Prévia do material em texto
DIFUSÃO - O2: gás alveolar → capilares pulmonares → tecidos; - CO2: tecidos → sangue venoso → capilar pulmonar → gás alveolar → expirado; Observações a respeito das leis: - A pressão parcial de um gás na fase líquida é igual à pressão parcial na fase gasosa; - A concentração de um gás em solução se aplica apenas ao gás dissolvido, e não inclui qualquer gás que esteja presente na forma ligada; - A transferência dos gases através das membranas ocorre por difusão simples: • FORÇA MOTRIZ: diferença das pressões parciais do gás através da membrana, e não a diferença de concentração; • O coeficiente de difusão do gás depende também da sua solubilidade: o do CO2 é muito maior do que o do O2, isso quer dizer que, para dada diferença na pressão parcial, o CO2 se difunde muito mais rápido que o O2. CAPACIDADE DIFUSIONAL PULMONAR (Dp): - Combina essas três variáveis: coeficiente de difusão do gás / área de superfície / espessura da membrana; - Também leva em consideração o tempo requerido para o gás se combinar com proteínas no capilar sanguíneo; - Alterações da Dp: • Enfisema: destruição dos alvéolos → menor área de superfície → Dp diminui; • Fibrose ou Edema pulmonar: aumento da espessura/volume intersticial → maior espessura da membrana → Dp diminui; • Anemia: menos hemoglobina → mais tempo para se ligar → Dp diminui; • Exercício físico: mais capilares perfundidos → maior área de superfície → Dp aumenta. FORMAS DOS GASES EM UMA SOLUÇÃO: - A concentração gasosa total na solução é a soma do gás dissolvido, mais o gás ligado, mais o gás quimicamente modificado; - GÁS DISSOLVIDO: • Apenas o gás dissolvido contribui para a pressão parcial (o ligado e o quimicamente modificado não); • O único gás que encontra-se apenas dissolvido é o N2; - GÁS LIGADO: • O2, CO2 e CO ligam-se a proteínas do sangue; • O2 e CO → Hemoglobina; • CO2 → Hemoglobina e proteínas plasmáticas; - GÁS QUIMICAMENTE MODIFICADO: • Conversão do CO2 a HCO3- nos eritrócitos pela anidrase carbônica; • A maior parte do CO2 é transportado como HCO3-, mais do que dissolvido ou ligado. - Ar alveolar: diariamente, o O2 transferido do ar alveolar é igual ao consumo de O2 pelo corpo, e o CO2 transferido para o ar alveolar equivale à produção de CO2; DESVIO FISIOLÓGICO: • Pequena discrepância entre o ar alveolar e o sangue arterial sistêmico; • O sangue arterial sistêmico tem Po2 levemente menor do que o ar alveolar; • Pequena fração do fluxo sanguíneo pulmonar que não passa pelos alvéolos, e então não é oxigenado; • FLUXO SANGUÍNEO BRÔNQUICO; • PEQUENA PORÇÃO DO SANGUE VENOSO CORONÁRIO QUE DRENA DIRETO PARA O VENTRÍCULO ESQUERDO, AO INVÉS DE SER OXIGENADO; TIPOS DE TROCAS GASOSAS: TROCAS GASOSAS DIFUSÃO-LIMITADAS: • A qtd total de gás transportada pelos alvéolos é limitada por processos de difusão; • Enquanto houver gradiente de pressão parcial, haverá difusão; • Ilustrada pelo transporte do CO; • Também é ilustrada pelo transporte de O2 durante exercício extenuante e em condições patológicas, como enfisema e fibrose; • No início do capilar pulmonar não há CO. À medida que ele vai se alongado, o CO vai se difundido do alvéolo para o capilar, diminuindo seu gradiente de pressão. Entretanto, o gradiente não diminui consideravelmente pois o CO mantém ligações fortes e rápidas com a hemoglobina, ficando pouquíssima parte dissolvido, que não exerce pressão parcial. Dessa forma, o gradiente continua grande eternamente. TROCAS GASOSAS PERFUSÃO-LIMITADAS: • A qtd total de gás transportado pelos alvéolos é limitada pelo