FISIOLOGIA DO
EXERCÍCIO
NEWTON NUNES
[email protected]
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
Exercício Físico e o Coração de Sérgio Marcondes
Reabilitação Cardiovascular de Fardy, Yanowitz e Wilson
Tratado de Fisiologia Médica de Guyton
SITES RECOMENDADOS
www.socesp.com.br
www.sbh.org.br
www.saudeemmovimento.com.br
PRESSÃO ARTERIAL
MEDIÇÃO DA 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
Hiato do idoso
Posição do estetoscópio
Calibração
Ansiedade, urina
Diagnóstico de HAS
CÁLCULO DA PRESSÃO ARTERIAL MÉDIA
PAM = PAD + [ (PAS - PAD) / 3 ]
Ex: Indivíduo normotenso
120 x 80 mmHg
120 - 80 = 40
40  3 = 13,3
13,3 + 80
PAM = 93,3 mmHg
Indivíduo hipertenso
140 x 100 mmHg
140 - 100 = 40
40  3 = 13,3
13,3 + 100
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
FINAPRESS / PORTAPRESS
Resposta hiperreativa PAS e PAD
durante esforço
ICC
Ingesta de sal
Medicamentos
EFEITO CRÔNICO DO EXERCÍCIO FÍSICO
NA PRESSÃO ARTERIAL
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
TERAPIA NA HIPERTENSÃO

Hipertensão limítrofe: exercício físico + dieta

Hipertensão moderada e severa: exercício físico
dieta
terapia farmacológica
Substâncias secretadas pelo endotélio
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
SEGURANÇA – MEDIDA DE PRESSÃO
Durante o exercício no braço passivo
Subestima 13 a 15%
Imediatamente após o exercício
Subestima em + de 30%
RESPOSTA PRESSÓRICA
NO EXERCÍCIO
200
180
Levantador
Novato
mmHg
160
140
120
100
80
100
90
80
70
60 (%CVM)
RESPOSTA CARDIOVASCULAR AO EXERCÍCIO DINÂMICO
Respiração
Profunda
Atividade
SimpatoAdrenal
FC
Retorno
Venoso
VS
Débito
Cardíaco
Atividade Muscular
(dinâmica)
Vasodilatação
Metabólica
Vasoconstrição
Visceral
FLUXO SANGÜÍNEO
PARA A MUSCULATURA
RESPOSTA CARDIOVASCULAR AO EXERCÍCIO ESTÁTICO
Respiração
Bloqueada
Atividade
SimpatoAdrenal
FC
Retorno
Venoso
(manobra de valsalva)
Atividade Muscular
Isométrica
Vasodilatação
Metabólica
VS
X
PA
Débito
Cardíaco
X
OCLUSÃO
FLUXO SANGÜÍNEO
PARA A MUSCULATURA
CAPACIDADE AERÓBIA
VO2 MÁXIMO
VO2
INTENSIDADE
VO2 PICO
VO2
INTENSIDADE
Potência aeróbia máxima
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.
Treinamento físico: Um aumento de 15 a 20% é mais
freqüentemente encontrado
(POLLOCK)
Potência aeróbia máxima
Fatores limitantes do VO2máx
Periféricos:
dif. a-VO2
% fibras I e IIa
Concentração de mioglobina
Número de mitocôndrias
Concentração de enzimas oxidativas
Substratos
Capilarização
TIPOS DE PROTOCOLOS
ESCALONADO
VO2
FC
VO2
INTENSIDADE
RAMPA
VO2
INTENSIDADE
CARGA MÁX
ESTEIRA
VERSUS
CICLOERGÔMETRO
Indicações;
Vantagens/Desvantagens;
TEMPO IDEAL DO TESTE
VO2 max
8
17
DURAÇÃO (min)
PROTOCOLO DE BALKE MODIFICADO
3,0 mph
TEMPO
(min)
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
VELOCIDADE
(mph)
1,7
2,4
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
INCLINAÇÃO
(%)
0
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
PROTOCOLO DE BALKE MODIFICADO
4,0 mph
TEMPO
(min)
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
VELOCIDADE
(mph)
2,0
3,0
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
INCLINAÇÃO
(%)
0
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
