UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE CURSO DE FISIOTERAPIA SIMONE SATICO HAYASHI

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1 UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE CURSO DE FISIOTERAPIA SIMONE SATICO HAYASHI A EFICÁCIA DO INCENTIVADOR RESPIRATÓRIO A VOLUME VOLDYNE COMO FORTALECEDOR DOS MÚSCULOS INSPIRATÓRIOS TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO Cascavel- PR 2004

2 2 UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE CURSO DE FISIOTERAPIA SIMONE SATICO HAYASHI A EFICÁCIA DO INCENTIVADOR RESPIRATÓRIO A VOLUME VOLDYNE COMO FORTALECEDOR DOS MÚSCULOS INSPIRATÓRIOS Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Fisioterapia da Universidade Estadual do Oeste do Paraná Campus Cascavel como requisito parcial para obtenção do título de Graduação em Fisioterapia. Orientadora: Prof a. Keila Okuda Tavares Cascavel - PR 2004

3 3 TERMO DE APROVAÇÃO SIMONE SATICO HAYASHI A EFICÁCIA DO INCENTIVADOR A VOLUME VOLDYNE COMO FORTALECEDOR DOS MÚSCULOS INSPIRATÓRIOS Trabalho de Conclusão de Curso aprovado como requisito parcial para obtenção do título de Graduado em Fisioterapia, na Universidade Estadual do Oeste do Paraná. Profª. Josiane Rodrigues da Silva Coordenadora do Curso BANCA EXAMINADORA... Orientadora: Profª. Keila Okuda Tavares Colegiado de Fisioterapia UNIOESTE... Profª. Erica Fernanda Osaku Colegiado de Fisioterapia UNIOESTE... Profª. Francyelle Pires dos Santos Suzin Colegiado de Fisioterapia - UNIOESTE Cascavel, 11 novembro de 2004.

4 4 Dedico este trabalho aos meus pais, Yoshio e Miyoko e a minha irmã, Fabiana com amor e gratidão.

5 5 AGRADECIMENTOS Agradeço em primeiro lugar a Deus, pelas oportunidades em minha vida e por me dar forças para não desistir quando tudo parecia dar errado. Ao meu pai Yoshio, à minha mãe Miyoko e à minha irmã Fabiana pelo incentivo, compreensão e confiança, principalmente por estares ao meu lado em todas as etapas da minha vida. À minha orientadora Keila pelo apoio, paciência e por ter compartilhado seu conhecimento. Ao professor Carlos pela amizade e por ter me ajudado com os resultados. Aos meus amigos pela amizade, companheirismo e por todos os momentos bons compartilhados. Ao pessoal de república João, Rodrigo e Rubens pela paciência e compreensão. A todos aqueles que contribuíram de alguma forma para a realização deste trabalho.

6 6 RESUMO A espirometria de incentivo melhora a insuflação pulmonar restaurando volumes e capacidades como conseqüência melhora a performance clínica do paciente pneumopata em suas atividades diárias. Este trabalho se justifica pela escassez de estudos que comprovem a atuação do incentivador respiratório a volume Voldyne como fortalecedor muscular inspiratório, melhorando a ventilação pulmonar. Tem como objetivos verificar a melhora da força muscular inspiratória nos indivíduos submetidos ao uso do incentivador respiratório a volume Voldyne; verificar qual é a dimensão/proporção do ganho de força diafragmática com o uso do incentivador respiratório a volume Voldyne e verificar a melhorar a expansibilidade torácica. A amostra foi composta por acadêmicos da Universidade Estadual do Oeste do Paraná de ambos os sexos, com idade variando entre 20 a 41 anos. Foram realizadas duas avaliações, uma no início, antes da aplicação do protocolo proposto e outra após seu término. Foram avaliadas a Pimáx, a Cirtometria Dinâmica e a força diafragmática manual. Concluída a avaliação, os vinte indivíduos foram divididos aleatoriamente em dois grupos de 10 pessoas; grupo controle e tratado. O grupo tratado utilizou o exercitador volumétrico Voldyne com freqüência de 2 atendimentos semanais, durante 20 sessões. Foi encontrada variação estatisticamente significativa entre os valores iniciais e finais da Pimáx e força diafragmática manual no grupo tratado. No grupo controle não foi encontrado variação significativa. Não houve alterações significativas em relação aos valores da Cirtometria Torácica. Concluí-se que o incetivador inspiratório a volume Voldyne fortalece os músculos inspiratórios, melhorando a função diafragmática. Palavras-chave: Diafragma; Reeducação Respiratória; Espirometria de Incentivo.

7 7 ABSTRACT The espirometry of incentive improves the insuflation of the lung restoring volumes and capacities as consequence it improves the clinical performance of the patient with respiratory problems in their daily activities. This work is justified for the shortage of studies that prove the performance of the incentive breathing of volume called Voldyne as inspiratory muscular strengthening, getting better to lung ventilation. It has as objectives to verify the improvement of the inspiratory muscular force in the individuals submitted to the use of the incentive breathing of volume Voldyne; to verify which is the proportion of the earnings of diaphragm force with the use of the incentive breathing of volume Voldyne and to verify improve the thoracic expansibility. The sample was composed by academics of the UNIOESTE of both sexes, with age varying among 20 to 41 years. Two evaluations were accomplished, one in the beginning, before the application of the proposed protocol and other after its end. They were appraised Maximum Inspiratory Pressure (Pimáx), Dinamics Cirtometry and the manual test of diaphragm force. Concluded the evaluation, the twenty individuals were divided in two groups of 10 people; control group and treaty group. The treaty group used frequently Voldyne of 2 weekly services, during 20 sessions. It was found variation statistically significant among the initial values and final values of Pimáx and manual test of diaphragm force in the treaty group. In the control group it was not found significant variation. There were not significant alterations in relation to the values of Thoracic Cirtometry. It was ended that the inspiratory incentive of volume Voldyne strengthens the inspiratory muscles, improving the diaphragm function. Word-key: Diaphragm; Reeducation Breathing; Espirometry of Incentive.

