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FUNDAMENTOS FISIOLÓGICOS Curso de Ergoespirometria FUNDAMENTOS FISIOLÓGICOS Fisiologia do Exercício Aplicada à Ergoespirometria Antonio Claudio Lucas da Nóbrega Universidade Federal Fluminense Niterói, RJ anobrega@urbi.com.br

ROTEIRO DA AULA Conceitos fundamentais: Ergoespirometria em Medicina do Esporte ROTEIRO DA AULA Conceitos fundamentais: Reserva funcional e fisiologia integrada 2) Metodologia básica da ergoespirometria: Variáveis medidas e derivadas 3) Correlação clínica-funcional dos resultados 4) Conclusão LACE - UFF

atividades diárias (%) Ergoespirometria em Medicina do Esporte MOBILIZAÇÃO DA RESERVA FUNCIONAL 100 Habilidade para desempenhar atividades diárias (%) 100 Capacidade fisiológica JONES, N.L. Clinical Exercise Testing. Philadelphia: W.B. Saunders Company,4a ed, 1997. LACE - UFF

FISIOLOGIA INTEGRADA Ergoespirometria em Medicina do Esporte AR VO2 Mitocôndria Músculo Circulação Ventilação QCO2 QO2 VCO2 VO2 inspirado expirado Prod. CO2 O2 consum. Fluxo CO2 Fluxo O2 AR Wasserman K, Hansen, JE, Sue, DY, Casaburi, R, Whipp, BJ. Principles of Exercise Testing and Interpretation. Lippincott Baltimore: Williams & Wilkins, 1999 LACE - UFF

Extração periférica de O2 Ergoespirometria em Medicina do Esporte Respostas fisiológicas ao exercício dinâmico VO2 = Débito cardíaco X Diferença A-V O2 Freqüência cardíaca X Volume sistólico Oxigenação arterial Extração periférica de O2 Redistribuição do DC LACE - UFF

Medidas ventilatórias Ergoespirometria em Medicina do Esporte Medidas ventilatórias + FC Clínica Variáveis Convencionais PA Sensação subjetiva de cansaço ECG LACE - UFF

METODOLOGIA DA ANÁLISE DOS GASES EXPIRADOS Ergoespirometria em Medicina do Esporte METODOLOGIA DA ANÁLISE DOS GASES EXPIRADOS 1 - Ventilação Pulmonar: volume corrente X freqüência respiratória 2 - Fração expirada de O2 e de CO2 LACE - UFF

(por ciclo respiratório) METODOLOGIA DA ANÁLISE DOS GASES EXPIRADOS Volume Corrente Freqüência Respiratória X Fração expirada O2 Condições ambientais X Ventilação Pulmonar Consumo de O2 (por ciclo respiratório) Consumo de O2 (por minuto)

UTILIZAÇÃO PRÁTICA DO MÉTODO Ergoespirometria em Medicina do Esporte UTILIZAÇÃO PRÁTICA DO MÉTODO Consumo máximo de O2 Validade e fidedignidade Sullivan et al. Chest 1984;86:375-382 Gibbons, RJ et al. ACC/AHA Guidelines for Exercise Testing. JACC 1997;30:260-315 Mortalidade pós-IAM e na ICC Bol E, de Vries WR, Mosterd WL, Wielenga RP, Coats AJ. Cardiopulmonary exercise parameters in relation to all-cause mortality in patients with chronic heart failure. Int J Cardiol 2000 ; 72: 255-63. Francis DP, Shamim W, Davies LC, Piepoli MF, Ponikowski P, Anker SD, Coats AJ. Cardiopulmonary exercise testing and prognosis in severe heart failure: 14 mL/kg/min revisited. Am Heart J 2000; 139: 78-84. LACE - UFF

VARIÁVEIS CALCULADAS 1. VE/VO2 e VE/VCO2  Eficiência ventilatória Ergoespirometria em Medicina do Esporte VARIÁVEIS CALCULADAS 1. VE/VO2 e VE/VCO2  Eficiência ventilatória  Relação VE/Q pulmonar 2. Pulso de O2 (VO2/FC)  Consumo de O2 em cada ciclo cardíaco  Volume sistólico e diferença arterio-venosa de O2 3. Limiar anaeróbico (ventilatório)  Fisiologia integrada no esforço submáximoo LACE - UFF

UTILIZAÇÃO PRÁTICA DO MÉTODO Ergoespirometria em Medicina do Esporte UTILIZAÇÃO PRÁTICA DO MÉTODO Equivalente ventilatório para CO2 (VE/VCO2) Poder preditivo na insuficiência cardíaca Francis DP, Shamim W, Davies LC, Piepoli MF, Ponikowski P, Anker SD, Coats AJ. Cardiopulmonary exercise testing for prognosis in chronic heart failure: continuous and independent prognostic value from VE/VCO(2)slope and peak VO(2). Eur Heart J 2000; 21: 154-61. LACE - UFF

Paciente I.C. Slope = 42 VE = 4,1 + (VCO2 x 18,8) EP = 3,2; n = 37 r = 0,983; r2 = 0,966 EP = 3,2; n = 37 Costa RV. et al Arq Bras Cardiol (no prelo).

