Aula 10 - Ergoespirometria

[Música] [Música] Olá Essa é nossa aula sobre ergoespirometria nela iremos estudar os aspectos relacionados à determinação de consumo de oxigênio produção de CO2 e suas relações com o exercício com utilizar este sistema em termos de avaliação e prescrição de Treinamento vamos a ela em primeiro lugar é praticamente impossível discutir-se consumo de oxigênio sem a citação de iod fic o princípio de fic descrito na virada do século XIX pro século XX sugere que o consumo de oxigênio é igual ao débito cardíaco multiplicado pela diferença artéria venosa de oxigênio ora o débito cardíaco é uma variável cardiovascular

com pela multiplicação da frequência cardíaca pelo volume sistólico nesse caso temos uma medida de fluxo sanguíneo débito cardíaco é o fluxo sanguínio ejetado pelo coração a cada minuto pois bem esta variável multiplicada pela diferença artéria venosa de2 constitui o qu o conteúdo arterial de oxigênio é uma variável essencialmente respiratória já que depende do processo de difusão de oxigênio dos alvéolos para os capilar es pulmonares isso gera o chamado conteúdo arterial de oxigênio por sua vez o conteúdo venoso de oxigênio ele é decorrente da atividade metabólica corporal atividade metabólica como um todo eh compondo músculos sistema

nervoso sistema gastrointestinal sistema ósseo tecido adiposo e assim por diante todo esse tecido consume oxigênio e ao consumir oxigênio na razão direta de sua atividade metabólica extrai oxigênio do sangue provocando a diminuição do conteúdo venoso de oxigênio Ora se eu tenho um determinado conteúdo arterial de oxigênio e este conteúdo venoso pelo aumento de atividade metabólica diminui isso gera uma isso gera um aumento da diferença arté venosa de oxigênio ora essa diferença arté venosa ela diz respeito portanto a taxa de extração de oxigênio que os tecidos e o metabolismo provoca essa extração de oxigênio multiplicado pelo

fluxo é o que compõe aquilo que a gente chama de consumo de oxigênio de acordo com o princípio de fic pois bem numa outra leitura H kalman wasan eh descreve da seguinte forma nós temos um circuito na realidade um sistema de engrenagens composto por pulmões sistema respiratório coração sistema cardiovascular e sistema metabólico muscular evidentemente Professor calma um ó se refere fundamentalmente a relações de exercício nesse caso eu tenho um sistema de captação de oxigênio pelos pulmões transporte de oxigênios pelo sistema cardiovascular e utilização de oxigênio pelo sistema muscular nesse sentido chegando até as mitocôndrias para

seu respectivo consumo pois bem ao mesmo tempo esse sistema produz CO2 que é transferido do músculo para o coração e do coração para os pulmões Então esse é um esquema clássico e que tem que ser entendido vários livros vários autores sugerem que o consumo de oxigênio é a capacidade de captação transporte e utilização de oxigênio pelos tecidos é portanto uma variável essencialmente aeróbia pois bem por que que se mede isso quais são as utilidades de se fazer testes de capacidade cardiorespiratória pois bem se usa isso para determinar as respostas fisiológicas em repouso e durante trabalho

seja submáximo seja máximo Além disso essa avaliação gera bases para programação de exercícios e também determina a existência ou não de doença arterial coronariana finalmente é capaz de determinar a capacidade de realização de uma determinada tarefa pois bem quando se faz isso H se usam equipamentos chamados ergoespirometría valores de consumo de oxigênio e de produção de CO2 isso é feito a partir de análise eletroquímica dos percentuais de oxigênio e CO2 tanto do ar inalado quanto do ar exalado e também do volume ventilatório isso é feito na realidade há bastante tempo como vocês podem ver por

