A relação entre exercício físico e o aparelho cardiorrespiratório

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Universidade Federal do Rio de Janeiro 
Instituto de Ciências Biomédicas 
Nomes dos alunos (grupo de até 3 alunos): 
1. Larissa dos Santos Corrêa 
2. Mariana Barata Viana Tiradentes 
3. Sarah Vitória Martins da Silva 
Nome do curso: Microbiologia e Imunologia 
Data: 04/11/2020 
 
 
 TRABALHO Sistema Respiratório / Sistema Cardiovascular 
 
1) Explique a relação entre exercício físico e o aparelho cardio-respiratório, onde 
débito cardíaco, taxa metabólica, fluxo sanguíneo, demanda de oxigênio, músculos 
esqueléticos, hipertrofia, frequência cardíaca, frequência respiratória, ventilação 
pulmonar, O​2​, CO​2​, pressão arterial, ansiedade, depressão, controle de peso, 
coágulos sanguíneos, devem ser mencionados e discutidos na sua dissertação. 
 
O aparelho cardiovascular é a união feita entre uma bomba, um circuito que provoca 
alta pressão no processo de trocas de nutrientes, bem como um sistema que realiza a 
coleta e através do seu retorno exerce uma baixa pressão no organismo. Ademais, pode-se 
dizer que o sistema cardiovascular é aquele que possui uma função essencial na resposta 
do corpo humano ao exercício físico, uma vez que ao iniciar o exercício ocorre 
simultaneamente respostas cardiovasculares que permitem que a realização da atividade 
de forma satisfatória. Tendo em vista que os principais parâmetros que influenciam de 
forma positiva essa resposta são a pressão arterial, a frequência cardíaca e o duplo 
produto, pode-se dizer que o sistema é composto pelo coração, vasos sanguíneos e o 
sangue que é bombeado por todo corpo, e que essa circulação sanguínea se dá de forma 
pulmonar e sistêmica, onde se torna a liminar responsável pelo restante do corpo humano. 
 
 
Logo, o coração é constituído por três tipos de músculo, onde os mesmos respectivamente, 
são o ​músculo ventricular, atrial e fibras excitatórias e condutoras. Dessa forma, as 
contrações dos músculos atrial e ventricular compõem o que pode ser chamado de ciclo 
cardíaco a partir da sístole e diástole que são respectivamente a contração e relaxamento 
do músculo cardíaco. 
É de extrema importância admitir que a cada etapa se tem um potencial ativo no 
nodo sinusal feito pela produção espontânea, o qual se localiza na parede lateral do átrio 
direito. Nesse sentido, o sangue é a substância fluida que circula dentro do sistema 
vascular, onde possui componentes celulares, como o hematócrito, e não celulares, como o 
plasma. Ademais, o fluxo sanguíneo apresenta uma trajetória unidirecional, e que isso se 
deve as válvulas localizadas no coração. Essas válvulas possuem a função de impedir o 
movimento atrasado do sangue, onde as mesmas são atrioventriculares direita e esquerda, 
semilunar pulmonar e semilunar aórtica. Todavia, as artérias são os tubos de elevada 
pressão ligados ao coração que transportam o sangue rico em oxigênio para os tecidos; Já 
as arteríolas, são vasos menores que recebem o sangue rico em oxigênio das artérias. 
Além disso, os vasos sanguíneos de diâmetro pequeno que em sua parede possuem uma 
camada de células são denominados capilares, ou melhor, responsáveis pelas trocas. E 
que, as vênulas, que são as pequenas veias recebem o sangue dos capilares e o transporta 
para as grandes veias. Sendo assim, o papel fundamental do sistema cardiovascular é 
ofertar quantidades significativas de oxigênio para todo o organismo, regular a temperatura 
do corpo, levar nutrientes para todo o corpo e remover os metabólitos do organismo através 
da hemodinâmica. 
Um indivíduo em seu estado de repouso, tem de 4 a 6 litros de sangue por minuto 
bombeado pelo coração, mas quando está realizando um exercício de alta intensidade, o 
coração chega a bombear uma quantidade de 4 a 7 vezes maior do que em repouso. 
Ademais, devido à alta demanda de oxigênio do músculo esquelético, a quantidade de 
sangue tende a ser aumentada, e devido a isso são necessárias respostas hormonais para 
suprir esse brinde de oxigênio. Em virtude disso, é notório que o débito cardíaco faz 
referência com a quantidade de sangue bombeado pelo coração no intervalo de 1 minuto. 
No entanto, o rendimento do coração vai depender diretamente da velocidade que ocorre o 
bombeamento, ou melhor, a frequência cardíaca, como também depende do volume 
sistólico de ejeção. Logo, o controle da pressão arterial, da frequência cardíaca e do duplo 
produto possui uma função importante para o sistema cardiovascular, pois suas 
manutenções precisas são essenciais para a realização das trocas de nutrientes e excretas 
apropriadas ao funcionamento do organismo. 
 
