SISTEMA RESPIRATÓRIO. Músculos respiratórios. Curva de dissociação da oxihemoglobina diferença arterio-venosa

Transcrição

1 Músculos respiratórios SISTEMA RESPIRATÓRIO 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.

2 SISTEMA RESPIRATÓRIO Levar e permutar o ar atmosférico desde o ambiente externo até os pulmões (ventilação). Difundir os gases, levando O2 aos tecidos e removendo CO2 ( perfusão)

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4 PULMÕES E ALVÉOLOS PULMÕES Volume médio 4 6 litros Peso: 1 K Se esticado, cobre a metade de uma quadra de basquete. Alvéolo 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 O2 200 ml de CO2 No exercício, 25 vezes mais

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6 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.

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8 Limpeza do ar Cilios nasais Muco Sistema imunológico

9 MECÂNICA 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)

10 MECÂNICA RESPIRATÓRIA

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

12 VOLUMES PULMONARES Inspiratory reserve volume Total lung capacity Vital capacity Measured with a spirometer attached to a kymograph plotter (rotating drum) Tidal volume Residual volume Expiratory reserve volume Can t breathe out all the air in your lungs! FEV 1 is the forced expiratory volume in one second

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14 Espaço morto x espaço fisiológico

15 Relação freqüência x profundidade

16 Limites da Ventilação

17 Adaptações ao exercício

18 Modalidades n Idade Estatura CV Vôlei de Praia 5 27,4 (+-4,6) 195,0 (+-5,3) 5,7 (+ -0,2) Natação 6 20,7 (+-7,6) 177,5(+-3,8) 4,9(+ -0,5) Judô 7 19,7 (+-4,4) 176,7(+-6,5) 5,1(+ -0,5) Atletismo 7 25,7(+-0,7) 176,3(+-5,5) 4,6 (+ -0,6) Sedentários 6 25,4 (+-5,3) 175,6(+-6,7) 4,7(+ -0,8) Futebol 5 25,4 (+-4,2) 174,1(+-7,2) 4,2(+ -0,6)

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

20 Manobra de Valsalva

21 TRANSPORTE DOS GASES

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23 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 CO2: 44 PM O2: 32 CO2 se difunde 20x mais, por ter maior solubilidade.

24 Permuta alvéolo - capilar

25 Transporte do O2 No Plasma 3 ml / litro de sangue Mantém a vida por 4 s. Estabelece a PO2 Determina o carreamento da Hb e a liberação de O2 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 / 100ml 1,34 ml / Hb Na mulher: 5 10% menos

26 Efeito Bohr Curva de dissociação da Oxihemoglobina 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 O2.

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29 O 2,3 difosfoglicerato Produzido nas hemacias durante reações de glicólise. Se une à Hb e reduz sua capacidade fixadora do O2. Maior concentração em mulheres. Parece ser maior em atletas anaeróbios.

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

31 Diferença artério-venosa de oxigênio

32 TRANSPORTE DO CO2 No plasma: 5% Composto carbamino: 20% Bicarbonato: 60 80%

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34 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)

35 Tamponamento o Tampões químicos Bicarbonato 18,0 Hemoglobina 8,0 Proteínas 1,7 Fosfatos 0,3 Tampões fisiológicos Ventilação pulmonar Tampão renal

36 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 mm

37 CONTROLE DA VENTILACÃO O SNC regula magistralmente a ventilação. Mesmo no exercício PO2 e PCO2 são pouco alteradas. Não e necessário tentar controlar conscientemente a ventilação durante o exercício.

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

39 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.

40 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

41 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.

42 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.

43 CONTROLE QUÍMICO Excesso de CO2 e H+ estimulam o centro respiratório. O2 não tem efeito significativo. Atua nos quimioceptores periféricos da carótida e aorta.

44 Controle pelo CO2 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 CO2 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.

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46 Controle dos quimioceptores periféricos Localizados em varias áreas do cérebro Em maior parte na carótida N. de Hering, glossofaringeo, área dorsal. Monitoram especialmente a PO2 Corpos quimioceptores possuem uma vascularização especial. Recebem 20x O2 em relação a seu peso. Atuam quando a PO2 cai a valores baixos. CO2 e H+ também estimulam, mas muito pouco.

47 Hiperventilação e apnéia Necessidade de respirar ocorre 40 após prender-se a respiração. Na hiperventilação, PCO2 cai para 15 mmhg. Se a PO2 cair antes de a PCO2 subir a 46 mmhg, pode ocorrer síncope.

48 Regulação durante o exercício Estímulos químicos ou outros mecanismos isolados não explicam a hiperpnéia. CO2 e O2. Acidez e PCO2 PO2 sofre discreto aumento Aumenta permuta alvéolo capilar. No exercício máximo anaeróbio, PCO2 venosa aumenta, mas a alveolar se mantém. A hiperventilação resultante reduz PCO2 a 25 mmhg. Estabilidade é compensada pelos quimioceptores através da detecção no ciclo respiratório.

49 Regulação durante o exercício

50 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

51 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

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

53 Exercício em intensidade constante Ventilação aumenta linearmente com o VO2 e produção de CO2. Até aproximadamente 70% do VO2 max. Relação de litros / litro de O2. 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.

54 Exercício em intensidade constante Equivalente respiratório VE / VO2 Adultos jovens 25 /1 até 55% do VO2 max. Crianças 32 / 1 Modalidade de exercício Menor na natação que na corrida. Restrição ventilatória da natação. Pode limitar permita gasosa nas velocidades máximas.

55 Exercício de intensidade crescente Perda de linearidade entre ventilação e consumo de O2. Equivalente respiratório pode chegar a litros / litro de O2 consumido. O ponto de interesse é momento em que a ventilação aumenta de maneira desproporcional ao consumo de O2.

56 Exercício de intensidade crescente O que provoca este aumento na ventilação? Aumenta da atividade glicolítica. Aumento na concentração de H+ Produção adicional de CO2 para tamponamento do lactato. H+ + H2CO3 H20 + CO2

57 Equivalente respiratório Relação entre volume de ar ventilado e O2 consumido Diferente de limiar ventilatório. Determina ponto de limiar anaeróbio. Não devidamente validado.

58 Relação ventilação x lactato

59 OBLA e desempenho Desempenho depende de VO2 max. OBLA. Desempenho é melhor previsto pelo OBLA.

60 Africanos apresentam melhor performance mesmo com VO2 max. Semelhante. Mais enzimas oxidativas Menor concentração plasmática de lactato. Economia mecânica na corrida. Limiar de lactato a um maior percentual do VO2 max. Wetson (2000), apud McArdle, Diferenças raciais

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

62 A prática cotidiana do Limiar anaeróbio respiratório O que mede Aumento desproporcional da ventilação. Aumento desproporcional da produção do CO2 Aumento desproporcional da relação VE / VO2 Aumento desproporcional da relação VE / FC Aumento desproporcional

63 A prática cotidiana do Limiar anaeróbio respiratório Custo da aparelhagem U$ a 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.

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

65 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 % do VO2 max Para atletas e doentes isto pode ser crítico. Poucos protocolos medem o VO2 max na natação.