essa imagem vejam que esse sujeito está utilizando uma máscara para captar os gases expirados e coletar esses gases em bolsas que eram transportados por esse eh auxiliar de pesquisa como você vocês aqui podem ver Ora se eu tenho na realidade uma percentual ã um percentual de oxigênio no ar atmosférico da ordem de 21% e eu tenho por exemplo ã uma extração de oxigênio deste ar da ordem de 1% esse 1% de extração de oxigênio ou seja eu inalo 21 e exalo 20 se eu inalar 21 e exalar 19 o percentual de extração será de 2%

ora e isso multiplicado pela ventilação ou seja quantos litros eu ventilo quantos litros eu troco com o meio por minuto me dará o valor do consumo de oxigênio o mesmo princípio é utilizado para produção de CO2 Só que nesse caso ao invés de falarmos de extração de oxigênio falaremos de produção de CO2 ou seja inalamos 0,03% de CO2 e exalamos 1 2 3% desse CO2 multiplicado pela ventilação nós temos então a produção de CO2 pois bem além desses marcadores e que são determinados pelo sistema de ergoespirometria naqueles equipamentos que mostrei anteriormente também podemos analisar também

podemos calcular o rir que é a taxa de troca respiratória respiratory Exchange rate taxa de troca respiratória essa taxa de troca respiratória é igual a produção de CO2 dividido pelo consumo de oxigênio ora baseado num princípio métrico para oxidação plena de 1 mol de glicose eu irei produzir 6 moles de CO2 e consumir 6 moles de oxigênio 6 di por 6 = 1 já quando eu falo de gorduras para oxidação plena de 1 mol de palmitato eu irei produzir 16 moles de CO2 e consumir 23 moles de oxigênio 16 di 23 iG 0,7 Ou seja

a taxa de troca respiratória ela gera um valor gera um número que quanto mais próximo de um mais carboidrato tu estarás utilizando quanto mais próximo de 0,7 mais gorduras tu estará utilizando a partir daí se cria uma tabela essa tabela ela tá baseada no r e nos valores de kilocalorias e principalmente das proporções de carboidratos e lipídeos para cada um desses R vamos a alguns exemplos por exemplo num R de 0,73 eu tenho cerca de 88% de oxidação de carboidratos E o restante 91% de oxidação de gorduras se eu aumento a intensidade de exercício O

que é que irá ocorrer eu irei deslocar o r para um valor por exemplo de 0,85 aonde eu tenho aproximadamente 50% para cada um dos componentes carboidrato e lipídios se eu aumentar um pouco mais a intensidade de exercício eu posso ir por exemplo para 0,98 e nesse caso estarei oxidando 93% de carboidratos e 6% de gorduras para suprir as necessidades energéticas dessa intensidade de exercício então o rir é uma variável importante em termos de determinação da Via metabólica que está sendo utilizada em cada condição de exercício ora é possível um R maior do que 1,0

sim em condições de acidose nós iremos discutir isso um pouco mais adiante em especial quando discutirmos aspectos respiratórios mas em condições de acidose existe um fenômeno de tamponamento de hidrogênios que acaba por gerar um aumento na produção de CO2 que acaba por sua vez gerando um deslocamento do R para valores superiores a um pois bem Que tipos de teste nós realizamos para avaliar consumo de oxigênio o teste mais mais básico é o teste de repouso o que nós temos aqui é um sistema que nós chamamos de canope aonde o indivíduo respira dentro de uma cápsula

como vocês podem ver os gases são captados por essa linha aqui e encaminhados direcionados então pro sistema de análise nesse caso a determinação de consumo de oxigênio e produção de CO2 nos permite determinar a taxa metabólica de repouso para calcular isso nós temos uma equação que é utilizada baseada então no consumo de oxigênio e na produção de CO2 e a partir daí se determina quantas quilocalorias esse indivíduo consome em repouso isso é extremamente útil para determinação por exemplo de dietas de restrição calórica ã baseadas na taxa metabólica do paciente pois bem é um teste bastante

