FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO

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1 FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO NEWTON NUNES REFERÊNCIAS Diretrizes do ACSM para os testes de esforço e sua prescrição Fisiologia do Exercício de William McCardle Fisiologia do Exercício de Powers e Howley Nutrição para o desporto e o execício de William McCardle Periodização do Treinamento Físico de Tudor O Bompa Treinamento Ideal de Weineck SITES RECOMENDADOS Exercício Físico e o Coração de Sérgio Marcondes Reabilitação Cardiovascular de Fardy, Yanowitz e Wilson Tratado de Fisiologia Médica de Guyton

2 MEDIÇÃO DA PRESSÃO ARTERIAL PRESSÃO ARTERIAL Histórico Princípios da PA e FC PREVALÊNCIA E TIPOS DE HIPERTENSÃO Atinge aproximadamente 15% a 20% da população Hipertensão primária (essencial) atinge 90% da população Hipertensão secundária (causa conhecida) atinge 10% da população A hipertensão, se não tratada adequadamente, provoca lesões no sistema vascular e em órgãos alvos (cérebro, coração e rins) Tamanho/largura do manguito Braço D e Braço E/ Antebraço Altura do braço Velocidade do aneróide 2

3 CÁLCULO DA PRESSÃO ARTERIAL MÉDIA Hiato do idoso Posição do estetoscópio Calibração Ansiedade, urina Diagnóstico de HAS PAM = PAD + [ (PAS - PAD) / 3 ] Ex: Indivíduo normotenso Indivíduo hipertenso 120 x 80 mmhg 140 x 100 mmhg = = = 13, = 13,3 13, , PAM = 93,3 mmhg PAM = 113,3 mmhg Valores normais em repouso e exercício Comportamento da PAS e PAD durante esforço Déficit cronotrópico PAM em repouso HAS lábil Coluna de mercúrio MAPA (Monitorização Ambulatorial da Pressão Arterial) 80% dos valores avaliados Valores no período da noite HAS do avental branco Medição em casa ao invés do hospital 3

4 EFEITO CRÔNICO DO EXERCÍCIO FÍSICO NA PRESSÃO ARTERIAL FINAPRESS / PORTAPRESS Resposta hiperreativa PAS e PAD durante esforço ICC Ingesta de sal Medicamentos No exercício físico ajustado para uma mesma intensidade relativa, não é verificada atenuação na PA em indivíduos normotensos. Em indivíduos hipertensos, em cargas relativas, é verificada atenuação da PA. Mecanismos: atividade nervosa simpática níveis de catecolaminas circulantes excreção urinária de sódio resistência vascular sistêmica Substâncias secretadas pelo endotélio TERAPIA NA HIPERTENSÃO Hipertensão limítrofe: exercício físico + dieta Hipertensão moderada e severa: exercício físico dieta terapia farmacológica Substâncias vasodilatadoras: óxido nítrico (ON) - inibição da agregação e adesão plaquetária, da ativação leucocitária e da proliferação muscular lisa prostaciclina (PGI2) - também inibe a agregação plaquetária, diminui a quantidade de colesterol que penetra nos macrófagos e células musculares lisas e previne a liberação de fatores de crescimento que provocam o espessamento da parede vascular Substâncias vasoconstritoras: endotelina I prostaglandina (PGH2) tromboxano (TXA2) Angiotensina II 4

5 SEGURANÇA MEDIDA DE PRESSÃO RESPOSTA PRESSÓRICA NO EXERCÍCIO Durante o exercício no braço passivo Subestima 13 a 15% Imediatamente após o exercício Subestima em + de 30% mmhg Levantador Novato (%CVM) RESPOSTA CARDIOVASCULAR AO EXERCÍCIO DINÂMICO Respiração Profunda RESPOSTA CARDIOVASCULAR AO EXERCÍCIO ESTÁTICO Respiração Bloqueada (manobra de valsalva) Atividade Simpato- Adrenal Retorno Venoso Atividade Muscular (dinâmica) Atividade Simpato- Adrenal Retorno Venoso Atividade Muscular Isométrica FC VS Vasodilatação Metabólica Vasoconstrição Visceral FC VS Vasodilatação Metabólica X OCLUSÃO Débito Cardíaco FLUXO SANGÜÍNEO PARA A MUSCULATURA PA Débito Cardíaco X FLUXO SANGÜÍNEO PARA A MUSCULATURA 5

