 no Músculo 
• Mioglobina (Mb) lança O2 da membrana celular 
para a mitocôndria 
• Mais afinidade pelo O2 que à hemoglobina 
– Descarrega O2 em valores de PO2 muito baixos 
– Estoques de O2 da Mb servem como reserva de O2 nos 
períodos de transição exercício-repouso 
 
Curva de Dissociação para 
Mioglobina e Hemoglobina 
Transporte de CO2 no sangue 
• Dissolvido no plasma (10%) 
• Ligado à Hb (20%) 
• Bicarbonato (70%) 
– CO2 + H2O  H2CO3  H
+ + HCO3
- 
– Também importante para remoção do H+ 
Transporte de CO2 no sangue 
Liberação de CO2 no sangue 
Ventilação e equilíbrio Ácido-Base 
• pH sanguíneo é regulado em parte pela 
ventilação 
• Um aumento na ventilação pulmonar causa 
exalação adicional de CO2 
– Reduz PCO2 sanguínea 
– Baixas concentrações de H+ 
 
Transição Repouso-Trabalho 
• Inicialmente, ventilação aumenta rapidamente 
– Depois, uma elevação mais lenta rumo ao steady-
state 
• PO2 e PCO2 são mantidas 
Alterações na PO2, PCO2, e VE na 
Transição Repouso-Trabalho 
Exercício em Ambiente Quente 
• Durante exercício submáximo prolongado: 
– Ventilação tende à desviar-se para cima 
– Pequena alteração na PCO2 
– Ventilação mais alta, porém não devido ao 
aumento da PCO2 
Alterações no VE e PCO2 Durante Exercício 
em Ambiente Quente/Úmido 
Exercício Progressivo 
• Aumento Linear na ventilação 
– até ~50-75% do VO2max 
• Aumento exponencial além deste ponto 
• Limiar Ventilatório (Tvent) 
– Ponto de Inflecção onde VE aumenta 
exponencialmente 
 
Resposta Ventilatória ao Exercício: 
Treinado vs. Não-treinado 
• Em corredor treinado 
– Diminui em PO2 arterial perto da exaustão 
– pH mantido numa alta taxa de trabalho 
– Tvent ocorre numa alta taxa de trabalho 
Resposta Ventilatória ao Exercício: 
Treinado vs. Não-treinado 
Controle da Ventilação 
• Centro do controle Respiratório 
– Recebe estímulo neural e humoral 
• Feedback dos músculos 
• Nível de CO2 no sangue 
– Regula a taxa respiratória 
Localização dos Centros de Controle 
Respiratório no Tronco Cerebral 
Estímulo Para os Centros de 
Controle Respiratório 
• Quimiorreceptores Humorais 
– Quimiorreceptores Centrais 
• Localizados no bulbo 
• Afetados pelas alterações da PCO2 e H
+ no líquido 
cefalorraquidiano 
– Quimiorreceptores Periféricos 
• Localizam-se no Arco aórtico e artérias carótidas 
• Respondem ao aumento da PO2, PCO2, H
+, e K+ no 
sangue 
• Estímulo Neural 
– Do córtex motor ou músculo esquelético 
 
Efeito da PCO2 Arterial na Ventilação 
Efeito da PO2 Arterial na Ventilação 
Controle Ventilatório Durante o 
Exercício 
• Exercício Submáximo 
– Aumento Linear devido ao: 
• Comando Central 
• Quimiorreceptores Humorais 
• Feedback Neural 
• Exercício progressivo 
– Aumento exponential acima da Tvent 
• Aumentando H+ no sangue 
Controle Ventilatório Durante 
Exercício Submáximo 
Efeitos do Treinamento na 
Ventilação 
• Ventilação é mais baixa para a mesma taxa de 
trabalho no treinamento prolongado 
– Pode ser devido aos baixos níveis de ácido lático 
no sangue 
– Resulta num menor feedback para estimular a 
respiração 
Efeitos do Treinamento de Endurance na 
Ventilação Durante o Exercício 
Os Pulmões Limitam o Desempenhodo 
Exercício Máximo? 
• Exercício Submáximo 
– Sistema Pulmonar não visto como uma limitação 
• Exercício Máximo 
– Não se acredita ser limitante do desempenho em 
indivíduos saudáveis ao nível do mar 
– Pode ser limitante em atletas de endurance de 
elite