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fernandorochel
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ALTOS E BAIXOS • OBJETIVOS
Compreender características físicas de ambientes hipobárico e hiperbárico; Compreender as alterações e adaptações fisiológicas em resposta a estes ambientes;
Compreender conceitos básicos de fisiologia respiratória e cardiovascular;
ALTOS E BAIXOS • ALTITUDE
• Conceito Histórico
http://nonciclopedia.wikia.com/wiki/File:Monte_Olimpo.gif
http://asmilcamisas.wordpress.com/tag/futebol-cordilheira-dos-andes/
http://forsfimport.files.wordpress.com/2010/01/edmundhillaryandtenzingnorgay.jpg
http://www.esportesradicais.org/tag/alpinismo/
ALTOS E BAIXOS • ALTITUDE
10 x http://atomicscien.blogspot.com.br/2011/05/monte-everest.html http://www.estadao.com.br/noticias/internacional,dubai-inaugura-
maior-arranha-ceu-do-mundo,490204,0.htm
ALTOS E BAIXOS
“Nosso progresso foi lento e exaustivo. Cada passo foi trabalhoso, requerendo muito esforço. Depois de alguns passos uma pausa foi necessária para recuperarmos a energia. Eu estava começando a ofegar e lutar para respirar. Meus pulmões pareciam queimar, eu estava gemendo e lutando para conseguir ar suficiente, uma experiência triste e apavorante na qual eu não tinha o controle sobre mim mesmo.” Life at the extremes. The science of survival, 2001.
• ALTITUDE
• ALTITUDE
ALTOS E BAIXOS
1. A que se devem as alterações observadas quando uma pessoa é exposta à elevadas altitudes?
2. Qual o motivo da necessidade da subida gradual?
3. Por que alguns povos conseguem viver em níveis muito acima do nível do mar?
• ALTITUDE • Sistema respiratório
ALTOS E BAIXOS
Função e anatomia
Defesa imunológica;
Órgão metabólico;
Trocas gasosas
http://www.infoescola.com/biologia/sistema-respiratorio/
• ALTITUDE • Sistema respiratório
ALTOS E BAIXOS
Difusão dos gases
http://www.afh.bio.br/resp/resp2.asp
CO2 CO2
• ALTITUDE • Sistema respiratório
ALTOS E BAIXOS
Pressão dos gases no alvéolo
http://osistemarespiratorio.blogspot.com.br/2010/08/hematose.html
• ALTITUDE
ALTOS E BAIXOS
Pressão atmosférica e pressão de Oxigênio PO2 = Fração O2 x Pressão atmosférica
FO2 = 21% (constante) Pressão atmosférica Força que a atmosfera exerce sobre a terra e varia de acordo com a
altitude.
• ALTITUDE
ALTOS E BAIXOS
http://www.alunosonline.com.br/quimica/influencia-pressao-externa-sobre-ponto-ebulicao.html
http://meteoropole.com.br/category/pressao-do-ar/
• ALTITUDE
ALTOS E BAIXOS
PO2 = Fração O2 x Pressão ATM FO2 = 21% (constante)
http://osistemarespiratorio.blogspot.com.br/2010/08/hematose.html
• ALTITUDE
ALTOS E BAIXOS
1. A que se devem as alterações observadas quando uma pessoa é exposta à elevadas altitudes? R: A queda na pressão de O2 A queda na PO2 está relacionada a maioria dos sintomas observados no mal agudo da montanha que incluem: respiração ofegante e dores de cabeça, podendo também ocorrer náuseas, insônia e perda de cognição.