 
Por conseguinte, pode dizer que o corpo humano é uma máquina impecável que 
responde a diversos estímulos do seu funcionamento vital, dentre eles o exercício 
físico, pois provoca um aumento imediato no gasto energético da musculatura 
exercitada e, decorrente a isso, do organismo como um todo. Assim, para suprir a 
nova taxa metabólica, várias adaptações fisiológicas são necessárias e, dentre elas, as 
referentes às funções cardiorrespiratórias durante o exercício físico. No decorrer do 
exercício físico, o corpo precisa receber uma maior quantidade de oxigênio, bem como 
transportar uma quantidade maior de sangue e nutrientes até o músculo para que não se 
tenha um cansaço muscular repentino. Dessa maneira, à medida que o indivíduo vai 
aumentando a intensidade do seu exercício, há uma necessidade de um aumento da 
frequência cardíaca e respiratória, alcançando melhorias para que o corpo trabalhe com a 
maior eficiência possível. 
Os efeitos na fisiologia do exercício físico podem ser classificados em agudos 
imediatos, agudos tardios e crônicos. Os efeitos agudos são considerados como respostas 
imediatas a uma certa atividade física. Já os efeitos imediatos, acontecem no início e no 
período pós-imediato da atividade física, como por exemplo o aumento da frequência 
cardíaca, ventilação pulmonar, e a transpiração. Mas, os efeitos agudos tardios, ocorrem no 
decorrer de 24 à 48 horas que aconteceu a série de exercícios, e podem ser indicados pela 
redução da pressão arterial, nos hipertensos, como uma melhora na sensibilidade ao 
hormônio da insulina em guiar a glicose para o interior da célula devido a abertura da 
membrana, a qual serve como fonte de combustível para que os músculos realizem a 
contração no momento do movimento. 
Como também, os efeitos crônicos que podem ser chamados de efeitos de 
adaptação, pois são resultados de uma exposição frequente de séries de exercícios, e 
mostram mudanças corporais bem nítidas, como a redução na taxa de gordura, e uma 
melhora na parte funcional, fortalecendo assim as articulações. Logo, podemos destacar 
como casos nítidos disso: a redução da frequência cardíaca em repouso, a hipertrofia do 
músculo, ou melhor, o aumento no tamanho do músculo, o aumento na capacidade do 
coração de armazenar e o encaminhamento de mais sangue para que o corpo em função 
do músculo fique mais forte, e gaste menos energia e proporcione um aumento no consumolimite de oxigênio devido ao aumento dos alvéolos pulmonares que guardam o oxigênio 
inspirado que chega aos pulmões. Mas, para que se tenha uma quantidade de oxigênio que 
supra os músculos para realizar os exercícios físicos, devem ser feitos dois 
ajustes/mecanismos no fluxo sanguíneo, como o aumento do débito cardíaco, ou melhor, 
um aumento da quantidade de sangue que é bombeado pelo coração, e a distribuição do 
 