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9 9 SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS...9 LISTA DE TABELAS...10 LISTA DE GRÁFICOS INTRODUÇÃO FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Músculos Músculos esqueléticos Composição Química do Músculo Esquelético Estrutura do Músculo Esquelético Microestrutura do Músculo Esquelético Anatomia da Unidade Motora Contração Muscular Energia para Contração Muscular Mecanismos para a Produção de ATP Tipos de Fibras Musculares Forças Musculares Anatomia do Sistema Respiratório Trato respiratório Superior e Inferior Tórax Músculos Respiratórios Fisiologia da Respiração Diferenças de Pressão Durante a Respiração Difusão Relação Ventilação/Perfusão (V/Q) Trabalho Respiratório Avaliação da Força dos Músculos Inspiratórios Expansibilidade Torácica Espirometria de Incentivo METODOLOGIA RESULTADOS DISCUSSÃO CONCLUSÃO...65 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS...66 ANEXO...69 APÊNDICES...71

10 10 LISTA DE FIGURAS Figura 01: Estrutura do músculo esquelético...17 Figura 02: Microestrutura do músculo esquelético...19 Figura 03: Filamentos protéicos...20 Figura 04: Resumo do metabolismo anaeróbico da glicose...27 Figura 05: Os três estágios da fosforilação oxidativa...28 Figura 06: Trato respiratório...33 Figura 07: Lobos pulmonares...35 Figura 08: Inspirações em decúbito lateral esquerdo...53 Figura 09: Inspirações em decúbito lateral direito...53 Figura 10: Inspirações sentado com flexão de ombro esquerdo...53 Figura 11: Inspirações sentado com flexão de ombro direito...54 Figura 12: Inspirações em posição ortostática com abdução de ombro esquerdo...54 Figura 13: Inspirações em posição ortostatica com abdução de ombro direito...54

11 11 LISTA DE TABELAS Tabela 1: Dados sobre a amostra...56 Tabela 2: Resultados da Pimáx, médias e desvios padrão dos grupos tratado e controle...57 Tabela 3: Resultados da força muscular diafragmática dos grupos tratado e controle...59 Tabela 4: Valores da cirtometria torácica do grupo tratado...61 Tabela 5: Valores da cirtometria torácica do grupo controle...61

12 12 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1: Variação das médias da Pimáx dos grupos controle e tratado...58 Gráfico 2: Comparação dos valores de Pimáx iniciais e finais dos grupos tratado e controle...58 Gráfico 3: Variação dos valores das médias da força diafragmática nos grupos controle e tratado...60 Gráfico 4: Valores do teste de força diafragmática para os grupos tratado e controle...60

13 13 1 INTRODUÇÃO A respiração é um processo fisiológico fundamental à vida. O sistema respiratório pode ser comparado a uma bomba vital permitindo a troca de gases entre as células de um organismo e o ambiente externo. Algumas fases compõem o processo respiratório, como a ventilação e a circulação. A ventilação consiste no movimento dos gases para dentro e para fora dos pulmões e a circulação realiza o transporte desses gases para os tecidos (AZEREDO, 2002; KENDALL, 1995). Os responsáveis pela adequada promoção da ventilação são os músculos respiratórios. A contração executada por esses músculos age sobre a estrutura óssea que compõe a caixa torácica, fazendo com que ocorra uma diferença de pressão entre o meio interno e externo, o que por sua vez promove a entrada de ar nos pulmões. A pressão no interior do organismo é representada pela pressão pleural e alveolar, e a pressão externa é representada pela pressão atmosférica. O fluxo inspiratório ocorre quando a pressão pleural baixa a níveis subatmosféricos, este decréscimo ocorre pela contração dos músculos inspiratórios. A alteração de pressão pleural influencia o interior do pulmão, provocando mudança na pressão alveolar, alterando-a também a níveis subatmosféricos. Quando essa diminuição acontece forma-se uma pressão de propulsão que permite o processo ventilatório, pois o ar tem a tendência de fluir de regiões de alta pressão para regiões de baixa pressão (FISHMAN, 1992; TARANTINO, 1997; WEST, 2002). Os músculos respiratórios são classificados em inspiratórios e expiratórios. Os músculos inspiratórios são o diafragma, os intercostais paraesternais e interósseos. Como a expiração é um processo passivo, os músculos expiratórios atuam somente quando há necessidade de um processo ativo. Contribuem para esta atividade o músculo intercostal

14 14 paravertebral e os músculos da parede abdominal. Os músculos acessórios da inspiração não estão ativos na inspiração tranqüila, mas são recrutados sempre que a ventilação pulmonar estiver aumentada, como, na dispnéia. Dentre eles, há os músculos da região da cintura escapular e cervical que ajudam a elevar as costelas, como peitoral menor, escalenos, serrátil anterior e esternocleidomastoídeo (COSTA, 1999; TARANTINO, 1997). Durante a respiração normal, o principal músculo responsável pela inspiração é o diafragma (IRWIN e TECKLIN, 1994). Ele é formado por feixes musculares delgados em forma de duas cúpulas voltadas cranialmente, que separa, em termos anatômicos, a cavidade torácica da abdominal. Ele representa pelo menos 70% da atividade muscular respiratória (AZEREDO, 2002). O diafragma pode ser classificado pelas origens das suas fibras musculares. As fibras que se originam na região vertebral lombar constituem a parte crural do diafragma, aquelas que se originam nas últimas seis costelas formam o diafragma costal. As partes costal e crural se convergem formando um tendão central, que constitui a inserção do diafragma. A contração do diafragma puxa sua inserção para baixo, comprime as vísceras, desloca o abdômen para fora e eleva o gradil costal (IRWIN e TECKLIN, 1994). A espirometria de incentivo vem se tornando uma modalidade de terapia respiratória profilática, além de ser muito eficaz e segura na reabilitação respiratória. O principal objetivo da espirometria de incentivo é incentivar uma inspiração profunda. A técnica permite melhorar a insuflação pulmonar restaurando volumes e capacidades, otimizar o mecanismo de tosse e aumentar a força muscular dos músculos inspiratórios tendo como conseqüências a melhora da performance clínica do paciente em suas atividades diárias, pois produz um maior feedback ao paciente, redução das complicações pós-operatórias e promoção da educação do paciente (AZEREDO, 2002; PRYOR, 2002; TARANTINO, 1997). Têm-se dois tipos de incentivadores respiratórios, os a fluxo e os a volume. No incentivador a fluxo, como o Respiron e o Triflo, pode ocorrer fluxo turbulento inicial,

15 15 alteração no trabalho ventilatório, alterando assim o padrão de ventilação durante o exercício. O incentivador a volume é mais fisiológico porque o volume de treinamento é constante até atingir a capacidade inspiratória máxima ou o nível prefixado pelo terapeuta, tendo-se como exemplo o Voldyne (AZEREDO, 2002). Este trabalho se justifica pela escassez de estudos que comprovem a atuação do incentivador respiratório a volume Voldyne como um fortalecedor muscular inspiratório visando a melhora da ventilação pulmonar. Os objetivos deste trabalho são: verificar a melhora da força muscular inspiratória nos indivíduos submetidos ao uso do incentivador respiratório a volume Voldyne, de acordo com o protocolo proposto neste estudo; verificar qual é a dimensão/proporção, do ganho de força do diafragma com o uso do incentivador respiratório a volume Voldyne e verificar a melhorar a expansibilidade torácica.

