Respiração durante

o exercício

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.

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.

Sistema Respiratório

Membrana Respiratória

Troca gasosa nos pulmões

Pressão parcial dos

gases: Pressão que qualquer

gás exerce

independentemente.

PATM = PN2 + P02 + PC02 +

PH20= 760 mmHg.

Figure 16.20

Músculos envolvidos na Respiração

INSPIRAÇÃO E EXPIRAÇÃO

Rest Inspiration Expiration

A Mecânica da Inspiração e Expiração

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

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

Volume e Capacidade Pulmonar

Fig 10.9

Pressão parcial e trocas gasosas

Fluxo Sanguíneo nos

Pulmões

Circuito Pulmonar

Mesma taxa de

fluxo que a

circulação

sistêmica

Menor Pressão

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.

Fluxo sanguíneo nos

Pulmões

Em pé, a maioria

do fluxo

sanguíneo esta

na base do

pulmão Devido a força

gravitacional

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)

Razão Ventilação-Perfusão

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

Curva de dissociação da oxiemoglobina

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

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

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

Curva de dissociação para Mioglobina e Hemoglobina

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+

Transporte de CO2 no sangue

Liberação de CO2 do sangue

Fig 10.19

Controle da Ventilação

Centro de controle respiratório Recebe estímulos

neurais e humorais Feedback dos

músculos nível de CO2 no

sangue Regula taxa

respiratória

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

REGULAÇÃO DA RESPIRAÇÃO

Insert fig. 16.29

Figure 16.20

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

Efeitos da PO2 Arterial na Ventilação

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

Controle Ventilatório durante o exercício

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.

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.

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

Efeitos do treinamento aeróbio na Ventilação durante o exercício

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

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.

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

(re

spir

açõ

es/m

in)

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

• 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