 
sangue dos órgãos inativos, por exemplo o fígado, baço e rins, na hora do exercício para os 
músculos esqueléticos ativos. 
Todavia, alguns órgãos, como o cérebro, não pode ter o seu suprimento de oxigênio 
diminuído durante os exercícios, mas para isso deve haver uma manutenção da pressão 
arterial. No coração, a primeira alteração equivale ao aumento da quantidade de sangue 
bombeado pelo coração para o aparelho vascular. Em repouso, a quantidade de sangue 
impulsionada por minuto pelo coração, ou débito cardíaco, ronda os 5 litros, e enquanto 
que durante um exercício pode atingir os 10 ou 20 litros. O débito cardíaco é originado pela 
quantidade de sangue exposto pelo ventrículo esquerdo durante cada contração, e pela 
frequência cardíaca, ou seja, a quantidade de batimentos cardíacos por minuto. Dado que 
o coração das pessoas de forte constituição física costuma ser mais volumoso e 
forte, a contração do músculo cardíaco será mais eficiente, para ejetar a mesma 
quantidade de sangue de uma pessoa com baixa aptidão física, reduzindo a frequência 
cardíaca. Como também, entre as pessoas menos fortes fisicamente, este processo é 
fundamentalmente causado pelo aumento da frequência cardíaca, que nestes casos podem 
chegar aos 90/100 batimentos por minuto, onde que por outro lado enquanto em repouso 
situa-se entre 70/80 batimentos. 
A adaptação efetuada pelo aparelho cardiovascular ao exercício físico se torna 
positiva, pois melhora o rendimento do coração e dos pulmões e chega a prevenir, e 
até mesmo tratar, alguns problemas graves que possam afetar estes órgãos. De outra 
forma, o exercício se torna eficiente quando é realizado de forma resistente, mas dentre a 
maioria das vantagens do exercício físico, a mais importante é a sua contribuição para a 
prevenção da doença coronária, a qual é provocada pela obstrução das artérias que 
irrigam o coração e a consequente falta de oxigênio neste órgão. Essa engenharia de 
adaptação é extremamente essencial, já que um coração adequadamente treinado tem 
menos chances de obstrução das suas artérias. De forma nítida e clara, o aparelho 
respiratório em conjunto com o exercício físico melhora de maneira pontual a capacidade 
pulmonar e contribui para o tratamento de doenças onde já se tenha um elevado grau de 
insuficiência respiratória, como a bronquite crônica, asma. 
 
A resposta do aparelho cardíaco a atividade física é refletida no aumento da 
frequência de suas contrações, que acontece por conta de um fluxo sensorial de equilíbrio 
vindo dos músculos, assim como toda parte locomotora de tendões, cápsula articular e 
ligamentos assim que se começa o exercício físico e que se encaminha ao sistema nervoso 
 
 
central (SNC), que faz a interpretação e acomoda essas informações de forma a responder 
corretamente por meio do sistema nervoso autônomo parassimpático que é o principal 
regulador da frequência cardíaca. Segundo os médicos fisiologistas, Guyton e Hall, o 
aumento da frequência cardíaca ocorre por conta de outras respostas à atividade física 
como aumento da temperatura corporal e estimulação do coração pelos nervos 
parassimpáticos. 
Praticar exercícios envolve uma série de ajustes que são feitos a fim de se manter 
um bom funcionamento do organismo e manter o equilíbrio do mesmo. Dito isto, no 
momento da prática do exercício físico, há a ocorrência de uma hipertrofia do músculo 
cardíaco, chamada de hipertrofia excêntrica e facilmente observada em atletas e/ou 
indivíduos que realizam treinos com exercícios aeróbicos. Isto ocorre por conta do aumento 
do retorno venoso durante o exercício, gerando um pico de tensão diastólica, o que leva ao 
crescimento dos miócitos; com adição em série de novos sarcômeros e o aumento do seu 
comprimento pelo aumento no número de miofibrilas, a fim de normalizar o estresse nas 
paredes do miocárdio e consequentemente, o aumento da cavidade do ventrículo esquerdo. 
Esta cavidade estando aumentada causa um pico de tensão sistólica, estimulando o 
crescimento dos miócitos por meio da adição de novos sarcômeros, aumentando a 
espessura da parede do ventrículo esquerdo de forma compensatória, mas mantendo a 
relação entre parede ventricular e raio do ventrículo esquerdo inalterada. Com o aumento 
no tamanho do músculo cardíaco, é possível bombear mais sangue e consequentemente, 
aumentar a oxigenação dos músculos esqueléticos que durante atividade física requerem 
uma demanda de oxigênio maior do que quando estão em repouso e também por 
utilizarem gás oxigênio na queima de combustível, especialmente gordura, durante o 
exercício. 
Pode-se ver também mudanças na expressão de proteínas contráteis e na parte de 
função contrátil, nas vias de sinalização que fazem a regulação da plasticidade do músculo 
como, elevação no fluxo de cálcio e aumento da pressão intracelular de oxigênio. 
Continuando a ver essas adaptações a nível celular, as células dos músculos esqueléticos 
passam a ter um aumento em sua capacidade de absorção de oxigênio pela circulação 
sanguínea, assim como também há um aumento no ritmo de eliminação de dióxido de 
carbono no sentido inverso. Por conta disso outro tipo de adaptação cardiorrespiratória 
ocorre relacionada às vias respiratórias, que também sofrem alteração no seu 
funcionamento como aumento na frequência respiratória e em sua amplitude a fim de 
garantir uma maior entrada de oxigênio nos pulmões e igualmente maior eliminação de 
 