16 16 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1 Músculos Os músculos são controlados pelo sistema nervoso. Cada músculo possui um nervo motor que se divide em muitos ramos, que terminam na placa motora, com a função de controlar todas as células musculares. O nervo motor e todas fibras musculares que ele inerva formam a unidade motora. Quando um impulso percorre o nervo motor, a placa motora transmite este o impulso às células musculares originando a contração muscular (WILMORE e COSTILL, 2001). Se o impulso para a contração resultar de um ato consciente, o músculo é voluntário. Se o impulso originar de uma porção do sistema nervoso sobre o qual o indivíduo não tem controle consciente, o músculo é involuntário. Os músculos voluntários se diferenciam histologicamente dos músculos involuntários por apresentarem estriações transversais. Por esse motivo, os músculos voluntários são denominados estriados e os músculos involuntários são denominados lisos (WILMORE e COSTILL, 2001). Outra maneira de distinguir esses músculos é através da topografia. Os músculos estriados são esqueléticos, pois se fixam ao esqueleto, já os músculos lisos são viscerais, sendo encontrados nas paredes dos órgãos de diversos sistemas do organismo e nas paredes dos vasos sangüíneos. O músculo cardíaco é semelhante histologicamente ao músculo estriado, porém atua como músculo involuntário. (DÂNGELO e FATTINI, 1995; WILMORE e COSTILL, 2001).

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18 Músculos Esqueléticos Composição Química do Músculo Esquelético Setenta e cinco porcento do músculo esquelético é constituído por água, 20% por proteína e os 5% restantes são constituídos por sais inorgânicos e outras substâncias como os fosfatos de alta energia, uréia, ácido láctico, cálcio, magnésio, fósforo, várias enzimas, íons de sódio, potássio e cloreto, aminoácidos, gorduras e carboidratos (MCARDLE et al, 1998) Estrutura do Músculo Esquelético O tecido muscular é constituído por células alongadas, cilíndricas e multinucleadas com diâmetro variando de 10 a 100 µm, chamadas fibras musculares. Essas células originamse da mesoderme e diferenciam-se através de um processo de alongamento gradativo (JUNQUEIRA e CARNEIRO, 1990). As fibras musculares estão organizadas em feixes envoltos por uma membrana externa de tecido conjuntivo denominada de epimísio. Septos finos de tecido conjuntivo saem do epimísio e se dirigem para o interior do músculo envolvendo feixes individuais de fibras musculares, dividindo-os em fascículos. Esses septos de tecido conjuntivo têm o nome de perimísio.

19 19 Cada fibra muscular de um fascículo é revestida por um tecido conjuntivo chamado endomísio. O tecido conjuntivo mantém as fibras musculares unidas, permitindo que a força de contração individual de cada fibra atue no músculo como um todo (JUNQUEIRA e CARNEIRO, 1990; POWERS e HOWLEY, 2000). Figura 1: Estrutura do músculo esquelético Fonte POWERS, S. K. HOWLEY, E. T. Fisiologia do Exercício. 3 a ed. São Paulo: Manole, 2000 p Os vasos sanguíneos aprofundam-se no músculo por meio dos septos do tecido conjuntivo, formando uma rica rede capilar que circunda as fibras musculares. Além de trabalhar no fornecimento de oxigênio, de nutrientes e de hormônios, os vasos sangüíneos

20 20 retiram o calor e os subprodutos originados do metabolismo dos tecidos ativos (JUNQUEIRA e CARNEIRO, 1990; MCARDLE et al, 1998) Microestrutura do Músculo Esquelético O retículo endoplasmático das células musculares recebe o nome de retículo sarcoplasmático. Este é um sistema composto de redes longitudinais de canais tubulares e vesículas, que tem como função armazenar cálcio e conferir integridade estrutural à célula muscular, permitindo a propagação rápida da onda de despolarização da superfície externa da fibra muscular para o ambiente interno, a fim de iniciar a contração (MCARDLE et al, 1998; WILMORE e COSTILL, 2001). A membrana das células musculares é denominada sarcolema. Na extremidade de cada fibra muscular, o sarcolema se une ao tendão, o qual se insere no osso. Os tendões são constituídos por cordões fibrosos de tecido conjuntivo que tem a função de transmitir a força gerada pelas fibras musculares aos ossos, gerando o movimento (WILMORE e COSTILL, 2001). O citoplasma das células musculares chama-se sarcoplasma, que é a parte líquida da fibra muscular. O sarcoplasma contém organelas, proteínas, minerais, glicogênio e gorduras dissolvidas. A diferença entre o sarcoplasma e o citoplasma das outras células está no fato de que o sarcoplasma contém grande quantidade de glicogênio armazenado e mioglobina, que se liga ao oxigênio (JUNQUEIRA e CARNEIRO, 1990; POWERS e HOWLEY, 2000). No interior do sarcoplasma, encontram-se fibrilas paralelas denominadas de miofibrilas, que são estruturas em forma de bastão, constituídas por dois importantes filamentos protéicos: os filamentos espessos compostos de proteína miosina e os filamentos

21 21 finos formados pela proteína actina. Localizados na proteína actina existem duas outras proteínas, a troponina e a tropomiosina. Cada miofibrila é constituída por sarcômeros. Estas estruturas são cilíndricas com diâmetro de 1 a 2 µm e se localizam longitudinalmente à fibra muscular (MCARDLE et al, 1998; POWERS e HOWLEY, 2000; WILMORE e COSTILL, 2001). Visualizando as miofibrilas em microscópio óptico, observa-se estriações transversais devido à alternância de faixas escuras e claras, que são determinadas pela disposição da miosina e da actina. A faixa escura recebe o nome de banda A, nela são encontrados os filamentos tanto de miosina quanto de actina. A faixa clara chama-se banda I, onde se encontram os filamentos de actina. No centro de cada banda I aparece uma linha transversal escura, a linha Z. Cada sarcômero forma-se pela parte que fica entre duas linhas Z e contém uma banda A separando duas semibandas I. No centro da banda A nota-se uma zona mais clara, chamada banda H, onde são encontrados somente filamentos de miosina (JUNQUEIRA e CARNEIRO, 1990; POWERS e HOWLEY, 2000). Figura 2: Microestrutura do músculo esquelético. Fonte POWERS, S. K. HOWLEY, E. T. Fisiologia do Exercício. 3 a ed. São Paulo: Manole, 2000 p. 127.