fluxo sanguíneo; • O gradiente de pressão não é mantido; • A única maneira de aumentar as trocas é manter o fluxo; • Ilustrada pelo N2O, pelo O2 e pelo CO2; • O N2O é usado como exemplo pois ele não se liga a nada no sangue; • No início do capilar não tem N2O. À medida que ele se alonga, o N2O se difunde para o capilar, e como ele fica totalmente dissolvido, sua pressão parcial aumenta rapidamente, equilibrando com a do alvéolo, e a força motriz acaba. Dessa forma, a única maneira que aumentar a difusão é fornecendo mais “sangue novo”, ou seja, aumentando a perfusão. APLICANDO AO O2: - Em condições normais, ele é perfusão-limitado; - Em fibrose e enfisema, ele passa a ser difusão limitado; Transporte perfusão-limitado: • Não é tão extremo como o de N2O; • O equlíbrio ocorre em cerca de 1/3 da distância do capilar; • O fluxo sanguíneo pulmonar determina a transferência efetiva do O2; Transporte difusão-limitado: • Fibrose e durante exercício extenuante; • Fibrose → Parede alveolar mais espessa → Reduz a Dp; o Retardo da taxa de difusão do O2; o Evita o equilíbrio; o Embora o gradiente de pressão fique constante, o transporte do O2 DIMINUI; Transporte de O2 em altitudes elevadas: • Pressão barométrica reduzida → Pressão parcial de O2 no gás alveolar reduzida → Gradiente de pressão muito reduzido → Difusão do O2 reduzida → Equilíbrio ocorre mais tardiamente, já no final do capilar; TRANSPORTE DO OXIGÊNIO NO SANGUE - O2 dissolvido: • Inadequado para suprir a demanda metabólica dos tecidos; • 2% do conteúdo total de O2 no sangue; • Única forma que produz pressão parcial; • A concentração de O2 dissolvido é diretamente proporcional à pressão parcial de O2; - O2 ligado à hemoglobina: • 98% do conteúdo total de O2 no sangue; HEMOGLOBINA: - Proteína globular constituída de 4 subunidades; - Cada subunidade contém um domínino heme = porfirina + Fe + cadeia polipeptídica ( ou ); • Para o O2 conseguir se ligar, deve ser Fe+2; - Hemoglobina no adulto (A): 22; - Cada subunidade pode ligar-se a um O2; - TIPOS DE HEMOGLOBINA: • Oxiemoglobina: hemoglobina totalmente oxigenada; • Desoxiemoglobina: hemoglobina desoxigenada; • Metemoblogina: quando contém Fe+3, não podendo ligar-se ao O2. Várias causas, como a oxidação do Fe por nitritos e causas genéticas; • Hemoglobina fetal (HbF): cadeia substituída por gama. Maior afinidade pelo O2. Substituída pela hemoglobina A no primeiro ano de vida; • Hemoglobina S: causa anemia falciforme (sicemia). Subunidades anormais. Eritrócitos distorcidos, em formato de foice. Baixa afinidade pelo O2. - Capacidade de ligação do O2: É a quantidade máxima de O2 que pode ser ligada à hemoglobina; - Conteúdo de O2: quantidade total de O2 por volume de sangue = capacidade de ligação do O2 + O2 dissolvido; CURVA DE DISSOCIAÇÃO DA O2 – HEMOGLOBINA: - O O2 se combina reversível e rapidamente à hemoglobina; - Se a hemoglobina está ligada a quatro O2, a saturação é 100%. Se 3, 75%. Se 2, 50%. Se 1, 25%; - A porcentagem de saturação dos sítios heme não aumenta linearmente quando a Po2 aumenta (FORMA SIGMOIDE) • Resultado da mudança de afinidade dos grupos heme para o O2 com as sucessivas ligações: a 1ªligação aumenta a afinidade para a 2ª e assim por diante; • Cooperatividade positiva. P50: - É a pressão parcial do O2 na qual a hemoglobina está 50% saturada; - A sua alteração é um indicador da mudança da afinidade do O2; - Aumento da P50 → Diminuição da afinidade; - Diminuição da P50 → Aumento da afinidade. - Como o gradiente de pressão parcial do O2 se mantém para ele ir para