 
CO​2​, de forma a aumentar a frequência respiratória e as trocas gasosas nos alvéolos 
pulmonares. 
A frequência respiratória e ventilação pulmonar estão diretamente ligadas e 
podemos perceber isso quando durante a prática de atividade física, a ventilação pulmonar 
sofre um ajuste de forma a beneficiar as concentrações alveolares de O​2 ​e CO​2 para garantir 
a oxigenação adequada de sangue que passa pelos pulmões. Com isso, o volume de ar 
corrente aumenta durante treinos físicos, excedendo o volume inspiratório de reserva e o 
volume expiratório, tanto que em uma inspiração máxima mesmo que o indivíduo respire 
com máxima capacidade vital, o ar fica nos pulmões, esse resíduo de ar então favorece 
trocas de gás de modo contínuo durante toda as fases do ciclo respiratório. Com isto, 
podemos dizer que estas mudanças na parte respiratória garantem uma maior entrada de 
oxigênio nos pulmões e igualmente maior eliminação de CO​2​, podendo ser de 20 a 25 vezes 
maior do que em repouso, porém garantindo a homeostase do organismo. 
 
Um coágulo sanguíneo é um aglomerado de sangue que mudou de um líquidopara 
um estado semelhante a gel ou semi-sólido. São formados a partir da associação entre 
células sanguíneas e diversas proteínas encontradas no sangue, com o objetivo de reparar 
o tecido endotelial, a camada interna dos vasos sanguíneos, e controlar sangramentos. 
Dessa forma, a coagulação é um processo natural, mas que pode ser prejudicial às vezes. 
Quando os coágulos se formam no meio dos vasos sanguíneos, isso dificulta o fluxo de 
sangue podendo até interrompê-lo, o que pode levar o indivíduo a óbito. Um coágulo 
arterial, que ocorre dentro de uma artéria, pode levar a um ataque cardíaco caso o coágulo 
ocorra no coração. Já o coágulo venoso, ocorre dentro de uma veia, pode levar a uma 
embolia pulmonar que geralmente ocorre quando um trombo venoso viaja até o um dos 
pulmões. A embolia pulmonar pode causar outro problema que é o infarto pulmonar, no qual 
parte do tecido pulmonar não recebe fluxo de sangue e oxigênio suficientes e , devido ao 
bloqueio do fluxo sanguíneo no pulmão. Um dos fatores que favorecem o aparecimento de 
trombose, quando o coágulo se forma no interior de uma veia importante podendo 
interromper a passagem de sangue, é a falta de exercício físico dando destaque para a 
panturrilha, visto que ela é a responsável por bombear o sangue em direção ao coração. 
Sem a movimentação desse músculo, a velocidade do fluxo diminui, propiciando a formação 
de coágulos sanguíneos. 
Há nítida correlação entre o excesso de peso com risco de doenças 
cardiovasculares. O excesso de peso predisporia a essas doenças devido a anormalidades 
no metabolismo dos lipídios, glicose e pressão arterial. Doenças como a hipertensão 
arterial, dislipidemia, síndrome de resistência à insulina e/ou diabetes mellitus tipo 2 e a 
 
