Sistema Respiratório e Troca Gasosa

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→ Leva sangue desoxigenado do 
ventrículo direito para os alvéolos nos 
pulmões e retorna o sangue oxigenado dos 
alvéolos para o átrio esquerdo. 
→ Ventrículo Direito ➔ Tronco 
pulmonar ➔ Artérias pulmonares direita e 
esquerda ➔ Pulmões. 
→ Ao entrar nos pulmões, os ramos se 
dividem e subdividem até que por fim formam 
capilares em torno dos alvéolos no interior 
dos pulmões. O CO2 passa do sangue para 
os alvéolos e é expirado. O O2 inalado passa 
do ar dos pulmões para o sangue. 
→ Capilares Pulmonares ➔ Vênulas 
➔ Veias Pulmonares direita e esquerda ➔ 
Átrio esquerdo ➔ circulação sistêmica. 
 
 
 
 
→ Ventilação Pulmonar (ou 
respiração): é a inspiração (inalação) e 
expiração (exalação) do ar e envolve a troca 
de ar entre a atmosfera e os alvéolos dos 
pulmões. 
→ Na ventilação pulmonar, o ar flui entre 
a atmosfera e os alvéolos dos pulmões em 
decorrência das diferenças de pressão 
alternadas produzidas pela contração e pelo 
relaxamento dos músculos respiratórios. 
→ Pressão de ar intrapulmonar < 
Pressão do ar na Atmosfera ➔ O ar se move 
para dentro dos pulmões. Pressão de ar 
intrapulmonar > Pressão do ar na atmosfera 
➔ O ar se move para fora dos pulmões. 
 
→ INSPIRAÇÃO: para o ar fluir para os 
pulmões, a pressão intraalveolar tem de se 
tornar mais baixa do que a pressão 
atmosférica. Esta condição é alcançada 
aumentando o tamanho dos pulmões (Lei de 
Boyle: a pressão de um gás em um 
recipiente fechado é inversamente 
proporcional ao volume do recipiente). O 
primeiro passo na expansão dos pulmões 
durante a inspiração envolve a contração do 
diafragma (desce aproximadamente 1 cm, 
produzindo uma diferença de pressão de 1 a 
3 mmHg e a inspiração de aproximadamente 
500 mℓ de ar, responsável por 75% do ar que 
entra nos pulmões), com a resistência dos 
intercostais externos (ao se contraírem, 
eles elevam as costelas, responsáveis por 
25% do ar que entra nos pulmões). 
→ Na respiração forçada, o diafragma 
pode descer 10 cm, o que produz uma 
diferença de pressão de 100 mmHg e a 
inspiração de 2 a 3 ℓ de ar. 
→ Pressão Intrapleural (intratorácica): 
é sempre subatmosférica (inferior à pressão 
atmosférica). Pouco antes da inspiração, ela 
mede aproximadamente 4 mmHg a menos 
do que a pressão atmosférica (756 mmHg a 
uma pressão atmosférica de 760 mmHg). À 
medida que o tamanho global da cavidade 
torácica aumenta, o volume da cavidade 
pleural também cresce, o que faz com que a 
pressão intrapleural diminua para 
aproximadamente 754 mmHg. 
 
→ EXPIRAÇÃO (exalação): é também 
decorrente de um gradiente de pressão, mas 
neste caso o gradiente é no sentido oposto: 
a pressão nos pulmões é maior do que a 
pressão atmosférica (a pressão alveolar 
aumenta para aproximadamente 762 
mmHg). A expiração normal durante a 
respiração tranquila, ao contrário da 
inspiração, é um processo passivo, pois 
não há contrações musculares envolvidas. 
Em vez disso, a expiração resulta da 
retração elástica da parede torácica e dos 
pulmões. 
→ A expiração torna-se ativa apenas 
durante a respiração forçada, como ocorre 
ao tocar um instrumento de sopro ou durante 
o exercício. Nestes momentos, os músculos 
expiratórios – abdominais e intercostais 
internos – se contraem, o que aumenta a 
pressão nas regiões abdominal e torácica. 
 
→ Tensão superficial do líquido 
alveolar: faz com que os alvéolos assumam 
o menor diâmetro possível. Durante a 
respiração, a tensão superficial deve ser 
ultrapassada para expandir os pulmões a 
cada inspiração. A tensão superficial é 
também responsável por dois terços da 
retração elástica pulmonar, o que diminui o 
tamanho dos alvéolos durante a expiração. 
 
→ Complacência dos pulmões: se 
refere a quanto esforço é necessário para 
distender os pulmões e a parede torácica. 
Uma complacência alta significa que os 
pulmões e a parede torácica se expandem 
facilmente, enquanto uma complacência 
baixa significa que eles resistem à expansão. 
Os pulmões normalmente têm complacência 
alta e se expandem facilmente porque as 
fibras elásticas do tecido pulmonar são 
facilmente distendidas e o surfactante no 
líquido alveolar reduz a tensão superficial. 
 
