Fisiologia da Circulação Através do Músculo Esquelético
Fluxo sanguíneo normal para os músculos esqueléticos
O fluxo sanguíneo para os músculos esqueléticos pode aumentar > 20 vezes durante um exercício extenuante.
- Em repouso:
- 20% do débito cardíaco (CO, pela sigla em inglês) vai para os músculos esqueléticos (todos combinados).
- O fluxo é de aproximadamente 1‒4 mL/min para cada 100 g de tecido muscular.
- Durante um
exercício extenuante:
- Até 80% do CO pode ir para os músculos esqueléticos.
- O fluxo pode chegar a 50‒100 mL/min para cada 100 g de tecido muscular.
Regulação do fluxo sanguíneo para os músculos esqueléticos
- Ativação simpática através do sistema nervoso simpático (SNS):
- Causa vasoconstrição das arteríolas (e, portanto, limita o fluxo sanguíneo) no músculo esquelético
- Responsável por manter a pressão arterial em condições de repouso (a remoção da estimulação pode dobrar ou triplicar o fluxo)
- Através de recetores α-adrenérgicos que são estimulados por:
- Nervos simpáticos
- Catecolaminas circulantes (epinefrina e norepinefrina) libertadas pela medula adrenal
- A produção de fatores locais causa vasodilatação dos esfíncteres pré-capilares:
- Esfíncteres pré-capilares carecem de inervação → regulados principalmente pela produção desses fatores locais
- Os fatores incluem:
- Ácido lático
- CO2
- Adenosina
- Simpatólise funcional: fatores locais que causam vasodilatação para superar qualquer estimulação do SNS, resultando em vasodilatação durante a atividade
Efeitos mecânicos da contração muscular que afetam o fluxo sanguíneo
- O fluxo é restringido durante a contração muscular ativa.
- Devido à compressão de vasos menores que penetram no músculo
- As contrações isométricas causam fadiga mais rapidamente do que as contrações isotónicas intermitentes:
- Contrações isométricas: contrações sustentadas sem alteração no comprimento do músculo
- Contrações isotónicas: alteram ativamente o comprimento dos músculos, produzindo movimento dos membros
Efeitos do Exercício de Resistência
Efeitos da contração muscular isométrica
Durante a contração isométrica, o fluxo sanguíneo diminui nos músculos em atividade.
- Contrações sustentadas → ↓ fluxo sanguíneo no músculo em atividade através de compressão direta
- Ativação do SNS:
- ↓ indireta no fluxo sanguíneo do músculo em atividade via vasoconstrição
- ↓ Fluxo sanguíneo renal e esplâncnico (ou seja, GI):
- Os 2 leitos vasculares recebem aproximadamente 50% do CO em repouso.
- A vasoconstrição desses leitos vasculares desvia o sangue deles → sangue torna-se disponível para os músculos esqueléticos
- ↑ Pressão arterial sistémica:
- ↑ Resistência vascular sistémica (RVS)
- ↑ FC
Após a contração isométrica, o fluxo sanguíneo aumenta no músculo em atividade.
- Fatores locais entram no sangue → vasodilatação → ↑ fluxo sanguíneo no músculo em atividade
- O fenómeno é conhecido como hiperemia ativa e é mais formalmente definido como um aumento no fluxo sanguíneo nos tecidos associado a um aumento na atividade metabólica.
Efeitos da contração muscular isotónica
- As contrações são intermitentes, mas repetitivas.
- Durante a contração breve, os efeitos são iguais aos das contrações isométricas:
- ↓ Fluxo sanguíneo durante a contração
- ↑ RVS, FC e pressão arterial sistémica
- Entre cada contração:
- ↑ Fluxo de sangue
- O fluxo médio aumenta (até um ponto) com cada contração sucessiva.
- O pico de fluxo aumenta (até um ponto) com cada contração sucessiva.
- A hiperemia ativa ocorre após o fim das contrações.
Mudanças no fluxo sanguíneo para o músculo durante e após exercícios de resistência isotónica
Imagem por Lecturio.Efeitos do exercício de resistência na pressão arterial
- Com o aumento da atividade muscular, a perfusão deve aumentar para suprir a demanda metabólica.
- A pressão sanguínea do corpo ↑ para aumentar a perfusão através de:
- ↑ Pressão arterial sistólica
- ↑ Pressão arterial diastólica (PAD)
- ↑ Pressão arterial média (PAM)
- Mecanismos de aumento da pressão
arterial:
- Comando central: os centros superiores do SNC iniciam mudanças antes do exercício, proporcionando o impulso para o movimento.
- Feedback sensorial:
- Barorrecetores: observar as alterações na pressão arterial.
