Sistema+Respiratório (1)

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Sistema Respiratório 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Índice 
Índice .............................................................................................. 1 
Anatomia e Mecanismo da Respiração ............................................................. 2 
Mecanismo da respiração ................................................................. 4 
Espirometria .................................................................................. 6 
Concluindo ................................................................................... 7 
Troca Gasosa................................................................................................... 8 
Transporte de Oxigênio ................................................................... 9 
Concluindo ................................................................................. 10 
Fisiologia do Exercício no Sistema Respiratório.............................................. 10 
Ventilação ................................................................................... 10 
Oxigenação ................................................................................. 13 
Consumo de O2 durante o exercício .................................................. 14 
Limiar Ventilatório ........................................................................ 16 
Índice de reserva respiratória (IRR) ................................................... 17 
Eliminação de dióxido de carbono .................................................... 18 
Concluindo ................................................................................. 19 
Avaliação da Capacidade de Exercício Relacionada ao Sistema Respiratório ... 19 
Teste de campo ............................................................................ 20 
Testes de esforço progressivo ......................................................... 23 
Considerações Finais ..................................................................................... 23 
Referências ................................................................................................... 24 
 
 
 
 
 
 
2 
Anatomia e Mecanismo da Respiração 
O sistema respiratório possui as seguintes funções em nosso organismo: 
troca gasosa, metabolização de compostos, filtração de materiais 
indesejáveis e reservatório de sangue. No entanto, a principal função é 
realizar a troca gasosa por meio da absorção de oxigênio e a eliminação do 
gás carbônico. 
 
FIGURA 1 
Função do sistema respiratório 
 
Fonte: Autor. 
Anatomia 
Para melhor compreensão da troca gasosa, relembraremos alguns conceitos 
de anatomia e fisiologia. O sistema respiratório possui a seguinte árvore 
brônquica: inicia-se pelo nariz, cavidade nasal; posteriormente, faringe; 
laringe; traqueia; 2 brônquios principais ou primários (direito e esquerdo); 
brônquios secundários e terciários; bronquíolos; ducto alveolar; e alvéolo 
(conforme descrito na Figura 2). 
 
 
3 
FIGURA 2 
Anatomia do sistema respiratório 
 
 
Fonte: Rarfix: Vários conteúdos [homepage na internet]. Árvore Brônquica – Sistema Respiratório – InfoEscola [acesso 
em 15 jul 2018]. Disponível em: https://rarfix.org/arvore-bronquica-sistema-respiratorio-infoescola/ 
Anatomicamente o sistema respiratório é dividido em duas zonas: zona 
condutora e zona respiratória (Figura 3). 
 
FIGURA 3 
Divisão da zona condutora e zona respiratória do sistema respiratório 
(fisiologia humana) 
 
 
Fonte: Rea Neto A. Monitorização Respiratória , Capitulo 17 Fisiologia Respiratória. 
https://rarfix.org/arvore-bronquica-sistema-respiratorio-infoescola/
 
 
4 
A zona condutora é conhecida como o espaço morto anatômico (áreas 
ventiladas, porém não perfundidas anatomicamente). 
A troca gasosa, portanto, ocorre na zona respiratória apenas, local onde há 
ventilação e perfusão, por meio da difusão dos gases, conhecida também 
por zona de difusão. 
Mecanismo da respiração 
 
1 
Primeiramente, para ocorrer a troca gasosa é necessária a entrada de ar no 
sistema respiratório. Isso ocorre por meio do controle do centro respiratório, 
especificamente do grupo respiratório dorsal (responsável pela inspiração) e 
o ventral (responsável pela expiração). A ativação do grupo respiratório 
dorsal ocorre automaticamente, enquanto o grupo ventral é ativado apenas 
durante uma expiração forçada. Existem outros dois centros principais: 
centro apnêustico, responsável por estimular a inspiração; e o centro 
pneumotáxico, responsável por inibir o grupo neuronal dorsal, 
consequentemente inibindo a inspiração. 
 
