Aula 3 Adaptações do sistema respiratório (2)

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Fisiologia Aplicada à 
Enfermagem
Adaptações do sistema 
respiratório 
Prof. Ms Ana Claudia Siqueira
Os padrões respiratórios varia de acordo com 
idade, sexo, tipo de exercício e as propriedades 
mecânicas do sistema respiratório de cada 
indivíduo
Para suprir a demanda metabólica de O2, deve-se 
haver ajustes no sistema autônomo, 
cardiovascular, pulmonar e metabólico
A transição do repouso para o exercício passa por 3 fases de 
ventilação:
• Fase I – primeira respiração e dura cerca de 20s
• Fase II – a ventilação sobe exponencialmente até alcançar um 
nível estável
• Fase III – a ventilação mantém um nível estável até ser 
acionados mecanismos sensoriais periféricos.
As respostas aos exercícios são uma combinação da influência 
das propriedades mecânicas do sistema respiratório, incluindo 
as propriedades intrínsecas dos músculos respiratórios e os 
reflexos neurais.
• A distribuição do fluxo sanguíneo para os músculos em 
atividades decorre da vasodilatação mediada por metabólitos 
que promove alterações no pH, temperatura, PO2, 
osmolaridade e concentração de K.
• Ocorre o aumento da FC que é linear ao consumo de O, e 
alcança seu valor máximo quando e estão no mesmo patamar.
• O balanço ácidobase não é alterado no início dos exercícios. Com o 
aumento da intensidade, as células começam a realizar uma 
combinação de metabolismo aeróbio e anaeróbio. O ácido lático 
produzido durante a glicólise faz com que aumente os íons H+ no 
sangue. Aumenta-se o estímulo ventilatório.
• Glicólise anaeróbica é uma forma de glicólise onde duas 
moléculas de ATP são geradas a partir de uma molécula de 
glicose convertida em lactato, e caracteriza-se pela ausência 
(ou limitação) de Oxigênio.
• Os valores de PO2 e PCO2 arteriais não aumentam 
durante o exercício físico
• Porém o PCO venoso aumenta pelo excesso de 
dióxido de carbono produzido pelos músculo 
excitados.
• Com o aumento da intensidade do exercício, 
aumenta a FC. Inicia-se a acidose metabólica e o 
aumenta da FR predomina. Aumenta a ventilação 
para equilibrar os gases sanguíneos
Quando saímos do repouso, a demanda metabólica 
aumenta:
• O consumo deOxigênio
• A produção de CO2
• O fluxo inspiratório
• A pressão intrapleural
• A força da musculatura inspiratória
• As adaptações ventilatórias são diferentes 
para os tipos de exercícios
– Os exercícios físicos utilizando membros 
superiores o equivalente respiratório é maior que 
exercícios realizados com os membros inferiores
Transporte de Oxigênio e Dióxido de Carbono
Troca gasosa nos pulmões
•Repõe suprimento de O2 no sangue
•Remove o CO2 do sangue venoso
• A difusão do O2 e CO2, ocorre pela membrana respiratória 
( pulmonar)
• Apesar de extremamente fina, possibilita a separação do ar 
alveolar e o sangue capilar. Tem espessura total de 1,5µm, o 
que permite a difusão rápida do CO2 e O2 entre o ar alveolar 
e o sangue.
• A difusão do CO2 e O2 acontece por diferença de pressão, ou 
seja, do meio mais concentrado para o menos concentrado.
• Portanto, o O2 se difunde dos alvéolos para o sangue , dos 
capilares alveolares em razão da pressão mais elevada de O2 
(PO2) nos alvéolos.
Difusão do Oxigênio Alveolar para o Sangue Pulmonar
• A pressão de O2 no alvéolo é de 104mmHg e no sangue
40mmHg ( diferença devido à difusão)
• Há a elevação rápida da pressão a medida que o sangue flui
pelos capilares, que quase chega a 104mmHg
• Quanto maior a área da membrana respiratória, maior será a 
quantidade de gás que se difunde.