• ALTITUDE Quimiorreflexo (resposta imediata à altitude elevada)
ALTOS E BAIXOS
http://dc301.4shared.com/doc/a4ZxNF7Y/preview.html
• Pulmonares: hiperventilação; • Cardiovasculares: vasocontricção seletiva e aumento da força de contração cardíaca
Corpúsculo carotídeo
Corpúsculo aórtico
• ALTITUDE Quimiorreflexo
ALTOS E BAIXOS
Hiperventilação: aumento da frequência e profundidade da respiração. Possibilita maior disposição de O2, diminuindo a queda da pressão deste gás; Vasocontricção seletiva: contração de vasos de determinados órgãos, diminuindo assim o fluxo sanguíneo para estes órgãos; Aumento da força de contração cardíaca: garante que o coração bombeie maior volume de sangue, compensando a deficiência de O2 sanguíneo.
• ALTITUDE
ALTOS E BAIXOS
Ajuste ácido-base (resposta de médio prazo à elevadas altitudes)
pH: indicador de quanto uma solução é básica, ácida ou neutra, sendo o pH neutro definido numericamente como 7; pH sanguíneo: levemente alcalino 7,4. Deve ser mantido dentro de uma estreita faixa de variação.
• ALTITUDE
ALTOS E BAIXOS
Ajustes a longo prazo
Angiogênese: um processo fisiológico que envolve o crescimento de novos vasos sanguíneos a partir de vasos pré-existentes.
http://educatie.ntr.nl/radio/501613/kort-nieuws/item/3024041/tumor-zorgt-toch-voor-eigen-bloedvoorziening/
• ALTITUDE
ALTOS E BAIXOS
Ajustes a longo prazo
Policitemia: aumento do número de hemácias
http://pediatric-drlopez.blogspot.com.br/2011/04/policitemia-manifestaciones-clinicas.html
• ALTITUDE
ALTOS E BAIXOS
2.Qual o motivo da necessidade da subida gradual à altitude? R: As alterações corporais necessárias para resistir ao aumento de altitude são de curto, médio e longo prazo.
• ALTITUDE
ALTOS E BAIXOS
10.400 m
http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=1751
8.850 m
http://gigantesdomundo.blogspot.com.br/2011/11/everest-montanha-mais-alta-do-mundo.html
• ALTITUDE
ALTOS E BAIXOS
Aclimatação x Adaptação
Aclimatação: processo pelo qual há um aumento da resistência e desempenho do indivíduo em situações de elevada altitude, levando de dias a semanas;
Adaptação: alterações fisiológicas e genéticas que acontecem em um período de anos e gerações em habitantes de elevadas altitudes.
• ALTITUDE
ALTOS E BAIXOS
3. Por que alguns povos conseguem viver em níveis muito acima do nível do mar? R: Adaptação.
http://www.oqueeisso.blog.br/?p=1611
• ALTITUDE
ALTOS E BAIXOS
http://esportes.terra.com.br/futebol/eliminatorias2010/interna/0,,OI4036448-EI10290,00-Bolivia+x+Brasil.html
http://blogs.diariodepernambuco.com.br/esportes/?p=7442 2000 Paul Tergat Quênia 43min57s 15 km 2001 Tesfaye Jifar Etiópia 44min15s 15 km
2002 Robert Kipkoech Cheruiyot Quênia 44min59s 15 km
2003 Marílson Gomes dos Santos Brasil 43min50s 15 km
2004 Robert Kipkoech Cheruiyot Quênia 44min43s 15 km
2005 Marílson Gomes dos Santos Brasil 44min22s 15 km
2006 Franck Caldeira Brasil 44min06s 15 km
2007 Robert Kipkoech Cheruiyot Quênia 44min43s 15 km
2008 James Kipsang Quênia 44min43s 15 km 2009 James Kipsang Quênia 44min40s 15 km
2010 Marílson Gomes dos Santos Brasil 44min03s 15 km
2011 Tariku Bekele Etiópia 43min35s 15 km http://www.gazetaesportiva.net/blogs/beneturco/2012/01/
• MERGULHO • Conceito histórico
ALTOS E BAIXOS
Alimento Artefatos e materiais valiosos Reparação de navios Atividade militar Exploração do ambiente aquático e vida marinha
ALTOS E BAIXOS • MERGULHO
• Mergulho livre
Duração curta do mergulho Capacidade pulmonar Preparo físico Controle emocional
• MERGULHO • ???