 
doença arterial coronariana associam-se ao excesso de peso e à obesidade. O sobrepeso e 
a obesidade são caracterizados recorrentemente por elevações leves a moderadas dos 
triglicérides e diminuição do HDL-colesterol. Essas alterações frequentemente se associam 
a partículas de LDL menores e mais densas. Esse conjunto é denominado dislipidemia 
aterogênica e faz parte da chamada síndrome de resistência à insulina. Frequentemente, 
esses indivíduos apresentam hiperinsulinemia, hiperuricemia, hipertensão arterial e podem 
sofrer também de diabetes mellitus. Níveis baixos de HDL-colesterol são fator de risco 
importante para a aterosclerose. Níveis elevados de triglicérides, se não forem fator de risco 
isolado para aterosclerose, potencializam os papéis da LDL. A redução do peso associa-se, 
principalmente, ao aumento do HDL-colesterol e a diminuição dos triglicérides. 
 
A insuficiência cardíaca congestiva é uma das principais causas de óbito em 
pacientes com obesidade mórbida. Em torno de 2-3ml de sangue são necessários para 
perfundir 100g de tecido adiposo. Dessa maneira, um paciente com 100kg de excesso de 
gordura necessitaria de um aumento de 3L/min no débito cardíaco. Quanto maior é o 
sobrepeso, maior é o esforço do coração para conseguir bombear o sangue. Vale ressaltar 
também que há um aumento do consumo de oxigênio devido ao aumento do tecido adiposo 
e isso necessita do aumento do débito cardíaco que ocorre pelo volume sistólico, pois 
ocorre mudança na frequência cardíaca. Logo, obesos mórbidos tem o aumento da 
pré-carga, por conseguinte, ocorre o estímulo para o desenvolvimento da hipertrofia 
excêntrica. Além disso, é possível observar um aumento linear do peso do coração com o 
sobrepeso ademais de hipertrofia e aumento da gordura epicárdica. 
 
O excesso de peso, decorrente da gordura sobre o pulmão, provoca uma grande 
dificuldade para a entrada e saída de ar. A caixa torácica, envolvendo os pulmões, não 
consegue expandir de maneira adequada, por causa da pressão externa exercida pela 
gordura acumulada no peito e na área abdominal, ou seja, a gordura em excesso na parede 
abdominal e em torno dos órgãos dificulta o movimento do diafragma. A situação acarreta 
um limite na expansão dos pulmões, que precisam aumentar a demanda por oxigênio, 
causando dificuldade em respirar. A asma é um dos mais frequentes problemas 
respiratórios em pessoas obesas ou com sobrepeso. Portanto, a prevenção de todas essas 
doenças e complicações podem ser prevenidas com o controle de peso pelo aumento da 
atividade física e uma dieta saudável. Espera-se que essas alterações comportamentais 
resultem em uma diminuição da pressão arterial, na melhora da hipertrofia do coração, um 
melhor uso da insulina pelo corpo, uma queda no colesterol, vida respiratória mais saudável 
etc. 
 