• Em algumas doenças respiratórias, como o ENFISEMA, 
grandes áreas dos pulmões são destruídas, com a redução da 
superfície da membrana respiratória, podendo provocar 
insuficiência respiratória no paciente.
-
• Na pneumonia, fibrose, a espessura da membrana e da 
camada líquida que reveste a superfície alveolar, aumenta 
muito. Assim, o paciente entra em insuficiência respiratória 
pois os gases não conseguem se difundir, o que pode levar a 
morte
• Lei de Henry: Gases dissolvidos em líquidos na
proporção de suas pressões parciais, dependem de
sua solubilidade nos específicos fluidos e dependem
da temperatura.
O oxigênio é pouco solúvel em meio aquoso; por isso,
pouco oxigênio é dissolvido no plasma. O seu
transporte no sangue é feito na forma de oxi-
hemoglobina, no interior das hemácias
Transporte de Oxigênio no Sangue
• Vai depender da pressão de cada gás que pode configurar
maior ou menor afinidade química ou física pela água ( CO2).
Concentração de gás= pressão parcial x coeficiente de 
solubilidade
• A difusão dos gases vai depender da diferença entre as
pressões parciais do ar alveolar e a pressão plasma do capilar
alveolar. Se a pressão for maior no ar alveolar, maior número
de moléculas passará p o sangue. Se a pressão for maior no
sangue ( ocorre com gde quantidade de CO2), a difusão
efetiva irá ocorrer p a fase gasosa dos alvéolos.
Pressão de Vapor de Água
• Quando o ar não umidificado entra nas vias
respiratórias, imediatamente ocorre a evaporação da
água da superfície das vias, umidificando o ar.
• Isso ocorre por que essas moléculas de água estão
constantemente escapando para a fase gasosa. O
que é denominada “ pressão de vapor de água “.
• Na temperatura corporal de 37°C, essa pressão é de
47mmHg. Quando atinge o equilíbrio essa pressão
também é de 47mmHg
Transporte de Oxigênio pela Hemoglobina
• A hemoglobina tem alta afinidade pelo oxigênio devido sua estrutura quaternária
• 55% de toda hemoglobina presente em uma amostra de sangue está na forma de
oxi-hemioglobina ( amostra 55% saturada). “Índice de Saturação”
% de Saturação= Quantidade máxima possível de ligação do O2à Hbx100
• Quando o sangue passa pelos capilares dos tecidos o oxigênio se dissocia da Hb e
se difunde pelas células
** Capacidade Aeróbica das Mulheres:
A cada 100mL de sangue, 15 a 16g são de Hb. Nas mulheres essa
média é de 10 a 15 % menor. Essa menor porcentagem
contribui a menor capacidade aeróbica nas mulheres
• O Transporte de oxigênio dos alvéolos para os 
tecidos envolvem 3 processos:
– Difusão do Oxigênio dos alvéolos para o sangue pulmonar;
– Transporte do O2 no sangue pelas artérias até os capilares 
teciduais;
– Difusão do O2 dos capilares para as células teciduais
• Quando o O2 se difunde dos pulmões para o sangue, uma 
pequena porção fica no plasma e outra 60x maior de liga a Hb
das hemácias
Hemoglobina
• Hemoglobina tem estrutura tetraédrica
Ligação 
de Fe. A 
ligação Fe 
+ O2, 
forma o 
complexo 
vermelho
Hemácia 
sem 
ligação 
Heme
Hb como Tampão de Oxigênio nos Tecidos
• Quando saimos do repouso, a liberação de O2 para os tecidos
é de 15 a 18 mL para cada 100mL de sangue
o O2 ligado à Hb chega a 
20% do volume de sangue 
arterial; cai para 14% do 
sangue venoso normal 
para cerca de 4% no 
sangue venoso durante o 
exercício físico
• No momento de estresse físico, há o aumento do 
débito cardíaco e a quantidade de O2 transportada 
pelos tecidos pode aumentar de 15 a 20 x com 
relação a condição basal.