PROTOCOLO DE BALKE MODIFICADO
5,0 mph
TEMPO
(min)
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
VELOCIDADE
(mph)
2,0
3,0
4,0
5,0
5,0
5,0
5,0
5,0
5,0
5,0
5,0
5,0
INCLINAÇÃO
(%)
0
0
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
PROTOCOLO DE BALKE MODIFICADO
6,0 mph
TEMPO
(min)
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
VELOCIDADE
(mph)
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
INCLINAÇÃO
(%)
0
0
0
0
0
2
4
6
8
10
12
14
PROTOCOLO DE BRUCE
TEMPO
(min)
3
3
3
3
3
3
3
VELOCIDADE
(mph)
1,7
2,5
3,4
4,2
5,0
5,5
6,0
INCLINAÇÃO
(%)
10
12
14
16
18
20
22
PROTOCOLO DE ELLESTAD
TEMPO
(min)
2
2
2
2
2
2
2
VELOCIDADE
(mph)
1,7
3,0
4,0
5,0
5,0
6,0
7,0
INCLINAÇÃO
(%)
10
10
10
10
15
15
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 VO2 (ACSM)
(VO2 ciclo)
VO2 = (Kgm * 1,8) + (kg * 7,0)
(VO2 esteira andando)
VO2 = (m/min * 0,1) + (m/min * %incl. * 1,8) + 3,5
(VO2 esteira correndo)
VO2 = (m/min * 0,2) + (m/min * % incl * 1,8 * 0,5) + 3,5
CÁLCULO DO VO2 PARA O CICLO
Kgm = Kp * vel
Kgm = 2,0 kg * 500 m/min
Kgm = 1000
VO2 = (Kgm * 1,8) + (Kg * 7,0)
VO2 = ( 1000 * 1,8) + (70 Kg * 7,0)
VO2 = 1.800 + 490
VO2 = 2290 ml/min
ou
2290 / 70 = 32,7 ml/kg/min
EXERCÍCIO
1)Qual o VO2 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 VO2 máximo?
3)Qual será seu gasto calórico em um treino de 50 minutos
a 70% do VO2 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 VO2 PARA A ESTEIRA
Indivíduo andando na esteira a 3,0 mph
com 10% de inclinação
1 mph = 26,82 m/min
VO2 = (m/min * 0,1) + (m/min * % inclinação * 1,8) + 3,5
VO2 = (80,46 * 0,1) + (80,46 * 0,10 * 1,8) + 3,5
VO2 = 8,04 + 14,48 + 3,5
VO2 = 26 ml/kg/min
CÁLCULO DO VO2 PARA A ESTEIRA
Indivíduo correndo na esteira a 5,0 mph
com 10% de inclinação
1 mph = 26,82 m/min
VO2 = (m/min * 0,2) + (m/min * % inclinação * 1,8 * 0,5) + 3,5
VO2 = (134,1 * 0,2) + (134,1 * 0,10 * 1,8 * 0,5) + 3,5
VO2 = 26,82 + 12,07 + 3,5
VO2 = 42,39 ml/kg/min
TESTE DE ESFORÇO
LABORATÓRIO DE ERGOMETRIA
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;
PROCEDIMENTOS PRÉ-TESTE
RECOMENDAÇÕES AO PACIENTE
ROUPA ADEQUADA
ALIMENTAÇÃO
EVITAR CHÁ OU CAFÉ
NÃO REALIZAR ATIVIDADE FÍSICA INTENSA NA VÉSPERA
Medição da FC
Locais indicados
15 seg / 10 seg
Manobra Vagal / Apnéia inspiratória
Síncope vaso-vagal
FAIXA DE TREINAMENTO FÍSICO
(ACSM)
A)
FC máxima (medida no teste):
sedentário = 70 – 80%
treinado = 80 – 90%
B)
FC reserva:
sedentário = 50 – 70%
treinado = 60 – 80%
C)
VO2 máximo:
sedentário = 60 – 70%
treinado = 70 – 85%
FAIXA DE TREINAMENTO FÍSICO
(ACSM)
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
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
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?
FC treino limite inferior = (187 – 86) x 0,50 + 86 =
137 bpm
FC treino limite superior = (187 – 86) x 0,70 + 86 =
157 bpm
FC treino = (FC máxima – FC repouso) x % intensidade + FC repouso
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 = (194 – 62) x 0,60 + 62 =
141 bpm
FC treino limite superior = (194 – 62) x 0,80 + 62 =
168 bpm
Prescrição de exercício físico
Relação entre o % da FCmáx, FCcreserva e VO2máx.
