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Alunas: Bianca oliveira Laura zardo Letícia seliprandi Letícia de Andrade Laís santos Adaptações respiratórias ao exercício físico O sistema respiratório é dividido em 3 zonas: 1. Zona de transporte gasoso: É formada pelas vias respiratórias superiores e pela árvore traqueobraquialambas responsáveis pelo acondicionamento e condução do ar até as porções mais internas dos pulmões, onde ocorrerão as trocas gasosas. 2. Zona de transição: Localizada entre a zona de transporte gasoso e a zona respiratória, nela começam a ocorrer trocas gasosas porém em níveis significativo. 3. Zona respiratória: Responsável pela troca de gases Zona de transporte O arinspirado alcança a zona de transporte superior, formada pela cavidade nasal e pela cavidade oral. Ao ultrapassar essas regiões, atinge as porções da faringe e laringe. Obs.: Acreditasse que a respiração nasal é mais vantajosa que a respiração bucal, por conta da maior capacidade de filtração e umidificação dor ar inspirado. Zona de transição e respiratória As trocas gasosas ocorrem na barreira alveolocapilarque é composta por alvéolos, septo alveolar e toda rede de capilares pulmonares. Na superfície alveolar temos três tipos de células: 1. Pneumócitos do tipo I: Corresponde a maior parte da superfície alveolar 2. Pneumócitos do tipo II: Apresentam diversas microvilosidades e secretam o surfactante, que recobre a superfície alveolar reduzindo a tensão superficial. São capazes de regenerar-se e transformar-se em pneumócitostipo I quando sofrem algum dano. 3. Macrófagos alveolares: Fagocitam corpos estranhos, partículas poluentes e bactérias. Pleuras É o conjunto de membrana que envolve os pulmões. A pleura visceral e aderente a porção externa dos pulmões, já a pleura parietal é aderente a parede interna da cavidade torácica e ao diafragma. Estão separadas por um pequeno espaço onde há um líquido que atua como lubrificante e permite os deslizamento suave de uma pleura a outra. Mecânica respiratória Fase inspiratória: No início da inspiração, os músculos inspiratórios se contraem e o volume torácico aumenta. Esse aumento acarreta a redução da pressão alveolar. Com isso, o ar flui para os alvéolos. Conforme o ar flui continuamente para os alvéolos, ocorre a expansão da caixa torácica, e a pressão alveolar começa a aumentar até a fase final da inspiração. Nesse momento, a pressão dentro dos pulmões e a pressão atmosférica se igualam. Ao término da inspiração, o volume pulmonar chega ao seu valor máximo no ciclo respiratório, e a pressão alveolar se encontra igual à pressão atmosférica. Fase expiatória: Na expiração passiva, ocorre a retração elástica dos pulmões e da caixa torácica, o que leva à elevação do diafragma e ao rebaixamento das costelas. Esse fenômeno se assemelha ao que ocorre com um elástico esticado quando retorna ao seu tamanho original após ser solto. A redução nos volumes pulmonares e torácico promove a elevação da pressão no interior dos pulmões. Nesse momento, a pressão alveolar torna-se superior à pressão atmosférica, acarretando o direcionamento do fluxo gasoso dos pulmões para o ambiente. Ao final da expiração, as pressões alveolar e atmosférica voltam a igualar-se, e o fluxo expiratório é interrompido. O volume pulmonar atinge então o seu valor mínimo dentro do ciclo respiratório, a partir desse ponto, o ciclo respiratório estará pronto para ser novamente iniciado. Função pulmonar - A mobilização dos gases para dentro e para fora do sistema respiratório é muito utilizada para a identificação dos volumes e das capacidades pulmonares, parâmetros frequentemente utilizados para avaliação da função pulmonar. Durante uma avaliação espirométrica, as manobras respiratórias podem ser monitoradas e divididas em quatro volumes pulmonares: Volume correte (VC ou VT) - Quantidade de ar mobilizada (durante a inspiração ou expiração) espontaneamente em cada ciclo respiratório. No repouso, pode sofrer variações entre 350 e 500 ml. Volume de reserva inspiratório (VRI) - Volume máximo que pode ser inspirado voluntariamente, a partir do final de uma inspiração espontânea. Volume de reserva expiratório (VRE) - Volume máximo de ar que pode ser expirado voluntariamente, a partir do final de uma expiração espontânea. Volume residual (VR) - Volume de gás que permanece no interior dos pulmões após uma expiração forçada. As capacidades pulmonares representam a soma de dois ou mais volumes respiratórios. São elas: Capacidade vital, Capacidade inspiratória, Capacidade residual funcional, Capacidade pulmonar total. Fatores responsáveis por alterar a curva de dissociação da hemoglabina com o PCO2 e essa proteína carreadora.Esses fatores são seguintes : PCO PH Temperatura Concentrações de 2,3- difosfoglicerato. Trasporte de dióxido de carbono (CO2) no organisno- em média, o organismo do ser humano produz cerca de 200 ml de CO2 a cada minuto. Como altas concentrações desse gás são extremamente nocivas, ele precisa ser eliminado das células de origemo mais breve possível. Sendo assim, todo CO2 produzido pelas células é transportado até os pulmões por mecanismos específicos, onde então é liberado para os alvéolos pulmonares e daí para o meio ambiente. Tal mecanismo de transporte ocorre pela circulação venosa. Quando o CO2 se difunde das células produtoras para o plasma, ele pode ser trasnportado no sangue das seguintes formas: Como CO2 dissolvido. Sob a forma íons bicarbonato (HCO3-). Como carbamino-hemoglobina e outros. Em quantidades muitos menores, como ácido carbônico (H2CO3) e íons carbonato (CO32-). Quais são os efeitos do exercício na ventilação pulmonar ? A transição do repouso para o exercício não é um processo instantâneo, em que as trocas gasosas se equilibram com a taxa de trabalho de modo imediato. Os gases precisam ser deslocados do ambiente até os músculos ativos. Para isso, receptores musculares aumentam a taxa de disparo para o centro respiratório e ocorre também aumento da atividade simpática proporcionalmente à intensidade do esforço. Esses fatores resultam no aumento da frequência respiratória e na profundidade da respiração (volume corrente), fato esse que acarreta o aumento da ventilação alveolar e da ventilação minuto durante a atividade física. Durante o exercício intenso, contudo, o VC alcança um platô em valores equivalentes a, aproximadamente, 60% da capacidade vital. Tendo em mente que o VC se estabiliza rapidamente durante o esforço, a frequência respiratória é a principal variável responsável pelo aumento da ventilação minuto. A ventilação pulmonar pode ser controlada por muitos fatores durante o período do repouso. Já durante o exercício físico, como ocorre o aumento da PCO2 plasmática, esse é o principal parâmetro de controle da ventilação pulmonar. Entretanto, o grande controle da PCO2 pode também envolver os valores do pH sanguíneo, principalmente nas condições de acidose respiratória, condição essa causada pelo aumento das concentrações da PCO2. O controle da ventilação pulmonar durante o esforço parece depender de três fases : Fase 1 - Equivalente ao início do exercício, ocorre um ligeiro aumento da ventilação pulmonar. Esse aumento se dá por conta dos efeitos dos receptores de estiramento presentes nos músculos esqueléticos, na modulação da atividade do córtex motor nos centros respiratórios. Fase 2- Após um período de aproximadamente 20 segundos, a ventilação pulmonaraumenta quase exponencialmente para alcançar a fase estacionária (estado estável). Esse período é representado pela fase 2 , que é provocada pelo efeito continuado da atividade do córtex motor, da retroalimentação do músculo ativo e da retroalimentação dos quimiorreceptores periféricos. Fase 3 - Corre o ajuste fino da ventilação pulmonar para manter o estado estável. Tal mecanismo é mediado pela retroalimentação dos quimiorreceptores centrais e periféricos, de modo que a ventilação pulmonar se mantenha adequada às demandas do exercíciosubmáximo. Além disso, a elevação da temperatura corporal também poderá exercer um pequeno