SISTEMA RESPIRATRIO Msculos respiratrios Curva de dissociao da

SISTEMA RESPIRATÓRIO • Músculos respiratórios • Curva de dissociação da oxihemoglobina durante o exercício e a diferença arterio-venosa • Equilíbrio ácido - básico durante o exercício. • Estudo da ventilação em exercício de intensidade crescente, e de intensidade constante acima e abaixo do limiar anaeróbico. • limiar anaeróbico respiratório.

SISTEMA RESPIRATÓRIO • Levar e permutar o ar atmosférico desde o ambiente externo até os pulmões (ventilação). • Difundir os gases, levando O 2 aos tecidos e removendo CO 2 ( perfusão)

PULMÕES E ALVÉOLOS • PULMÕES • Alvéolo – Volume médio • 4 – 6 litros – Peso: 1 K – Se esticado, cobre a metade de uma quadra de basquete. – 300 milhões. – 0, 03 de diâmetro – Unidos a capilares sanguíneo resulta em espessura de 0, 3 um – Pode ocorrer difusão intra – alveolar. • Poros de Kohn Permuta: 250 ml de O 2 200 ml de CO 2 No exercício, 25 vezes mais

FILTRACÃO E LIMPEZA • Muco secretado na zona de condução • Projeções digiformes ( cílios) ascendem o muco até a faringe. – 1 a 2 cm/s • Macrófagos, nos alvéolos. • Fumaça de cigarro e outros poluentes impedem ação de limpeza.

MEC NICA DA RESPIRACÃO • Pulmão flutua na caixa torácica • Circundado por uma camada de líquido pleural. • Estão presos à caixa torácica, mas podem deslizar livremente. • Pressão alveolar: sem respiração, é igual à do ambiente. • Compliança: Grau de expansão pulmonar para mudança na pressão transpulmonar. – 1 cm de água = 200 ml de expansão. • Tensão superficial x surfactante: células epiteliais. – Fosfolipídios, proteínas e íons (dipalmitoilfosfatidilcolina)

MEC NICA RESPIRATÓRIA

MÚSCULOS RESPIRATÓRIOS • NO REPOUSO – Inspiração • Diafragma – Expiração • Retratilidade pulmonar • NO EXERCÍCIO – Inspiração • Intercostais esternos, peitorais menores, escalenos, esternocleidomatoideo. – Expiração • Mm. Parede abdominal

VOLUMES PULMONARES Vital capacity n tio ir p ins ra pi ex n o i at Inspiratory reserve volume Total lung capacity Tidal volume Measured with a spirometer attached to a kymograph plotter (rotating drum) Residual volume FEV 1 is Expiratory the forced reserve expiratory volume in one Can’t breathe second out all the air in your lungs!

Espaço morto x espaço fisiológico

Relação freqüência x profundidade

Limites da Ventilação

Adaptações ao exercício

Ventilação x performance • A ventilação limita a performance? – Sedentários COR – Ativos MUSC – Atletas PUL MUSC COR MUSC PUL COR

Manobra de Valsalva

TRANSPORTE DOS GASES

PERMUTA ALVÉOLO - CAPILAR • LEI DE FICK O Ritmo de transferência de gases através de uma lâmina é proporcional à área tecidual, a uma constante de difusão à diferença de pressão dos gases de cada lado da membrana e inversamente proporcional à espessura da membrana. • A constante de difusão é proporcional à solubilidade do gás e inversamente proporcional à raiz quadrada do peso molecular do gás. • PM CO 2: 44 • PM O 2: 32 • CO 2 se difunde 20 x mais, por ter maior solubilidade.

Permuta alvéolo - capilar

Transporte do O 2 • No Plasma – – 3 ml / litro de sangue Mantém a vida por 4 s. Estabelece a PO 2 Determina o carreamento da Hb e a liberação de O 2 nos tecidos • Composto metálico • 280 milhões de Hb, cada uma com 25 trilhões de hemacias – 4 átomos de ferro • • 197 ml / litro de sangue 15 a 16 de Hb / 100 ml 1, 34 ml / Hb Na mulher: 5 – 10% menos

Curva de dissociação da Oxihemoglobina Efeito Bohr Qualquer aumento na acidez, temperatura e na concentração de dióxido de carbono desvia a curva de dissociação. • Alteração na estrutura da Hb e menor capacidade de fixar o O 2.