2 
A regulação da respiração ocorre por meio de quimiorreceptores presentes 
nas regiões centrais e periféricas. O controle da respiração normalmente é 
exercido pelos receptores centrais presentes na medula espinhal, mediante 
variação da concentração de hidrogênio iônico do líquido cefaloespinhal. 
Essa concentração é determinada pelo CO2, que se difunde pela barreira 
hematocerebral a partir do sangue arterial. Pequenas variações de 
CO2repercutem em rápida resposta. Os quimiorreceptores periféricos estão 
localizados nos corpos carotídeos e aórticos, respondendo às variações de 
O2 e, em alguns momentos, também às elevações de CO2 arterial. No 
entanto, esses receptores são ativados na presença de hipoxemia (PaO2 < 60 
mmHg) ou na falta de resposta ao CO2 (isso ocorre nos pacientes que 
apresentam retenção crônica de CO2, aumentando o estímulo respiratório, e 
apresentando elevação dos valores de bicarbonato). 
 
 
 
 
5 
3 
Por meio do estímulo do grupo de neurônios dorsais o nervo frênico é 
ativado, consequentemente gerando a contração do diafragma (principal 
músculo respiratório). Com a contração do diafragma, gera-se uma pressão 
intratorácica mais negativa que a pressão atmosférica, permitindo a entrada 
de ar nos pulmões por conta do diferencial de pressão. Conforme o ar entra 
no pulmão, a pressão intratorácica aumenta; no momento que essa pressão 
igualar a pressão atmosférica, ocorrem a expiração passiva e relaxamento 
do diafragma. 
 
4 
Além do diafragma, quando há a necessidade de uma inspiração mais 
profunda, acionam-se os músculos acessórios inspiratórios: intercostais 
externos, esternocleidomastoideo e escalenos. Os escalenos geralmente são 
ativados apenas durante o exercício ou na presença de estresse respiratório. 
A expiração no repouso ocorre de maneira passiva, porém, durante o 
exercício ou em situações de desconforto respiratório, os músculos 
intercostais internos, oblíquo interno e externo, e reto abdominal são 
ativados para auxiliar na expiração forçada. 
 
FIGURA 4 
Divisão da zona condutora e zona respiratória do sistema respiratório 
(fisiologia humana) 
 
Fonte: Momento Fisioex: Aulas de Fisiologia do Exercício 2013/2 – ESEF/UFRGS [homepage na internet]. Mecânica 
Respiratória [acesso em 15 jul 2018]. Disponível em: https://momentofisioex.wordpress.com 
https://momentofisioex.wordpress.com/
 
 
6 
Espirometria 
Os volumes e capacidades pulmonares podem ser avaliados em uma 
espirometria. Por meio dela, o paciente respira dentro de um dispositivo 
capaz de medir os volumes de ar inspirado e expirado (Figura 5). Atualmente 
os espirômetros modernos são capazes não apenas de medir os volumes 
pulmonares, como também a velocidade do fluxo de ar expirado. 
 
FIGURA 5 
Esquema representando os músculos respiratórios. Volumes e capacidades 
pulmonares avaliados pela espirometria 
 
 
Fonte: AprendIS [homepage na internet]. Ficheiro:Volume.jpg [acesso em 15 jul 2018]. Disponível 
em: http://aprendis.gim.med.up.pt/index.php/Ficheiro:Volume.jpg 
 
Os volumes pulmonares mensurados, são: 
http://aprendis.gim.med.up.pt/index.php/Ficheiro:Volume.jpg
 
 
7 
 
As capacidades pulmonares podem ser estimadas por meio dos valores dos 
volumes mensurados: 
 
 
 
O treinamento físico não exerce impacto sobre esses volumes oucapacidades pulmonares, sendo útil para diagnosticar doenças 
pulmonares, como a doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) e a 
asma. 
Concluindo 
Nesta unidade, conclui-se que o sistema respiratório constitui uma estrutura 
anatômica, a qual inicia o comando respiratório no sistema nervoso central, 
leva estímulo ao músculo respiratório, para que este inicie a respiração 
frente às demandas necessárias do organismo, buscando sempre o 
equilíbrio de consumo de oxigênio e eliminação do gás carbônico. 
 
