Respostas Cardiovasculares ao exercício

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Universidade Estácio de Sá – Campus Cabo Frio
Fisiologia do Exercício
Profº Me. Ignácio A. Seixas da Silva
Fisiologia do Exercício
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Resposta Cardiovascular ao Exercício
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Resposta Cardiovascular ao Exercício
OBJETIVOS:
1) Entender o significado fisiológico do débito cardíaco, volume sistólico e da resistência vascular
periférica.
2) Compreender as respostas agudas e crônicas da frequência cardíaca ao exercício e relacioná-las
à saúde e ao desempenho.
3) Compreender as respostas agudas e crônicas da pressão arterial ao exercício e relacioná-las à
saúde e ao desempenho.
4) Compreender os ajustes na distribuição de sangue no organismo durante o exercício.
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• O sistema cardiovascular humano é um circuito fechado composto por uma bomba
muscular, o coração, que cria a pressão responsável pela circulação do sangue para todos
os tecidos corporais.
• O sangue sai do coração através das artérias e retorna a ele através de veias. O sistema é
considerado fechado porque as artérias e as veias apresentam uma continuidade através
de vasos menores.
• As artérias ramificam- se extensamente, formando uma árvore de vasos menores, as
arteríolas, que por sua vez formam leitos ainda menores, os capilares.
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• Os capilares são os menores e os mais numerosos vasos sanguíneos, nos quais ocorrem
as trocas gasosas e de nutrientes com as células.
• O sangue passa dos leitos capilares para vasos venosos chamados vênulas, que
aumentam de tamanho e formam as veias, antes de chegarem ao coração (POWERS e
HOWLEY, 2017).
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• O coração apresenta duas bombas separadas, sendo dividido em quatro câmaras, que
bombeiam sangue para a circulação pulmonar (a bomba do lado direito do coração) e a
circulação sistêmica (a bomba do lado esquerdo do coração).
• As câmaras do lado direito do coração recebem o sangue que retorna de todas as
partes do corpo, pelo átrio direito, e bombeiam o sangue para os pulmões, pelo
ventrículo direito, para que seja oxigenado e removido o dióxido de carbono.
• O lado esquerdo do coração recebe o sangue oxigenado proveniente dos pulmões, pelo
átrio esquerdo, e bombeia o sangue para a aorta, para ser distribuído por todo o corpo
(MCARDLE et al., 2016).
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• A parede muscular sólida e espessa, ou septo interventricular, separa os lados esquerdo
e direito do coração.
• As válvulas atrioventriculares dentro do coração permitem um fluxo unidirecional do
sangue dos átrios para os ventrículos e as válvulas semilunares, localizadas na parede
arterial imediatamente fora do coração, impedem o fluxo retrógrado do sangue para
dentro do coração nos períodos entre as contrações (MCARDLE et al., 2016).
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• A parede do coração é composta por três camadas:
1) Epicárdio, a camada externa; 
2) Miocárdio, a camada média; 
3) Endocárdio, a camada interna.
O miocárdio, ou
músculo cardíaco, o
responsável pela
contração e pela ejeção
do sangue para fora do
coração.
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• Apesar de bombear o sangue tanto para os pulmões (circulação pulmonar) como para
todas as outras partes do corpo (circulação sistêmica), o miocárdio recebe seu
suprimento sanguíneo através de outra circulação, ou melhor, uma minicirculação
própria, através das artérias coronárias direita e esquerda.
• Esses vasos são ramificações da aorta e envolvem o coração.
• As veias coronárias acompanham as artérias e drenam todo o sangue coronariano em
uma veia maior, denominada seio coronário, que deposita o sangue no átrio direito.
Variáveis cardiovasculares hemodinâmicas e sua regulação em repouso
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• A manutenção de um suprimento sanguíneo constante para o coração por artérias
coronárias é fundamental, porque, mesmo em repouso, o coração apresenta uma alta
demanda de oxigênio e de nutrientes.
• Essa demanda é ainda maior durante o exercício físico (POWERS e HOWLEY, 2017).
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• O ciclo cardíaco ocorre em um espaço temporal e de forma cíclica.
• Porém são as diferenças de pressão que promovem o fluxo de sangue, sendo que o
objetivo final do ciclo cardíaco é ejetar o sangue para a circulação.
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• Algumas variáveis hemodinâmicas são importantes para definir a regulação da ejeção de
sangue que ocorre em repouso. São elas:
1) débito cardíaco
2) frequência cardíaca
3) volume sistólico
4) pressão arterial
5) duplo produto.
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• Cada contração do ventrículo esquerdo força uma onda de sangue através da aorta, que
exerce pressão através do sistema vascular, mas ela é maior nas artérias.
• A pressão arterial é a força exercida pelo sangue contra as paredes arteriais e é
determinada pela quantidade de sangue bombeado e pela resistência ao fluxo
sanguíneo (POWERS e HOWLEY, 2017).