O 2, 3 difosfoglicerato • Produzido nas hemacias durante reações de glicolise. • Se une à Hb e reduz sua capacidade fixadora do O 2. • Maior concentração em mulheres. • Parece ser maior em atletas anaeróbios.

Mioglobina • Confere cor avermelhada à fibra. • Acidez, lactato não interferem na dissociação. • Em animais, aumenta com o treinamento.

Diferença artério-venosa de oxigênio

TRANSPORTE DO CO 2 • No plasma: • Composto carbamino: • Bicarbonato: 5% 20% 60 – 80%

EQUILIBRIO ÁCIDO-BÁSICO • Ph : Se a quantidade de H+ ultrapassar –OH • · Ph músculo – 7, 1 ( chega a 6, 7 ou menos) • o H+ não se difundem livremente • · Ph sangue arterial – 7, 4 (tolerável de 6, 9 a 7, 5, ainda assim por pouco tempo)

Tamponamento • • • o Tampões químicos § Bicarbonato § Hemoglobina § Proteínas § Fosfatos 18, 0 1, 7 0, 3 • Tampões fisiológicos – Ventilação pulmonar – Tampão renal

Efeito do exercício no tamponamento • Maior desafio é o aumento do lactato. • Organismo suporta variação até Ph de 6. 8 – Náusea, cefaléa, vertigem, desconforto e dor muscular. • Lactato = 30 m. M

CONTROLE DA VENTILACÃO • O SNC regula magistralmente a ventilação. – Mesmo no exercício PO 2 e PCO 2 são pouco alteradas. • Não e necessário tentar controlar conscientemente a ventilação durante o exercício.

CENTRO RESPIRATÓRIO • Localizado no bulbo e na ponte – Grupo dorsal – Grupo ventral – Centro pneumotoracico

Grupo dorsal respiratório • No núcleo do trato solitário ( bulbo) – Terminação sensorial do vago e glossofaríngeo • Emite potencial de ação inspiratório – Sinais em rampa –cessa por 3 seg. – Sinais se repetem por toda vida. – Ritmo respiratório básico.

Centro pneumotorácico • Transmite sinais para a área inspiratória – Controla o ponto de desligamento da rampa inspiratória • Com sinais fortes, a inspiração dura 5 seg. • Com sinais fracos tempo inspiratório aumenta. – O efeito é secundário

Grupo ventral • Não atua na respiração de repouso. • Quando o impulso inspiratório fica forte, transborda para a região ventral. • Uns neurônios estimulam a inspiração e outros a expiração.

Reflexo de Hering - Breuer • Receptores de estiramento nas paredes dos brônquios e bronquíolos – nervo vago – grupo respiratório dorsal. – Desligam a rampa inspiratória. – Aumentam a freqüência respiratória.

CONTROLE QUÍMICO • Excesso de CO 2 e H+ estimulam o centro respiratório. • O 2 não tem efeito significativo. – Atua nos quimioceptores periféricos da carótida e aorta.

Controle pelo CO 2 e H+ • Atuam na área quimiossensitiva. • Responde melhor ao H+, mas este não atravessa a barreira entre o sangue e o liquido cefalorraquidiano. • Logo, o CO 2 acaba atuando mais eficazmente, embora de efeito indireto. – Combinado com água, formando acido carbônico – Se dissocia em H+ e bicarbonato. H+ do liquido corporal tem potente efeito.

Controle dos quimioceptores periféricos • Localizados em varias áreas do cérebro – Em maior parte na carótida – N. de Hering, glossofaringeo, área dorsal. • Monitoram especialmente a PO 2 • Corpos quimioceptores possuem uma vascularização especial. – Recebem 20 x O 2 em relação a seu peso. • Atuam quando a PO 2 cai a valores baixos. • CO 2 e H+ também estimulam, mas muito pouco.

Hiperventilação e apnéia • Necessidade de respirar ocorre 40” após prender-se a respiração. • Na hiperventilação, PCO 2 cai para 15 mm. HG. • Se a PO 2 cair antes de a PCO 2 subir a 46 mm. HG, pode ocorrer síncope.

Regulação durante o exercício • Estímulos químicos ou outros mecanismos isolados não explicam a hiperpnéia. – CO 2 e O 2. – Acidez e PCO 2 • PO 2 sofre discreto aumento – Aumenta permuta alvéolo – capilar. • No exercício máximo anaeróbio, PCO 2 venosa aumenta, mas a alveolar se mantém. – A hiperventilação resultante reduz PCO 2 a 25 mm. Hg. • Estabilidade é compensada pelos quimioceptores através da detecção no ciclo respiratório.

