sistema respiratorio e exercicio

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INTRODUÇÃO À FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO56
Plaquetas
O treinamento de alta intensidade e de curta duração pode
aumentar as plaquetas. O exercício moderado e prolonga-
do não parece modificá-las.
ADAPTAÇÕES RESPIRATÓRIAS
DURANTE O EXERCÍCIO
A respiração é uma função vital do organismo, que tem
como fim primordial o aporte de O2 da atmosfera até os
tecidos e a eliminação de CO2 destes para o exterior. Para
isso, o sistema respiratório usa uma série de músculos
(músculos respiratórios), que produzem variações de pres-
são e volume na cavidade torácica, possibilitando a aeração
dos alvéolos.
O processo respiratório pode ser dividido em duas fases,
uma externa e outra interna. A respiração externa ocorre
em três etapas: ventilação pulmonar, que significa troca
de ar (entrada e saída) entre a atmosfera e os alvéolos pul-
monares; difusão de O2 e CO2 entre os alvéolos e o sangue
e perfusão dos alvéolos; e transporte de O2 até as células e
de CO2 dos líquidos corporais até o pulmão.
A respiração interna, ou respiração celular, implica a
utilização de O2 e a produção de anidrido carbônico (CO2)
pelos tecidos, reações metabólicas essenciais para a produ-
ção de energia a partir dos alimentos. Todas essas etapas
da respiração são reguladas e controladas pelos centros res-
piratórios.
Alguns aspectos merecem ser relembrados:
� Os volumes pulmonares variam com a idade, com o
sexo, com o tamanho corporal e especialmente com
a altura e devem ser avaliados apenas com relação
às normas que consideram esses fatores.
� A ventilação pulmonar é ajustada para favorecer
concentrações alveolares de oxigênio e dióxido de
carbono que assegurem a aeração adequada do san-
gue que passa pelos pulmões.
� Não é possível avaliar o rendimento respiratório em
indivíduos sadios a partir das medidas da função
pulmonar sempre que estas se encontrem dentro da
normalidade, seja em pessoas sedentárias sadias,
treinadas ou esportistas de elite. A natação e o mer-
gulho são os esportes que mais aumentam a capaci-
dade vital e diminuem o volume residual, porque os
músculos respiratórios lutam contra a pressão exer-
cida pela água e melhoram sua capacidade aeróbia
com o treinamento.
� Volumes pulmonares acima do normal e capacidades
pulmonares em alguns esportistas parecem ser devi-
dos ao genótipo. Isso, acompanhado do treinamento
específico dos músculos respiratórios, melhora o ren-
dimento físico. O treinamento dos músculos respira-
tórios favorece a manutenção de altos níveis de ven-
tilação submáxima, uma vez que melhora a resis-
tência ventilatória ao aumentar o número de enzi-
mas aeróbias dos músculos ventilatórios. Assim,
consegue-se um retardo no aparecimento da fadiga
ventilatória, a qual está relacionada com uma sensa-
ção de “falta de ar” e com um mal-estar local provo-
cado pelos níveis de lactato sangüíneo.
� O volume de ar corrente aumenta durante o exercí-
cio, invadindo tanto o volume inspiratório de reserva
como o volume expiratório. Em uma inspiração máxi-
ma, mesmo quando uma pessoa respira com toda sua
capacidade vital, o ar permanece nos pulmões. Esse
volume pulmonar residual permite trocas contínuas
de gás durante todas as fases do ciclo respiratório.
� A ventilação alveolar é a parte da ventilação pulmo-
nar por minuto que entra nos alvéolos e está impli-
cada na troca gasosa com o sangue. A relação da
ventilação alveolar com o fluxo sangüíneo pulmonar
denomina-se relação ventilação/perfusão. Em repou-
so e durante exercícios leves, a relação mantém-se
em torno de 0,8 L. Isso indica que cada litro de san-
gue pulmonar se relaciona a uma ventilação alveolar
de 0,8 L. No exercício vigoroso, a ventilação alveolar
em pessoas sadias aumenta de maneira despropor-
cional, e a relação pode alcançar 5 L.