simples basicamente se deixa o indivíduo durante cerca de 30 minutos em repouso mas que depende de alguns cuidados ele tem que ser realizado pela manhã muito cedo em jejum de forma que eh exercícios prévios de forma que o horário do dia de forma que a alimentação não interfiram em seu resultado feito isso nós temos um resultado bastante preciso e que pode ser utilizado para uma série de eh aplicações em especial na área de metabolismo pois bem mas o nosso tema fundamental é exercício quando a gente fala de exercício o principal modelo de teste que nós

utilizamos é o teste em Escada como é que ele funciona simples nós ao medida que passa o tempo de teste nós aumentamos a intensidade de exercício isso pode ser feito de diferentes configurações com cargas mais altas com cargas mais baixas com durações de estágio mais longas ou mais curtas dependendo do interesse dependendo da condição física do paciente ou atleta que nós estivermos avaliando e assim por diante o fato é que sempre nós temos um incremento progressivo de intensidade de forma a atingir a máxima capacidade do indivído durante esse tempo estaremos medindo o consumo de oxigênio

um outro modelo de teste é o teste em rampa esse teste em rampa pressupõe um aumento muito pequeno e contínuo ao longo de todo o teste normalmente para isso são necessários ergômetros ã bastante sofisticados que gerem um aumento de carga muito pequeno normalmente encontramos isso em bicicletas ergométricas bastante caras mas é o tipo de modelo ideal para determinação de consumo de oxigênio o que veremos agora é um exemplo de teste ergométrico sendo aplicado vamos a ele pois bem Vocês podem notar a o equipamento que está sendo utilizado em primeiro lugar notem que e esse avaliador

ele dá uma pequena eh punção no lóbulo da orelha do Atleta para coletar uma amostra de sangue para determinação de lactato aqui vocês podem ver a máscara sendo utilizado com uma fita para avaliação e de frequência cardíaca uma cinta para um frequencímetro eh vocês podem ver que essa tubulação ela tá conectada a um sistema de análise e o atleta vai então progressivamente aumentando a intensidade ao longo do teste essa Progressão de intensidade que pode ser tanto no modelo de escada quanto no Modelo de rampa ele vai gerando uma carga cada vez mais alta até o

máximo vejam que o atleta já tá chegando numa intensidade bastante elevada já começa Inclusive a desordenar um pouco tá Eh vamos acompanhar o teste para ver até que momento ele vai eh notem já a alteração de ventilação desse atleta e agora ele interrompe o teste tenta ainda se mas realmente é impossível a ventilação é muito alta a frequência cardíaca também e bem eh com esses parâmetros com a coleta de gases nós temos então a possibilidade de determinar o consumo de oxigênio o consumo máximo de oxigênio e assim por diante esse gráfico é um gráfico típico

da análise de ergoespirometria notem os inúmeros pontos registrados cada ponto aqui representa uma respiração S esses equipamentos Ou pelo menos os equipamentos mais modernos são equipamentos que fazem análise Breath by Breath Ou seja a cada ventilação isso forma uma nuvem de pontos que a partir do software por um sistema de amostragem por um sistema de análise eu tenho uma linha de tendência desse comportamento do consumo de oxigênio nós poderíamos traçar essa linha de tendência e determinar então o ponto máximo esse ponto máximo é é chamado de consumo máximo de oxigênio ou de consumo de pico

pois bem os critérios para determinação do consumo máximo de oxigênio são os seguintes o teste deve ser máximo deve-se obter um platô do consumo de oxigênio a frequência cardíaca deve ser de no mínimo 95% da prevista pela fórmula 220 menos a idade ou outra análoga o r deve ser maior do que um ou maior do que 1.15 para atletas o lactato maior do que 8 m deve-se apresentar sinal de fadiga a escala de borg deve ser maior igual a 17 e para vo2 máximo o maior valor do teste deve deve ocorrer nos 30 segundos finais