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• Por causa do fluxo pulsátil de sangue, a pressão arterial apresenta dois valores, sendo o
valor mais elevado a pressão arterial sistólica, e o valor mais baixo, a pressão arterial
diastólica.
• A pressão arterial sistólica (PAS) é a mais alta pressão gerada quando o sangue é
ejetado do coração durante a sístole ventricular.
• Indivíduos normotensos e em repouso: valores são de 120 mmHg.
• Durante o relaxamento ventricular, ou seja, diástole, a pressão arterial diminui e
representa a pressão arterial diastólica.
Pressão arterial sistêmica
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• A pressão arterial diastólica corresponde à pressão exercida pelo recuo elástico da aorta
e indica a resistência periférica.
• Indivíduos normotensos e em repouso: os valores são de 80 mmHg.
• Pressão de pulso: A diferença entre a pressão arterial sistólica e a diastólica.
• A pressão de pulso é a indicativa do retorno venoso.
• A regulação da pressão arterial é realizada pelo sistema nervoso autônomo, chamada de
regulação de curto prazo, e pelosrins, a regulação de longo prazo (POWERS e HOWLEY,
2017).
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• Pressão arterial média: representa a pressão média durante o ciclo cardíaco e é
importante por determinar a velocidade do fluxo sanguíneo através da circulação
sistêmica (POWERS e HOWLEY, 2017).
• A diástole dura mais tempo que a sístole.
• A pressão arterial média é calculada pela seguinte fórmula: PAM = PAD + 0,33*(PP).
• Em indivíduos normotensos e em repouso, os valores são de aproximadamente 93
mmHg.
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• VII Diretrizes Brasileiras de Hipertensão: os
valores considerados para hipertensão arterial
sistêmica são de 140/90 mmHg (MALACHIAS et
al., 2016).
• Link:
http://publicacoes.cardiol.br/2014/diretrizes/20
16/05_HIPERTENSAO_ARTERIAL.pdf
http://publicacoes.cardiol.br/2014/diretrizes/2016/05_HIPERTENSAO_ARTERIAL.pdf
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• A hipertensão arterial gera o aumento da carga de trabalho do ventrículo esquerdo, o
que pode provocar diferentes desfechos cardiovasculares indesejáveis.
• A presença de hipertensão arterial é um fator de risco importante para o
desenvolvimento de aterosclerose e de infarto agudo do miocárdio, além de estar
associada a risco de lesão renal e de acidente vascular encefálico.
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• Os principais fatores que influenciam a pressão arterial são:
1) O volume sanguíneo,
2) A frequência cardíaca,
3) O volume sistólico,
4) A resistência periférica, e
5) A viscosidade sanguínea.
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• Regulação de curto prazo: receptores de pressão (barorreceptores) localizados nas
artérias carótidas e na aorta são sensíveis a alterações da pressão arterial.
• Um aumento da pressão arterial ativa esses receptores para enviar impulsos ao centro
de controle cardiovascular, que diminui a atividade simpática e provoca diminuição do
débito cardíaco e/ou resistência vascular periférica, diminuindo a pressão arterial.
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• A diminuição da pressão arterial: redução do estímulo dos barorreceptores, o centro de
controle cardiovascular aumenta o fluxo simpático e a pressão arterial retorna ao
normal.
• O mecanismo de longo prazo regula a pressão arterial pelo controle do volume
sanguíneo, especialmente pelo ajuste no sistema renina-angiotensina-aldoesterona.
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• O débito cardíaco (DC) é o produto da frequência cardíaca (FC) e do volume sistólico
(VS).
• A frequência cardíaca: medida do número de sístoles do coração por minuto (spm)
• O volume sistólico: é a quantidade de sangue bombeado por sístole cardíaca (mL).
• Débito cardíaco (L/min): pode ser alterado em decorrência da alteração da frequência
cardíaca ou do volume sistólico e representa a quantidade de sangue bombeada pelo
coração durante um minuto.
Débito cardíaco, frequência cardíaca e volume sistólico
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• Os dois fatores mais importantes que regulam a frequência cardíaca são promovidos
pelo sistema nervoso autônomo (ação parassimpática e simpática).
• As fibras parassimpáticas (originam-se principalmente no nervo vago) enervam o
coração no nodo sinusal (SA) e atrioventricular (AV), originando-se de neurônios do
centro cardiovascular localizados no bulbo.
• Quando estimuladas, essas terminações liberam o neurotransmissor acetilcolina, que
provoca diminuição da atividade do nodo AS e do nodo AV, movendo o potencial de
repouso da membrana para ainda mais longe do limiar e, como consequência, reduzindo
a frequência cardíaca.