ALTOS E BAIXOS
Afirmação: cada mergulho livre pode durar poucos segundos!
Como aumentar o tempo de mergulho?
Um “snorkel” mais longo permitiria respirar em profundidades maiores?!
Respirar dentro de uma bolsa de ar submersa na água seria uma forma de prolongar o mergulho?!
ALTOS E BAIXOS • MERGULHO
• Mergulho autônomo
Duração prolongada do mergulho Planejamento e conhecimento técnico Preparo físico Controle emocional*
• FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA • Espaço morto
ALTOS E BAIXOS
Ar ambiente
Ar alveolar
ZON
A DE
CO
NDU
ÇÃO
ZO
NA
RESP
IRAT
ÓRI
A
500
mL
Inspiração Expiração Expiração
• FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA • Espaço morto “MAIOR”
ALTOS E BAIXOS
Ar ambiente
Ar alveolar
ZON
A DE
CO
NDU
ÇÃO
ZO
NA
RESP
IRAT
ÓRI
A
500
mL
Inspiração Expiração Expiração
• MERGULHO • ???
ALTOS E BAIXOS
Afirmação: cada mergulho livre pode durar poucos segundos!
Como aumentar o tempo de mergulho?
Um “snorkel” mais longo permitiria respirar em profundidades maiores?!
Respirar dentro de uma bolsa de ar submersa na água seria uma forma de prolongar o mergulho?!
ALTOS E BAIXOS • MERGULHO
• Ambiente hiperbárico (alta pressão)
COLUNA DE AR
COLUNA D’ÁGUA
PRESSÃO ATMOSFÉRICA
PRESSÃO HIDROSTÁTICA
ALTOS E BAIXOS • MERGULHO
• Lei Boyle: pressão x volume
Lei Boyle "Sob temperatura constante, o produto da pressão e do volume de uma massa gasosa é constante, sendo, portanto, inversamente proporcionais. Qualquer aumento de pressão produz uma diminuição de volume e qualquer aumento de volume produz uma diminuição de pressão."
VOLUME
PRESSÃO
ALTOS E BAIXOS • MERGULHO
• Profundidade x pressão e volume
PROFUNDIDADE PRESSÃO VOLUME PULMONAR
Metros ATM mm Hg mL
- 1 760 6.000
10 2 1.520 3.000
20 3 2.280 2.000
30 4 3.040 1.500
40 5 4.560 1.200
50 6 5.320 1.000
ALTOS E BAIXOS • MERGULHO
• Profundidade x pressão e volume
PRESSÃO
ATM mm Hg
1 760
2 1.520
3 2.280
4 3.040
5 4.560
ALTOS E BAIXOS • MERGULHO
• Ambiente hiperbárico (alta pressão)
MAIS DE 70% DO NOSSO ORGANISMO É
COMPOSTO DE ÁGUA
MAIOR PARTE DOS TECIDOS SÃO POUCO AFETADOS PELO
AUMENTO DE PRESSÃO
EXCETO, AS CAVIDADES CHEIAS DE AR
ALTOS E BAIXOS • MERGULHO
• Profundidade x pressão e volume
PROFUNDIDADE PRESSÃO VOLUME PULMONAR AR INSPIRADO
Metros ATM mm Hg mL PO2 (mm Hg)
- 1 760 6.000 159
10 2 1.520 3.000 318
20 3 2.280 2.000 477
30 4 3.040 1.500 636
40 5 4.560 1.200 795
50 6 5.320 1.000 954
ALTOS E BAIXOS • MERGULHO
• Fisiologia respiratória • Quimiorreptores (“sensores sensíveis aos níveis de O2, CO2 e pH”)
ALTOS E BAIXOS • MERGULHO
• Fisiologia respiratória • Quimiorreptores (“sensores sensíveis aos níveis de O2, CO2 e pH”)
PO2 PCO2 pH
QUIMIORRECEPTORES PERIFÉRICOS E CENTRAIS
VENTILAÇÃO
ALTOS E BAIXOS • MERGULHO LIVRE
• Fisiologia respiratória • Hiperventilação antes do mergulho
“A hiperventilação antes do mergulho prolonga o período de apnéia; ao mesmo tempo, o risco para o mergulhador aumenta.”
