FISIOLOGIA – Sistema RespiratórioA respiração ocorre ao mesmo tempo em dois níveis diversos: a nível celular e ao nível de organismo. O processo que libera a energia química necessária ao metabolismo, através da quebra das cadeias de carbono, é a respiração celular. Já a respiração ao nível do organismo é a respiração orgânica, que compreende a captura do oxigênio do ambiente, o transporte deste gás até as células e a eliminação do gás carbônico produzido na células.
O sistema respiratório humano é constituído por um par de pulmões e por vários órgãos que conduzem o ar para dentro e para fora das cavidades pulmonares. Esses órgãos são as fossas nasais, a faringe, a laringe, a traquéia, os brônquios, os bronquíolos e os alvéolos pulmonares, os três últimos localizados nos pulmões.
Os órgãos do Tubo Respiratório:
Fossas nasais: são duas cavidades paralelas que começam nas narinas e terminam na faringe. Elas são separadas uma da outra por uma parede cartilaginosa denominada septo nasal. Em seu interior há dobras chamadas cornetos nasais, que forçam o ar a turbilhonar. Possuem um revestimento dotado de células produtoras de muco e células ciliadas, também presentes nas porções inferiores das vias aéreas, como traquéia, brônquios e porção inicial dos bronquíolos. No teto das fossas nasais existem células sensoriais, responsáveis pelo sentido do olfato. Têm as funções de filtrar, umedecer e aquecer o ar. Faringe: é um canal comum aos sistemas digestório e respiratório e comunica-se com a boca e com as fossas nasais. O ar inspirado pelas narinas ou pela boca passa necessariamente pela faringe, antes de atingir a laringe.
Laringe: é um tubo sustentado por peças de cartilagem articuladas, situado na parte superior do pescoço, em continuação à faringe. O pomo-de-adão, saliência que aparece no pescoço, faz parte de uma das peças cartilaginosas da laringe. A entrada da laringe chama-se glote. Acima dela existe uma espécie de “lingüeta” de cartilagem denominada epiglote, que funciona como válvula. Quando nos alimentamos, a laringe sobe e sua entrada é fechada pela epiglote. Isso impede que o alimento ingerido penetre nas vias respiratórias. O epitélio que reveste a laringe apresenta pregas, as cordas vocais, capazes de produzir sons durante a passagem de ar.
Traquéia: é um tubo de aproximadamente 1,5 cm de diâmetro por 10- 12 centímetros de comprimento, cujas paredes são reforçadas por anéis cartilaginosos, de forma a manter o tubo traqueal sempre aberto. Bifurca-se na sua região inferior, originando os brônquios, que penetram nos pulmões. Seu epitélio de revestimento muco-ciliar adere partículas de poeira e bactérias presentes em suspensão no ar inalado, que são posteriormente varridas para fora (graças ao movimento dos cílios) e engolidas ou expelidas.
Pulmões: Os pulmões humanos são órgãos esponjosos, com aproximadamente 25 cm de comprimento, sendo envolvidos por uma membrana serosa denominada pleura. Nos pulmões os brônquios ramificam-se profusamente, dando origem a tubos cada vez mais finos, os bronquíolos. O conjunto altamente ramificado de bronquíolos é a árvore brônquica ou árvore respiratória. Cada bronquíolo termina em pequenas bolsas formadas por células epiteliais achatadas (tecido epitelial pavimentoso) recobertas por capilares sangüíneos, denominadas alvéolos pulmonares.
Músculos Respiratórios: A base de cada pulmão apóia-se no diafragma, órgão músculo membranoso que separa o tórax do abdômen, presente apenas em mamíferos, promovendo, juntamente com os músculos intercostais, os movimentos respiratórios. Localizado logo acima do estômago, o nervo frênico controla os movimentos do diafragma, enquanto os nervos intercostais são os responsáveis pelo controle dos movimentos dos músculos intercostais.
Fisiologia da Respiração - Ventilação pulmonar
A inspiração, que promove a entrada de ar nos pulmões, dá-se pela contração da musculatura do diafragma e dos músculos intercostais. O diafragma abaixa e as costelas elevam-se, promovendo o aumento da caixa torácica, com conseqüente redução da pressão interna (em relação à externa), forçando o ar a entrar nos pulmões.
A expiração, que promove a saída de ar dos pulmões, dá-se pelo relaxamento da musculatura do diafragma e dos músculos intercostais. O diafragma eleva-se e as costelas abaixam, o que diminui o volume da caixa torácica, com conseqüente aumento da pressão interna, forçando o ar a sair
dos pulmões.
Os principais centros nervosos que controlam o ritmo e a intensidade da respiração estão no bulbo raquiano e na protuberância ou ponte.
Transporte de gases respiratórios
O transporte de gás oxigênio está a cargo da hemoglobina, proteína presente nas hemácias. Cada molécula de hemoglobina combina-se com 4 moléculas de gás oxigênio, formando a oxi-hemoglobina. Nos alvéolos pulmonares o gás oxigênio do ar difunde-se para os capilares sangüíneos e penetra nas hemácias, onde se combina com a hemoglobina, enquanto o gás carbônico (CO2) é liberado para o ar (processo chamado hematose).
Nos tecidos ocorre um processo inverso: o gás oxigênio dissocia-se da hemoglobina e difunde-se pelo líquido tissular, atingindo as células. A maior parte do gás carbônico (cerca de 70%) liberado pelas células no líquido tissular penetra nas hemácias e reage com a água, formando o ácido carbônico, que logo se dissocia e dá origem a íons H+ e bicarbonato (HCO3-), difundindo-se para o plasma sangüíneo, onde ajudam a manter o grau de acidez do sangue. Cerca de 23% do gás carbônico liberado pelos tecidos associam-se à própria hemoglobina, formando a carboemoglobina. O restante dissolve-se no plasma.