 
8 
Troca Gasosa 
A principal função do sistema respiratório é a troca gasosa, a qual ocorre 
por meio da difusão dos gases. A difusão dos gases ocorre por conta dos 
seguintes fatores: área total, diferença de pressão parcial de oxigênio, e 
espessura da membrana. 
A área total refere-se ao número de alvéolos ventilados e perfundidos, 
lembrando que o pulmão possui 300 milhões de alvéolos e uma extensa 
rede de capilares pulmonares. Em repouso, o sangue capilar pulmonar 
mantém contato com o alvéolo por cerca de 0,75 segundos, conseguindo 
um equilíbrio completo do oxigênio após cerca de um terço do tempo. Caso 
alguma patologia altere a ventilação ou a perfusão, isso acarretará em 
prejuízo da troca gasosa, sendo mais evidente durante o exercício físico por 
conta da aceleração do fluxo sanguíneo diminuindo a quantidade disponível 
de tempo para a troca gasosa. 
 
FIGURA 6 
Representação da rede de capilares ao redor dos alvéolos e da troca gasosa 
 
 
Fonte: Brasil Escola [homepage na internet]. Hematose [acesso em 15 jul 2018]. Disponível 
em: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/hematose.htm 
Em relação à diferença de pressão parcial de oxigênio para que ocorra a 
difusão, é necessária uma pressão alveolar de oxigênio maior que a pressão 
venosa de oxigênio, favorecendo a difusão do oxigênio presente no alvéolo 
https://brasilescola.uol.com.br/biologia/hematose.htm
 
 
9 
para dentro do capilar pulmonar. No entanto, para que a difusão ocorra 
adequadamente, a espessura da membrana alvéolo-capilar precisa ser bem 
fina, favorecendo o contato do ar com o sangue e acelerando o processo de 
difusão. 
 
Em situação normal, de um indivíduo respirando em ar ambiente no nível do 
mar, a pressão alveolar de oxigênio (PAO2) é de aproximadamente 100 
mmHg. 
Transporte de Oxigênio 
Após a difusão do oxigênio através da membrana alvéolo capilar, torna-se 
necessária a sua ligação com a hemoglobina, além de um sistema eficiente 
de transporte do sangue oxigenado, para os tecidos realizarem a respiração 
celular. 
Alguns fatores reduzem a afinidade da hemoglobina ao oxigênio, como o pH 
ácido, aumento de temperatura ou na concentração da 2,3-difosfoglicerato. 
Outro fator importante que compromete a afinidade da hemoglobina pelo 
oxigênio é o CO2, representando 200 vezes maior afinidade que o O2. A cada 
uma grama de hemoglobina, complemente saturada, é possível carregar até 
1,34ml de O2. Num paciente com concentração de hemoglobina de 150g/l 
(15g/100ml), haveria em torno de 200ml de O2 por litro de sangue. Caso o 
débito cardíaco for de 5l/min, a quantidade de O2 disponível na circulação 
periférica será de 1.000ml/min. Durante o repouso, em torno de 250ml/min 
serão utilizados, resultando uma saturação de hemoglobina no sangue 
venoso de 75%. 
Dessa forma, teremos hemoglobina ligada ao O2 no sangue arterial, porém 
uma quantidade de O2 não se liga à hemoglobina, ficando dissolvido no 
plasma. O conteúdo de oxigênio no sangue representa a somatória do 
O2dentro do sangue arterial, e pode ser calculado com a seguinte fórmula: 
 
CaO2 = (Hb x SaO2 x 1,34) + (PaO2 x 0,0031) 
Onde: Hb é a concentração de hemoglobina; SaO2 é a saturação de O2; 1,34 
é a capacidade máxima de O2 que 1g de Hb é capaz de carregar; PaO2 é a 
pressão parcial arterial de oxigênio, e 0,0031 é o coeficiente de solubilidade 
do O2 no plasma. 
 
