Trocas respiratórias

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Sistema Respiratório e o Exercício 
• Função do Sistema respiratório 
–Trocas gasosas entre nosso organismo e o 
meio ambiente. 
–Regulação do equilíbrio ácido-base durante o 
exercício. 
Troca de gases 
• Ventilação refere-se ao 
processo mecânico de 
movimentar ar para dentro 
e fora dos pulmões 
• Difusão é o movimento 
randômico das moléculas 
de uma área de maior 
concentração para de 
menor concentração. 
Troca gasosa nos pulmões 
• Pressão parcial dos gases: 
– Pressão que qualquer gás 
exerce independentemente. 
• PATM = PN2 + P02 + PC02 + PH20= 
760 mmHg. 
INSPIRAÇÃO E EXPIRAÇÃO 
A Mecânica da Inspiração e 
Expiração 
Ventilação Pulmonar (V) 
• Volume de ar que se movimenta para dentro e 
para fora dos pulmões por minuto 
 
V = VC x f 
Volume e Capacidade Pulmonar 
• Volume corrente 
– Volume inspirado ou expirado por ciclo respiratorio 
 
• Capacidade Vital (CV) 
– Quantidade máxima de ar que pode ser expirada seguida de 
uma inspiração máxima 
 
• Volume Residual (VR) 
– Ar que permanece nos pulmões depois de uma expiração 
máxima 
 
• Capacidade Total dos Pulmões (CTP) 
– Soma da CV e VR 
 
Volume e Capacidade Pulmonar 
Trocas gasosas 
Fluxo Sanguíneo nos 
Pulmões 
- Mesma taxa de fluxo que a 
circulação sistêmica 
- Menor Pressão 
Circulação Pulmonar 
• Taxa de fluxo sanguíneo através da circulação pulmonar é = a 
taxa de fluxo da circulação sistêmica 
 
• A resistência vascular Pulmonar é menor 
 
• Autoregulação 
– As arteríolas pulmonares contraem quando a P02 alveolar diminui 
– Bronquíolos respondem a alterações na PCO2 
– Equilibrar a razão ventilação/perfusão. 
Relação ventilação-perfusão 
• Razão ventilação-perfusão. 
– Indica a relação do fluxo 
sanguíneo com a 
ventilação. 
– Ideal: ~1.0 
• Base 
– Superperfusada (razão 
<1.0) 
• Ápice 
– Subperfusada (razão 
>1.0) 
Razão Ventilação-Perfusão 
Transporte de O2 no sangue 
• Aproximadamente 99% do O2 é transportado no 
sangue ligado a hemoglobina (Hb) 
– Oxiemoglobina: com O2 
– Desoxihemoglobina: sem O2 
• Quantidade de O2 que pode ser transportado por 
volume de sangue é dependente da concentração 
de hemoglobina 
Curva de dissociação da 
oxiemoglobina 
Dissociação O2 - ph 
• pH diminui durante o 
exercício 
 
• Resulta em 
deslocamento para 
direita da curva 
 
– Efeito Borh - tendência 
do oxigênio ser liberado 
 
– Favorece “liberação” de 
O2 para os tecidos 
Dissociação O2 - Temperatura 
• Aumento da 
temperatura 
enfraquece a ligação 
entre Hb-O2 
 
 
• Deslocamento para 
direita 
– Maior “liberação” de 
O2 para os tecidos 
DPG: enzima. A 2, 3 - Difosfoglicerato (2, 3 - DPG) modula a 
afinidade pelo O2 por meio da ligação com a 
Desoxihemoglobina, reduzindo, assim, a quantidade 
de Hemoglobina disponível para ligação com o O2. 
Transporte de O2 no músculo 
• A mioglobina transporta o 
O2 da membrana celular 
até a mitocôndria 
 
• Maior afinidade pelo O2 
que a hemoglobina 
– Baixas PO2 
– Estoque de O2 
 
Dissociação Hb e Mb 
Transporte de CO2 no sangue 
• Dissolvido no plasma (10%) 
 
• Ligado a Hb (20%) 
 
• Bicarbonato (70%) 
 
– CO2 + H2O  H2CO3  H
+ + HCO3
- 
– Também importante para tamponar H+ 
Transporte de CO2 no sangue 
Liberação de CO2 do sangue 
Fig 10.19 
Controle da Ventilação 
• Centro de controle 
respiratório 
– Recebe estímulos 
neurais e humorais 
• Feedback dos 
músculos 
• nível de CO2 no 
sangue 
– Regula taxa 
respiratória 
Quimioreceptores 
• Monitoram as 
mudanças na PC02, P02, e 
pH no sangue 
• Central: 
– Bulbo 
• Periférico: 
– Corpos Carotídeos e 
Aórticos 
• Controla a respiração 
indiretamente 
Insert fig. 16.27 
REGULAÇÃO DA 
RESPIRAÇÃO 
Insert fig. 16.29 
Figure 16.20 
Adaptações Respiratórias 
• AGUDA 
– ↑ Ventilação (Hiperventilação) 
– Bronco dilatação → Sistema Simpático 
 
• CRÔNICA 
– ↑ Número de Alvéolos 
envolvidos no exercício. 
 
