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Resposta Cardiovascular ao Exercício

Durante o exercício, a demandas metabólica do corpo aumenta e são necessárias alterações no sistema cardiovascular para manter a perfusão adequada. Durante a contração isométrica, o fluxo sanguíneo diminui para o músculo em contração devido à compressão direta das artérias. Após a contração terminar, os metabolitos vasoativos causam vasodilatação significativa, resultando num aumento do fluxo sanguíneo para o músculo conhecido como hiperemia ativa. Durante o exercício de resistência, movimentos repetitivos e coordenados durante um período sustentado resultam num aumento da FC, do volume sistólico, do débito cardíaco e da pressão arterial sistólica principalmente através da estimulação simpática e dos efeitos da bomba muscular esquelética. A pressão arterial diastólica geralmente diminui ligeiramente devido à vasodilatação significativa dos leitos vasculares do músculo esquelético, resultando numa diminuição da resistência vascular sistémica.

Última atualização: 24 Feb, 2022

Responsibilidade editorial: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

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

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

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

Imagem por Lecturio.

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

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

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

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

Alterações no volume sistólico em diferentes intensidades de exercício aeróbico

Imagem por Lecturio.

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

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

Alterações nos parâmetros cardiovasculares em diferentes intensidades de exercícios de resistência
PAS: pressão arterial sistólica
PAM: pressão arterial média
PAD: pressão arterial diastólica

Imagem por Lecturio.

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)

Alterações na distribuição do fluxo sanguíneo durante exercícios leves, moderados (mod) e máximos (max)

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Efeitos da postura corporal nos parâmetros cardiovasculares

Tabela: Efeitos relativos da postura corporal nos parâmetros cardiovasculares: supino versus ereto
Postura Supina (por exemplo, natação) Ereta
Efeito na pré-carga e volume sistólico Mais alto Mais baixo
Efeito na FC em repouso Mais baixo Mais alto

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
Em repouso Durante a carga de trabalho máxima
Frequência cardíaca Diminui Mudança mínima ou ligeiramente reduzida para permitir um tempo de enchimento mais longo
Volume de ejeção Aumenta Aumenta:
  • Crescimento da parede ventricular → contrações mais fortes
  • ↑ Preenchimento → ↑ pré-carga → ↑ volume de curso
Débito cardíaco 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

Referências

  1. Nystoriak, M., Bhatnagar, A. (2018). Cardiovascular effects and benefits of exercise. Front. Cardiovasc. Med. Retrieved Nov 16, 2021, from https://doi.org/10.3389/fcvm.2018.00135
  2. Klabunde, R. (2014). Hemodynamics of a Valsalva Maneuver. Cardiovascular Physiology Concepts. Retrieved Nov 16, 2021, from https://www.cvphysiology.com/Hemodynamics/H014
  3. Klabunde, R. (2020). Skeletal muscle blood flow. Cardiovascular Physiology Concepts. Retrieved Nov 16, 2021, from https://www.cvphysiology.com/Blood%20Flow/BF015
  4. Klabunde, R. (2007). Active hyperemia. Cardiovascular Physiology Concepts. Retrieved Nov 16, 2021, from https://www.cvphysiology.com/Blood%20Flow/BF015
  5. Cornelissen, V., Fagard, R. (2005). Effects of endurance training on blood pressure, blood pressure-regulating mechanisms, and cardiovascular risk factors. Hypertension. 46, 667–675. https://www.ahajournals.org/doi/full/10.1161/01.hyp.0000184225.05629.51

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