% VO2máx
%FCreserva
% FCmáx
50
50
66
55
55
70
60
60
74
65
65
77
70
70
81
75
75
85
80
80
88
85
85
92
90
90
96
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 = 220-40 = 180
Porcentagem desejada:
50% = (180-80) x 0,5 + 80 = 130 bpm
70% = (180-80) x 0,7 + 80 = 150 bpm
Com teste – FCmax=198 bpm – MAIS CORRETO
50% = (198-80) x 0,5 + 80 = 139 bpm
70% = (198-80) x 0,7 + 80 = 163 bpm
Acerto e erro na carga de trabalho – idéia pelo teste
ERGOESPIROMETRIA
SISTEMA RESPIRATÓRIO
ESTRUTURA
BOCA / NARIZ
vias aéreas superiores
TRAQUÉIA
Zona condutora
BRÔNQUIOS
BRONQUÍOLOS
ALVÉOLOS
Zona transicional
e respiratória
PULMÕES
FUNÇÃO PRINCIPAL: TROCAS GASOSAS
PESO: aprox. 1 Kg
ÁREA: 50 A 100 m2
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
avaliação de maneira precisa
CAPACIDADE CARDIORRESPIRATÓRIA
E
METABÓLICA
medida direta do consumo de oxigênio
ERGOESPIROMETRIA
OBJETIVOS:
avaliação da capacidade cardiorrespiratória
diagnosticar possíveis patologias
verificar o comportamento da pressão arterial
determinação dos limiares ventilatórios
prescrição de treinamento físico
QUOCIENTE RESPIRATÓRIO
relação das trocas gasosas do
metabolismo
QR=
CO2 produzido
O2 consumido
QUOCIENTE RESPIRATÓRIO
DOS LIPÍDIOS
(GORDURAS)
C16H32O2 + 23O2  16CO2 + 16 H2O
QR= 16 CO2
23 O2

QR= 0,696 (aproximadamente 0,7)
QUOCIENTE RESPIRATÓRIO
DOS GLICÍDIOS
(CARBOIDRATOS)
C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6 H2O
QR= 6 CO2
6 O2

QR= 1,00
ERGOESPIROMETRIA
VO2
INTENSIDADE
LAn
PDR
Limiar Anaeróbio
Ponto de descompensação
respiratória
LV1(limiar ventilatório 1)
LA (limiar aeróbio)
1-Limiar de lactato
LV2 (limiar ventilatório 2)
Lan (limiar anaeróbio)
2-Limiar de lactato
ERGOESPIROMETRIA
Limiar Aeróbio ocorre entre 40 a 60% do VO2 máximo
Ponto de Descompensação Respiratória ocorre entre
70 a 90% do VO2 máximo
Tipos de fibras musculares
e indicações para modalidades esportivas
ERGOESPIROMETRIA
VO2
LA
LA = PET O2
VE/VO2
VE
QR
PDR
TEMPO
PDR = PET CO2
VE/VCO2
VE
DETERMINAÇÃO DOS LIMIARES VENTILATÓRIOS
PET O2
PET CO2
VE/VO2
VE/VCO2
QR
1.0
VE
ERGOESPIROMETRIA
Variáveis
1min
2min
3min
4min
5min
6min
7min
8min
9min
QR
0.70
0.75
0.80
0.95
1.05
1.08
1.12
1.15
1.20
PET02
100
97
94
92
98
103
105
108
110
VE/VO2
38
36
34
32
35
38
42
43
44
VE
15
18
23
25
33
36
39
49
PETCO2
40
42
43
44
45
46
47
44
42
VE/VCO2
36
35
35
34
32
30
29
33
35
VO2
5.0
8.5
10.5
14.0
18.0
22.0
26.0
30.0
35.0
FC
98
107
114
122
136
149
158
173
57
182
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%)?
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?
ERGOESPIROMETRIA
Variáveis
1min
2min
3min
4min
5min
6min
7min
8min
9min
QR
0.70
0.75
0.80
0.93
0.98
1.08
1.12
1.15
1.20
PET02
100
97
94
93
92
103
105
108
110
VE/VO2
38
36
34
32
31
38
42
43
44
VE
15
18
23
25
28
36
48
56
PETCO2
40
42
43
44
45
46
47
48
44
VE/VCO2
36
35
35
34
32
30
29
28
33
VO2
5.5
10.5
18.5
25.0
32.0
38.0
46.0
52.0
58.0
FC
93
110
124
132
146
159
168
183
78
192
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?
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