22 22 A miosina corresponde à cerca de dois terços das proteínas totais dos músculos. Cada filamento de miosina é composto por 200 ou mais moléculas individuais de miosina. Cada molécula de miosina é formada por dois filamentos protéicos retorcidos. Uma extremidade de cada filamento é envolvida por uma cabeça globular chamada de cabeça da miosina, formando protusões no filamento de miosina para compor pontes cruzadas que vão interagir durante a ação muscular nos lugares de união do complexo actina-miosina, ou seja, nos sítios ativos dos filamentos de actina. Os filamentos de miosina são estabilizados por filamentos finos, compostos de titina. Este possui cerca de 5 nm de diâmetro e 1 µm de comprimento (MCARDLE et al, 1998; POWERS e HOWLEY, 2000; WILMORE e COSTILL, 2001). O filamento de actina possui uma extremidade inserida numa linha Z com a extremidade oposta se estendendo em direção ao centro do sarcômero. As moléculas de actina são globulares e formam o filamento de actina pela união dessas moléculas. Dois filamentos se dispõem de maneira helicoidal. Cada molécula de actina contém um sítio ativo onde a cabeça da miosina se liga (MCARDLE et al, 1998; POWERS e HOWLEY, 2000; WILMORE e COSTILL, 2001). A tropomiosina é uma proteína em forma de tubo que se retorce em torno dos filamentos de actina, encaixando-se nas fissuras existente entre eles. A troponina é uma proteína mais complexa que se fixa em intervalos regulares, tanto aos filamentos de actina quanto aos de tropomiosina (MCARDLE et al, 1998; POWERS e HOWLEY, 2000; WILMORE e COSTILL, 2001).

23 23 Figura 3: Filamentos protéicos. Fonte POWERS, S. K. HOWLEY, E. T. Fisiologia do Exercício. 3 a ed. São Paulo: Manole, 2000 p Existe uma extensa rede de túbulos transversos (túbulos T), que são extensões do sarcolema e passam lateralmente à fibra muscular. Esses túbulos são interconectados quando passam entre as miofibrilas e permitem que os impulsos nervosos recebidos pelo sarcolema sejam transmitidos as miofibrilas, além de transportar substâncias como glicose, oxigênio e os íons para as partes mais internas das fibras musculares (WILMORE e COSTILL, 2001). 2.3 Anatomia da Unidade Motora Células musculares esqueléticas estão acopladas a um prolongamento de uma fibra nervosa, que se origina de uma célula nervosa. Esta célula é denominada motoneurônio anterior e tem origem na medula espinhal. O motoneurônio anterior é composto de um corpo celular, um axônio e dendritos, que permitem transmitir um impulso da medula para o músculo.

24 24 O corpo celular é o centro de controle, está envolvido com a replicação e a transmissão do código genético. Ele fica localizado dentro da substância cinzenta da medula espinhal. O axônio se estende desde a medula até a placa motora, transmitindo o impulso ao músculo. Os dendritos são os ramos neurais curtos que recebem impulsos de outros neurônios e os conduzem para o corpo celular (MCARDLE et al, 1998). O sistema formado entre o motoneurônio anterior e as células musculares formam uma unidade motora. Esses componentes ficam próximos, porém sem entrar em contato direto um com o outro. A interface entre o motoneurônio anterior e as células musculares é chamado de junção neuromuscular ou placa motora terminal, tem por finalidade transmitir o impulso nervoso para a fibra muscular, a fim de iniciar a contração (POWERS e HOWLEY, 2000; WILMORE e COSTILL, 2001). A porção terminal do axônio do motoneurônio anterior se divide formando vários ramos axônicos, chamados terminais pré-sinápticos. Nesta região existem aproximadamente 50 a 70 vesículas que contém o neurotransmissor acetilcolina. No sarcolema pós-sináptico existe uma região invaginada que é denominada de goteira sináptica. A região entre a goteira sináptica e o terminal pré-sináptico do axônio chama-se fenda sináptica, a transmissão do impulso neural se processa neste local (MCARDLE et al, 1998). Quando um impulso nervoso atinge a extremidade pré-sináptica do nervo motor, a acetilcolina é liberada e se difunde através da fenda sináptica para se ligar aos sítios receptores das células musculares. Isso provoca um aumento da permeabilidade do sarcolema ao sódio resultando em uma despolarização, denominada de potencial da placa motora o qual é forte suficiente para ultrapassar o limiar de despolarização, sendo um sinal para o início da contração (POWERS e HOWLEY, 2000; WILMORE e COSTILL, 2001).

25 Contração Muscular. A contração muscular é explicada pela teoria do filamento deslizante. Um músculo se encurta ou alonga, pois os filamentos de actina e miosina deslizam uns sobre os outros, gerando assim, tensão. As cabeças das pontes cruzadas da miosina estão voltadas para a molécula de actina. A ligação entre essas duas proteínas é inibida pelo complexo troponina-tropomiosina. Quando ocorre despolarização do tecido muscular, ela é conduzida pelos túbulos transversos e esse potencial chega ao retículo sarcoplasmático. O cálcio é, então, liberado difundindo-se para o músculo, unindo-se a troponina, removendo, assim, a inibição do complexo troponinatropomiosina (MCARDLE et al, 1998; POWERS e HOWLEY, 2000; WILMORE e COSTILL, 2001). Com a remoção da inibição do complexo troponina-tropomiosina, as pontes cruzadas da miosina podem se conectar fortemente a actina, tendo como resultado uma alteração da conformação da ponte cruzada, que faz com que a cabeça da miosina incline em direção ao braço da ponte cruzadas tracionando os filamentos de actina. A cabeça globular da ponte cruzada de miosina possui uma enzima chamada miosina ATPase, esta é ativada pela actina gerando uma energia potencial que faz com que os filamentos de actina e miosina deslizem uns sobre os outros através da hidrólise do ATP (adenosina trifosfato) (MCARDLE et al, 1998; POWERS e HOWLEY, 2000; WILMORE e COSTILL, 2001). Após acontecer a inclinação da cabeça da miosina, ela se separa da actina, volta a sua posição original e se conecta a um novo sítio ativo sobre a actina. Essa separação ocorre quando o ATP se une à ponte cruzada de miosina. O acoplamento e desacoplamento da