Regulação durante o exercício

Controle não - químico • Alterações antes e imediatamente após exercício sugere fatores não-químicos. – Influência cortical • Neurônios no bulbo – alteração antes e no início. – Influência periférica. • Articulações, tendões. . . • Grandes reduções logo após exercício. • Movimentos passivos e oclusão sanguínea promove aumento ventilatório. – Temperatura • Pouco efeito

Ação integrada • Fase I – aumento rápido – Comando central – Músculos ativos • Fase II – Exponencial mais lenta. – – 20” após início Comando central Retroalimentação. Neurônios respiratórios • Fase III – Estabilidade – Mecanismos com valores estáveis – Sintonia fina por quimioceptores

Ação integrada Recuperação • Fase rápida – Retirada do comando central. – Retirada do influxo sensorial. • Fase lenta – Diminuição gradual da atividade do CR. – Normalização metabolica, térmica e química.

Exercício em intensidade constante • Ventilação aumenta linearmente com o VO 2 e produção de CO 2. – Até aproximadamente 70% do VO 2 max. • Relação de 20 – 25 litros / litro de O 2. • Aumenta no início pelo incremento do volume corrente. – À medida que aumenta a intensidade, a freqüência respiratória passa e desempenhar papel importante. • Tempo de trânsito do sangue continua longo. – Apesar da maior velocidade de passagem do sangue, tempo para a aeração continua suficiente.

Exercício em intensidade constante Equivalente respiratório • VE / VO 2 • Adultos jovens – 25 /1 até 55% do VO 2 max. • Crianças – 32 / 1 • Modalidade de exercício – Menor na natação que na corrida. • Restrição ventilatória da natação. • Pode limitar permita gasosa nas velocidades máximas.

Exercício de intensidade crescente • Perda de linearidade entre ventilação e consumo de O 2. • Equivalente respiratório pode chegar a 35 – 40 litros / litro de O 2 consumido. – O ponto de interesse é momento em que a ventilação aumenta de maneira desproporcional ao consumo de O 2.

Exercício de intensidade crescente • O que provoca este aumento na ventilação? – Aumenta da atividade glicolítica. – Aumento na concentração de H+ – Produção adicional de CO 2 para tamponamento do lactato. • H+ + H 2 CO 3 CO 2 H 20 +

Equivalente respiratório • Relação entre volume de ar ventilado e O 2 consumido • Diferente de limiar ventilatório. • Determina ponto de limiar anaeróbio. • Não devidamente validado.

Relação ventilação x lactato

OBLA e desempenho • Desempenho depende de – VO 2 max. – OBLA. • Desempenho é melhor previsto pelo OBLA.

Diferenças raciais • Africanos apresentam melhor performance mesmo com VO 2 max. Semelhante. – Mais enzimas oxidativas – Menor concentração plasmática de lactato. – Economia mecânica na corrida. – Limiar de lactato a um maior percentual do VO 2 max. – Wetson (2000), apud Mc. Ardle, 2003.

Mensuração do limiar de lactato • Objetivos – Indicador do estado de treinamento; – Previsão de desempenho de endurance. – Determinação da intensidade de treinamento.

A prática cotidiana do Limiar anaeróbio respiratório • O que mede – Aumento desproporcional da ventilação. – Aumento desproporcional da produção do CO 2 – Aumento desproporcional da relação VE / VO 2 – Aumento desproporcional da relação VE / FC – Aumento desproporcional

A prática cotidiana do Limiar anaeróbio respiratório • Custo da aparelhagem • U$ 10. 000 a 20. 000 – As células para análise de gás são extremamente caras; – São fabricados para várias funções clínicas • Requerem calibração constante. – Feita só por pessoal especializado. • Alternativa – Espirômetros se análise de gases • Limiar ventilatório.

A prática cotidiana do Limiar anaeróbio respiratório • Testes indiretos – Conconni – Weltman – Percepção de esforço.

A prática cotidiana do Limiar anaeróbio respiratório • O LAn como melhor variável de avaliação e prescrição. – Dados correntes de prescrição da intensidade do exercício são generalistas. • 50 – 85% do VO 2 max • Para atletas e doentes isto pode ser crítico. – Poucos protocolos medem o VO 2 max na natação.