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Respiração durante
o exercício
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Sistema respiratório Realiza as trocas gasosas entre
nosso organismo e o meio
ambiente.
Tem um papel importante na
regulação do equilíbrio ácido-base
durante o exercício.
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Função dos pulmões
O propósito primário é proporcionar a troca de
gases entre o ambiente externo e o corpo
Ventilação refere-se ao processo mecânico de
movimentar ar para dentro e fora dos pulmões
Difusão é o movimento randômico das
moléculas de uma área de maior concentração
para de menor concentração.
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Sistema Respiratório
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Membrana Respiratória
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Troca gasosa nos pulmões
Pressão parcial dos
gases: Pressão que qualquer
gás exerce
independentemente.
PATM = PN2 + P02 + PC02 +
PH20= 760 mmHg.
Figure 16.20
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Músculos envolvidos na Respiração
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INSPIRAÇÃO E EXPIRAÇÃO
Rest Inspiration Expiration
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A Mecânica da Inspiração e Expiração
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Ventilação Pulmonar (V)
Volume de ar que se movimenta para dentro e para fora dos pulmões por minuto Produto do Volume corrente (VC)
e da Frequência respiratória (f)
V = VC x f
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Volume e Capacidade Pulmonar
Volume tidal ou corrente Volume inspirado ou expirado por ciclo respiratorio
Capacidade Vital (CV) Quantidade máxima de ar que pode ser expirada
seguida de uma inspiração máxima Volume Residual (VR)
Ar que permanece nos pulmões depois de uma expiração máxima
Capacidade Total dos Pulmões (CTP) Soma da CV e VR
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Volume e Capacidade Pulmonar
Fig 10.9
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Pressão parcial e trocas gasosas
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Fluxo Sanguíneo nos
Pulmões
Circuito Pulmonar
Mesma taxa de
fluxo que a
circulação
sistêmica
Menor Pressão
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Circulação Pulmonar
Taxa de fluxo sanguíneo através da circulação
pulmonar é = a taxa de fluxo da circulação sistêmica
Pressão média esta em torno de 10 mmHg.
A resistência vascular Pulmonar é menor Menor pressão produz uma menor filtração comparada aos
capilares sistêmicos.
Autoregulação:
As arteríolas pulmonares contraem quando a P02 alveolar
diminui
Bronquíolos respondem a alterações na PCO2
Equilibrar a razão ventilação/perfusão.
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Fluxo sanguíneo nos
Pulmões
Em pé, a maioria
do fluxo
sanguíneo esta
na base do
pulmão Devido a força
gravitacional
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Relação ventilação-perfusão
Razão ventilação-perfusão. Indica a relação do fluxo sanguíneo com
a ventilação. Ideal: ~1.0
Base Superperfusada (razão <1.0)
Ápice Subperfusada (razão >1.0)
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Razão Ventilação-Perfusão
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Transporte de O2 no sangue
Aproximadamente 99% do O2 é transportado
no sangue ligado a hemoglobina (Hb)
Oxihemoglobina: O2 ligado a Hb
Deoxihemoglobina: O2 não ligado a Hb
Quantidade de O2 que pode ser transportado
por volume de sangue é dependente da
concentração de hemoglobina
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Curva de dissociação da oxiemoglobina
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Curva de dissociação O2-Hb Efeito do pH
pH diminui durante o exercício
Resulta em deslocamento para direita da curva Efeito Borh Favorece “liberação”
de O2 para os tecidos
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Aumento da temperatura enfraquece a ligação entre Hb-O2
Deslocamento para direita Maior “liberação”
de O2 para os tecidos
Curva de dissociação O2-Hb Efeito da temperatura
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Transporte de O2 no músculo
Mioglobina transporta o O2 da membrana celular até a mitocôndria
Maior afinidade pelo O2 que a hemoglobina Mesmo a baixas PO2 Permite Mb estocar O2
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Curva de dissociação para Mioglobina e Hemoglobina
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Transporte de CO2 no sangue
Dissolvido no plasma (10%) Ligado a Hb (20%) Bicarbonato (70%)