efeito na ventilação pulmonar. Sistema respiratório e exercício A função principal do sistema respiratório é permitir a difusão do oxigênio para o sangue e do gás carbônico para a atmosfera. Mesmo podendo ser controlada, a ventilação é um ato involuntário que ocorre rítmica e continuamente. É possível aprender novos padrões de respiração que estejam mais sincronizados com movimentos de alguns esportes (Ex: Natação). A respiração é dividida em: Pulmonar e celular. A anatomia da ventilação funciona da seguinte forma: O ar penetra pelo nariz e pela boca, flui para a porção condutora do sistema respiratório, onde ajusta-se a temperatura corporal, é filtrado e quase completamente umedecido ao passar pela traqueia. O ar inspirado penetra então nos dois brônquios que subdividem-se em bronquíolos que conduzem o ar inspirado até que se misture com o ar existente nos ductos aoveolares. Mecânica da ventilação: Inspiração (o diafragma desce e as costelas sobem) e expiração (o diafragma sobe e as costelas descem). Os volumes e as capacidades pulmonares variam com idade, sexo e dimensão e composição corporais, principalmente com a estatura. Durante a atividade física, o uso forçado do VRI e do VRE, particularmente do vri, faz aumentar consideravelmente o VC. Razão VEF/CVF Alguns indivíduos com doença pulmonar grave conseguem valores da CVF quase normais quando medidos sem limite temporal para a realização dessa manobra. Por essa razão, os clínicos preferem uma mensuração ´´dinâmica da função pulmonar, como o volume expiratório forçado (VEF) medido habitualmente durante 1s (VEF1,0). Ventilação voluntária máxima (VVM): A ventilação voluntária máxima avalia a capacidade ventilatória com uma respiração rápida e profunda por 15`` e tem seu volume extrapolado para o que seria obtido em 1`. Função pulmonar, aptidão aeróbica e desempenho físico: Em geral não estimula a ocorrência de grandes aumentos na capacidade funcional do sistema pulmonar ( valores acima do normal de alguns atletas refletem provavelmente a existência de dotes genéticos). Ventilação minuto: A frequência respiratória normal durante a respiração tranquila em repouso e em um ambiente termoneutro é, em média de 12 incursões por minuto, e o VC médio é de 0,5 l de ar por incursão respiratória Ventilação alveolar: A ventilação alveolar relativamente pequena e aparentemente ineficiente previne as modificações drásticas na composição do ar alveolar para garantir a constância nos gases sanguíneos arteriais durante todo o ciclo respiratório. O espaço morto anatômico aumenta à medida que cresce o volume corrente. Razão ventilação x perfusão: Aproximadamente 4,2 l de ar ventilam normalmente os alvéolos a cada minuto em repouso e uma média de 5,0 l de sangue fluem através dos capilares pulmonares. Nesse caso, a razão entre ventilação alveolar e fluxo sanguíneo pulmonar, denominada ventilação- perfusão, é igual a 0,84 (4,2+5,0). Frequência respiratória x volume corrente: O aumento da frequência e da profundidade da respiração aumenta a pressão alveolar na atividade física. Variações em relação aos padrões respiratórios normais: Hiperventilação, dispineia e manobra de valsalva. Durante a transição do repouso para um exercício submáximo de intensidade constante, as modificações ventilatórias envolvem três fases distintas: 1 fase- Aumento abrupto da ventilação, que é acompanhado por elevação simultânea da troca de O2 e CO2 2 fase- Lenta elevação exponencial da ventilação, que dura aproximadamente 60 a 70 segundos 3 fase- Manutenção de estado de equilíbrio ventilatório, quando a troca de gases nos alvéolos tende a se correlacionar com a taxa metabólica Comportamento da ventilação durante as atividades de sobrecarga progressiva: A ventilação se eleva de maneira proporcional aos aumentos na taxa metabólica. Sistema Cardiovascular e Exercício Físico Circulação sistêmica Também chamada de grande circulação, é a responsável por garantir que o sangue oxigenado seja levado para todo o corpo e que o sangue rico em gás carbônico retorne