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

Curva de dissociação O2-Hb Efeito da temperatura Aumento da temperatura enfraquece a ligação entre Hb-O2 Deslocamento para direita Maior “liberação” de O2 para os tecidos

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 Complacência dos pulmões 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.

Treinado Não Treinado

Aumento da difusão pulmonar durante exercício máximo. 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