- Quimorecetores : Observar as alterações na PCO2.
- Nervos musculares aferentes: observar as alterações nos metabolitos (por exemplo, iões H+).
- O centro de controlo cardiorrespiratório no tronco cerebral integra os sinais centrais e sensoriais para coordenar uma resposta simpática.
Alterações nas pressões arteriais sistólica, diastólica e média com o aumento do esforço físico
PAS = pressão arterial sistólica
PAD = pressão arterial diastólica
PAM = pressão arterial média
Efeitos da manobra de Valsalva
Valsalva: expiração forçada contra a glote fechada (ocorre frequentemente durante o exercício). Valsalva causa 4 mudanças diferentes na pressão arterial ao longo do tempo:
- Fase 1: ↑ na pressão arterial e ↓ na FC:
- Expiração forçada sem expulsão significativa de ar → ↑ significativo da pressão intratorácica
- → Compressão da aorta torácica → ↑ pressão arterial
- Os barorrecetores sentem o ↑ na pressão arterial → ↓ FC na tentativa de manter a homeostase da perfusão
- Fase 2: ↓ pressão arterial e ↑ FC:
- ↑ Pressão intratorácica → impede o retorno venoso ao tórax
- → ↓ Enchimento cardíaco e ↓ pré-carga → ↓ DC → ↓ pressão arterial
- Os barorrecetores sentem a ↓ na pressão arterial → ↑ FC na tentativa de manter a homeostase da perfusão
- SNS ativado → ↑ RVS tentando estabilizar a pressão arterial/perfusão (porção de plateau da fase 2)
- Fase 3 (libertação da Valsalva):
- É removida a compressão torácica externa → a pressão aórtica cai brevemente novamente
- Barorreflexo ↑ FC
- Fase 4:
- É removida a compressão torácica externa → o retorno venoso ao tórax é retomado
- Enchimento ventricular rápido → ↑ pré-carga → ↑ DC → ↑ pressão arterial
- Barorreflexo ↓ a FC
Fases da manobra de Valsalva com as alterações correspondentes na FC
CO: débito cardíaco
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Alterações Cardiovasculares que Ocorrem Durante Exercícios de Resistência (Aeróbicos)
Descrição geral
- Exercício aeróbico ↑ o consumo corporal total de O2
- O corpo responde através do ↑ da perfusão para suprir a demanda metabólica
- O corpo obtém a resposta por:
- ↑ DC através de:
- ↑ FC
- ↑ Volume de ejeção
- Lembre-se: DC = FC x volume de ejeção
- ↑ Pressão arterial sistólica
- Redirecionando o fluxo sanguíneo para músculos que se contraem ativamente
- ↑ DC através de:
Aumento da FC
- À medida que a carga de trabalho ↑, a FC ↑
- A relação é linear.
- Devido à estimulação simpática ↑ no nó sinoauricular
Alterações na FC em diferentes intensidades de exercício aeróbico
Imagem por Lecturio.Aumentos no volume de ejeção
- À medida que a carga de trabalho ↑, o volume de ejeção ↑
- A relação é linear até um ponto e, em seguida, a curva torna-se mais plana.
- O ↑ íngreme inicial no volume de ejeção
é devido a:
- ↑ Estimulação simpática que causa um ↑ da força contrátil do coração (ou seja, ↑ da inotropia)
- ↑ Retorno venoso ao coração → ↑ pré-carga → ↑ volume de ejeção
- Achatamento da curva: como a FC ↑, há menos tempo para o enchimento ventricular → difícil alcançar maiores volumes diastólicos finais → menos pré-carga → menos ↑ no volume de ejeção
Alterações no volume sistólico em diferentes intensidades de exercício aeróbico
Efeitos da bomba do músculo esquelético
- Mecânica:
- Quando os músculos esqueléticos se contraem, comprimem as veias entre eles.
- O sangue é empurrado para a frente no circuito, em direção ao coração.
- Efeitos da bomba do músculo esquelético:
- Movimentos coordenados e repetitivos → ↑ retorno venoso → ↑ pré-carga → ↑ volume de ejeção
- O sangue avança aumentando o gradiente de pressão através do leito vascular do músculo → ↑ fluxo sanguíneo (gradiente de pressão a ser a força motriz do fluxo sanguíneo)
Bomba do músculo esquelético: conforme os músculos esqueléticos ao redor de uma veia se contraem, o vaso é comprimido, forçando o sangue a mover-se para a frente. As válvulas unidirecionais nas veias evitam o refluxo e garantem que o sangue flui apenas numa direção.