 
10 
O oxigênio ligado à hemoglobina refere-se a PaO2, e esse O2 será utilizado 
pelo órgão e tecidos para a respiração celular. No entanto, para permitir 
adequada oferta de oxigênio, além da afinidade da hemoglobina ao O2, é 
necessário um fluxo sanguíneo adequado, por meio do débito cardíaco do 
indivíduo. 
Durante o exercício físico, o consumo de oxigênio pode aumentar em até 
3.000ml/min. Em resposta ao aumento de demanda, ocorre aumento do 
débito cardíaco, da ventilação, e a extração do O2 do sangue arterial. No 
entanto, dependendo do nível de consumo de O2, a capacidade de oferta de 
O2 pode não ser adequada, levando a um desequilíbrio de oferta e demanda, 
e ao início do metabolismo anaeróbio, responsável por produzir ácido lático. 
Concluindo 
A principal função do sistema respiratório é a troca gasosa mediante 
absorção do oxigênio e eliminação do gás carbônico. A troca gasosa ocorre 
por meio de difusão e depende de vários fatores: diferença de pressão 
parcial dos gases, espessura da membrana alvéolo-capilar, e área total 
(áreas ventiladas e bem perfundidas). Além de a troca gasosa ser essencial, o 
transporte adequado dos gases é fundamental para manter o equilíbrio do 
organismos frente às diferentes demandas. Para adequado transporte dos 
gases, a afinidade com a hemoglobina é muito importante, pois ela é 
responsável por levar o oxigênio aos tecidos. 
Fisiologia do Exercício no Sistema Respiratório 
Durante o exercício físico, é necessária uma resposta normal e integrada de 
diversos sistemas (músculo esquelético, suplemento de energia, débito 
cardíaco, e respiração). 
Ventilação 
Ao realizar uma atividade física observa-se aumento da ventilação, por meio 
do aumento do volume minuto (volume corrente realizado durante 1 
minuto), em até aproximados 50% da capacidade vital em repouso. Na 
exaustão intensa, o volume minuto pode aumentar em até 10 vezes o seu 
valor basal. 
 
 
11 
No entanto, o aumento do volume minuto durante o exercício não é bem 
esclarecido até o momento. Existe correlação do aumento da produção de 
CO2 com o aumento da ventilação no exercício submáximo, porém sem 
apresentar alterações no pH e na PaCO2 para iniciar o processo. A alteração 
presente é praticamente imperceptível para justificar o aumento da 
ventilação por conta da variação dos gases (Gráfico 1). 
 
GRÁFICO 1 
Representação do aumento do volume minuto durante o exercício em 
relação a pequena variação de PaO2 e PaCO2 
 
 
Fonte: Adaptado de Howley ET, Powers SK. Fisiologia do Exercício: Teoria e aplicação ao condicionamento e ao 
desempenho. 8. ed. Ed. Manole, 2014. 
Acredita-se que o sistema nervoso central, ao enviar impulsos para a 
contração muscular, envia impulsos colaterais ao tronco cerebral 
estimulando o centro respiratório. Esse mecanismo é semelhante ao efeito 
estimulante dos centros superiores do cérebro sobre o centro vasomotor do 
tronco cerebral durante o exercício, levando ao aumento da pressão arterial 
e da ventilação. 
 
 
12 
Outra hipótese é que ao realizar movimentos dos membros do corpo 
estimule os proprioceptores articulares enviando impulsos excitatórios ao 
centro respiratório, e consequente aumento da ventilação. 
Estudos experimentais também sugerem que a hipóxia presente nos 
músculos durante o exercício desencadeie sinais nervosos aferentes para o 
centro respiratório estimulando a respiração. 
 
FIGURA 7 
Resumo do controle respiratório durante o exercício submáximo 
 
 
Fonte: adaptado de Powers SK. Fisiologia do Exercício. 
Um dos aspectos mais marcantes da fisiologia do exercício é a manutenção 
dos níveis de oxigênio e gás carbônico arterial dentro de pequenas variações 
diante do grande e rápido aumento da taxa metabólica. Esses índices são 
amplamente preservados em decorrência das adaptações na ventilação e na 
relação ventilação/perfusão. 
 
 
13 
A circulação pulmonar normalmente recebe mais que 95% do débito 
cardíaco, favorecendo o acoplamento com a ventilação e adequada trocagasosa. A resistência vascular pulmonar é mínima para distribuir o fluxo 
sanguíneo no sistema respiratório. 
No exercício ocorre um aumento do gradiente de pressão na rede de 
capilares pulmonares por um fator menor que o aumento do fluxo 
sanguíneo devido à redução da resistência vascular pulmonar. Essa redução 
da resistência vascular pulmonar durante o exercício é consequência da 
distensão passiva da circulação presente, vasodilatação ativa mediada 
parcialmente pelo óxido nítrico, e pelo aumento em até 5 vezes do débito 
cardíaco basal. 
Esse aumento do débito cardíaco durante o exercício favorece o aumento da 
obtenção de oxigênio necessário para suprir a demanda muscular e cardíaca. 
Oxigenação 
 
Durante o exercício 
A PaO2, durante o exercício, mantém-se próximo aos valores de repouso, 
mesmo com a redução da tensão de oxigênio venoso misto (PvO2) e menor 
tempo de passagem das células vermelhas nos capilares pulmonares. A 
oxigenação arterial é mantida mediante várias adaptações, incluindo o 
aumento da tensão de oxigênio alveolar (PAO2), a diminuição no número de 
unidades com baixa relação V/Q, aumento da superfície aérea para a difusão 
de O2, e menor fração de shunt direito-esquerdo. 
 