6 CAPACIDADE AERÓBIA Potência aeróbia máxima MÁXIMO Fatores determinantes do VO2máx. O pico de VO2máx. ocorre entre 18 e 20 anos de idade, posteriormente é observado um decréscimo gradual, tanto para valores absolutos quanto valores relativos. PICO INTENSIDADE Treinamento físico: Um aumento de 15 a 20% é mais freqüentemente encontrado (POLLOCK) INTENSIDADE Potência aeróbia máxima Fatores limitantes do VO2máx TIPOS DE PROTOCOLOS ESCALONADO Periféricos: dif. a-vo2 % fibras I e IIa Concentração de mioglobina Número de mitocôndrias Concentração de enzimas oxidativas Substratos Capilarização RAMPA INTENSIDADE FC CARGA MÁX INTENSIDADE 6

7 ESTEIRA VERSUS CICLOERGÔMETRO Indicações; Vantagens/Desvantagens; TEMPO IDEAL DO TESTE max PROTOCOLO DE BALKE MODIFICADO 3,0 mph TEMPO VELOCIDADE INCLINAÇÃO (min) (mph) (%) 1 1, , , , , , , , , , , DURAÇÃO (min) PROTOCOLO DE BALKE MODIFICADO 4,0 mph TEMPO VELOCIDADE INCLINAÇÃO (min) (mph) (%) 1 2, , , , , , , , , , ,0 16 PROTOCOLO DE BALKE MODIFICADO 5,0 mph TEMPO VELOCIDADE INCLINAÇÃO (min) (mph) (%) 1 2, , , , , , , , , , , ,0 16 7

8 PROTOCOLO DE BALKE MODIFICADO 6,0 mph TEMPO VELOCIDADE INCLINAÇÃO (min) (mph) (%) 1 2, , , , , , , , , , , ,0 14 PROTOCOLO DE BRUCE TEMPO VELOCIDADE INCLINAÇÃO (min) (mph) (%) 3 1, , , , , , ,0 22 PROTOCOLO DE ELLESTAD TEMPO VELOCIDADE INCLINAÇÃO (min) (mph) (%) 2 1, , , , , , ,0 15 PROTOCOLOS EM CICLOERGÔMETRO RAMPA 5 W / min 10 W / min 15 W / min 20 W / min 30 W / min ESCALONADO 15 W / 3 min 30 W / 3 min FÓRMULAS PARA CÁLCULOS DO (ACSM) ( ciclo) = (Kgm * 1,8) + (kg * 7,0) ( esteira andando) = (m/min * 0,1) + (m/min * %incl. * 1,8) + 3,5 ( esteira correndo) = (m/min * 0,2) + (m/min * % incl * 1,8 * 0,5) + 3,5 8

9 CÁLCULO DO PARA O CICLO Kgm = Kp * vel Kgm = 2,0 kg * 500 m/min Kgm = 1000 = (Kgm * 1,8) + (Kg * 7,0) = ( 1000 * 1,8) + (70 Kg * 7,0) = = 2290 ml/min ou 2290 / 70 = 32,7 ml/kg/min EXERCÍCIO 1)Qual o de uma pessoa na bicicleta com uma carga de 2,0 kg a uma velocidade de 30 km/h? (Obs. Peso do aluno: 70 Kg) 2)Qual será seu gasto calórico em um treino de 40 minutos a 50% do máximo? 3)Qual será seu gasto calórico em um treino de 50 minutos a 70% do máximo? 4)Quantos treinos de 40 e 50 min. serão necessários para este aluno metabolizar 7000 calorias? 5)Qual será seu MET de treinamento físico? CÁLCULO DO PARA A ESTEIRA Indivíduo andando na esteira a 3,0 mph com 10% de inclinação 1 mph = 26,82 m/min CÁLCULO DO PARA A ESTEIRA Indivíduo correndo na esteira a 5,0 mph com 10% de inclinação 1 mph = 26,82 m/min = (m/min * 0,1) + (m/min * % inclinação * 1,8) + 3,5 = (80,46 * 0,1) + (80,46 * 0,10 * 1,8) + 3,5 = 8, ,48 + 3,5 = 26 ml/kg/min = (m/min * 0,2) + (m/min * % inclinação * 1,8 * 0,5) + 3,5 = (134,1 * 0,2) + (134,1 * 0,10 * 1,8 * 0,5) + 3,5 = 26, ,07 + 3,5 = 42,39 ml/kg/min 9

10 LABORATÓRIO DE ERGOMETRIA TESTE DE ESFORÇO ESPAÇO dimensões suficientes AMBIENTE iluminado e com temperatura controlada EQUIPAMENTOS esteira ou ciclo, eletrocardiógrafo e esfigmomanômetro de coluna de mercúrio. MATERIAIS desfibrilador, equipamento para entubação, oxigênio portátil, equipamentos para infusão e medicamentos de emergência. INDICAÇÕES PARA A REALIZAÇÃO DO TESTE ERGOMÉTRICO TE NÃO É NECESSÁRIO Pessoas com menos de 35 anos de idade e nenhum fator de risco para doença coronariana; TE NECESSÁRIO Pessoas com menos de 35 anos de idade com presença de fatores de risco; TE NECESSÁRIO Pessoas acima de 35 anos de idade; POR QUE FAZER O TESTE DE ESFORÇO? Diagnóstico de cardiopatia e como triagem para uma possível coronariopatia silenciosa em homens e mulheres aparentemente sadios; Reproduzir e avaliar os sintomas torácicos relacionados ao exercício; Triagem de candidatos para programas de reabilitação preventiva e cardíaca através do exercício; Identificar respostas anormais de PA; Avaliar a eficácia das intervenções com medicamentos; Definir a capacidade aeróbia, avaliar seu nível em relação aos padrões normais e prescrição de exercícios; 10

