Sistema Respiratório

Olá vestibulandiiiiiiii!!!

Imagine um tecido bem delicado que possa cobrir uma superfície de 75m² e que esse tecido possa ser comprimido dentro de uma garrafa de 3 litros. Parece impossível, né??!! É exatamente isso que os pulmões de um homem adulto, com cerca de 70 kg, possuem em termos de superfície e volume.

Essa imensa área para trocas gasosas é necessária para suprir nossos trilhões de células com uma quantidade adequada de oxigênio.

O metabolismo aeróbio das células animais depende do suprimento de oxigênio e de nutrientes obtidos do meio. Além de uma grande superfície respiratória, os seres humanos tem um outro desafio importante = proteção contra desidratação no meio terrestre. Por esse motivo, o epitélio respiratório é interno e os pulmões ficam confinados dentro de uma cavidade que pode controlar o seu contato com o meio externo. A internalização protege a superfície de trocas contra lesões e cria um ambiente úmido para a troca de gases.  

Respiração Celular e Respiração Externa

A respiração celular corresponde a um conjunto de reações que ocorrem no citoplasma (glicólise) e nas mitocôndrias (ciclo de Krebs e cadeia respiratória) e que visam a produção de ATP, usando substratos energéticos (ex: glicose) e a participação da molécula de O₂.

A respiração externa compreende o processo de trocas gasosas entre o ambiente externo e as células corporais. Envolve as seguintes etapas:

• Ventilação = compreende os movimentos de inspiração e expiração
• Hematose = trocas gasosas entre pulmões e sangue.
• Transporte de gases pelo sangue
• Trocas gasosas entre sangue e células.

A respiração externa exige o funcionamento coordenado dos sistemas respiratório e cardiovascular.

Sistema Respiratório Humano

Dentre suas funções destacamos:

• Trocas gasosas
• Limpeza, aquecimento e/ou resfriamento e umidificação do ar;
• Proteção contra substâncias irritantes e patógenos isolados;
• Regulação homeostática do pH corporal;
• Fonação e Olfação.

Compreende o trato respiratório superior (boca, cavidade nasal, faringe, laringe) e o trato inferior (traqueia, brônquios, bronquíolos e pulmões).

As vias aéreas superiores e os brônquios possuem um papel importante no condicionamento do ar antes que ele chegue nos alvéolos  aquecimento do ar até 37°C para que a temperatura corporal não mude e os alvéolos não sejam prejudicados pelo frio; adição de vapor d´água a 100% de umidade para o epitélio ser hidratado; filtração de material estranho como agentes patogênicos e partículas inorgânicas.

A filtração do ar também acontece na traqueia e nos brônquios. Tais vias são cobertas por um epitélio muco-ciliar e solução salina diluída. O muco é secretado por células denominadas caliciformes e sua função é capturar a maioria das partículas inaladas. Além disso, possui imunoglobulinas (anticorpos) que atacam os microorganismos inalados. A camada de muco é continuamente direcionada à faringe, devido ao batimento dos cílios (processo denominado escalação do muco) e, em seguida, ele é engolido e levado ao estômago, no qual o conteúdo ácido destrói os microorganismos nele presentes.

OBS: O cigarro paralisa os cílios do epitélio que recobre as vias aéreas. Por que essa paralisia poderia levar ao desenvolvimento de tosse nos fumantes?

Os Pulmões

Consistem de um tecido leve e esponjoso cujo volume é quase todo ocupado por espaços cheios de ar.

Cada pulmão está rodeado por um saco pleural duplo (pleura parietal e pleura visceral). Entre as pleuras encontramos o fluido pleural, que serve para vários propósitos: cria uma umidade que permite o deslizamento das pleuras e proteção dos pulmões contra a parede torácica.

OBS: DERRAME PLEURAL → vulgarmente conhecida como “água no pulmão”. Não é uma doença, mas uma manifestação de algumas infecções ou processos inflamatórios. Como sintomas, a pessoa pode apresentar: falta de ar, dor para respirar, soluço, tosse seca, cansaço.

Os Alvéolos Pulmonares

A estrutura do tecido pulmonar consiste de sacos de trocas gasosas conhecidos como alvéolos, que se assemelham a cachos de uvas, situados nas extremidades dos bronquíolos. Sua função principal é a hematose, ou seja, trocas gasosas entre o sangue e os alvéolos.

O sangue, ao chegar aos capilares dos alvéolos, é rico em CO₂ e pobre em O₂ (sangue venoso). Desse modo, as moléculas de CO₂ fluem do sangue para dentro do alvéolo, e as de O₂ do ar fluem do alvéolo para o sangue. Após isso, o sangue torna-se rico em O2 (sangue arterial).

Esse transporte se deve à diferença de concentração desses gases nos dois compartimentos, isto é, os gases fluem da  área  em  que  estão  mais  concentrados  para  a  área  em que há menor concentração

Cada alvéolo é composto por um epitélio simples pavimentoso e nele encontramos dois tipos principais de células:

• Pneumócito tipo I = são maiores e muito finas, destinadas à hematose.
• Pneumócito tipo II = são menores e responsáveis pela produção do surfactante pulmonar, cuja função é auxiliar na expansão dos pulmões evitando seu colabamento.

As paredes finas dos alvéolos não contêm músculos, porque as fibras musculares poderiam bloquear a troca rápida de gases. Consequentemente, o tecido pulmonar em si não contrai.