 
 A prática de exercício físico é uma boa forma de prevenir e combater a depressão e 
a ansiedade. Tal fato acontece porque o exercício libera no cérebro substâncias, como as 
endorfinas e serotoninas, que proporcionam uma sensação de paz e de tranquilidade. Elas 
são neuromediadores ligados ao bem-estar e ao prazer. Por ser um potente liberador de 
endorfinas, o exercício físico cria a boa dependência quando praticado regularmente, e faz 
falta como faria qualquer outra substância associada ao prazer. O exercício é muito eficaz 
para combater o estresse e ansiedade também por ter um efeito relaxante, por favorecer 
uma descontração mental e ajudar a pessoa a afastar-se temporariamente dos problemas e 
da tensão. Vale ressaltar novamente, a prática ajuda também na prevenção da depressão 
que pode ser provocada por uma cardiopatia. Conviver com um problema cardiovascular ou 
se recuperar de um infarto pode afetar a saúde mental. O ataque do coração pode funcionar 
como um gatilho para adotar uma vida mais saudável, mas também pode provocar o 
contrário como o mal do século XXI. Pesquisas recentes demonstram que fatores presentes 
em pacientes cardiopatas como quadros inflamatórios, alterações plaquetárias e excessos 
na produção de noradrenalina também podem desencadear distúrbios psiquiátricos ou 
neurológicos, entre os quais, a depressão. 
A ansiedade também pode representar um perigo para o coração. Esse transtorno 
pode gerar vários efeitos no corpo, como acelerar os batimentos cardíacos, diminuir os 
diâmetros dos vasos sanguíneos e o aparecimento da hipertensão arterial. Em indivíduos 
com carga genética ou fator de risco, a consequência pode ser o desenvolvimento mais 
rápido da doença arterial coronária. Ela ainda pode causar arritmias, podendo ser a 
fibrilação atrial que é uma contração desordenada da musculatura atrial do coração 
podendo levar ao aumento dos batimentos cardíacos com sensação de mal-estar e tontura. 
O transtorno também pode levar a complicações respiratórias como a falta de ar em 
situações aterrorizantes para a pessoa deixando o padrão respiratório dificultoso enchendo 
os pulmões com respirações curtas, contribuindo para uma hiperventilação. Esta que reduz 
os níveis de dióxidos de carbono no sangue podendo causar tremores, dormência nos 
membros, boca seca e dores no peito. 
A pressão arterial, força que faz o sangue passarnos vasos, é influenciada pelo 
débito cardíaco (a quantidade de sangue que circula). Assim, a pressão é mediada pela 
resistência que o sangue encontrará no vaso que se inicia na artéria aorta e se propaga 
para o resto do corpo. Quando essa resistência é alta, ou seja, na pressão alta, o coração 
precisa se esforçar mais para fazer o sangue circular no corpo todo. A condição patológica 
de pressão alta inicia-se quando os níveis pressóricos arteriais sistólicos (de contração do 
ventrículo) estão acima de 139mmhg e os diastólicos (relaxamento do ventrículo) estão 
acima de 89mmhg. Esse quadro é muito agravante pois quanto mais força o coração tiver 
que fazer para vencer essa resistência, maior será o desgaste da sua parede muscular 
 
 
como por exemplo a do ventrículo esquerdo que bombeia o sangue para o corpo todo, 
podendo ficar hipertrofiado. 
Há a chance de ocorrer também, o rompimento das artérias. Se em algum momento 
o coração não conseguir mais dar conta do sangue todo, acontece uma insuficiência 
cardíaca. Essa situação leva a outras complicações como à redução da quantidade de 
sangue ejetado pela distensibilidade diastólica do ventrículo, podendo levar a um infarto 
agudo do miocárdio. Além de toda essa situação, pessoas que sofrem de apneia do sono 
tem maiores chances de ter hipertensão. Isso acontece porque durante o sono desses 
indivíduos, a faringe relaxa tornando dificultosa a passagem do ar, até ela se fechar 
completamente interrompendo a respiração. Com isso, ocorre a liberação da adrenalina, 
hormônio com a capacidade de contração vascular, restringindo o espaço circulatório 
sanguíneo, dessa forma, aumentando a pressão. 
Esse acontecimento também pode acarretar no infarto agudo do miocárdio, pois 
nessa doença, há uma queda na concentração de oxigênio no sangue arterial, por 
conseguinte, o coração aumenta os batimentos na busca de aumentar a oxigenação. 
Entretanto, como nos outros tópicos, a prática de exercício físico pode ser a solução para 
hipertensão, pois ele tem a capacidade de fazer a distensão do sistema vascular com a 
liberação de agentes vasodilatadores, como o óxido nítrico, que a partir do movimento, 
aumentam o vaso. Tal fato permite que o sangue aumente o seu fluxo, assim, aumentando 
a irrigação para os tecidos do corpo. Como consequência temos o aumento da 
concentração de oxigênio que reduz as chances de células morrerem por falta de perfusão, 
como no infarto agudo do miocárdio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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