→ Volumes e capacidades 
pulmonares: Em repouso, um adulto médio 
saudável respira 12 vezes por minuto, 
movendo a cada inspiração e expiração 
aproximadamente 500 mℓ de ar para dentro 
e para fora dos pulmões. O volume de uma 
respiração é chamado volume corrente 
(VC). A ventilação minuto (VM) – o volume 
total de ar inspirado e expirado a cada minuto 
– é dada pela frequência respiratória 
multiplicada pelo volume corrente. 
 
 
 
→ A troca de oxigênio e dióxido de 
carbono entre o ar alveolar e o sangue 
pulmonar ocorre por meio da difusão 
passiva. 
LEI DOS GASES 
→ Lei de Dalton: cada gás em uma 
mistura de gases exerce a sua própria 
pressão como se não houvesse outros 
gases. A pressão total da mistura é calculada 
simplesmente adicionando-se todas as 
pressões parciais (Px). 
→ O ar atmosférico é uma mistura de 
gases – nitrogênio (N2), oxigênio (O2), 
argônio (Ar), dióxido de carbono (CO2), 
volumes variáveis de vapor de água (H2O), 
além de outros gases presentes em 
pequenas quantidades (é possível 
determinar a pressão parcial exercida por 
cada um dos componentes na mistura 
multiplicando a porcentagem do gás na 
mistura pela pressão total da mistura). 
→ Em comparação ao ar inspirado, o ar 
alveolar tem menos O2 (13,6% versus 
20,9%) e mais CO2 (5,2% versus 0,04%). 
 
→ Lei de Henry: afirma que o volume de 
um gás que se dissolve em um líquido é 
proporcional à pressão parcial do gás e à 
sua solubilidade. Em comparação ao 
oxigênio, muito mais CO2 está dissolvido no 
plasma sanguíneo, porque a solubilidade 
do CO2 é 24 vezes maior do que a do O2. 
→ Exemplo: narcose por nitrogênio ou 
“embriaguez das profundezas”, e doença por 
descompressão (barotrauma). 
 
 
 
→ Respiração Externa (pulmonar): é a 
troca de gases entre os alvéolos dos 
pulmões e o sangue nos capilares 
pulmonares através da membrana 
respiratória. Neste processo, o sangue 
capilar pulmonar ganha O2 e perde CO2. 
→ O O2 se difunde do ar alveolar, onde 
sua pressão parcial é de 105 mmHg, para o 
sangue nos capilares pulmonares, onde a 
PO2 é de apenas 40 mmHg em uma pessoa 
em repouso. 
→ Enquanto o O2 está se difundindo do 
ar alveolar para o sangue desoxigenado, o 
CO2 está se difundindo no sentido oposto. A 
PCO2 do sangue venoso é de 45 mmHg em 
uma pessoa em repouso, e a PCO2 do ar 
alveolar é de 40 mmHg. 
 
→ Respiração Interna (tecidual): é a 
troca de gases entre o sangue nos capilares 
sistêmicos e as células teciduais. Nesta 
etapa, o sangue perde O2 e ganha CO2. 
→ Dentro das células, as reações 
metabólicas que consomem O2 e liberam 
CO2 durante a produção de ATP são 
denominadas respiração celular. 
→ A PO2 do sangue bombeado para os 
capilares sistêmicos é maior (100 mmHg) do que 
a PO2 nas células teciduais (40 mmHg em 
repouso), porque as células usam 
constantemente O2 para produzir ATP. Em razão 
desta diferença de pressão, o oxigênio se difunde 
para fora dos capilares em direção às células 
teciduais. 
→ Enquanto o O2 se difunde dos capilares 
sistêmicos para as células teciduais, o CO2 se 
difunde no sentido contrário. Dado que as células 
teciduais estão constantemente produzindo 
CO2, a PCO2 das células (45 mmHg em 
repouso) é maior do que a do sangue capilar 
sistêmico (40 mmHg). 
 
→ A taxa de trocas gasosas pulmonar e 
sistêmica depende de vários fatores: 
diferença de pressão parcial dos gases 
(diferenças de pressão parcial maiores aceleram 
as taxas de difusão do gás, fluxo de ar para 
dentro e para fora dos pulmões, fármacos, 
altitude), área de superfície disponível para 
as trocas gasosas, distância de difusão (o 
acúmulo de líquido intersticial entre os alvéolos, 
como ocorre no edemapulmonar, diminui a taxa 
de trocas gasosas, porque aumenta a distância 
de difusão), Peso molecular e solubilidade 
dos gases. 
 