� A ventilação pulmonar ou volume ventilatório máxi-
mo (VVM) por minuto em repouso é de 6 L, embora
possa chegar até 10 L. A fórmula é:
VVM = freqüência respiratória × volume de ar
corrente
= 6 L/min = 12 × 0,5 L
O aumento significativo da ventilação pulmonar por mi-
nuto resulta de um aumento na profundidade, na freqüên-
cia ou em ambas. Durante o exercício vigoroso, a freqüência
respiratória de adultos jovens sadios aumenta normalmen-
te para 35 a 45 respirações/min (embora tenham sido re-
gistradas, em esportistas de elite, freqüências respiratórias
tão altas quanto 60 a 76 durante exercício máximo). Volu-
mes correntes de 2 L/min são comuns durante o exercício.
Homens jovens sadios treinados alcançam, durante um
exercício intenso, um volume ventilatório máximo de 140
a 180 L/min, e as mulheres, de 80 a 120 L/min. A diferença
diminui nas esportistas de alto rendimento. Foram relata-
dos valores de 200 L/min em homens esportistas de compe-
tição de alto nível. Diminuem em pacientes com patologia
obstrutiva até 40% do considerado normal para sua idade
e tamanho corporal.
57MEDICINA DO ESPORTE
Regulação da ventilação durante o exercício
A realização do exercício produz modificações na dinâmica
respiratória que se traduzem em taquipnéia e hiperpnéia
(aumento na freqüência e na amplitude respiratórias, res-
pectivamente); com isso, pretende-se satisfazer às grandes
necessidades de O2 existentes durante a atividade física.
Normalmente, existe uma fase precoce de desequilíbrio
entre as exigências e os aportes, que é a dívida de O2. Quan-
do a demanda é satisfeita, entra em uma fase de equilíbrio
entre a captação e o consumo de oxigênio. Se o trabalho é
de grande intensidade, chega o momento em que a adap-
tação respiratória é insuficiente para compensar as neces-
sidades. Nesse caso, volta a se criar a dívida de O2, passa-
se ao metabolismo anaeróbio e surge uma intensa dispnéia
(sensação de dificuldade para respirar).
Nas competições esportivas, costuma-se realizar um tra-
balho máximo que cria rapidamente dívida de O2, desem-
bocando no metabolismo anaeróbio, o que pode acarretar
uma rápida depleção quando as necessidades de O2 supe-
ram amplamente os aportes. A dívida criada será compen-
sada no período de recuperação, como se verá mais adiante
neste capítulo.
Embora aumentem tanto a freqüência como a amplitu-
de respiratórias, esta última é a que mais aumenta, sendo
denominada hiperpnéia do exercício.
Antes do exercício, da mesma forma que ocorre no siste-
ma cardiovascular, ocorrem fenômenos de pré-arranque,
aumentando o volume ventilatório expiratório (VVE) à cus-
ta da freqüência respiratória, principalmente.
Durante atividades moderadas, a ventilação aumenta
em relação ao VO2. Em uma respiração de até 30 L/min, o
trabalho respiratório é realizado pelos músculos inspirató-
rios, uma vez que a expiração é passiva, devido à elastici-
dade toracopulmonar. Daí em diante, a respiração torna-
se ativa, entram em jogo os músculos expiratórios e, ao
chegar aos 100 L/min, intervêm também os músculos res-
piratórios acessórios. Essa participação em bloco de todos
os músculos respiratórios condiciona um VO2 que pode pri-
var o resto do organismo de oxigênio, ou seja, a mobilização
de ar durante o esforço físico consome O2, o que constitui
um limite ventilatório para a realização do trabalho. Em
indivíduos treinados, esse limite chega a 150 a 200 L/min;
a mobilização de qualquer volume adicionado requer um
aporte de O2 que repercute sobre o rendimento do organismo.