26 26 miosina e actina continuam enquanto a concentração de cálcio permanece suficiente para inibir o sistema troponina-tropomiosina. 2.5 Energia para a Contração Muscular Para ocorrer uma contração muscular é necessária energia, esta é oriunda da degradação da ATP pela enzima miosina ATPase. A energia formada é usada também para bombear cálcio do sarcoplasma para o retículo sarcoplasmático, ao final da contração; e bombear íons sódio e potássio, através da membrana da fibra muscular, mantendo o ambiente iônico adequado para a propagação de potenciais de ação (GUYTON, 1992; POWERS e HOWLEY, 2000). A concentração de ATP na fibra muscular é pequena, e somente é capaz de manter a contração por no máximo 1 a 2 segundos. Porém após a degradação do ATP em ADP (adenosina difosfato), ele é refosforilado formando um novo ATP, em fração de segundos. Uma das fontes de energia usadas para a refosforilação do ATP é o composto fosfocreatina, que contém uma ligação fosfato de alta energia semelhante à do ATP. A fosfocreatina é quebrada e a energia liberada provoca a ligação de um novo íon fosfato ao ADP, formando, assim, um novo ATP. A combinação da energia do ATP e da fosfocreatina é suficiente apenas para manter a contração por aproximadamente 7 a 8 segundos (BERNE, 1996; GUYTON, 1992). Uma importante fonte de energia utilizada para a formação tanto do ATP como da fosfocreatina é o glicogênio armazenado nas células musculares. A instantânea degradação

27 27 enzimática do glicogênio a ácido pirúvico e ácido lático libera energia para a conversão de ADP em ATP e reconstrução da fosfocreatina. Essas reações glicolíticas podem ocorrer na ausência de oxigênio e é duas vezes e meio mais rápida que a formação de ATP pelas reações que envolvem a utilização do oxigênio. Por outro lado, ocorre o acúmulo de muitos produtos finais da glicólise nas células musculares, sendo capaz de manter a contração por apenas no máximo 1 minuto (BERNE, 1996; GUYTON, 1992). O metabolismo oxidativo é uma outra fonte de energia. Acontece uma combinação de oxigênio com nutrientes celulares para a formação do ATP. Noventa e cinco porcento da energia utilizada pelos músculos em contrações continuadas de longa duração derivam dessa fonte de energia. Os nutrientes que fazem parte dessas reações são os carboidratos, as gorduras e as proteínas (BERNE, 1996; GUYTON, 1992). 2.6 Mecanismos de Produção de ATP A energia proveniente do sol sob a forma de energia luminosa possibilita a fotossíntese realizada pelas plantas que converte a luz em energia química. Quando ingerimos as plantas e animais, obtemos a energia química que está armazenada nos alimentos na forma de carboidratos, gorduras e proteínas. Para que possamos utilizar essa energia é necessária a clivagem dos alimentos, liberação da energia armazenada em ligações químicas (ligações de alta energia) e transferência dessa energia numa forma biologicamente utilizável. Os carboidratos são convertidos em glicose. Em condições de repouso, o glicogênio é sintetizado, pela união de centenas a milhares de moléculas de glicose. Quando necessário, o glicogênio armazenado no fígado é reconvertido em glicose, que é transportada pelo sangue

28 28 aos tecidos, onde é metabolizada, produzindo ATP (MCARDLE et al, 1998, POWERS e HOWLEY, 2000; WILMORE e COSTILL, 2001). As gorduras fornecem grande quantidade de energia durante o exercício prolongado. Elas são menos acessíveis ao metabolismo porque, primeiramente, elas necessitam ser reduzidas para componentes básicos como o glicerol e os ácidos graxos. Somente o ácido graxo é utilizado na formação do ATP (MCARDLE et al, 1998, POWERS e HOWLEY, 2000; WILMORE e COSTILL, 2001). As proteínas são compostas por aminoácidos, elas contribuem para a produção de energia, através de dois processos. Ou o aminoácido alanina é convertido em glicose no fígado, ou os aminoácidos como a isoleucina, alanina, leucina e valina podem ser convertidos em intermediários metabólicos nas células musculares, contribuindo diretamente nas vias energéticas (MCARDLE et al, 1998, POWERS e HOWLEY, 2000; WILMORE e COSTILL, 2001). O organismo necessita do combustível energético para realizar o crescimento celular, reparar tecidos lesados, promover transporte ativo das substâncias como glicose e cálcio através das membranas celulares, provocar a ação muscular para geração de força (WILMORE e COSTILL, 2001). A fosforilação direta do ADP a partir de fosfocreatina é o sistema mais simples e rápido de obtenção de energia. Este sistema funciona como um tampão para manter a concentração normal do ATP no início da contração, enquanto ocorre a regeneração do ATP por outros processos. A liberação de energia é intermediada pela enzima creatina quinase (CK), atuando sobre a fosfatocreatina para separar o grupo fosfato-inorgânico (P i ) da creatina. A energia resultante é utilizada, então, para ligar o P i a uma molécula de ADP, criando um ATP (POWERS e HOWLEY, 2000; WILMORE e COSTILL, 2001).

29 29 Uma segunda via produtora de energia é chamada glicólise anaeróbica. É a transferência energética da glicose, unindo o P i ao ADP. Envolve várias reações acopladas catalisadas enzimaticamente. Produz um ganho de duas moléculas de ATP e duas moléculas de ácido pirúvico ou ácido láctico por molécula de glicose. O ácido pirúvico penetra nas mitocôndrias das células musculares e reage com oxigênio, formando um número ainda maior de molécula de ATP. Entretanto, se o oxigênio for insuficiente para que ocorra esta etapa do metabolismo da glicose (etapa oxidativa), a maior parte do ácido pirúvico é convertida em ácido láctico. A glicólise pode ser dividida em duas fases: a fase de investimento de energia e a fase de geração de energia. As cinco primeiras reações representadas na figura 4 mostram a fase de investimento de energia, em que o ATP armazenado é utilizado para formar substâncias fosfatadas. Para que a glicólise consiga exercer sua função de produção de energia é necessária a adição de ATP em dois pontos no início da via metabólica. O objetivo do uso inicial da ATP é a adição de grupos fosfatos à glicose e à frutose-6-fosfato (POWERS e HOWLEY, 2000; WILMORE e COSTILL, 2001). As últimas cinco reações representadas na figura 4 representam a fase de geração de energia da glicólise. São produzidas duas moléculas de ATP em cada uma das duas reações separadas perto do final da via glicolítica. Então, o ganho da glicólise é de dois ATP quando a glicose serve como substrato (POWERS e HOWLEY, 2000; WILMORE e COSTILL, 2001).