do teste pois bem o que que é escala de borg é uma escala subjetiva de esforço já extremamente utilizada validada aonde ã o paciente o voluntário o atleta avalia o seu esforço subjetivamente numa escala que vai de 6 a 20 6 nenhum esforço 20 esforço máximo Então quando se diz que o teste deve ter no mínimo um borg de 17 ou seja subjetivamente o paciente o voluntário avaliado deve indicar que o teste tem que ser muito pesado tá Então essa é uma das é um dos critérios de maximal do teste bom o platô ele efetivamente

existe o que se diz é que quando t É adequado o consumo de oxigênio Aumenta até um determinado ponto e a partir desse determinado ponto com sucessivos aumentos de carga o consumo não aumenta mais nesse caso se sugere o consumo máximo de oxigênio e quando nesse exemplo não há platô como é que nós chamamos consumo de oxigênio de pico fundamentalmente o que faz com que o indivíduo atinja esse platô são eh a própria condição física ou ou seja indivíduos com boa condição física mas também com motivação pra realização do teste em termos de condição física

esse platô Depende de uma resistência anaeróbia Alguém poderia pensar mas como Resistência anaeróbia se esse teste é aeróbio pois bem ele é aeróbio à medida que se aumenta a carga de trabalho mas como nós sabemos que a medida que aumenta a carga de trabalho a proporção entre atividade aeróbia e anaeróbia muda nas cargas mais altas eu já tenho uma predominância aeróbia é bastante importante então a tolerância aeróbia é fundamental para que eu consiga me manter em carga me manter em exercício aumentando a carga sem que haja um aumento de consumo de oxigênio esse Então seria

ou é o consumo máximo de oxigênio pois bem quais são os valores de referência para o consumo máximo de oxigênio em diferentes modalidades esportivas nós podemos H citar sugerir valores de referência por exemplo os atletas com maiores consumos máximos de oxigênio são os atletas do ski de cross country atletas que atingem valores próximos de 85 90 ml por kg minuto abaixo deles os maratonistas os ciclistas com algo na faixa de 75 ou 80 remadores com algo na faixa de 65 nadadores de fundo com valores na faixa de 55 alteril com valores de referência de 45

e finalmente sedentários saudáveis com valores próximos de 35 abaixo do sedentário saudável nós encontramos o sedentário incapacitado com valores na faixa de 25 ou menos M kg minuto e finalmente os cardiopatas com uma condição bastante ruim com valores muitas vezes abaixo de 15 ml kg a minuto pois bem o que é que determina se nós estaremos noem valores da H de 85 5 ou 75 O que é que faz com que atletas tenham valores tão diferentes o treinamento bem essa é uma possibilidade mas na realidade o treinamento ele afeta o consumo máximo de oxigênio em

até 20% ora o que é então que faz com que esses indivíduos tenham valores tão diferentes comparando o alter ofila com 45 com o esquador de cross country nós temos uma diferença muito superior a 20% na realidade uma diferença de 100 por praticamente o dobro ora fundamentalmente O que determina isso são aspectos genéticos e dentro desse eh corpo de aspectos genéticos o processo de seleção natural que cada modalidade esportiva realiza ora um atleta que nasça com um consumo máximo de oxigênio típico de um atleta de al erofil ista ou seja um velocista ele pode treinar

o quanto quiser ele nunca chegará a um consumo de maratonista E vice-versa se o indivíduo nasceu com um consumo máximo de oxigênio que o predisponen quanto quiser força que ele nunca terá o desempenho de alto nível que um atleta de halterofilismo tem pois bem saindo desse aspecto do alto desempenho e pensando em saúde nós temos um patamar aqui esse patamar dos 25 ml kg minuto é o patamar que nós consideramos o Limiar da Independência funcional o que isso quer dizer quer dizer que para que nós nos mantenhamos saudáveis e Independentes nós devemos ter consumos máximos