Movimentos Respiratórios

Os pulmões não fazem inspiração e expiração por conta própria. Na verdade, eles acompanham o volume da caixa torácica que é alterado graças aos movimentos realizados pelos músculos intercostais e pelo diafragma. Esses músculos funcionam como bombas para criar um gradiente de pressão (entre o meio intrapulmonar e a atmosfera), permitindo os movimentos respiratórios.

Os principais músculos envolvidos na respiração calma (respiração em repouso) são o diafragma, os músculos intercostais e os escalenos. Durante uma respiração forçada (exercícios, tocas instrumentos de sopro, encher balão) usamos músculos da região peitoral e abdominal.

Controle da Respiração

No tronco encefálico, encontra-se o bulbo, centro respiratório se comunica por meio de nervos com os músculos do diafragma e intercostais.

Com a queda de pH sanguíneo, o bulbo envia estímulos de contração a essa musculatura, permitindo a expiração por um controle involuntário.

Há também quimiorreceptores periféricos nas artérias carótida e aorta que detectam alterações na pressão de O₂, CO₂ e na concentração de [H+]. Tais corpos transmitem impulsos nervosos para os centros respiratórios cerebrais que regulam a atividade respiratória.

Transporte de Gases

Ao redor dos alvéolos há uma rede de capilares sanguíneos que possibilita a difusão dos gases entre o ar (de dentro do alvéolo) e o sangue.

No sangue, o transporte de O2 é feito principalmente pela hemoglobina (proteína que atua como pigmento vermelho encontrado nas hemácias). Tal associação recebe o nome de oxiemoglobina, que se apresenta como uma ligação instável.

Quanto ao transporte de CO₂, temos as seguintes possibilidades:

• Dissolvido pelo plasma sanguíneo
• Associado à hemoglobina → carboemoglobina (também é uma ligação instável)
• Transportado como íon bicarbonato (maior parte do gás carbônico é transportado assim = 70%)

A maior parte do CO₂ dissolve-se no plasma sanguíneo sob a forma de ácido carbônico e bicarbonato.

A enzima anidrase carbônica se encarrega de catalisar a produção de ácido carbônico. Ela também é capaz de fazer a reação inversa nos pulmões.

Uma vez formado o ácido carbônico, ele pode se dissociar em íons H+ e íons bicarbonato, formando um sistema tampão do sangue. Essa é uma eficiente estratégia para o controle do pH sanguíneo.

Quanto ao CO (monóxido de carbono), o seu transporte é realizado pela Hb das hemácias, formando uma associação estável chamada carboxiemoglobina.

O monóxido de carbono que é levado aos tecidos entra nas células e causa inibição da cadeia respiratória nas mitocôndrias, graças à ligação do citocromo C oxidase, gerando queda brusca na produção de ATP.

OBS: CURVAS DE SATURAÇÃO

A figura mostra a curva de saturação da hemoglobina (transporta oxigênio dos pulmões para os tecidos pela corrente sanguínea) e da mioglobina (liga-se ao oxigênio dentro das células musculares) em função da pressão parcial de oxigênio e reflete a afinidade de cada proteína pelo oxigênio.

Observe que a mioglobina tem uma afinidade muito maior pelo O2 que a hemoglobina (mesmo em baixas pressões parciais, a saturação da mioglobina é muito alta). Isso favorece a difusão desse gás do sangue para o tecido muscular.

O pH é outro fator que interfere na saturação da hemoglobina pelo oxigênio. Em pH mais baixo, como em situação de atividade física (o CO2 liberado na respiração celular reage com a água formando ácido carbônico, que reduz o pH do sangue de 7,4 para 7,2), a afinidade da hemoglobina pelo O2 é menor (o que favorece o “desligamento” do O2 da hemoglobina, que se difunde para os tecidos).

Efeito da Altitude

Denomina-se hipóxia a diminuição do aporte de O₂ oferecido aos tecidos por meio do sangue.

A hipóxia hipobárica ou hipoxêmica é resultante da queda da PaO₂, encontrada em altas altitudes.

A exposição aguda a alta altitude produz um aumento da frequência respiratória e do volume corrente (hiperventilação), isso caracteriza uma resposta fisiológica quando o corpo é induzido a hipóxia. Essa resposta fisiológica é feita pela ativação de quimiorreceptores periféricos, que são sensíveis às variações do conteúdo de O₂ no sangue arterial, assim aumentando de 2 a 5 vezes o ciclo da ventilação, quando comparado ao nível do mar.

O glicogênio é o principal substrato energético utilizado quando realizado um exercício na altitude, ele é o substrato que mais gera ATP por litro de O₂ utilizado.

Quando existe pouca concentração de O₂, alto gasto de glicogênio e os exercícios são realizados acima do limite de lactato, o corpo pode entrar em um estado de fadiga precoce.

OBS: O tempo ideal para uma aclimatação estável, numa média geral, fica em 15 dias para uma altitude de 2.500m, a partir daí, cada elevação de 610m necessita de uma semana adicional para uma aclimatação total.

As adaptações produzidas pela aclimatação dissipam-se em cerca de 20 dias após retorno ao nível do mar.

Temos auxílios dos hormônios de adrenalina e noradrenalina que facilitam a adaptação a um ambiente de baixa quantidade de oxigênio.

Viu como o nosso corpo é incrível?? Sua capacidade de ajuste às diferentes condições ambientais é impressionante..

No entanto, muito mais incrível está nossa plataforma com aulas gravadas. Vale a pena conferir…