 
Melhora Aptidão 
Cardiorrespiratória 
 ↑ Captação de O2 
Estímulo do Centro de Controle 
Respiratório 
• Quimioreceptor Humoral 
– Quimireceptor Central 
• Localizado no bulbo 
• Concentração de PCO2 e H
+ no fluido cerebroespinhal 
– Quimioreceptor periférico 
• Corpos Carotídeos e Aórticos 
• PO2, PCO2, H
+, K+ no sangue 
• Estímulo neural 
– Do córtex motor ou músculo esquelético 
 
Efeitos da PO2 Arterial na Ventilação 
Controle Ventilatório durante o exercício 
• Exercício Submáximo 
– Aumento linear devido ao: 
• Comando central- cortex 
• Feedback neural da musculatura 
• Quimioreceptor Humoral 
• Exercício Máximo 
– Aumento exponencial acima do Lvent 
• Crescente H+ sanguíneo 
Controle Ventilatório durante o exercício 
Os pulmões podem limitar a 
Performance? 
• Intensidade baixa a moderada de exercício 
– Sistema pulmonar não parece ser uma limitação 
• Exercício máximo 
– Não parece ser uma limitação para indivíduos saudáveis ao 
nível do mar 
– Pode ser limitante em atletas de elite 
– Atuais evidências de que pode ocorrer uma fadiga no 
músculo respiratório durante altas intensidades de 
exercício. 
Trabalho Respiratório 
• Dois fatores que mais 
determinam o requerimento 
energético da respiração 
1. Complacência dos pulmões 
2. Resistência das vias aéreas ao 
fluxo de ar 
• As taxas e a profundidade da 
respiração aumentam durante o 
exercício, aumentando também 
o custo energético. 
• Exercício máximo, VE> 100 L/m, 
o custo de oxigênio da 
respiração representa 10-20% 
do VO2 total. 
Efeitos do treinamento na Ventilação 
• Menor ventilação a uma mesma taxa de 
trabalho após treinamento 
– Pode ser devido a um menor nível de acidose 
no sangue 
– Resulta em menor feedback para estimular a 
respiração 
Efeitos do treinamento aeróbio na Ventilação 
durante o exercício 
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 
 
Adaptações respiratórias causadas pelo 
treino aeróbio 
• Diminuição da freqüência respiratória e 
redução da ventilação pulmonar exercício 
submáximo. 
• Aumento da freqüência respiratória, volume 
corrente e ventilação pulmonar durante 
exercício máximo. 
VE l/min
0
20
40
60
80
100
120
140
0 50 100 150 200
0
10
20
30
40
50
60
0 50 100 150 200
FR
 (R
es
pir
aç
ão
/m
in)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Vo
lum
e C
or
re
nt
e (
L)
Frequência respiratória Volume corrente
VE l/min
0
25
50
75
100
125
150
175
200
225
0 20 40 60 80 100 120 140 160
20
30
40
50
60
70
80
0 20 40 60 80 100 120 140 160
FR
 (r
es
pi
ra
çõ
es
/m
in
)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Vo
lu
m
e c
or
re
nt
e (
L)
Frequência resiratória Volume corrente
Treinado Não Treinado 
• Difusão pulmonar permanece 
inalterada durante repouso e 
exercício submáximo. 
• Aumento da difusão pulmonar 
durante exercício máximo. 
– Aumento da circulação e 
ventilação. 
– Melhor distribuição do fluxo 
sanguíneo (parte superior) 
– Mais alvéolos envolvidosna 
respiração durante exercício 
máximo 
 
Perguntas 
1) Sobre o processo da ventilação pulmonar pode se afirmar que: I- Na 
inspiração o diafragma se contrai e consequentemente o pulmão se distende. 
II- Na expiração o diafragma relaxa e o pulmão se retrai. III - Durante o 
exercício físico intenso o processo da inspiração e expiração se aceleram 
caracterizando uma hiperventilação. Justifique as afirmativas erradas. 
 
2) A respeito do controle do pH pelo sistema Renal e Respiratório pode se 
afirmar que (Justifique as afirmativas erradas): 
 
I - Os principais mecanismos reguladores do equilíbrio ácido-base do 
organismo são os sistemas tampão, a regulação respiratória e a regulação 
renal; 
II - A regulação respiratória é de ação rápida, capaz de controlar a eliminação 
do dióxido de carbono e dessa forma, moderar a quantidade de ácido 
carbônico e a concentração de hidrogênio livre no plasma sanguíneo; 
III- Quando a concentração de íons hidrogênio se afasta do normal, os rins 
eliminam urina ácida ou alcalina, conforme as necessidades, contribuindo 
para a regulação da concentração dos íons hidrogênio dos líquidos orgânicos. 
Perguntas 
3) O controle respiratório do equilíbrio ácido/básico é 
extremamente importante. Um aumento da PCO2 no sangue, 
gera qual adaptação do sistema respiratório (explique todo o 
processo e interligue com o ph)? 
 
4) Complete os espaços em branco. 
O início do exercício é caracterizado por ____________________ 
imediata na ventilação. Os fatores que regulam este momento, 
envolvem aspectos _____________________ e 
_____________________. Os neurônios do sistema nervoso 
central e periférico respondem aos estímulos provocando 
______________________ na frequência cardíaca e na 
profundidade da respiração _________________ assim a 
____________________. 
 
Perguntas 
5) Diferencie os termos: ventilação e difusão. 
 
6) Quais os músculos envolvidos na inspiração e 
expiração? 
 
7) Qual a diferença entre mioglobina e 
hemoglobina? 
Perguntas 
8) Qual a relação do PH e temperatura com a 
afinidade da hemoglobina pelo oxigênio? 
 
9) Quais as adaptações respiratórias causadas 
pelo treinamento aeróbico? 
 
10) O pulmão é um fator limitante do 
desempenho?