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• As fibras simpáticas atingem o nodo SA e os ventrículos e, quando estimuladas, liberam
o neurotransmissor noradrenalina, atuando em beta-receptores no coração e
provocando o aumento da frequência cardíaca e da força de contração miocárdia.
• Repouso: o equilíbrio normal entre o tônus parassimpático e a atividade simpática sobre
o coração é mantido pelo centro de controle cardiovascular, localizado no bulbo,
recebendo impulsos de várias partes do sistema circulatório relativos a alterações de
parâmetros importantes, como a pressão arterial, e a pressão parcial de oxigênio no
sangue (MCARDLE et al., 2016; POWERS e HOWLEY, 2017).
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• Sistema parassimpático: atua como um sistema de frenagem do coração.
• Sistema simpático: atua como um sistema de aceleração do coração.
• É o equilíbrio entre esses dois sistemas que mantém a frequência cardíaca estabilizada
entre aproximadamente 60 e 80 spm em repouso para um indivíduo saudável.
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• O volume sistólico, no repouso ou mesmo durante o exercício, é regulado por três
variáveis: volume diastólico final; pressão aórtica média; força de contração ventricular.
• O volume diastólico aumentado acarreta o alongamento das fibras cardíacas, o que,
segundo o mecanismo descrito pela Lei de Frank-Starling, aumenta a força de contração
do músculo cardíaco e, consequentemente, o volume sistólico.
• A influência simpática ao coração também permite aumentar a força de contração, pelo
que o sistema simpático também influencia o volume sistólico (POWERS e HOWLEY,
2017).
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• O fluxo sanguíneo para o músculo esquelético está intimamente acoplado às demandas
metabólicas.
• A regulação ocorre em virtude da interação entre a atividade vasoconstritora neural e
substâncias vasoativas de derivação local dentro do endotélio vascular.
• Com essa interação, em repouso, apenas 1 a cada 30 a 40 capilares existentes no tecido muscular
permanece aberto, uma vez que a presença de meta-arteríolas na rede vascular muscular
permite essa abertura ou fechamento dos capilares.
• Dessa forma, quando o músculo esquelético permanece em repouso, o fluxo sanguíneo é
limitado por causa da quantidade baixa de meta-arteríolas que permanecem abertas.
Regulação do fluxo sanguíneo ao músculo esquelético
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• A constrição e a dilatação dos vasos sanguíneos arteriais menores proporcionam o
mecanismo crucial para regular o fluxo sanguíneo muscular. Essa regulação também é
semelhante para outros tecidos (MCARDLE et al., 2016).
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• As respostas cardiovasculares ao exercício físico são dependentes do tipo de exercício a
ser realizado.
• A demanda metabólica de oxigênio no músculo esqueléticoaumenta principalmente em
exercícios cardiorrespiratórios, como corrida, ciclismo, remo ou natação.
• Durante o exercício resistido, a demanda metabólica de oxigênio ao músculo esquelético
não é tão aumentada quanto o exercício cardiorrespiratório.
• As respostas cardiovasculares ao exercício cardiorrespiratório são diferentes entre esses
tipos de exercício físico.
Respostas cardiovasculares durante o exercício físico
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• Dois mecanismos são fundamentais para o aumento da liberação de oxigênio para os
músculos esqueléticos em atividade:
1) Aumento do débito cardíaco; e
2) Redistribuição do fluxo sanguíneo.
• Ajustes cardiovasculares promovem alterações em praticamente todas as variáveis
cardiovasculares.
• A regulação presente em repouso é alterada de acordo com a demanda metabólica de
oxigênio aos músculos. (MCARDLE et al., 2016; POWERS e HOWLEY, 2017).
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• O débito cardíaco aumenta durante o exercício em proporção direta à taxa metabólica
necessária para a realização do exercício, ou seja, em proporção com a intensidade do
exercício.
• O aumento do débito cardíaco durante o exercício é obtido por um aumento da
frequência cardíaca e do volume sistólico.
• Ao observarmos a resposta da frequência cardíaca à intensidade do exercício, também é
possível concluir que a frequência cardíaca aumenta de forma direta em proporção à
intensidade do exercício físico.
Débito cardíaco durante o exercício cardiorrespiratório
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• O volume sistólico em indivíduos treinados; entretanto, em indivíduos sedentários ou
pouco treinados, o volume sistólico só aumenta de forma linear até 40-50% do VO2max.
• Indivíduos Treinados: a elevação do débito cardíaco em indivíduos treinados se deve ao
aumento da frequência cardíaca e do volume sistólico.
• Indivíduos Sedentários: o aumento do débito cardíaco acima de 50% do VO2max se
deve essencialmente ao aumento da frequência cardíaca (POWERS e HOWLEY, 2017).
• O débito cardíaco máximo tende a diminuir de maneira linear em ambos os gêneros a
partir dos 30 anos.
