FISIOLOGIA – Sistema
Respiratório
A respiração é o
mecanismo que permite aos seres vivos extrair a energia química armazenada nos
alimentos e utilizar essa energia nas diversas atividades metabólicas do
organismo.
A 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.
A 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.
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