os tecidos? • O tecido consome o O2, mantendo sua Po2 baixa; • O O2 não tem uma afinidade muito grande pela hemoglobina → Desliga-se → Fica dissolvido → Aumenta a Po2 do sangue; MUDANÇAS NA CURVA: DESVIOS PARA A DIREITA: • Redução da afinidade da hemoglobina pelo O2; • Aumento da P50 → 50% da saturação são conseguidos com uma Po2 maior do que o normal; • Descarga de O2 nos tecidos é facilitada; • Aumento da Pco2 e diminuição do pH: o Aumento do metabolismo → Aumento na produção de CO2 → Aumento da PCO2 → Aumento de H+ → Redução do pH; o Ambos resultam na diminuição da afinidade → Mais fácil pro O2 entrarno tecido → Supre melhor o metabolismo (exercício, por exemplo); o Efeito Bohr; • Aumento da temperatura: o Também pensar no exercício: músculo em trabalho → aquecimento → desvio → mais o2 no tecido. • Aumento da concentração do 2,3-difosfoglicerato (2,3-DPG): o Liga-se às cadeias da desoxiemoglobina, e reduz sua afinidade pelo O2; o Facilita a descarga nos tecidos; o A produção desse composto aumenta em condições de hipóxia (como em altitudes elevadas) DESVIOS PARA A ESQUERDA: • Aumento da afinidade do O2 → Diminuição da P50 → Descarga de O2 nos tecidos fica mais difícil; • Fatores contrários ao da direita; • Hemoglobina F: o Baseada na ligação da 2,3-DPG: ela não se liga as cadeias gama como se liga as beta → Menos DPG ligado → Maior afinidade. o Benéfica ao feto, pois sua Po2 permanece baixa; MONÓXIDO DE CARBONO: - Ele Reduz o O2 ligado à hemoglobina e também causa deslocamento para a esquerda; - O CO liga-se à hemoglobina com MUITO MAIS AFINIDADE, formando a carboxiemoglobina; - A presença do CO reduz o número de sítios disponíveis para a ligação do O2 à hemoglobina; - Além disso, os grupos heme não ligados ao CO tem afinidade aumentada ao O2 → P50 menor → Desvio para a esquerda. - Os 2 efeitos juntos são catastróficos. ERITROPOIETINA (EPO): - Glicoproteína fator de crescimento sintetizada nos rins (principalmente) e no fígado; - Estimula a eritropoiese; - Sua síntese é induzida no rim em resposta à hipóxia; - Por que os rins? • FRS → TFG → Reabsorção de Na+ → Redução da oferta de O2 → Redução do consumo de O2 (COMPENSADO). • O consumo de O2 nos rins está intimamente ligado à reabsorção de Na+ (Na+/K+/ATPase); • Se não há O2 suficiente, o rim produz a EPO. - A insuficiência renal crônica pode resultar em anemia, pois diminui a síntese de EPO. TRANSPORTE DO DIÓXIDO DE CARBONO: - CO2 DISSOLVIDO: • 5% do conteúdo total de CO2 no sangue. - CARBAMINOEMOGLOBINA: • CO2 ligado à hemoglobina; • 3% do conteúdo total de CO2 no sangue; • EFEITO HALDANE: quanto menos O2 ligado à hemoglobina, maior a afinidade pelo CO2; • Esses efeitos mútuos do O2 e CO2 sobre suas ligações à hemoglobina fazem sentido — nos tecidos, enquanto o CO2 é produzido e se liga à hemoglobina, sua afinidade pelo O2 é reduzida e ela libera O2 nos tecidos mais rapidamente; por outro lado, a liberação do O2 aumenta a afinidade da hemoglobina pelo CO2 que está sendo produzido nos tecidos. - HCO3 -: • Mais de 90% do total de CO2; • - Metabolismo aeróbico → CO2 → Sangue → HCO3- → Pulmões → CO2 → Expirado. 1. CO2 produzido pelo metabolismo aeróbico, e passa por difusão simples, impulsionado pelo gradiente de pressão parcial; 2. Formação do H2CO3 pela anidrase carbônica; 3. H2CO3 se dissocia: o H+ fica nas hemácias e vai ser tamponado, e o HCO3- é transportado para o plasma por um trocador com o Cl-; 4. O H+ é tamponado nas hemácias pela deoxiemoglobina; 5. Proteína trocadora → Proteína da banda três VENTILAÇÃO/PERFUSÃO (V/Q)