Sistema Respiratorio

V. Gases respirados: concentração e pressões parciais:

Os pulmões realizam outras funções fisiológicas além das trocas de O2 e CO2. Uma função principal é manter o PH (acidez) do sangue constante. Os pulmões desempenham um papel secundário nas trocas de calor e o balanço fluido do corpo por aquecimento e mistura do ar que respiramos (inspiramos). Nosso mecanismo de respiração produz um fluxo controlado de ar para falarmos, tossirmos, espirrarmos, suspirarmos, soluçarmos, sorrirmos, fungarmos e bocejarmos. Em adição, bloqueando a passagem de ar gera aumentos de pressão para defecar e vomitar. Nós respiramos cerca de 6 litros de ar por minuto. (Isto é também cerca do volume de sangue que o coração bombeia cada minuto). A respiração do homem em repouso é cerca de 10 vezes por minuto, a mulher respira cerca de 20 vezes por minuto, e as crianças respiram cerca de 60 vezes por minuto. O ar que nós inspiramos é cerca de 80% de N2 e 20% de O2. O ar expirado é cerca de 80% de N2, 16% de O2 e 4% de CO2. Nós respiramos cerca de 10 kg (22 lb) de ar a cada dia. Disto o pulmão absorve cerca de 400 litros (0,5 kg) de O2 e libera uma quantidade ligeiramente menor de CO2. Nós também saturamos o ar que nós respiramos com água. Quando respiramos ar seco, nosso ar expirado leva para fora cerca de 0,5 kg de água a cada dia. (Esta mistura pode ser usada para limpar os óculos). No frio alguma desta mistura se condensa e vemos a nossa respiração. O ar que nós respiramos contém poeira, fumaça, carga de bactérias, gases nocivos e assim por diante, que entram em contato íntimo com o sangue. A grande superfície torcida dos pulmões com uma área superficial de cerca de 80 m2 tem uma exposição maior ao ambiente que qualquer outra parte do corpo incluindo a pele. Cada vez que nós respiramos, cerca de 1.020 moléculas de ar entram em nossos pulmões. Lembre-se que 22,4 litros de ar contêm cerca de 6x1023 moléculas – número de Avogadro. O número total de moléculas na atmosfera terrestre é cerca de 1.044. Assim, tomamos 1/1020 de todo o ar terrestre a cada vez que respiramos; em outras palavras, para cada molécula que respiramos existem 1022 outras mais na atmosfera. A atmosfera terrestre está em constante movimento e sobre um período de séculos tem existido através de mistura de gases. Como um resultado, cada 0,5 litros de ar (1.020 moléculas) contém em média uma molécula que estava presente em qualquer 0,5 litro de ar séculos atrás.

VI. Permuta gasosa no corpo:

Em repouso, a pressão de 100 mm Hg das moléculas de oxigênio nos alvéolos ultrapassa em cerca de 60 mm Hg a pressão do oxigênio, de 40 mm Hg, no sangue que penetra nos capilares pulmonares. Consequentemente, o oxigênio se dissolve e se difunde através da membrana alveolar para dentro do sangue. Em contrapartida, o dióxido de carbono se encontra sob uma pressão ligeiramente maior no sangue venoso de retorno que nos alvéolos; isso gera uma difusão global do dióxido de carbono do sangue para os pulmões. Apesar de o gradiente de pressão ser relativamente pequeno, de 6 mm Hg para a difusão do dióxido de carbono (em comparação com um gradiente de 60 mm Hg para o oxigênio), a transferência do dióxido de carbono se processa rapidamente em virtude de sua alta solubilidade no plasma. O nitrogênio, que não é utilizado nem produzido nas reações metabólicas, se mantém essencialmente inalterado no gás alvéolo-capilar. A permuta gasosa ocorre tão rapidamente nos pulmões sadios que os equilíbrios nos gases alveolares-gases sanguíneos se instala em cerca de 0,20 segundo, ou dentro de um terço do tempo de trânsito do sangue através dos pulmões. Até mesmo no exercício de alta intensidade, a velocidade de uma hemácia através de um capilar pulmonar em geral não ultrapassa em 50% sua velocidade em repouso. Com um aumento na intensidade do exercício, os capilares pulmonares aumentam o volume de sangue neles contido em aproximadamente três vezes o valor de repouso. O maior volume sanguíneo pulmonar ajuda a manter uma velocidade relativamente baixa do fluxo sanguíneo pulmonar durante a atividade física. Com uma aeração completa, o sangue que deixa os pulmões contém oxigênio com uma pressão média de 100 mm Hg e dióxido de carbono com uma pressão de 40 mm Hg. Esses valores variam pouco durante o exercício vigoroso para a maioria das pessoas sadias. A PO2 do sangue arterial em geral se mantém ligeiramente mais baixa que a PO2 alveolar, pois algum sangue nos capilares alveolares passa através de alvéolos precariamente ventilados; além disso, o sangue que deixa os pulmões junta-se ao sangue venoso proveniente das circulações brônquica e cardíaca. O termomistura venosa define a pequena quantidade de sangue precariamente oxigenado. A mistura venosa exerce um efeito muito pequeno nos indivíduos sadios, porém reduz ligeiramente a PO2 arterial até abaixo do valor que vigora no sangue dos capilares pulmonares.

VII. Transporte de oxigênio no sangue:

O sangue é uma complexa mistura contendo glóbulos vermelhos, glóbulos brancos, plaquetas e o plasma, com eletrólitos, albumina, fatores coagulantes e outras proteínas. O oxigênio é um gás que apresenta baixa solubilidade em água. No plasma sanguíneo, ele é solúvel graças à ação de certas proteínas (hemoglobinas) encontradas em alguns eritrócitos. As hemoglobinas são tetrâmeras que possuem complexo heme Fe, capaz de se coordenar à molécula de oxigênio. Esta ligação entre a complexa heme e a molécula de oxigênio é fraca e instável: depende de uma série de fatores, como PH, temperatura e, principalmente, da pressão parcial de O2 na qual a hemoglobina se encontra. A estrutura da hemoglobina permite que ela se ligue a quatro moléculas de O2 simultaneamente. Quando o sangue chega aos alvéolos pulmonares, a hemoglobina encontra as condições ideias para a interação com o O2 (alta pressão parcial do gás, baixa pressão do CO2, etc.). Quando, através da circulação, chega aos tecidos, encontra uma região onde a pressão parcial de CO2 é maior do que a de O2. Além disso,

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