de oxigênio acima de 25 ml kg minuto ao longo de toda a nossa vida a partir do momento em que esse valor cai abaixo de 25 nós passamos a ter H limitações funcionais nós passamos a nos tornar dependentes funcionalmente pois bem o problema é que o consumo máximo de oxigênio ele é afetado pelo envelhecimento de que forma Ora por um processo chamado sarcopenia a perda progressiva de sarcômeros a perda de massa muscular essa sarcopenia leva a diminuição de força diminuição de potência e diminuição de resistência muscular que por sua vez levam a a um aumento

na dificuldade no manejo de cargas aumento no risco de quedas e fraturas e aumento de fatigabilidade que por suas vez levam a menor atividade física e mais incapacidade esse fenômeno leva a mais sarcopenia progressivamente fechando um ciclo vicioso ou seja existe uma perda de consumo máximo de oxigênio com envelhecimento essa perda de consumo máximo de oxigênio é da ordem de 7 ml kg minuto por década em média ora isso quer dizer que nós perdemos consumo máximo de oxigênio ao ao longo do processo de envelhecimento notem o que acontece com o indivíduo treinado eh em resistência

se na sua Juventude com digamos 20 25 anos ele tinha um consumo máximo da ordem de 60 na idade de 70 ele terá algo na na faixa de 35 ou seja um valor muito acima do Limiar de independência funcional então Eh é barbaramente seguro para esse indivíduo h o processo de envelhecimento por outro lado o indivíduo C dentário que na sua Juventude tinha um consumo da ordem de 35 como vocês podem ver aqui chegará aos 70 anos com valores na faixa de 20 ou seja abaixo do Limiar de independência funcional e portanto dependente incapaz gerando

todos os problemas que Esse aspecto causa pois bem qual é a solução para isso Resposta simples treinar Resposta simples fazer exercício o próprio exercício aeróbio gerar adaptações ao longo da vida que irão eh Minimizar esse efeito irão prevenir Esse fenômeno de sarcopenia mantendo a saúde ao longo da vida Porém quando falamos de indivíduos que pouco treinaram ou não treinaram ao longo de sua vida e chegaram aos 60 70 ou 80 anos de idade numa condição bastante ruim nós precisamos além do trabalho aeróbio inserir treinamento de força E por que treinamento de força parece não fazer

sentido já que o treinamento de força é predominantemente anaeróbio nós estamos falando de uma de uma variável que é aeróbia pois bem o problema é que a limitação decorrente da sarcopenia ela ocorre por perda de massa muscular ela é perda de massa muscular O resultado é que o treinamento de força é fundamental na conservação e até mesmo no aumento dessa massa muscular em especial na terceira idade ora então quando falamos idosos é importante que a gente Mantenha o treinamento aeróbio mas adicione também o treinamento de força no sentido de buscar uma recuperação de massa muscular

muito bem o que mais temos que discutir ã uma forma de se testar o consumo de oxigênio como nós discutimos anteriormente é o método ã em teste retangular esse teste retangular ele pressupõe o o quê um aumento de carga e o acompanhamento do consumo de oxigênio ao longo desse aumento de carga vamos imaginar que nós aumentemos a aumentamos a carga da ordem de 3,5 ml kg a Minuto Para algo na faixa de 16 o consumo de oxigênio responderia instantaneamente não ele responde dessa forma notem que eu tenho um aumento progressivo do consumo de oxigênio até

que se estabilize ora um indivíduo treinado ele responde eria mais rapidamente o que nós temos aqui uma área que nós chamamos de Déficit de oxigênio esse período de Déficit de oxigênio é um período durante o qual h o sistema aeróbio é incapaz de suportar a plenitude da carga Isso quer dizer então que nós precisamos de certa forma da contribuição anaeróbia para sustentar a carga enquanto o sistema aeróbio não tiver completamente adaptado à Nova à Nova carga vejam aqui que por exemplo com um minuto de carga Ou seja a carga foi implementada no segundo minuto com