PCO2
Fisiológico ~ 40 mm Hg
Hiperventilação ~ 15 mm Hg Nível crítico ~ 50 mm Hg
PCO2
PO2 PCO2 pH
QUIMIORRECEPTORES PERIFÉRICOS E CENTRAIS
VENTILAÇÃO
ALTOS E BAIXOS • MERGULHO LIVRE
• Profundidade x pressão e volume • Hiperventilação antes mergulho
PROFUNDIDADE PRESSÃO VOLUME PULMONAR AR INSPIRADO
Metros ATM mm Hg mL PO2 (mm Hg)
- 1 760 6.000 159
10 2 1.520 3.000 318
20 3 2.280 2.000 477
30 4 3.040 1.500 636
40 5 4.560 1.200 795
50 6 5.320 1.000 954
PO2 PERFUSÃO ALVEOLAR CONSUMO DE O2
PO2 INTERROMPE OXIGENAÇÃO HIPÓXIA DESMAIO/ MORTE
CON
SUM
O D
E O
2 RE
DUÇÃ
O A
BSO
LUTA
PO
2
• MERGULHO • Embolia
• Solubilidade do Nitrogênio (N2)
ALTOS E BAIXOS
FORMAÇÃO DE BOLHAS
SOLUBILIDADE DO GÁS NOS TECIDOS
PRESSÃO
PRESSÃO GÁS VOLTA A FORMA GASOSA NOS VASOS
SANGUÍNEOS
“O volume de ar respirado debaixo d’água se expande em proporção direta com a redução na pressão externa à medida que o mergulhador sobe para a superfície”.
• MERGULHO LIVRE • Reflexo fisiológico do mergulho
ALTOS E BAIXOS
Mamíferos aquáticos bradicardia débito cardíaco reduzido vasoconstrição periférica
Seres Humanos bradicardia débito cardíaco reduzido vasoconstrição periférica aumento pressão arterial
Reflexo do mergulho: em humanos foi detectado pela imersão apenas da face em água fria.
• REFERÊNCIAS
ALTOS E BAIXOS
Aires, Margarida de Mello (ed). Castrucci, Ana Maria de Lauro (ed). Fisiologia. 3. ed. Rio de Janeiro, Guanabara koogan, 2011. xiii, 1232.
Levitzky, Michael G. Fisiologia Pulmonar. São Paulo – Manole, 2004.
McArdle, William D. Fisiologia do Exercício: energia, nutrição e desempenho humano. Rio de Janeiro – Guanabara Koogan, 2008.
Memória Acessória: Pesca Sub: Física X Fisiologia do Mergulho. Disponível: http://memoriaacessoria.blogspot.com.br/2011/05/artigo-fisica-x-fisiologia-do-mergulho.html. Acessado em: 18/jul/2012.
E.M. Santa Terezinha: A Água no Corpo Humano. Disponível em: http://emsterezinha-informatica.blogspot.com.br/2010/05/agua-no-corpo-humano.html. Acessado em: 18/jul/2012.
Diving in Vanuatu, Island Escapes. Disponível em: http://www.island-escapes.com/diving-in-vanuatu. Acesso em : 18/jul/2012.
Sistema Respiratório. Disponível em: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAButEAF/sistema-respiratorio. Acessado em: 18/jul/2012.