Em pessoas normais 
A PAO2 aumenta em pessoas normais que se exercitam acima do limiar de 
lactato no nível do mar por conta da hiperventilação (que reduz a PACO2) e 
pelo aumento da relação da troca respiratória (VO2/VCO2), devido a tampão 
do bicarbonato ao acido lático e produção não metabólica do CO2. O excesso 
de CO2 é frequentemente definido como “não metabólico”, por não ser 
produzido pelo metabolismo em si. 
 
 
 
 
 
14 
Pulmão 
A oxigenação também melhora no pulmão com o exercício devido à redução 
no número de unidades de baixa relação ventilação/perfusão nas bases por 
conta de respirações com alto volume corrente. A melhora da distribuição do 
fluxo sanguíneo pulmonar também resulta em melhora da área de superfície 
para difusão em níveis elevados de débito cardíaco. 
 
Indivíduos bem treinados 
Alguns indivíduos bem treinados manifestam queda da saturação arterial de 
O2 em níveis metabólicos extremamente elevados. Essa alteração tem sido 
atribuída à redução da hiperventilação compensatória e à limitação de 
difusão resultando em rápido tempo de passagem de células vermelhas 
pelos capilares pulmonares. 
Consumo de O2 durante o exercício 
O consumo de O2 (VO2) é definido como a quantidade de O2 que um 
indivíduo consegue extrair do ar no nível dos alvéolos e transportá-lo aos 
tecidos pelo sistema cardiovascular em uma unidade de tempo. 
O VO2 aumenta significativamente durante o exercício intenso quando 
comparado ao repouso. Com o intuito de manter o equilíbrio entre demanda 
e oferta de O2, deve-se aumentar o fluxo sanguíneo para o músculo em 
contração. O organismo realiza esta distribuição do fluxo sanguíneo por 
meio de dois mecanismos: aumento do débito cardíaco (DC) (Gráficos 2 e 3) 
e por redistribuição do fluxo sanguíneo de órgão inativo para o músculo em 
contração no momento (Gráfico 4). 
O débito cardíaco pode aumentar por elevação do volume sistólico ou da 
frequência cardíaca. Em pacientes não treinados ou moderadamente 
treinados o aumento do volume sistólico é limitado, não aumenta além de 
uma carga de trabalho de 40-60% do VO2 máximo. Portanto, em cargas de 
trabalho acima de 40-60% do VO2máx, a elevação do débito cardíaco 
acontece devido ao aumento da frequência cardíaca. 
 
Já o consumo máximo de O2 (VO2 máx) é a quantidade máxima de 
O2 que pode ser captado, transportado e consumido durante o 
exercício dinâmico envolvendo grande massa muscular corporal. 
 
 
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GRÁFICO 2 
Relação do aumento do débito cardíaco com a frequência cardíaca durante o 
exercício 
 
 
Fonte: Adaptado de Howley ET, Powers SK. Fisiologia do Exercício: Teoria e aplicação ao condicionamento e ao 
desempenho. 8. ed. Ed. Manole, 2014. 
 
Já o consumo máximo de O2 (VO2 máx) é a quantidade máxima de 
O2 que pode ser captado, transportado e consumido durante o 
exercício dinâmico envolvendo grande massa muscular corporal. 
 
GRÁFICO 3 
Relação do aumento do débito cardíaco com o volume sistólico durante o 
exercício 
 
 
Fonte: Adaptado de Howley ET, Powers SK. Fisiologia do Exercício: Teoria e aplicação ao condicionamento e ao 
desempenho. 8. ed. Ed. Manole, 2014. 
 
 
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GRÁFICO 4 
Distribuição do fluxo sanguíneo durante o exercício 
 
 
Fonte: Adaptado de Howley ET, Powers SK. Fisiologia do Exercício: Teoria e aplicação ao condicionamento e ao 
desempenho. 8. ed. Ed. Manole, 2014. 
 