um minuto de carga o consumo deveria estar em 16 e no entanto ele está no indivíduo sedentário aqui na faixa de 11 e no indivíduo treinado aqui na faixa de 12 ou seja nós temos então uma dificuldade na no ajuste do consumo de oxigênio gerando um período de Déficit de oxigênio Quais são as consequências desse déficit de oxigênio ora um aumento de frequência cardíaca um aumento de temperatura corporal e metabolicamente um aumento de produção de lactato com algum grau de acidose uma diminuição da concentração de oxigênio da mioglobina ou seja da da da da proteína

responsável pela fixação do oxigênio no tecido muscular pois bem eh se isso ocorre quando eu aumento a carga o que que ocorre quando eu diminuo a carga nota tem esse comportamento aqui pois bem eu tenho tanto o aumento quanto a diminuição da carga o que que acontece com consumo de oxigênio isso ou seja no aumento da carga eu tenho o comportamento que já foi discutido e na diminuição da carga vejam que o consumo de oxigênio ele permanece alto mesmo que a carga já tenha diminuído essa área aqui nós chamamos de Déficit de oxigênio essa área

aqui que notem que é muito maior do que a área de Déficit nós chamamos de epoque é uma sigla em inglês que quer dizer excesso de consumo de oxigênio pós exercício na realidade o epoque é funciona como um sistema de pagamento do Déficit Ora se aqui eu produzir lactato aqui eu estou metabolizando removendo lactato e principalmente hidrogênios se aqui eu aumentei a frequência cardíaca aqui eu estou diminuindo a frequência cardíaca e assim por diante então o epoque ele serve como um sistema de metabolização e recuperação do consumo de oxigênio no pós-exercício vejam que durante vários

minutos no pós-exercício eu manté o consumo de oxigênio elevado mesmo que já em repouso Finalmente uma outra forma de avaliação do consumo de oxigênio é a testagem de da chamada economia de movim no caso da corrida nós chamamos economia de corrida no caso da natação nós chamamos economia de nado e assim por diante de uma forma geral economia de movimento pois bem o que que nós fazemos nós colocamos o indivíduo em um teste retangular e avaliamos a resposta de consumo de oxigênio Não durante um ou 2 minutos mas durante 20 minutos 10 minutos 30 minutos

dependendo do interesse ora o que é que se espera ao longo de um programa de treinament com essa resposta de consumo de oxigênio isso aqui ou seja pra mesma carga de trabalho mecânica nós temos um menor consumo de oxigênio Qual é a justificativa para isso uma justificativa fundamentalmente mecânica Ou seja a técnica evoluiu nós estamos fazendo com que o nosso atleta Execute o mesmo trabalho por exemplo uma corrida a 12 a 15 ou mesmo a 20 km/h porém consumindo menos oxigênio isso é justificado por alguma modificação metabólica essencialmente não fundamentalmente a justificativa para isso é

uma melhoria na técnica de execução do movimento e dessa forma se torna o movimento mais econômico consumindo menos oxigênio ora numa prova que dure 1 2 3 minutos Isso parece não ser muito relevante mas numa prova que dure 2 horas aí e sim nós comemos até começamos a ter efeitos bastante significativos de economia de substrato energético e dessa forma conseguimos um desempenho melhor pois bem H me encaminhando pro final da aula Quais são as mensagens finais o consumo máximo de oxigênio é o principal marcador de desempenho aeróbio ele é útil na prescrição de treinamento e

na estratificação de risco cardiovascular o protocolo de testagem deve ser adequado ao grupo A o paciente atleta faz parte e claro aos objetivos que nós temos em relação a esse teste e finalmente a avaliação de consumo de oxigênio produção de CO2 e r são fundamentais para determinação de parâmetros metabólicos de repouso e de exercício pois bem esta foi a nossa aula sobre erro espirometria até a [Música] próxima m