ao coração. O sangue oxigenado sai do ventrículo esquerdo pela artéria aorta, é levado para as diversas partes do corpo, sofre trocas gasosas nos tecidos e retorna ao átrio direito do coração pelas veias cavas superiores e inferiores. Nessa fase do processo, o sangue é coletado por um sistema de baixa pressão, constituído pelas vênulas e veias, que transportam o sangue (venoso) de volta para o coração. Circulação Pulmonar Também chamada de pequena circulação, é a responsável por levar o sangue do coração para os pulmões. Nesse caso, o sangue rico em gás carbônio sai do ventrículo direito pela artéria pulmonar, chega aos pulmões, sofre o processo de trocas gasosas (hematose) e retorna ao átrio esquerdo do coração pelas veias pulmonares. Percebe-se, portanto, que a função da circulação pulmonar é levar sangue pobre em oxigênio para os pulmões e devolvê-lo rico em oxigênio para que, assim, o sangue possa ser bombeado para o restante do corpo. A liberação de CO2 e a captação de O2 ocorrem pela difusão entre o sangue e o gás presentes na estrutura dos alvéolos pulmonares. Ciclo Cardíaco Esse ciclo corresponde ao período entre o início de uma sístole cardíaca e o início da próxima sístole. Cada uma das quatro câmaras do coração tem uma função particular durante o ciclo cardíaco. São elas as responsáveis pela série sequencial de contrações e relaxamentos das câmaras cardíacas, permitindo o funcionamento do coração como uma bomba única e eficaz. A sístole corresponde à fase de contração do ciclo cardíaco, enquanto a diástole refere-se à fase de relaxamento do ciclo cardíaco. Quando uma câmara está se contraindo, o sangue é bombeado. Quando uma câmara está relaxando, ela recebe sangue para a próxima fase sistólica do ciclo cardíaco. →Para o bom desempenho desse processo, é necessário um suprimento constante de oxigênio para o miocárdio, o que garante a realização do metabolismo aeróbio e o fornecimento de um suprimento sanguíneo oxigenado constante. →Pessoas treinadas consomem mais O2 miocárdico. Isso acontece porque uma das adaptações cardiovasculares é a diminuição da frequência cardíaca (FC) durante o repouso, bem como durante um exercício submáximo. →Com a redução na FC, a fase diastólica do ciclo cardíaco é maior, garantindo maior suprimento sanguíneo para o tecido cardíaco. A redução da FC promove uma adaptação positiva ao treinamento aeróbio ou cardiovascular. Controle intrínseco do ritmo cardíaco A propagação de impulsos elétricos ocorre pelo nó sinoatrial, a uma velocidade de aproximadamente 0,05 m/s, atingindo o primeiro ponto no átrio cerca de 20 ms após o seu início. Em seguida, a propagação se espalha pelos dois átrios quase instantaneamente, em velocidade aproximada de 0,8 m/s, levando de 80 a 90 ms para completar a ativação. A trajetória do impulso alcança então outro nó: o atrioventricular (AV). A partir do nó AV, as fibras nervosas atravessam o esqueleto fibrocartilaginoso do anel atrioventricular, isolado por um envoltório de tecido conjuntivo. Essas fibras estabelecem suas primeiras conexões coma massa muscular ventricular por meio de gap junctions (junções comunicantes), ao nível das terminações das fibras subendocárdicas (de Purkinje). Após trafegar pelo nó AV a uma baixa velocidade, a frente de ativação alcança o feixe de His e, posteriormente, as fibras subendocárdicas (tecidos de condução rápida), para atingir as primeiras regiões do ventrículo. Em razão da longa duração do potencial de ação ventricular (200 ms ou mais) e de sua grande velocidade de propagação (80 ms são suficientes para completar a despolarização dos dois ventrículos), há um período de ausência de fluxo da corrente longitudinal no coração, pois os átrios já repolarizaram, e os ventrículos estão inteiramente despolarizados. Esse período silente termina quando se inicia a repolarização ventricular a partir das regiões com potenciais de ação de menor duração. A repolarização de uma região ocorre por meio do fluxo de correntes locais e propaga-se em direção às regiões