30 30 Figura 4: Resumo do metabolismo anaeróbico da glicose. Fonte POWERS, S. K. HOWLEY, E. T. Fisiologia do Exercício. 3 a ed. São Paulo: Manole, 2000 p. 31. A produção aeróbica de ATP ocorre no interior das mitocôndrias e produz 36 mols de ATP por mol de glicose, pode operar continuamente quando a circulação é adequada, porém este é um processo lento. Esse processo de produção aeróbico de ATP é chamado de fosforilação oxidativa, sendo composto por três estágios: a geração de uma molécula com dois carbonos, o acetil coenzima A (acetil-coa); a oxidação do acetil-coa no ciclo de Krebs e o

31 31 processo de fosforilação oxidativa na cadeia de transporte de elétrons (POWERS e HOWLEY, 2000). Figura 5: Os três estágios da fosforilação oxidativa. Fonte POWERS, S. K. HOWLEY, E. T. Fisiologia do Exercício. 3 a ed. São Paulo: Manole, 2000 p. 34. Na presença de oxigênio, o ácido pirúvico é convertido em acetil-coa, pelo processo de glicólise aeróbica. O ciclo de Krebs é a conclusão da oxidação (remoção de hidrogênio) dos carboidratos, das gorduras ou proteínas. A remoção dos hidrogênios dos substratos nutricionais nas vias bioeneregéticas é feita por moléculas transportadoras chamadas nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD) e flavina adenina dinucleotídeo (FAD).

32 32 A importância da oxidação é que os hidrogênios possuem energia potencial das moléculas dos alimentos, sendo essa energia utilizada na cadeia de transporte de elétrons. O acetil CoA entra no ciclo de Krebs e sofre a ação de uma série de reações químicas que permite sua oxidação completa. No final desse ciclo, os produtos formados são 2 moles de ATP e o substrato (carboidrato) é degradado em dióxido de carbono e hidrogênio (WILMORE e COSTILL, 2001). Os hidrogênios liberados durante a glicólise e durante o ciclo de Krebs são transportados pelo NAD e FAD para a cadeia de transporte de elétrons, onde são clivados em prótons e elétrons. No final da cadeia, o H + (íon hidrogênio) se combina com o oxigênio formando água. Os elétrons separados do hidrogênio passam por várias reações, fornecendo energia para a fosforilação da ADP, criando o ATP (WILMORE e COSTILL, 2001). 2.7 Tipos de Fibras Musculares As fibras musculares podem ser classificadas em dois tipos por suas características contráteis e metabólicas. Existem as fibras rápidas ou fibras de contração rápida (tipo II) e as fibras lentas ou fibras de contração lenta (tipo I). A maioria dos grupos musculares é composta de uma combinação entre as fibras lentas e rápidas. A porcentagem dos tipos de fibra sofre influência genética, dos níveis hormonais no sangue e dos hábitos de exercício do indivíduo (POWERS e HOWLEY, 2000). As fibras de contração rápida apresentam uma alta capacidade para a transmissão eletrolítica dos potenciais de ação, um alto nível de atividade da miosina ATPase, um nível

33 33 rápido de liberação e captação do cálcio por um retículo sarcoplasmático altamente desenvolvido e um alto ritmo de renovação das pontes cruzadas. Essas características estão relacionadas com sua capacidade de geração de energia para as contrações rápidas e vigorosas. Essas fibras dependem dos processos glicolíticos rápidos de produção de energia (MCARDLE et al, 1998; POWERS e HOWLEY, 2000). As fibras rápidas podem ser subdivididas em tipo IIa e IIb. A fibra tipo IIa é denominada fibra intermediária pois possui características bioquímicas e de fadiga que se encontram entre as fibras tipo I e tipo IIb. Sua capacidade de contração rápida é combinada com uma capacidade para a transmissão de energia tanto aeróbica quanto anaeróbica. A fibra tipo IIb contém um número relativamente pequeno de mitocôndrias, capacidade limitante de metabolismo aeróbico e são menos resistentes à fadiga do que as fibras lentas. Essas fibras são ricas em enzimas glicolíticas e possuem grande capacidade anaeróbica, mas são menos eficientes do que todos os outros tipos, o que se deve à alta atividade da ATPase, que acarreta maior consumo de energia por unidade de trabalho realizado (MCARDLE et al, 1998; POWERS e HOWLEY, 2000). A fibra tipo I possui grande quantidade de fibras oxidativas, muitas mitocôndrias, são envoltas por grande número de capilares e têm altas concentrações de mioglobina. Estas características capacitam essas fibras ao metabolismo aeróbico e elevada resistência à fadiga. Ainda apresentam um nível baixo de atividade da miosina ATPase, uma menor capacidade de manipular o cálcio e uma velocidade de contração reduzida (MCARDLE et al, 1998; POWERS e HOWLEY, 2000). 2.8 Força Muscular

34 34 Força muscular é a capacidade do músculo de suportar uma resistência, é a força máxima que um músculo pode gerar. Resistência muscular é a capacidade de um músculo realizar contrações repetidas contra uma carga submáxima (HILLMAN, 2002; POWERS e HOWLEY, 2000; WILMORE e COSTILL, 2001). A força de um músculo tem relação com a quantidade e os tipos de unidades motoras recrutadas, comprimento inicial do músculo e a natureza da estimulação nervosa das unidades motoras. Se um pequeno número de unidades motoras é recrutado, a força gerada será insuficiente. Quando a quantidade de impulsos nervosos aumenta, a força contrátil também se eleva em decorrência da estimulação de unidades motoras suplementares (POWERS e HOWLEY, 2000). Além disso, as fibras rápidas produzem uma força maior do que as fibras lentas, por esse motivo o tipo de fibra recrutada influencia a geração de força (POWERS e HOWLEY, 2000). O comprimento inicial do músculo influencia na geração da força muscular, pois se um músculo estiver com o comprimento inicial maior do que o ideal, uma pequena quantidade de pontes cruzadas conseguirá se acoplar, gerando assim uma tensão menor e conseqüentemente, menos força. Por outro lado, quando um músculo é encurtado em aproximadamente 60% do seu comprimento, as linhas Z se encontram muito próximas aos filamentos espessos de miosina, isso limita a contração muscular, pois não há espaço suficiente para que ocorra o deslizamento dos filamentos de actina e miosina. Com isso uma quantidade insuficiente de pontes cruzadas conseguirá se ligar, causando como conseqüência menor força muscular (POWERS e HOWLEY, 2000).