11 PROCEDIMENTOS PRÉ-TESTE RECOMENDAÇÕES AO PACIENTE ROUPA ADEQUADA ALIMENTAÇÃO EVITAR CHÁ OU CAFÉ Medição da FC Locais indicados 15 seg / 10 seg Manobra Vagal / Apnéia inspiratória Síncope vaso-vagal NÃO REALIZAR ATIVIDADE FÍSICA INTENSA NA VÉSPERA FAIXA DE TREINAMENTO FÍSICO (ACSM) FAIXA DE TREINAMENTO FÍSICO (ACSM) A) B) C) FC máxima (medida no teste): sedentário = 70 80% treinado = 80 90% FC reserva: sedentário = 50 70% treinado = 60 80% máximo: sedentário = 60 70% treinado = 70 85% Prescrição de treinamento físico aeróbio pela FC máxima obtida em teste máximo EXEMPLO Aluno sedentário realizou teste de esforço máximo e obteve uma FC máxima de 194 bpm. FC treino limite inferior = 70% = 136 bpm FC treino limite superior = 80% = 155 bpm 11

12 FAIXA DE TREINAMENTO FÍSICO (ACSM) Prescrição de treinamento físico aeróbio pela FC máxima obtida em teste máximo EXEMPLO Aluno treinado realizou teste de esforço máximo e obteve uma FC máxima de 197 bpm. FC treino limite inferior = 80% = 158 bpm FC treino limite superior = 90% = 177 bpm FAIXA DE TREINAMENTO FÍSICO (ACSM) Prescrição de treinamento físico aeróbio pela FC de reserva (Karvonen) FC treino = (FC máxima FC repouso) x % intensidade + FC repouso sedentário = 50 70% treinado = 60 80% FC treino = (FC máxima FC repouso) x % intensidade + FC repouso FC treino = (FC máxima FC repouso) x % intensidade + FC repouso sedentário = 50 70% treinado = 60 80% EXEMPLO Aluno sedentário possui FC de repouso = 86 bpm e realizou teste de esforço máximo, atingindo FC máxima = 187 bpm. Qual deve ser a sua FC inferior e superior para um treinamento aeróbio? sedentário = 50 70% treinado = 60 80% EXEMPLO Aluno condicionado possui FC de repouso = 62 bpm e realizou teste de esforço máximo, atingindo FC máxima = 194 bpm. Qual deve ser a sua FC inferior e superior para um treinamento aeróbio? FC treino limite inferior = (187 86) x 0, = 137 bpm FC treino limite inferior = (194 62) x 0, = 141 bpm FC treino limite superior = (187 86) x 0, = 157 bpm FC treino limite superior = (194 62) x 0, = 168 bpm 12

13 Prescrição de exercício físico Relação entre o % da FCmáx, FCcreserva e VO2máx. % VO2máx %FCreserva % FCmáx Adaptado de HOWLEY & FRANKS,1992. EXEMPLO - PRESCRIÇÃO POR FC RESERVA Homem sedentário 40 anos sadio FCrep = 80 bpm Teste ergométrico FCmax = 198 bpm Sem teste Cálculo da FC max prevista = = 180 Porcentagem desejada: 50% = (180-80) x 0, = 130 bpm 70% = (180-80) x 0, = 150 bpm Com teste FCmax=198 bpm MAIS CORRETO 50% = (198-80) x 0, = 139 bpm 70% = (198-80) x 0, = 163 bpm Acerto e erro na carga de trabalho idéia pelo teste SISTEMA RESPIRATÓRIO ERGOESPIROMETRIA ESTRUTURA BOCA / NARIZ TRAQUÉIA BRÔNQUIOS BRONQUÍOLOS ALVÉOLOS vias aéreas superiores Zona condutora Zona transicional e respiratória 13