Fatores que Afetam a Curva de Dissociação do Oxigênio à Hemoglobina
1. Temperatura: o aumento da temperatura provoca a dissociação do O2 da
Hb, dando uma sensível baixa em seu índice. Altas temperaturas
diminuem tb a afinidade do oxigênio à hemoglobina. ( aumenta
quantidade de CO2)
Durante os exercícios aeróbios, os músculos ativos podem atingir até
40°C.
2- Acidez – EFEITO Bhor ( aumento da acidose metabólica, modificando a 
dissociação de oxigênio à Hb; aumenta o CO2 no interior das hemácias, 
levando a queda do pH intracelular)
A acidose metabólica aumenta o PCO2 e diminui o pH
3- Dióxido de Carbono ( Hipercapnia): a afinidade de O2no 
sangue se dá em pH fixo ( normal). 
Durante o exercício físico, o amento da atividade metabólica 
provoca a liberação de O2, aumenta também a afinidade da 
hemoglobina ao CO2.
A Hipercapnia e acidose são estímulos para a vasodilatação, 
aumentando o aporte de oxigênio para os tecidos 
metabolicamente ativos.
Transporte de Dióxido e Carbono no Sangue 
• Dióxido de Carbono Dissolvido (CO2) – 6%
• Bicarbonato ( HCO3) – 5%
• Componentes Carbamino – quantidade insignificante
Dissolvido no plasma sanguíneo
Íons bicarbonato
Ligado a Hemoglobina (carbaminoemoglobina)
•Dissolvido no sangue, sai no ponto onde a PCO2 é mais
baixa ( pulmões )
Íons bicarbonato 
H+ + HCO3
(íon de bicarbonato)
Instável
CO2 + H2O → H2CO3
(ácido carbônico)
Liga-se a
hemoglobina (+ 
liberação de O2)
H+ + HCO3 → H2CO3 → CO2 + H2O
Absorvido pelos
capilares 
(expirado)
Especialização em Fisiologia do Execício - 2009
globina
Ligado a Hemoglobina (carbaminoemoglobina)
Heme
O2 CO2
- Liga-se aos aminoacidos da parte globina
- Mais afinidade a desoxiemoglobina que a
oxiemoglobina
- Depende da PCO2, se libera onde é menos (pulmões)
Especialização em Fisiologia do Exercício - 2009
Consumo máximo de oxigênio
• VO2 Máx. é a capacidade máxima do
organismo em captar o oxigênio do ambiente,
transportá-lo pela corrente sangüínea com o
auxílio da hemoglobina e utilizá-lo pelas
células por meio da respiração celular,
produzindo energia.
Ou seja...
VO2Máx. É a capacidade que um indivíduo tem 
de captar, transportar, metabolizar oxigênio para 
a biossíntese oxidativa de ATP
• Fator Importante para o VO2máx.
– Sistema cardiovascular ( bem desenvolvido para 
facilitar o transporte do sangue arterial para os 
músculos). 
Importância do O2 para o Músculo Esquelético
1. É necessário para a oxidação dos substratos energéticos e
consequentemente para a obtenção de energia
2. Durante a atividade física, esse consumo aumenta até 10x
3. O consumo de VO2 m´x. é especifico para cada tipo de
modalidade
Médias de VO2 máx. 
Sedentários ( 20 a 30 anos ) 
Homens ( 38,5 a 45,5) Mulheres ( 31,5 a 38,5)
• O VO2 Max., é o melhor indicativo da 
capacidade aeróbia do indivíduo
• Ela pode ser melhorada com a prática de 
exercícios físicos e piorada com o avanço da 
idade bem como devido problemas ou 
patologias respiratórias
• É um importante componente do 
desempenho aeróbio
Fatores que Interferem no VO2 máx.
1. Idade ( VO2máx. Diminui com o avanço da
idade)
2. Sexo ( 40 a 60% maior nos homens)
3. Prática de exercícios físicos aumenta em até
30% o VO2 máx.