35 35 A natureza do estímulo nervoso também influencia na força muscular. Os movimentos corporais normais envolvem contrações mantidas. Quando estímulos sucessivos são aplicados ao músculo, as primeiras contrações são consideradas simples espasmos, mas à medida que a freqüência dos estímulos aumenta, o músculo não tem tempo de se relaxar e a força parece ser aditiva. Essa adição de espasmos sucessiva é denominada somação (POWERS e HOWLEY, 2000). Se a freqüência dos estímulos aumentar mais, as contrações individuais serão unidas em uma única contração mantida, chamada de tetania. Contrações tetânicas persistem até que os estímulos parem ou o músculo fadigue (POWERS e HOWLEY, 2000). Essas contrações mantidas resultam de uma série de impulsos repetidos conduzidos pelos motoneurônios. Os impulsos nervosos não chegam às unidades motoras ao mesmo tempo. Várias unidades motoras são estimuladas em momentos diferentes, enquanto algumas se contraem outras relaxam. Esse tipo de contração provoca uma contração suave e auxilia a manutenção de uma contração muscular coordenada (POWERS e HOWLEY, 2000). Os princípios de treinamento muscular dos músculos respiratórios são os mesmos que dos músculos esqueléticos, ou seja, baixa repetição e alta intensidade de estímulos beneficiam o aumento da força muscular (OLIVEIRA et al, 1996). No treinamento de curta duração (aproximadamente 8 a 20 semanas) as adaptações neurais relacionadas ao aprendizado, coordenação e capacidade de recrutamento das fibras têm papel importante no ganho de força (POWERS e HOWLEY, 2000). As adaptações neurais incluem melhor sincronia do disparo das unidades motoras e maior habilidade de recrutamento de unidades motoras permitindo que uma pessoa se ajuste à força desencadeada pela estimulação elétrica (POWERS e HOWLEY, 2000). 2.9 Anatomia do Sistema Respiratório

36 36 O sistema respiratório é responsável pelas trocas gasosas entre o ambiente externo e o organismo. Esse sistema promove um contato entre o gás inspirado e o fluxo capilar pulmonar, fornecendo uma maneira de repor o oxigênio e remover o gás carbônico do sangue. Essa troca de gases acontece por causa da ventilação e difusão dos gases (AIRES, 1999; POWERS e HOWLEY, 2000) Trato Respiratório Superior e Inferior O trato respiratório superior é formado pelas cavidades nasal, nasofaringe, orofaringe, laringe e parte superior da traquéia. O trato respiratório inferior é formado pela parte inferior da traquéia, brônquios fonte direito e esquerdo, brônquios lobares, brônquios segmentares, bronquíolos terminais, bronquíolos respiratórios, ductos alveolares e alvéolos. O limite entre esses dois tratos é a cartilagem cricóide (BETHLEM, 2000; SCANLAN, 2000). Figura 6: Trato respiratório. Fonte: O trato respiratório pode ainda ser dividido do ponto de vista funcional em zona de condução e zona respiratória. A zona de condução é composta pelas estruturas do trato

37 37 respiratório superior, parte inferior da traquéia, brônquios e bronquíolos terminais. A zona respiratória começa a partir dos bronquíolos respiratórios e se estende até os alvéolos (PALOMBINI et al, 2001; POWERS e HOWLEY, 2000). A zona de condução tem função de conduzir os gases, servir de mecanismo de defesa para os pulmões, umidificar e aquecer o ar inspirado. Essa umidificação e aquecimento do ar impedem o ressecamento do tecido pulmonar e o desequilíbrio térmico. A zona respiratória tem relação com as trocas gasosas, que ocorrem através dos 300 milhões de alvéolos contidos nos pulmões. A ação da zona de condução bem como da zona respiratória está relacionado com a filtração do ar inspirado sendo importante na prevenção da lesão pulmonar decorrente do acúmulo de partículas inaladas (POWERS e HOWLEY, 2000) Tórax O tórax é constituído pelas costelas, vértebras torácicas e esterno, e é limitado em sua região basal pelo músculo diafragma. A estrutura óssea da caixa torácica tem a função de proteção dos órgãos internos e também de gerar diferenças de pressão que capacitam o ar fluir para dentro e para fora dos pulmões. Isso é possível por causa da interação entre os ossos torácicos e os músculos, que aumentam e diminuem o volume torácico (SCANLAN, 2000). Ele é formado por três compartimentos: o mediastino e as cavidades pleurais direita e esquerda. O mediastino se localizada na região central do tórax e contêm a traquéia, esôfago, coração e grandes vasos do sistema circulatório. Nas cavidades pleurais direita e esquerda se encontram os pulmões (SCANLAN, 2000).

38 38 Os pulmões são órgãos em forma de cone, pesam aproximadamente 800g no adulto e seu volume é composto de 90% de gás e apenas 10% de tecido. O pulmão esquerdo é um pouco mais estreito que o direito devido a protusão do mediastino e do coração para o lado esquerdo. O pulmão direito é maior, mais curto e mais largo que o esquerdo, isso acontece por causa da elevação da hemicúpula diafragmática direita pelo fígado e como já foi citado anteriormente, o coração e o mediastino projetam-se para a esquerda (SCANLAN, 2000). A parte superior do pulmão é denominada de ápice, a parte inferior se chama base. A superfície pulmonar próxima às costelas é denominada face costal. A face mediastinal, que é a superfície medial do pulmão adjacente ao mediatino, contém uma abertura chamada hilo. Passam pelo hilo as vias aéreas, vasos sangüíneos, vasos linfáticos e nervos. Existe ainda a face diafragmática, que é a superfície pulmonar que entra em contato com o músculo diafragma (DÂNGELO e FATTINI, 1995; SCANLAN, 2000). Cada pulmão é formado por lobos, que são separados pelas fissuras pulmonares. O pulmão direito possui três lobos, denominados lobo superior, médio e inferior, possuindo então duas fissuras, a fissura oblíqua e a horizontal. Já o pulmão esquerdo possui apenas dois lobos, o lobo superior e médio, por isso possui apenas a fissura oblíqua (DÂNGELO e FATTINI, 1995). Figura 7: Lobos pulmonares Fonte: ensaiosexbronc.html.