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-
Também importante para tamponar H+
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Transporte de CO2 no sangue
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Liberação de CO2 do sangue
Fig 10.19
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Controle da Ventilação
Centro de controle respiratório Recebe estímulos
neurais e humorais Feedback dos
músculos nível de CO2 no
sangue Regula taxa
respiratória
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Quimioreceptores
Monitoram as mudanças na PC02, P02, e pH no sangue
Central: Bulbo
Periférico: Corpos Carotídeos e
Aórticos Controla a
respiração indiretamente
Insert fig. 16.27
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REGULAÇÃO DA RESPIRAÇÃO
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Insert fig. 16.29
Figure 16.20
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Estímulo do Centro de Controle Respiratório
Quimioreceptor Humoral Quimireceptor Central
Localizado no bulbo Concentração de PCO2 e H+ no fluido cerebroespinhal
Quimioreceptor periférico Corpos Carotídeos e Aórticos PO2, PCO2, H+, K+ no sangue
Estímulo neural Do córtex motor ou músculo esquelético
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Efeitos da PO2 Arterial na Ventilação
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Controle Ventilatório durante o exercício
Exercício Submáximo Aumento linear devido ao:
Comando central- cortex Feedback neural da musculatura Quimioreceptor Humoral
Exercício Pesado Aumento exponencial acima do Lvent
Crescente H+ sanguíneo
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Controle Ventilatório durante o exercício
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Os pulmões podem limitar a Performance?
Intensidade baixa a moderada de exercício Sistema pulmonar não parece ser uma limitação
Exercício máximo Não parece ser uma limitação para indivíduos
saudáveis ao nível do mar Pode ser limitante em atletas de elite Atuais evidências de que pode ocorrer uma
fadiga no músculo respiratório durante altas intensidades de exercício.
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Trabalho Respiratório Dois fatores que mais
determinam o requerimento energético da respiração
1. Complacência dos pulmões
2. Resistência das vias aéreas ao fluxo de ar
As taxas e a profundidade da respiração aumentam durante o exercício, aumentando também o custo energético.
Exercício máximo, VE> 100
L/m, o custo de oxigênio da respiração representa 10-20% do VO2 total.
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Efeitos do treinamento na Ventilação
Menor ventilação a uma mesma
taxa de trabalho após treinamento Pode ser devido a um menor nível de
acidose no sangue
Resulta em menor feedback para
estimular a respiração
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Efeitos do treinamento aeróbio na Ventilação durante o exercício
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Adaptações respiratórias causadas pelo treino aeróbio
• O sistema respiratório normalmente não limita o rendimento porque a ventilação pode aumentar em maior grau que o sistema cardiovascular.
• Pequeno aumento na Capacidade vital
• Pequena diminuição do Volume Residual
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Adaptações respiratórias causadas pelo treino aeróbio
Diminuição da freqüência respiratória
e redução da ventilação pulmonar
exercício submáximo.
Aumento da freqüência respiratória,
volume corrente e ventilação
pulmonar durante exercício máximo.
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VE l/min
0
20
40
60
80
100
120
140
0 50 100 150 200
0
10
20
30
40
50
60
0 50 100 150 200
FR
(R
es
pir
aç
ão
/min
)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Vo
lum
e C
orr
en
te (
L)
Frequência respiratória Volume corrente
VE l/min
0255075
100125150175200225
0 20 40 60 80 100 120 140 160
20
30
40
50
60
70
80
0 20 40 60 80 100 120 140 160
FR
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spir
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es/m
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0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Vo
lum
e co
rren
te (
L)
Frequência resiratória Volume corrente
Treinado Não Treinado
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• Difusão pulmonar permanece inalterada durante repouso e exercício submáximo.
• Aumento da difusão pulmonar durante exercício máximo.– Aumento da circulação e
ventilação.
– Melhor distribuição do fluxo sanguíneo (parte superior)
– Mais alvéolos envolvidos na respiração durante exercício máximo