Sexo e VO2 Máx.
1. Homens possuem maior massa magra do que as
mulheres
2. Volume sanguíneo( hematócritos) nos homens é
maior do que nas mulheres ( possuem menos
hemácias/hemoglobina)
3. O Sistema cardiorrespiratório é mais desenvolvido
nos homens ( conformação estrutural )
Idade e VO2 Máx.
1. Com o avanço da idade, aumenta-se a massa gorda e
diminui-se a massa magra
2. Diminuição gradual das atividades físicas por condições
relativas à idade
3. Fatores hormonais
Índices de VO2 máx. e Idade
Em ( mL/kg/mim)
Exercício Físicos e VO2 máx.
1. Adaptações Cardiovasculares
• Aumento tamanho do coração e aumento do ventrículo
• Diminui a FC
• Aumento do volume de ejeção ( sístole)
• Aumento do volume sanguíneo
• Aumento da vascularização muscular ( maior desenvolvimento dos
vasos musculares e consequentemente maior irrigação e transporte
de O2 nos tecidos musculares )
1. Adaptações Musculares
• Aumento da mioglobina (Mb) - facilita o transporte de O2 nos músculos
• Aumento da capacidade oxidativa – através de enzimas oxidativas
( eficiência do sistema metabólico – aumento do metabolismo)
• Diminuição da utilização do glicogênio e aumento da utilização dos ácidos
graxos
• Diminuição da produção do lactato e aumento do limiar lactato
• Aumento das reservas de glicogênio ( fonte de energia armazenada nos
músculos, aumentando o desempenho desportivo )
• Aumento na conversão de fibras musculares IIb para IIa, hipertrofia das
fibras musculares tipo I
MÉTODO INDIRETO DE MEDIÇÃO DO VO2 
MÁXIMO ( TESTE DE STEP )
AULA PRÁTICA
• TESTE DE STEP DE QUEENS COLLEGE
Este método baseia-se na teoria de que há uma relação linear entre a 
Frequência Cardíaca e o VO2 máx.
Procedimentos:
1. Realizar movimento quaternário de subida e decida do step
durante 3 minutos ( Dois alunos, sendo 1 treinado e outro 
não. Meninos e meninas )
2. A cada minuto perguntar ao examinado o seu nível de 
esforço segundo a escala de Born
3. Após 3 minutos o examinado deve ficar parado por 5 `` e 
depois verificar sua FC. Inserir o valor nas formulas abaixo:
VO2 max ♂ = 111,33 - (0,42 x FC)
VO2 max ♀ = 65,81 - (0,1847 x FC) (em ml, Kg-1, min-1)
• ATENÇÃO
• O TESTE DEVE SER INTERROMPIDO SE O EXAMINADO
QUEIXAR-SE DE CANSAÇO INTENSO OU SE SUA FC FICAR
PRÓXIMA O ATINGIR A FC MÁX. DE SEGURANÇA ( 220-
IDADE)
• verificar outros parâmetros com o examinado, como histório
familiar de hipertensos, cardiopatas, estrutura corporal e
P.A. ( fazer uma breve anamnese)
OXIMETRIA
Método que determina o quanto de oxigênio está 
sendo transportado pelo sangue. O nível mensurado é 
chamado de saturação de oxigênio ( O2 sat).
O plasma é composto por diversas substâncias, mas 
somente as hemácias transporta o O2. Então 
este´nível deve ser interpretado como % de O2 que 
estão sendo transportado pelas hemácias, e deve 
estar em torno de 89% ( níveis normais )
• Relatório de Aula Prática
1. Introdução
2. Objetivo
3. Metodologia ( como foram os procedimentos para a 
obtenção dos resultados)
4. Resultados
5. Conclusões
6. Considerações Finais
7. Referências
OBS: Apresentar tabelas com os resultados; poderão ser 
utilizados gráficos; etc
VOLUNTÁRIOS!!!