39 39 Cada lobo é suprido pelas subdivisões dos brônquios fonte ou brônquio primário. O brônquio fonte direito origina o brônquio lobar superior, que por sua vez se subdivide em brônquio lobar médio e inferior. O brônquio fonte esquerdo origina os brônquios lobares superior e inferior. Os brônquios lobares se dividem em brônquios segmentares, estes em bronquíolos terminais e por fim em bronquíolos respiratórios (SCANLAN, 2000). A superfície dos pulmões e o interior da parede torácica são revestidos por uma camada fina chamada pleura. Ela é formada por um tecido de revestimento contínuo, sendo classificada conforme as estruturas com as quais tem contato. A pleura visceral é o tecido pleural que reveste os pulmões e a parietal reveste a parede interna do tórax e o mediastino (POWERS e HOWLEY, 2000; SCANLAN, 2000). Entre as duas pleuras se encontra a cavidade pleural, que é ocupada por líquido seroso. Esse líquido possibilita o deslizamento das pleuras, permitindo também que as forças produzidas na parede torácica pela atuação dos músculos respiratórios sejam transmitidas aos pulmões. A pressão na cavidade intrapleural é inferior a pressão atmosférica, tornando-se ainda mais baixa durante a inspiração, fazendo com que o ar insufle os pulmões (POWERS e HOWLEY, 2000) Músculos Respiratórios Os músculos respiratórios contribuem para o processo de ventilação, pois eles bombeiam o ar para dentro e para fora dos pulmões de forma rítmica e coordenada. Possuem características como maior resistência à fadiga, fluxo sangüíneo elevado, maior capacidade oxidativa e densidade capilar. Podem ser classificados em músculos inspiratórios e

40 40 expiratórios. Uma outra classificação seria em músculos principais e acessórios da respiração (AIRES, 1999). O principal músculo responsável pela ventilação é o diafragma, sendo considerado o músculo inspiratório mais importante. Ele é responsável por aproximadamente 70% das alterações do volume torácico que ocorre durante a respiração (SCANLAN, 2000). É constituído por duas cúpulas de ventre musculares e um centro frênico formado por uma aponeurose central. O centro frênico contém forames por onde passam grandes vasos sangüíneos e o esôfago. A cúpula diafragmática direita está localizada um pouco acima em relação à cúpula esquerda, por causa da posição do fígado (COSTA, 1999; SOUCHARD, 1989). A contração das cúpulas diafragmáticas ocasiona um aumento de diâmetro láterolateral, ântero-posterior e longitudinal do tórax. Durante a inspiração, o músculo se contrai, as cúpulas descem, aumentando o volume torácico e diminuindo a pressão da cavidade torácica; por outro lado, diminui o volume abdominal e aumenta a pressão da cavidade abdominal (AIRES, 1999; KENDALL, 1995). O abaixamento das cúpulas é limitado pelas vísceras abdominais. A contração continua com as fibras presas às costelas elevando a margem costal. Na expiração, o diafragma relaxa e as cúpulas se elevam, diminuindo o volume torácico e aumentando a pressão da cavidade torácica, enquanto aumenta o volume abdominal e diminui a pressão da cavidade abdominal (AIRES, 1999; KENDALL, 1995). O diafragma pode ser definido pelas origens de suas fibras musculares. As fibras originárias das vértebras lombares constituem a parte crural do diafragma e as fibras originárias das últimas seis costelas constituem a parte costal. Essas fibras costais e crurais se convergem num tendão central, formando a inserção do diafragma (AIRES, 1999; IRWIN e TECKLIN, 1994).

41 41 Sua inervação parte da medula espinhal nas raízes anteriores dos terceiro a quinto segmentos cervicais e descende pelo nervo frênico. Sua vascularização se faz pelas artérias mamária interna, intercostais, frênica inferior e superior. O sistema venoso leva o sangue à veia cava inferior e veias mamárias internas. Em relação à rede linfática, a trama linfática torácica se anastomosa com a trama abdominal. Numerosos coletores implantados em torno da base do pericárdio, levam a linfa aos gânglios do mediastino (AIRES, 1999; COSTA, 1999; IRWIN e TECKLIN, 1994; SOUCHARD, 1989; TARANTINO, 1997). O músculo diafragma contém fibras brancas e vermelhas, porém há um predomínio das fibras vermelhas, que são mais resistentes, justificando sua ação ininterrupta do nascimento à morte. Outros músculos inspiratórios são os intercostais paraesternais (que estão presentes próximo ao esterno) e interósseos, que são músculos curtos presentes em todos os espaços intercostais. Eles apresentam a função de elevação do gradil costal, afastando uma costela da outra, aumentando assim, o diâmetro transversal e ântero-posterior da caixa torácica. São inervados pelos nervos intercostais que são derivados do 1 o ao 12 o segmento torácico (AIRES, 1999; COSTA, 1999). O trabalho mecânico dos músculos intercostais paraesternais e interósseos resulta em pouca amplitude articular, porém a somatória do trabalho de todos eles, em conjunto com o diafragma, supre satisfatoriamente as necessidades ventilatórias do organismo (COSTA, 1999). Os músculos acessórios da inspiração não estão ativos na inspiração tranqüila, mas são recrutados quando há maior demanda ventilatória como na dispnéia. Nesse grupo incluem-se os músculos esternocleidomastoídeo, escalenos, serrátil anterior e os peitorais (COSTA, 1999; IRWIN e TECKLIN, 1994; TARANTINO, 1997).

42 42 A expiração é considerado um processo passivo. Os músculos expiratórios atuam somente quando há necessidade de um processo ativo como na tosse. Esses músculos são os intercostais paravertebrais, oblíquos internos e externos, reto abdominal, transverso do abdômen e triangular do esterno. Os intercostais são inervados pelos nervos intercostais e os abdominais são inervados por fibras nervosas originárias dos últimos seis segmentos torácicos e primeiro lombar da medula espinhal (COSTA, 1999; IRWIN e TECKLIN, 1994). Os músculos expiratórios acessórios são o grande dorsal, serrátil póstero-inferior, quadrado lombar e iliocostal lombar. Eles agem durante o exercício, altos níveis de ventilação, na obstrução moderada a grave das vias aéreas e fadiga (AIRES, 1999; KENDALL, 1995) Fisiologia da Respiração Para ocorrer arterialização do sangue venoso, é necessário que ocorram trocas gasosas eficientes através das membranas capilares-alveolares. Essa arterialização envolve processos mecânicos do aparelho ventilatório, ou seja, dos pulmões, parede torácica, parede abdominal e diafragma (FISHMAN, 1992). A contração dos músculos inspiratórios produz forças contráteis que precisam vencer as forças elásticas e forças de atrito. As forças elásticas envolvem os tecidos pulmonares e torácicos, associados à tensão superficial nos alvéolos. As forças de atrito incluem a resistência provocada pelo fluxo gasoso e pelo movimento tecidual durante a respiração (BERNE, 1996; BETHLEM, 2000; FISHMAN, 1992; SCANLAN, 2000).