 
 
→ Transporte de oxigênio: O oxigênio 
não se dissolve facilmente em água, de 
modo que somente aproximadamente 1,5% 
do O2 inspirado está dissolvido no plasma. 
Aproximadamente 98,5% do O2 no sangue 
está ligado à hemoglobina nos eritrócitos. 
→ A porção heme da hemoglobina 
contém quatro átomos de ferro, cada um 
capaz de se ligar a uma molécula de O2. 
 
→ Quanto maior for a PO2, mais O2 se 
combina à Hb. 
→ Quando a hemoglobina reduzida (Hb) 
é completamente convertida em oxi-
hemoglobina (HbO2), diz-se que a 
hemoglobina está totalmente saturada. 
→ Quando a PO2 está entre 60 e 100 
mmHg, a hemoglobina está 90% ou mais 
saturada com O2. Assim, o sangue capta 
uma carga quase completa de O2 dos 
pulmões, mesmo quando a PO2 do ar 
alveolar é tão baixa quanto 60 mmHg. 
→ Afetam a afinidade da hemoglobina 
pelo O2: 
- Acidez (pH): o aumento da acidez 
aumenta a descarga de oxigênio da 
hemoglobina (efeito Bohr). Os principais 
ácidos produzidos por tecidos 
metabolicamente ativos são o ácido 
láctico e o ácido carbônico. 
- Pressão parcial de dióxido de 
carbono: donforme a PCO2 sobe, a 
hemoglobina libera O2 mais facilmente. 
 
- Temperatura: conforme a temperatura 
aumenta, o mesmo acontece com a 
quantidade de O2 liberado da 
hemoglobina. O calor é um subproduto 
das reações metabólicas de todas as 
células. Células metabolicamente ativas 
requerem mais O2 e liberam mais ácidos 
e calor. 
- BPG: substância encontrada nos 
eritrócitos (em um processo chamado 
glicólise) chamada 2,3bisfosfoglicerato 
(BPG), diminui a afinidade da 
hemoglobina pelo O2 e, assim, ajuda a 
descarregar o O2 da hemoglobina. 
 
→ Transporte de dióxido de carbono: 
Em condições normais de repouso, cada 100 
mℓ de sangue venoso contêm o equivalente 
a 53 mℓ de CO2 gasoso, que é transportado 
no sangue de três maneiras principais: 
- CO2 dissolvido: uma pequena 
porcentagem – aproximadamente 7% – 
está dissolvida no plasma sanguíneo. 
- Compostos carbamino: 
aproximadamente 23%, combina-se aos 
grupos amina dos aminoácidos e 
proteínas no sangue para formar 
compostos carbamino 
(carbaminohemoglobina). 
- Íons bicarbonato: aproximadamente 
70% é transportado no plasma sanguíneo 
como íons bicarbonato (HCO3-). 
Conforme o CO2 se difunde para os 
capilares sistêmicos e entra nos 
eritrócitos, ele reage com a água na 
presença da enzima anidrase carbônica 
(AC) para formar o ácido carbônico, que 
se dissocia em H + e HCO3–. 
 
Resumo da troca gasosa e transporte 
nos pulmões e tecidos 
→ O sangue venoso que retorna aos 
capilares pulmonares nos pulmões contém 
CO2 dissolvido no plasma sanguíneo, CO2 
combinado à globina como carbamino-
hemoglobina (HbCO2), e CO2 incorporado 
ao HCO3 – dentro das hemácias. As 
hemácias também captaram H +, alguns dos 
quais se ligaram à hemoglobina e, por 
conseguinte, foram tamponados por ela (Hb-
H). À medida que o sangue passa pelos 
capilares pulmonares, as moléculas de CO2 
dissolvidas no plasma sanguíneo e o CO2 
que se dissocia da porção globina da 
hemoglobina se difundem no ar alveolar e 
são expirados. Ao mesmo tempo, o O2 
inspirado está se difundindo do ar alveolar 
nos eritrócitos e está se ligando à 
hemoglobina para formar a oxihemoglobina 
(HbO2). O dióxido de carbono também é 
liberado do HCO3 – quando o H + se 
combina ao HCO3 – no interior das 
hemácias. O H2CO3 formado a partir desta 
reação então se divide em CO2, que é 
expirado, e H2O. À medida que a 
concentração de HCO3 – diminui no interior 
das hemácias dos capilares pulmonares, o 
HCO3 – se difunde do plasma sanguíneo, na 
troca por Cl–. Em suma, o sangue oxigenado 
que sai dos pulmões tem um teor de O2 
aumentado e quantidades reduzidas de CO2 
e H +. Nos capilares sistêmicos, como as 
células usam O2 e produzem CO2, as 
reações químicas são invertidas. 
 
REFERÊNCIAS 
GUYTON, A.C. Hall J.E. Tratado de Fisiologia Médica. 
Editora Elsevier. 13ª ed., 2017. 
TORTORA, G. J.; DERRICKSON, B. Princípios de 
anatomia e fisiologia. 14ª. edição. Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan, 2016.