EFICIÊNCIA VENTILATÓRIA Ergoespirometria em Medicina do Esporte EFICIÊNCIA VENTILATÓRIA 1) Equivalente ventilatório para CO2 (VE/VCO2) no pico 2) Coeficiente angular (slope) da relação VE x VCO2 3) VE/VCO2 mínimo durante exercício * * Sun XG, Hansen JE, Garatachea N, Storer TW, Wasserman K. Ventilatory efficiency during exercise in healthy subjects. Am J Respir Crit Care Med 2002; 166: 1443-8. LACE - UFF

Ergoespirometria em Medicina do Esporte PULSO DE O2 NA INSUFICIÊNCIA VENTRICULAR 20 10 TEMPO DE EXERCÍCIO (min) Pulso de O2 (ml O2/batimento) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Wasserman, K. Exercise Gas Exchange in Heart Disease. Futura Publishing Company: New York, 1996. LACE - UFF

PULSO DE OXIGÊNIO MÁXIMO Ergoespirometria em Medicina do Esporte PULSO DE OXIGÊNIO MÁXIMO Reprodutibilidade Portadores de Insuficiência Cardíaca Homens, idade 51 (10) anos Teste de esforço cardiopulmonar Esteira rolante Protocolo individualizado de rampa Serra S et al. (dados não publicados)

VO2/FC = Volume sistólico X diferença A-V O2 Ergoespirometria em Medicina do Esporte VO2/FC = Volume sistólico X diferença A-V O2 Agostoni PG, Wasserman K, Perego GB et al. Non-invasive measurement of stroke volume during exercise in heart failure patients. Clin Sci 2000; 98: 545-51. Volume sistólico ESTIMADO – MEDIDO Pacientes VO2 pico 10-15 mL/min/kg 0,2 mL no limiar anaeróbico 2,3 mL no pico do esforço Pacientes VO2 pico >20 mL/min/kg 9,2 mL no limiar anaeróbico 1,3 mL no pico do esforço LACE - UFF

UTILIZAÇÃO PRÁTICA DO MÉTODO Ergoespirometria em Medicina do Esporte UTILIZAÇÃO PRÁTICA DO MÉTODO Limiar Ventilatório - Desequilíbrio entre oferta X demanda de O2 - Aumento da velocidade da glicólise muscular - Diminuição da concentração de NADH+ = formação de ácido lático Wasserman, K; Whipp BJ. Exercise Physiology in Health and Disease. Am Rev Respir Dis 1975;112:219-49. LACE - UFF

Lactato H+ + HCO3- H2O H2CO3 CO2 Limiar Ventilatório ÁCIDO LÁTICO Ergoespirometria em Medicina do Esporte Limiar Ventilatório Lactato ÁCIDO LÁTICO H+ + HCO3- H2CO3 H2O CO2

MÉTODOS DE DETECÇÃO DO LIMIAR VENTILATÓRIO Ergoespirometria em Medicina do Esporte MÉTODOS DE DETECÇÃO DO LIMIAR VENTILATÓRIO Ventilação Pulmonar (VE) E VCO2:  mais rápido VE/VO2: início do aumento Fração expirada de O2: início do aumento Derivações LACE - UFF

UTILIZAÇÃO PRÁTICA DO MÉTODO Ergoespirometria em Medicina do Esporte UTILIZAÇÃO PRÁTICA DO MÉTODO Limiar anaeróbico Poder preditivo na insuficiência cardíaca Gitt AK, Wasserman K, Kilkowski C et al. Exercise anaerobic threshold and ventilatory efficiency identify heart failure patients for high risk of early death. Circulation 2002; 106: 3079-84. VO2 pico </= 14 mL/min/kg OR= 3,4 VExVCO2 slope > 34 OR= 4,8 VO2 no limiar < 11 mL/min/kg OR= 5,3 LACE - UFF

CONCLUSÃO Análise de gases expirados durante o exercício Ergoespirometria em Medicina do Esporte CONCLUSÃO Análise de gases expirados durante o exercício Análise funcional integrada e objetiva Avaliação de risco e gravidade da doença Prescrição individualizada LACE - UFF