Ao aumentar o percentual do VO2 máx durante o exercício, observa-
se aumento de fluxo sanguíneo sendo direcionado ao músculo, 
porém, ao mesmo tempo, ocorre redução do fluxo sanguíneo 
esplênico, representando o aumento do fluxo sanguíneo muscular à custa de 
redirecionamento do fluxo sanguíneo. 
O VO2 máximo pode variar de acordo com a idade (diminui cerca de 1% ao 
ano após os 50 anos), gênero (homens tendem a alcançar maiores valores de 
VO2 máximo), composição corporal (menor valor de VO2 máximo com 
aumento do índice de massa corpórea), hereditariedade, e treinamento 
(indivíduos treinados tendem alcançar valores maiores). 
Limiar Ventilatório 
O limiar ventilatório é definido como o ponto onde o aumento do volume 
minuto é maior do que o VO2. O limiar ventilatório ocorre aproximadamente 
ao mesmo tempo em que o paciente se aproxima do limiar de lactato (nível 
de VO2 no qual ocorre um aumento sustentado do lactato sanguíneo) e a 
acidemia metabólica se inicia. Essa reposta é decorrente do aumento da 
intensidade de exercício. 
O limiar ventilatório pode ser visualizado por meio do gráfico contendo 
valores referentes à relação ventilação minuto com o consumo de oxigênio 
 
 
17 
(VE/VO2) e a relação VE com a produção de CO2 (VE/VCO2). O limiar 
ventilatório seria o momento um pouco antes do aumento da relação 
VE/VO2 porém sem aumento semelhante na VE/VCO2 em relação à 
intensidade de exercício, conforme exemplificado no Gráfico 5. 
 
GRÁFICO 5 
Limiar ventilatório. VE (volume minuto); VO2 (consumo de oxigênio), 
VCO2 (produção de gás carbônico) 
 
 
Fonte: Adaptado de Howley ET, Powers SK. Fisiologia do Exercício: Teoria e aplicação ao condicionamento e ao 
desempenho. 8. ed. Ed. Manole, 2014. 
Índice de reserva respiratória (IRR) 
O índice de reserva respiratória é calculado pela relação do volume minuto 
no pico do exercício com a ventilação voluntária máxima no repouso 
(VEmáx/VVM) ou 1-(VEmáx/VVM). A ventilação voluntária máxima pode ser 
medida por meio de esforço voluntário de 12 segundos ou estimada pelo 
seguinte cálculo: VFE1 x 40 (VFE1 – volume expiratório forçado no primeiro 
segundo – pela espirometria). 
 
 
 
 
 
 
18 
Eliminação de dióxido de carbono 
 
Em pessoas normais 
A ventilação é regulada para manter a pressão parcial de dióxido de carbono 
(PaCO2) em níveis normais por meio do aumento ou diminuição do VCO2. No 
entanto, durante o exercício intenso, ultrapassa a capacidade aeróbica 
levando à glicólise, ocorrendo a compensação respiratória para a acidose 
metabólica, e o aumento da VCO2 resulta em diminuição da PaCO2. O 
exercício máximo produz compensação parcial à acidose metabólica, com 
pH arterial de 7,20 a 7,30, enquanto a transição de exercícios curtos para a 
exaustão pode reduzir o pH arterial para valores menor ou igual a 7,15. 
 
Eliminação de VCO2 nos pulmões 
A eliminação de dióxido de carbono nos pulmões (VCO2) é alcançada pelo 
aumento da ventilação alveolar. A ventilação alveolar reflete o volume 
corrente (VT), que participa da troca gasosa; e ventilação do espaço morto 
(VD) se refere ao volume corrente que passa na zona condutora e não 
participa da troca gasosa. O aumento da ventilação alveolar é associado à 
diminuição na relação VD/VT. 
 