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• Quando o coração começar a bombear mais sangue durante o exercício físico, o fluxo
sanguíneo para os músculos ativos também aumenta, reduzindo-se em outros órgãos
menos ativos, como fígado, rins e trato gastrointestinal.
• O fluxo sanguíneo para o músculo e para a circulação esplâncnica (vísceras) sofre
alteração durante o exercício, sendo que quanto maior a intensidade do exercício, maior
será o fluxo sanguíneo para o músculo ativo e menor para a região visceral.
Redistribuição do fluxo sanguíneo durante o exercício cardiorrespiratório
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• A diferença do sangue que é direcionado para os músculos em repouso e durante o
exercício físico é muito grande.
• No repouso, aproximadamente 15% do débito cardíaco total é direcionado para os
músculos esqueléticos.
• No exercício máximo, até 85% do débito cardíaco total pode ser direcionado para os
músculos esqueléticos que estão em atividade (ROWELL, 1974).
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• Alterações locais atuam em conjunto para produzir vasodilatação das arteríolas que
nutrem o músculo esquelético em contração.
• Essas alterações são principalmente a diminuição da pressão parcial de oxigênio e o
aumento da pressão parcial de dióxido de carbono, nas concentrações de óxido nítrico,
potássio e adenosina e a diminuição do pH.
• A vasodilatação reduz a resistência vascular e, consequentemente, aumenta o fluxo
sanguíneo local (POWERS e HOWLEY, 2017).
• A liberação de todos esses fatores vasodilatadores é local, no músculo em atividade, por
isso são denominados de fatores vasodilatadores locais.
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• A captação de oxigênio pelo tecido muscular também aumenta porque o músculo, para a
mesma quantidade de sangue, consegue captar mais oxigênio.
• Perceptível através do aumento da diferença de oxigênio entre o sangue arterial e o
sangue venoso, ou seja, diferença arteriovenosa de oxigênio.
Resposta da pressão arterial ao exercício cardiorrespiratório
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• O aumento do débito cardíaco durante o exercício físico tem consequências diretas na
resposta da pressão arterial, uma vez que a pressão arterial representa a força exercida
pelo sangue sobre a parede das artérias.
• O aumento da frequência cardíaca e da pressão arterial sistólica que ocorre durante o
exercício é decorrente do aumento da carga de trabalho cardíaco.
• O aumento da demanda metabólica do coração durante o exercício pode ser estimado
analisando-se o duplo produto.
• O duplo produto (DP) é calculado multiplicando-se a frequência cardíaca pela pressão
arterial sistólica (DP = FC*PAS).
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• Início do exercício: um aumento rápido do débito cardíaco em razão do aumento rápido
da frequência cardíaca e do volume sistólico.
• Destaca-se que o aumento rápido da frequência cardíaca e do volume sistólico na
transição do repouso para o exercício se deve à retirada do tônus parassimpático, que
permite ao coração acelerar e contrair mais forte.
• Após o período de aumento e quando a intensidade do exercício se mantém constante,
atinge-se uma estabilização da frequência cardíaca, do volume sistólico e do débito
cardíaco (POWERS e HOWLEY, 2017).
Transição do repouso para o exercício e do exercício para a recuperação
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• Estado estável: 2 a 3 minutos após o início do exercício.
• Os valores de estabilização serão dependentes da intensidade do exercício: quanto maior
a intensidade do exercício, mais altos serão os valores de estabilização.
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• Durante exercícios prolongados temos também a regulação da temperatura.
• Deve existir necessariamente um desvio de fluxo sanguíneo para a periferia, para
permitir a sudorese.
• A sudorese, essencial para a manutenção da temperatura, provoca a diminuição do
volume plasmático, o que afeta diretamente o sistema cardiovascular.
• Nesse sentido, o organismo executa ações com o objetivode compensar a perda de
volume plasmático, que culmina em aumento da sobrecarga cardíaca.
Exercício prolongado e desvio cardiovascular
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• Para que o exercício não seja interrompido ou que se mantenha na mesma intensidade, o débito
cardíaco deve manter-se durante todo o exercício.
• Sudorese induzida pelo aumento da temperatura corporal: ocorre a diminuição do volume
plasmático e consequente diminuição do volume sistólico.
• Como mecanismo de compensação, a frequência cardíaca aumenta, provocando aumento da
sobrecarga cardíaca.
• Com o aumento da viscosidade sanguínea, também ocorre aumento na pressão arterial sistólica.
• Desvio cardiovascular: objetivo de garantir a continuidade do exercício físico com a mesma
intensidade, porém provoca uma sobrecarga cardíaca (MCARDLE et al., 2016; POWERS e
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• Tarefa: Resenha crítica dos artigos abaixo: Um aluno de cada curso fará uma exposição oral e
todos deverão colocar o trabalho escrito no SAVA.
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