vizinhas. Controle extrínseco do ritmo cardíaco Em geral, o controle intrínseco da ritmicidade cardíaca é modulado pelo controle extrínseco, responsável pelo ajuste da frequência cardíaca (FC). Esse ajuste ocorre, por exemplo, quando há redução da FC induzida pelo treinamento ou quando ocorre o aumento na FC em razão do esforço físico. O ajuste da frequência cardíaca relaciona-se com o sistema nervoso autonômico (SNA), subdividido nos componentes simpático (SNS) e parassimpático (SNP). As fibras provenientes do SNP (denominadas colinérgicas por conta da liberação do neurotransmissor acetilcolina) inervam os nós SA e AV, e são originadas no centro de controle cardiorrespiratório e no bulbo, alcançando o coração pelo nervo vago. Uma vez instaladas nos nós SA e AV, as fibras nervosas do SNP liberam acetilcolina, o que provoca a diminuição da sua atividade, resultando https://stecine.azureedge.net/webaula/estacio/go0298/aula8.html https://stecine.azureedge.net/webaula/estacio/go0298/aula8.html na redução da FC e na diminuição da força de contração do coração (contratilidade miocárdica). As fibras do SNS também se projetam aos nós SA e AV. Neles ocorre a liberação de norepinefrina, que promove o aumento da sua atividade, resultando tanto no aumento da FC quanto no aumento da contratilidade miocárdica. De modo específico, a atuação do SNS promove o aumento do volume de sangue bombeado pelo coração em cada contração (volume sistólico ou de ejeção). A epinefrina é liberada pela glândula suprarrenal na corrente sanguínea e age da mesma forma que a norepinefrina. A liberação desse hormônio ocorre apenas quando a glândula suprarrenal é estimulada pelo SNS, como em situações de estresse promovido pela atividade física. A FC depende, portanto, do equilíbrio entre as estimulações do SNS e do SNP. O bulbo recebe informação de várias partes do sistema circulatório (barorreceptores e quimiorreceptores) relacionadas com o seu funcionamento, como a pressão arterial e a concentração de oxigênio no sangue. Mecanismos de regulação do débito cardíaco e do retorno venoso O VS (volume sistólico) desempenha um papel importante no controle do DC e pode sofrer influência de três fatores. São eles: Pré-carga – volume diastólico final:A pré-carga está relacionada com o aumento do retorno venoso, em decorrência da bomba muscular (contração muscular que comprime as veias facilitando o retorno de sangue), da bomba respiratória (movimentos respiratórios que aumentam a pressão intra- abdominal, PIA, direcionando o sangue mais rapidamente para a região torácica) e da venoconstrição (constrição das veias que favorece o retorno venoso). Contratilidade miocárdica- força de contração: Além da bomba muscular, a bomba respiratória e a venoconstrição também são fatores que atuam no aumento do RV. Esses três fatores promovem o aumento do volume diastólico final (VDF). Tal fenômeno amplia a eficiência contrátil e o DC. O aumento da contratilidade (força de contração) provoca a elevação da pressão intraventricular, mecanismo responsável pela maior saída de sangue do ventrículo esquerdo, aumentando o DC. Pós-carga – resistência á ejeção: A pós-carga refere-se à força externa que promove a resistência à saída de sangue do ventrículo esquerdo. Quando ocorre o aumento da pós-carga (aumento da pressão arterial), o DC fica comprometido. Isso acontece durante o treinamento de força isométrico ou quando realizamos a manobra de Valsalva. Fatores que interferem no débito cardíaco e no retorno venoso durante a atividade física Como o DC é considerado o produto entre a FC e o VS, poderíamos considerar que qualquer alteração nessas variáveis afeta o débito cardíaco, certo? Não é tão simples assim. Nem sempre aumentos da FC e do VS determinam o aumento do DC. Durante um teste incremental, quando os valores da FC estão muito elevados (> 160 spm), não há estabilidade do VS , pois os intervalos entre cada sístole diminuem, provocando grande redução da fase diastólica. O tempo de enchimento ventricular diminui e, consequentemente, há