Uma conclusão prática é que a realização de um trabalho
aeróbio máximo nunca desenvolve níveis extremos de ven-
tilação pulmonar. Por outro lado, a ventilação é limitada
pela circulação, ou seja, pelo tempo que o eritrócito perma-
nece em contato com a barreira hematogasosa e pode captar
O2 alveolar (hematose).
A regulação da respiração durante o exercício é o resulta-
do da combinação de fatores neurais e químicos:
� Regulação pré-exercício de origem neural (similar
ao sistema cardiovascular), o que aumenta o incre-
mento ventilatório antes do exercício a partir de in-
formações das regiões do córtex motor que estimu-
lam os neurônios respiratórios medulares.
� Uma resposta reflexa, cuja origem se encontra na
estimulação dos quimiorreceptorese dos mecanor-
receptores musculares.
� Elevação da temperatura muscular, que tem um efeito
estimulador sobre os neurônios do centro respirató-
rio, tendo relevância em exercícios de certa duração.
� Mais tarde, os metabólitos procedentes dos músculos
(CO2, ácido láctico) estimulam, diretamente ou por
mediadores (H+), os quimiorreceptores aórticos e
carotídeos e até mesmo os centros respiratórios, au-
mentando a ventilação. Como demoram um certo
tempo para ser produzidos, não podem ser a única
causa de hiperventilação. Além disso, apenas sua
presença não é suficientemente potente para desen-
cadear as modificações que ocorrem em um exercício
vigoroso.
� A pressão de oxigênio (PaO2) aumenta e não cons-
titui um estímulo para a ventilação.
� A hiperventilação produz uma redução da PaCO2,
circunstância que inibe a hiperventilação. No entan-
to, esses fatores estimulantes sofrem oscilações entre
o final da inspiração e o final da expiração (PaCO2
capilar e alveolar, mais alta no final da expiração e
mais baixa no final da inspiração). Isso, associado a
um provável aumento na sensibilidade dos quimior-
receptores periféricos, provoca parte do estímulo hi-
perventilatório durante o exercício.
Regulação respiratória do equilíbrio
ácido-básico durante o exercício
O pH do sangue mantém-se levemente alcalino (7,4), quali-
dade que não pode sofrer modificações importantes para a
correta homeostase do organismo. A realização do exercício
sempre gera um aumento na produção de CO2 e quase sem-
pre de ácido láctico, com um aumento da concentração do
íon hidrogênio (H+); por isso, durante o exercício há uma
tendência à acidose metabólica. Isso pode ser compensado
com sistemas tamponadores, presentes nos líquidos cor-
porais, como o tampão bicarbonato, o fosfato e as proteí-
nas plasmáticas. Esses sistemas químicos esgotam-se com
certa rapidez, razão pela qual necessitam de tamponadores
físicos, como os pulmões e os rins, os quais atuam a médio
e longo prazos e, além disso, potencializam a atividade dos
tamponadores químicos.
Qualquer aumento dos H+ nos líquidos extracelulares
e no plasma estimula o centro respiratório e provoca uma
INTRODUÇÃO À FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO58
hiperventilação. Isso reduz rapidamente o CO2 do sangue
que sai com o ar expirado e facilita a recombinação de H+
com HCO3– , desaparecendo valências ácidas do meio.
A magnitude potencial do pulmão como tamponador foi
estimada como o dobro de todos os tampões químicos juntos.
O treinamento anaeróbio permite desenvolver uma
adaptação no esportista, que suporta níveis mais altos de
ácido láctico e mais baixos de pH do que os que suportava
antes do treinamento.
Em resumo, os principais mecanismos que operam du-
rante a regulação da ventilação pulmonar são:
� Os centros respiratórios no tronco encefálico, que
estabelecem a freqüência e a profundidade da res-
piração.
� Os quimiorreceptores centrais (no bulbo), que res-
pondem às alterações de CO2 e H+. Quando qualquer
um dos dois aumenta, o centro respiratório intensifi-
ca a respiração.