14 PULMÕES FUNÇÃO PRINCIPAL: TROCAS GASOSAS PESO: aprox. 1 Kg ÁREA: 50 A 100 m 2 TECIDO PULMONAR = 20 A 50 VEZES MAIOR QUE A SUPERFÍCIE CORPORAL EXTERNA ALVÉOLOS PULMÕES CONTÉM MAIS DE 300 MILHÕES DE ALVÉOLOS 0,3 mm diâmetro troca gasosa entre o tecido pulmonar e o sangue tecido alveolar = maior suprimento sanguíneo de todo organismo MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PRESSÃO INTRAPULMONAR INSPIRAÇÃO (diafragma contrai e desce;escalenos e intercostais externos) PRESSÃO INTRAPULMONAR EXPIRAÇÃO (intercostais internos e abdominais) ERGOESPIROMETRIA ERGOESPIROMETRIA avaliação de maneira precisa CAPACIDADE CARDIORRESPIRATÓRIA E METABÓLICA medida direta do consumo de oxigênio OBJETIVOS: avaliação da capacidade cardiorrespiratória diagnosticar possíveis patologias verificar o comportamento da pressão arterial determinação dos limiares ventilatórios prescrição de treinamento físico 14

15 QUOCIENTE RESPIRATÓRIO relação das trocas gasosas do metabolismo QR= CO 2 produzido O 2 consumido QUOCIENTE RESPIRATÓRIO DOS LIPÍDIOS (GORDURAS) C 16 H 32 O O 2 16CO H 2 O QR= 16 CO 2 23 O 2 QR= 0,696 (aproximadamente 0,7) QUOCIENTE RESPIRATÓRIO DOS GLICÍDIOS (CARBOIDRATOS) ERGOESPIROMETRIA C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO H 2 O QR= 6 CO 2 6 O 2 QR= 1,00 LAn Limiar Anaeróbio LV1(limiar ventilatório 1) LA (limiar aeróbio) 1-Limiar de lactato INTENSIDADE PDR Ponto de descompensação respiratória LV2 (limiar ventilatório 2) Lan (limiar anaeróbio) 2-Limiar de lactato 15

16 ERGOESPIROMETRIA ERGOESPIROMETRIA Limiar Aeróbio ocorre entre 40 a 60% do máximo Ponto de Descompensação Respiratória ocorre entre 70 a 90% do máximo Tipos de fibras musculares e indicações para modalidades esportivas LA LA = PET O 2 VE/ VE QR PDR TEMPO PDR = PET CO 2 VE/VCO 2 VE PET O 2 DETERMINAÇÃO DOS LIMIARES VENTILATÓRIOS PET CO 2 ERGOESPIROMETRIA Variáveis 1min 2min 3min 4min 5min 6min 7min 8min 9min QR PET VE/ VE/VCO 2 VE/ VE PETCO QR 1.0 VE VE/VCO FC

17 Com base no teste a seguir: 1)Onde ocorreram os limiares ventilatórios? 2)Qual a FC de limite inferior e superior para um treinamento físico aeróbio? 3)Que tipo de fibra muscular predomina nesta pessoa? 4)Qual foi seu MET máximo? 5)Qual seu gasto calórico por minuto com um VO2 de 50% do máximo? 6)E qual seu gasto calórico em um treino de 50 minutos com intensidade semelhante a questão anterior? 7)Com um quociente respiratório de aproximadamente 0,80, 67% do substrato é proveniente dos lipídios. Em um treino nesta intensidade por 40 minutos, qual seu gasto calórico total e qual a participação em gramas dos lipídios? 8)Esta pessoa seria indicada para qual modalidade esportiva? 9)O treinamento físico aeróbio para esta pessoa fica entre quantos METs? 10)Qual sua FC de treino aeróbio segundo Karvonen (60% a 80%)? ERGOESPIROMETRIA Variáveis 1min 2min 3min 4min 5min 6min 7min 8min 9min 11) Qual sua carga de treino em Kg e Watts do Limiar Aeróbio e do Ponto de Descompensação Respiratória? 12)Qual seria sua FC de treino segundo 220-idade na fórmula de Karvonen? QR PET VE/ VE PETCO VE/VCO FC

18 EXERCÍCIO ERGOESPIROMETRIA Com base no teste a seguir: 1)Onde ocorreram os limiares ventilatórios? 2)Qual a FC de limite inferior e superior para um treinamento físico aeróbio? 3)Que tipo de fibra muscular predomina nesta pessoa? 4)Qual foi seu MET máximo? 5)Qual seu gasto calórico por minuto com um VO2 de 70% do máximo? 6)E qual seu gasto calórico em um treino de 50 minutos com intensidade semelhante a questão anterior? 7)Com um quociente respiratório de aproximadamente 0,80, 67% do substrato é proveniente dos lipídios. Em um treino nesta intensidade por 40 minutos, qual seu gasto calórico total e qual a participação em gramas dos lipídios? 8)Esta pessoa seria indicada para qual modalidade esportiva? 9)O treinamento físico aeróbio para esta pessoa fica entre quantos METs? NEWTON NUNES nnunesusp@hotmail.com 18