Transporte de O2 e CO2 no sangue:
Após sua difusão dos alvéolos para o sangue pulmonar, o O2 é transportado principalmente pela hemoglobina dentro dos eritrócitos até capilares teciduais onde é liberado para ser utilizado pelas células.
- A presença de sangue nos eritrócitos permite que o sangue transporte 30 a 100 vezes mais O2 de que sem sua presença, ou seja, O2 dissolvido no plasma.
- O CO2 faz o caminho inverso do O2, ele também se combina quimicamente no sangue o que aumenta seu transporte em cerca de 15 a 20 vezes.
Transporte de O2 no sangue:
O pH do sangue arterial é diferente do sangue venoso:
- Sangue arterial: 7,36 a 7,44
- Sangue venoso: 7,44 a 7,46
Esses valores têm importância para o transporte de O2 que é muito pouco solúvel em H2O(plasma), sendo necessário uma proteína a hemoglobina (Hb) para seu transporte.
A hemoglobina se liga a até quatro O2 e apartir que o primeiro se liga os outros se ligam a ela mais facilmente (mecanismo de autofacilitação).
- Normalmente cerca de 97% de todo O2 transportado dos pulmões para os tecidos são transportados em combinação química com a hemoglobina, sendo que os três restantes estão dissolvidos na água do plasma.
- Quando 100% da Hb esta ligada ao O2, a concentração de O2 é transportado em 20% ou seja, 100ml de sangue para 20mm de O2.
- A uma PO2 de 104mmHg, 99% do O2 é transportado pela proteína Hb.
Gráfico da dissociação da hemoglobina:
No sangue arterial com uma saturação de 97%, a quantidade total de O2 ligado à hemoglobina é de 19,4mm para cada 100ml de sangue, ao passar pelos capilares esta quantidade cai para cerca de 14,5mm, assim em condições normais cerca de 5mm de O2 são transportados dos pulmões para os tecidos a cada 100ml de sangue.
Função de tampão da hemoglobina:
Tampão de O2 tecidual, ou seja, ela é responsável pela estabilização da pressão de O2 no plasma e tecidos.
o Nos tecidos a PO2 normal é de cerca de 40mmHg, quando o sangue chega nos tecidos a sua pressão varia de acordo com o seu metabolismo, quando a PO2 cai a concentração de Hb também cai.
o Quando a concentração de O2 da ATM se modifica acentuadamente o efeito tampão da Hb entra em ação, mantendo a PO2 tecidual e sanguínea quase constante, tanto na altitude onde a PO2 dos alvéolos pode cair pela metade ou quando mergulhamos a altas profundidades onde a PO2 nos alvéolos pode aumentar cerca de até 10 vezes.
Por exemplo: quando por qualquer que seja motivo a pressão alveolar venha a se elevar até 500mmHg cerca de 5 vezes o seu valor normal, mas a saturação da Hb nunca pode passar de 100% ou seja apenas 03% de seu valor normal que é 97%, a seguir o fluxo sanguíneo continua e ao passar pelos capilares teciduais perde cerca de 05mm de O2, o que automaticamente reduz a PO2 do capilar para um valor que é apenas alguns mm do valor normal de 40mmHg.
- Para o metabolismo celular é necessária apenas à presença de pequena pressão de O2, para que ocorram as reações químicas intracelulares normais, sendo necessário uma PO2 de apenas 1mmHg para que a PO2 deixe de ser um fator limitante para as reações enzimáticas das células.
Fatores que desviam a curva de dissociação da oxiemoglobina:
Quanto mais CO2 tiver maior será o metabolismo celular e a célula por sua vês necessitara de uma maior quantidade de O2.
- O aumento da temperatura do sangue favorece o desvio para a direita, pois aumenta o transporte de O2 para os músculos durante a atividade.
Efeito Bohr: desvio para a esquerda, o que atrapalha a dissociação da Hb diminuindo a quantidade de O2 liberado.
Transporte de CO2 no sangue:
- O CO2 se dissolve bem no sangue, com uma facilidade muito maior que o O2, conseqüentemente a pressão do CO2 será também bem menor que a do O2.
- Já a concentração de CO2 é muito maior que a de O2 (por isso sua concentração é mais importante que a de O2).
As hemácias possuem a enzima anidrase carbônica que catalisa a reação H2O + CO2, que formara acido carbônico que por sua vês se dissociara em íons bicarbonato e H+ (todo este processo ocorre dentro da hemácia).
Na circulação parte de todo CO2 é transportado na forma de bicarbonato dentro da hemácia (maior parte), também na forma liquida no sangue e por ultimo ligado a hemoglobina Hb-CO2 (carboxiemoglobina).
- 70% na forma de bicarbonato dentro da hemácia.
- 23% Hb-CO2.
- 07% CO2 dissolvido na plasma.
Uma hiperventilação não aumenta a concentração de O2 no sangue, a não ser que se aumente o numero de Hb, pois a uma pressão de 100mmHg 97% de todo O2 e transportado pela hemoglobina.
Acidose deprime o sistema nervoso podendo causar coma.
Alcalose excita o sistema nervoso podendo causar convulsão.
Hiperventilação aumenta a excreção de CO2.
Hipoventilação aumenta a captação de CO2.
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2 comentários:
Oi tudo bom, vim agradecer pelo texto me ajudou muito na prova. parabens a turma pelo site, maneiro
muito bom!
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