redução do volume diastólico final (VDF), acarretando a diminuição ou estabilização do DC. Respostas da pressão arterial ao exercício físico O exercício dinâmico também altera outros parâmetros cardiovasculares importantes, apresentando efeitos modestos nos valores da PA. As pressões arteriais média (PAM) e sistólica (PAS) aumentam de acordo com a intensidade do exercício. Quando o exercício dinâmico é realizado com os braços ou em posição supina, a PA é 10% maior que a observada durante o exercício com a perna ou em posição ereta. Ao contrário da maioria das outras condições relacionadas ao aumento da PA, durante o exercício dinâmico, esse aumento não é resultado da elevação da resistência periférica total. Durante o exercício dinâmico em níveis máximos, a resistência periférica total é inferior à metade do seu valor em repouso. A diminuição da resistência periférica total (RPT) é o resultado da diminuição da resistência vascular nos leitos do músculo esquelético, levando ao aumento do fluxo sanguíneo e de queda na PAD. Segundo Laughlin (1999), o aumento do fluxo sanguíneo para os músculos cardíaco e esquelético produzido pelo exercício é chamado de hiperemia do exercício . O fornecimento de DC adequado para apoiar a hiperemia do exercício é a principal força motriz da maioria dos efeitos cardiovasculares do exercício dinâmico. Os aumentos da FC e da PA, produzidos pelo exercício isométrico (% da contração voluntária máxima – CVM), excedem os do exercício dinâmico quando a duração, a intensidade e a massa muscular ativa são semelhantes. Como podemos observar na figura a seguir, durante a contração isométrica máxima de preensão manual, os valores das PAS são superiores a 220 mmHg, e os valores das PAM são superiores a 180 mmHg. O sistema circulatório consiste em um sistema duplo e fechado, por meio do qual o sangue arterial e venoso circula por todos os tecidos corporais. A circulação do sangue requer a ação de uma bomba muscular, o coração, que proove um gradiente de pressão favorável para deslocar o sangue ao longo dos vasos Esse sistema é considerado “fechado” porque as artérias e veias permanecem em continuidade por meio de vasos menores. As artérias ramificam-se para formar uma rede de vasos menores. À medida que se tornam microscópicos, os vasos formam arteríolas, que, eventualmente, se desenvolvem em “leitos” de vasos bem menores denominados capilares. A partir dos vasos capilares, o sangue é transportado para pequenos vasos denominados vênulas. Estas, por sua vez, formam as veias, que levam o sangue de volta ao coração. A mistura de sangue venoso oriundo das partes superiores (veia cava superior), das partes inferiores (veia cava inferior) e do próprio coração (seio coronário), que se acumula no lado direito do coração, édenominada sangue venoso misto. Circulação sistêmica O sangue arterial, proveniente do ventrículo esquerdo, é bombeado para a artéria aorta. Em seguida, o sangue é direcionado a um sistema de artérias de distribuição, sendo, finalmente, transportado para os diversos órgãos da circulação sistêmica. Circulação pulmonar Na circulação pulmonar, o sangue venoso flui do átrio direito para o ventrículo direito, que bombeia o sangue para a artéria pulmonar, as artérias menores e os capilares pulmonares Ciclo cardíaco uando o sistema de condução estabelece uma nova fase de excitação pelo nodo sinoatrial, um novo ciclo cardíaco é iniciado. Esse ciclo corresponde ao período entre o início de uma sístole cardíaca e o início da próxima sístole Como o débito cardíaco e o retorno venoso são controlados durante o exercício físico? O débito cardíaco (DC) representa a quantidade de sangue bombeada por cada ventrículo durante o período de um minuto. A quantidade de sangue ejetada pelo ventrículo em cada sístole (volume sistólico) por um indivíduo em repouso é de, aproximadamente, 70 a 80 ml de sangue. Dessa forma, o DC pode ser calculado pelo produto entre VS e FC (VS × FC). https://stecine.azureedge.net/webaula/estacio/go0298/aula8.html