Imagem por Lecturio.Alterações na pressão sanguínea
Com exercícios aeróbicos:
- Aumenta a pressão arterial sistólica:
- Devido a uma resposta simpática
- Via receptores α-adrenérgicos
- PAD permanece constante ou diminui ligeiramente:
- Vasodilatação significativa nos leitos vasculares do músculo esquelético → leve ↓ na RVS geral
- ↓ RVS: PAD permanece relativamente constante ou diminui ligeiramente.
- PAM aumenta ligeiramente:
- PAM = (DC x RVS) + pressão venosa central (OVC) (nota: a PVC é próxima de 0 e frequentemente desconsiderada.)
- A PAM pode ser aproximada usando a pressão arterial sistólica e PAD:
- Como o coração passa mais tempo na diástole do que na sístole, a PAD contribui mais para a PAM do que a pressão arterial sistólica.
- PAM ≅ [⅓ (pressão arterial sistólica – PAD)] + PAD
- ↑ Na pressão arterial sistólica com alteração mínima na PAD = leve aumento na PAM
Alterações nos parâmetros cardiovasculares em diferentes intensidades de exercícios de resistência
PAS: pressão arterial sistólica
PAM: pressão arterial
média
PAD: pressão arterial diastólica
Redistribuição do fluxo sanguíneo
- Diferentes leitos vasculares são capazes de vasocontrair e/ou vasodilatar para redistribuir o fluxo sanguíneo para os músculos esqueléticos em contração ativa durante o exercício aeróbico.
- Os efeitos podem mudar num determinado tecido, dependendo da intensidade do exercício.
- Efeitos nos principais leitos vasculares:
- ↑ Fluxo para o músculo esquelético
- ↑ Fluxo para o coração (embora em menor extensão do que para o músculo esquelético)
- O fluxo para o cérebro permanece constante.
- ↓ Fluxo para os rins e trato gastrointestinal
- Fluxo para a pele:
- ↑ Inicialmente para ajudar a dissipar o calor gerado durante o exercício (parte da termorregulação)
- No exercício máximo, o corpo prioriza a perfusão dos músculos esqueléticos e do coração em vez da termorregulação → ↓ perfusão na pele
Alterações na distribuição do fluxo sanguíneo durante exercícios leves, moderados (mod) e máximos (max)
Imagem por Lecturio.Efeitos da postura corporal nos parâmetros cardiovasculares
Tabela: Efeitos relativos da postura corporal nos parâmetros cardiovasculares: supino versus ereto
Mais alto | Mais baixo |
Mais baixo | Mais alto |
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Efeitos do Treino de Resistência Crónica (ao Longo do Tempo)
Efeitos na FC, volume sistólico e DC em repouso e durante a carga de trabalho máxima
O exercício aeróbico regular melhora a saúde cardiovascular ao ↓ FC, ↑ volume de ejeção e ↑ DC (durante o exercício)
Tabela: Efeitos do exercício de resistência crónica na FC, volume sistólico e DC
Diminui | Mudança mínima ou ligeiramente reduzida para permitir um tempo de enchimento mais longo |
Aumenta | Aumenta:
|
Mudança mínima | Aumentado devido ao ↑ volume sistólico |
Outras adaptações vasculares
Outras adaptações vasculares que ocorrem com o treino de resistência crónica:
- ↑ Vascularização miocárdica através de:
- ↑ Área transversal dos vasos coronários através do “remodeling”
- ↑ Circulação colateral
- ↑ Número e densidade capilar no músculo esquelético
- ↓ Pós-carga (↓ RVS)
- Diminuição sistémica da pressão arterial
- Melhor vasodilatação dos músculos ativos
- Melhor desvio de sangue de regiões não ativas
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Referências
- Nystoriak, M., Bhatnagar, A. (2018). Cardiovascular effects and benefits of exercise. Front. Cardiovasc. Med. Retrieved Nov 16, 2021, from //doi.org/10.3389/fcvm.2018.00135
- Klabunde, R. (2014). Hemodynamics of a Valsalva Maneuver. Cardiovascular Physiology Concepts. Retrieved Nov 16, 2021, from //www.cvphysiology.com/Hemodynamics/H014
- Klabunde, R. (2020). Skeletal muscle blood flow. Cardiovascular Physiology Concepts. Retrieved Nov 16, 2021, from //www.cvphysiology.com/Blood%20Flow/BF015
- Klabunde, R. (2007). Active hyperemia. Cardiovascular Physiology Concepts. Retrieved Nov 16, 2021, from //www.cvphysiology.com/Blood%20Flow/BF015
- Cornelissen, V., Fagard, R. (2005). Effects of endurance training on blood pressure, blood pressure-regulating mechanisms, and cardiovascular risk factors. Hypertension. 46, 667–675. //www.ahajournals.org/doi/full/10.1161/01.hyp.0000184225.05629.51