Espaço morto anatômico 
O espaço morto anatômicoaumenta durante o exercício devido ao alto 
volume corrente, enquanto o espaço morto alveolar diminui em decorrência 
do aumento do fluxo sanguíneo no ápice pulmonar, levando à impressão de 
pequeno aumento da ventilação do espaço morto fisiológico. No entanto, 
esse efeito é decorrente do aumento do VT, que produz a redução da relação 
VD/VT nas regiões apicais de 0,45 no repouso para valores menores que 
0,29 no exercício máximo. 
A relação entre ventilação e eliminação de CO2 durante o exercício é descrita 
pela equação da ventilação alveolar: 
 
VE = (863 x VCO2)/PaCO2 (1-VD/VT) 
Por meio dessa equação, a quantidade de ventilação necessária para o 
exercício é definida por 3 fatores: eliminação de CO2 (VCO2), o ponto onde a 
 
 
19 
PaCO2 é regulada pelo mecanismo de controle ventilatório, e a relação do 
espaço morto fisiológico (VD) pelo VT (VD/VT). 
A quantidade de ventilação necessária para os pulmões eliminarem o 
CO2representada pela relação VE/VCO2 no limiar anaeróbico ou pela curva 
de VE/VCO2 durante o exercício é nomeada como “eficiência ventilatória”. 
Uma eficiência ventilatória prejudicada (curva VE/VCO2 > 28 ou VE/VCO2no 
limiar anaeróbico > 36) é reconhecida como um importante determinante 
prognóstico de doenças associadas ao aumento do VD/VT, como 
hipertensão arterial pulmonar e insuficiência cardíaca. 
O VE/VCO2, em indivíduos normais, não difere entre gêneros, mas aumenta 
com a idade. A eliminação do CO2 dos pulmões se torna mais eficiente 
durante o exercício. 
Concluindo 
Nesta unidade, discutimos o impacto do exercício no sistema respiratório 
em relação à oxigenação, ventilação, consumo de oxigênio durante o 
exercício, e eliminação do dióxido de carbono. Durante o exercício, por 
conta do aumento da demanda muscular ocorre o aumento do fluxo 
sanguíneo muscular, com o intuito de aumentar a oferta de oxigênio durante 
o esforço. Em relação à ventilação, acredita-se que a mesma aumenta 
durante o exercício devido ao estímulo dos proprioceptores articulares. 
Avaliação da Capacidade de Exercício Relacionada ao 
Sistema Respiratório 
A avaliação da capacidade de exercício e seu impacto no sistema respiratório 
podem ser realizada pela mensuração do VO2 máximo durante o exercício. A 
estimativa do VO2 máximo pode ser realizada com base na última carga de 
trabalho ou na resposta submáxima da frequência cardíaca. 
Pode-se estimar a VO2 máxima por uma avaliação de campo com a 
vantagem de o individuo realizar uma atividade natural, além de avaliação de 
vários indivíduos simultaneamente e de baixo custo, porém apresenta 
dificuldades para monitorar as respostas fisiológicas e não é um teste de 
esforço progressivo. Os testes máximos de caminhada e corrida podem ser 
realizados para a estimativa do VO2 máximo nos testes de campo. 
 
 
20 
No entanto, pode-se estimar o VO2 máximo mediante testes de esforço 
progressivo, nos quais a velocidade de trabalho muda a cada 2-3 minutos 
até que o indivíduo alcance valores predeterminados ou ocorra algum sinal 
ou sintoma patológico. Nos testes de esforço progressivo, é possível realizar 
a avaliação do esforço submáximo ou máximo, permitindo monitorização de 
variáveis simples, como a FC e pressão arterial (PA), ou mais complexas, 
como o VO2 máximo. Os testes de esforço progressivo incluem os testes em 
esteira ergométrica, cicloergômetro ou degrau. 
Teste de campo 
 
Teste de caminhada 
O teste de caminhada consiste num teste com distância pré-estabelecida de 
1,5 km com a monitorização da frequência cardíaca (FC), no qual o indivíduo 
deve caminhar o mais rápido possível em uma pista plana e aferida, e ao 
final da última volta deve-se medir a FC. A estimativa do VO2máximo pode 
ser calculada por meio da seguinte fórmula: 
VO2máx = 132,853 – 0,0769 (peso) – 0,3877 (idade) + 6,315 (gênero) – 
3,2649 (tempo) – 0,1565 (FC) 
Onde: 
Peso – peso corporal em libras 
Idade: em anos 
Gênero: 0 – mulheres; 1 – homens 
Tempo: minutos e centésimos 
FC: frequência cardíaca em bpm no último quarto do quilômetro 
Por meio desse teste pode-se observar que, conforme o indivíduo melhore 
seu condicionamento físico, haverá redução do tempo necessário para 
percorrer a mesma distância e/ou redução da FC, levando a um aumento do 
VO2 máximo estimado. 
 