� Receptores periféricos no arco da aorta e na bifurca-
ção da artéria carótida, que respondem a modifica-
ções do O2, mas também do CO2 e dos H+.
Durante o exercício, a ventilação aumenta quase imedia-
tamente, devido à atividade muscular que estimula o centro
respiratório. A isso, segue-se um aumento gradual por ele-
vação da temperatura e das alterações químicas no sangue
arterial produzidas pela atividade muscular.
Entre os problemas associados com a respiração durante
o exercício, encontram-se: dispnéia, hiperventilação e exe-
cução da manobra de Valsalva.
Dispnéia (respiração curta)
� Sensação de dispnéia durante o exercício. Isso se
apresenta com maior freqüência em pessoas com má
condição física que tentam fazer exercícios intensos.
� As concentrações de CO2 e H+ aumentam de forma
importante.
� Enviam estímulos fortes ao centro respiratório para
aumentar a freqüência e a profundidade da ventila-
ção.
� Esses indivíduos não apresentam uma resposta ade-
quada para restabelecer a homeostase normal, pelo
mau condicionamento dos músculos respiratórios.
Hiperventilação
� Produz um incremento de ventilação, que aumenta
a necessidade metabólica de O2, o que, em condições
de repouso, reduz a PaCO2 no sangue arterial de 40
para 15 mmHg. Esse comportamento também reduz
H+ com aumento do pH (alcalose).
� Aumento do PO2 alveolar, não aumentando o PO2
sangüíneo, já que o sangue que sai dos pulmões está
saturado com O2 a 98%.
� A respiração rápida e profunda pode provocar tontu-
ra e até perda de consciência, pela sensibilidade da
regulação do sistema respiratório ao CO2 e ao pH.
Exemplos no esporte:
� Natação: hiperventilação antes da competição com
a finalidade de melhorar a mecânica das braçadas
durante os primeiros 8 a 10 s da prova. Isso é segura-
mente uma desvantagem em provas de 200 m ou
mais, pois caem os níveis de PaO2, o que dificulta a
oxigenação muscular.
� Imersão/esporte subaquático: perigoso, pois o O2 no
sangue reduz criticamente antes que o acúmulo de
CO2 indique que se deve subir à superfície.
Manobra de Valsalva
Ocorre quando se tenta levantar um objeto pesado ou quan-
do se tenta estabilizar a parede do tórax. Isso ocorre por:
� Fechamento da glote.
� Aumento da pressão intra-abdominal, contraindo o
diafragma e os músculos abdominais de forma forçada.
� Aumento da pressão intratorácica, contraindo os
músculos respiratórios de forma forçada.
Tudo o que foi mencionado anteriormente diminui o
retorno venoso, colapsando as veias grandes. Quando se
mantém durante um tempo prolongado, o volume de san-
gue que volta ao coração diminui, reduzindo o débito car-
díaco, o que é muito perigoso para pacientes com HAS e
doenças cardiovasculares. Pode ser uma razão para que um
percentual importante dos atletas de halterofilismo apre-
sente HAS.
UTILIZAÇÃO DE ENERGIA DURANTE O
EXERCÍCIO: SISTEMA DE MEDIÇÃO
A produção de energia nas fibras musculares não pode ser
medida diretamente no corpo, mas podem ser utilizados
vários métodos indiretos de laboratório. Um desses é a ca-
lorimetria direta e indireta.
Calorimetria direta
Apenas cerca de 40% da energia liberada durante o metabo-
lismo de HC e gorduras é usada para produzir ATP. Os ou-
tros 60% são utilizados para obter calor; por isso, um mo-
do de estimar o ritmo e a intensidade da produção de ener-
 
	Capa
	Adaptações respiratórias durante o exercício
	Regulação da ventilação durante o exercício
	Regulação respiratória do equilíbrio ácido-básico durante o exercício
	Dispinéia (respiração curta)
	Hiperventilação
	Manobra de valsalva