Teste máximo de corrida 
Os testes máximos de corrida são testes de campo que podem ser 
realizados por meio de tempo pré-estabelecido (12-15 minutos) ou por 
distância pré-estabelecida (1,5-3 km). Esses testes apresentam boa 
 
 
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correlação com o VO2 máximo, e acredita-se que com eles o indivíduo 
(tempo ou distância) atinja uma velocidade de corrida que exija de 90-95% 
do VO2 máximo. 
Para indivíduos adultos, o teste de campo mais comum é o teste de Cooper 
de 12 minutos – ou a corrida de 2,5 km. 
O objetivo deste teste é avaliar a velocidade média mantida durante o tempo 
ou a distância pré-estabelecida. 
A estimativa do VO2 máximo durante o teste máximo de corrida pode ser 
realizada pela seguinte fórmula: 
VO2 máx= 0,2 (ml * kg-1 * min-1 por m * min-1) + 3,5 (ml * kg-1 * min-1) 
As classificações por percentual do VO2 máximo são dividas conforme idade 
e sexo (Gráfico 6). Torna-se mais interessante a comparação do VO2máximo 
no mesmo indivíduo ao longo do tempo do que comparar indivíduos, visto 
alguns fatores poderem interferir no teste, como a motivação e antecedentes 
pessoais. 
 
Teste de degrau 
O teste do degrau caracteriza-se como um teste submáximo, utilizando 2 
degraus com 20 cm de altura. O ritmo do teste é mantido por uma fita de 
áudio e dividido em duas partes: após os 3 primeiros minutos de passos a 
uma velocidade equivalente a 65-70% do VO2 máximo médio, para a faixa 
etária mais idosa, deve-se aferir imediatamente a FC em 10 segundos, se 
não exceder o máximo permitido em relação à idade, e fazer novo teste de 3 
minutos a 65-70% do VO2 máximo. Em seguida, deve-se aferir novamente a 
FC em 10 segundos. 
 
 
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GRÁFICO 6 
Gráfico de avaliação de condicionamento físico para o Canadian Home 
Fitness Test 
 
 
Fonte: Adaptado de Howley ET, Powers SK. Fisiologia do Exercício: Teoria e aplicação ao condicionamento e ao 
desempenho. 8. ed. Ed. Manole, 2014. 
Dentro do ambiente hospitalar, é possível realizar o teste submáximo do 
degrau de 4 minutos pela estimativa do VO2 frente à frequência de passos 
realizados dentro do tempo estipulado. O degrau com 20 cm de altura e 80 
cm de largura permite o uso beira leito, facilitando a continuidade da 
monitorização do indivíduo durante o teste, sem a necessidade de ser 
transferido para um centro específico para sua realização. 
 
 
 
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Testes de esforço progressivo 
 
 
 
 
Considerações Finais 
A capacidade de exercício pode ser avaliada de diversas maneiras, e existem 
testes específicos para avaliar o impacto do exercício no sistema respiratório 
– alguns podem ser realizados em ambiente ambulatorial; outros, em 
ambiente hospitalar. Deve-se escolher o teste que melhor represente o 
indivíduo naquele momento, a fim de direcionar a melhor estratégia ou 
resposta de tratamento. 
 
 
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Referências 
 
1. Rea Neto A. Monitorização Respiratória. Capítulo 17: Fisiologia 
Respiratória. 
2. Castiglia YMN, Vane LA. Anatomia e fisiologia respiratória. ventilação, 
difusão e circulação. In: Yamashia AM, Takaoka F, Auler Jr JO, Iwata NM, 
editores. Anestesiologia SAESP. São Paulo: Atheneu; 2001. 
3. Guyton AC. Tratado de fisiologia médica. 11. ed. Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan; 2006. 
4. West JB. Pulmonary Physiology – The Essentials. Baltimore: Lippincott 
Williams & Wilkins; 2003. 
5. Howley ET, Powers SK. Fisiologia do Exercício: Teoria e aplicação ao 
condicionamento e ao desempenho. 8. ed. Ed. Manole, 2014.