Troca e Transporte dos Gases no Sangue

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Leonardo Vinícius Ribeiro Moreira 
BBPM III - Fisiologia 
 
 
 
O sistema respiratório é divido em zonas de 
condução e zonas respiratórias. As zonas 
de condição são responsáveis por 
transportar os gases, assim como umidificá-
los e aquecê-los. Além disso, também está 
envolvida com a vocalização e com a 
filtração de partículas. 
Já a zona respiratória está relacionada 
com a produção de surfactantes e com a 
troca gasosa. 
A ventilação é o fluxo de ar para dentro e 
para fora dos pulmões. Uma vez que o ar 
atinge os alvéolos, os gases individuais, 
como oxigênio e o CO2, difundem-se do 
espaço alveolar para a corrente 
sanguínea. 
OBS: a difusão é o movimento de uma 
molécula de uma região de maior 
concentração para uma de menor 
concentração. 
 
A Lei de Fick diz que a transferência de um 
gás é proporcional a área do tecido, à 
diferença de pressão entre os dois lados e 
inversamente proporcional à espessura da 
barreira. 
Dessa forma, a diminuição da capacidade 
de difusão é dada pelas seguintes 
circunstâncias: 
 
 
 Espessamento da barreira; 
 Redução da área superficial; 
 Redução da captação pelos 
eritrócitos; 
 Desigualdade da relação 
ventilação e perfusão. 
A fibrose pulmonar é uma doença 
causada pela lesão e cicatrização dos 
pulmões. A doença torna o tecido que 
envolve os sacos aéreos dos pulmões mais 
grossos, impedindo a passagem do 
oxigênio para a corrente sanguínea. 
 
A próxima figura mostra as pressões 
parciais do oxigênio e do CO2 no ar, nos 
alvéolos e no interior do corpo. A PO2 
alveolar normal ao nível do mar é de 100 
mmHg. A PO2 do sangue venoso ao entrar 
no pulmão é de cerca de 40 mmHg. O 
oxigênio, portanto, move-se a favor do seu 
gradiente de pressão parcial 
(concentração), dos alvéolos para os 
capilares. 
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A difusão tenta manter a homeostasia e, 
assim, a PO2 do sangue arterial que deixa 
os pulmões é a mesma que a dos alvéolos: 
100 mmHg. 
Quando o sangue arterial alcança os 
capilares teciduais, o gradiente é invertido. 
As células usam continuamente o oxigênio 
para a fosforilação oxidativa. Nas células 
de uma pessoa em repouso, a PO2 
intracelular média é de 40 mmHg. 
O sangue arterial que chega às células tem 
uma PO2 de 100 mmHg. Devido a uma 
menor PO2 nas células, o oxigênio difunde-
se a favor do gradiente de pressão parcial, 
ou seja, do plasma para as células. Mais 
uma vez, a difusão ocorre até o seu 
equilíbrio. Como resultado, o sangue 
venoso tem a mesma PO2 que as células. 
Por outro lado, a PCO2 é mais elevada nos 
tecidos do que no sangue capilar 
sistêmico, devido à produção elevada de 
CO2 durante o metabolismo celular. A 
PCO2 intracelular em uma pessoa em 
repouso é de cerca de 46 mmHg, 
comparada à PCO2 arterial, que gira em 
torno de 40 mmHg. 
Essa diferença faz o CO2 se difundir para 
fora das células, em direção aos capilares. 
A difusão ocorre até o equilíbrio, fazendo a 
PCO2 média do sangue venoso sistêmico 
girar em torno de 46 mmHg. 
Nos capilares pulmonares, o processo é 
inverso. O sangue venoso trazendo o CO2 
das células tem uma PCO2 de 46 mmHg. A 
das células tem uma de 46 mmHg. A PCO2 
alveolar é de 40 mmHg. Devido ao fato de 
a PCO2 no sangue venoso ser mais elevada 
que a alveolar, o CO2 no sangue move-se 
dos capilares para os alvéolos. 
Quando o sangue sai da circulação 
pulmonar, ele tem uma de 40 mmHg, 
idêntica à PCO2 alvéolos. 
 
O transporte de oxigênio no sangue tem 
dois componentes: o oxigênio que está 
dissolvido no plasma (PO2) e o oxigênio 
ligado à hemoglobina (Hb). 
 
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O oxigênio é pouco solúvel em soluções 
aquosas, e cerca de 3% de todo o oxigênio 
encontra-se dissolvido no sangue. Isso 
significa que a hemoglobina transporta 
aproximadamente 97% do oxigênio. 
A hemoglobina (Hb) é um tetrâmero de 
quatro cadeias proteicas globulares 
(globinas), cada uma centrada em torno 
de um grupamento heme contendo ferro. 
O átomo de ferro central de cada grupo 
heme pode ligar-se reversivelmente a uma 
molécula de oxigênio. A interação ferro-
oxigênio é uma ligação fraca que pode ser 
facilmente rompida sem alterar a 
hemoglobina ou o oxigênio. Com quatro 
grupamentos heme por molécula de 
hemoglobina, uma molécula de 
hemoglobina tem o potencial de se ligar a 
quatro moléculas de oxigênio. A 
hemoglobina ligada ao oxigênio é 
conhecida como oxi-hemoglobina (HbO2). 
Curva de dissociação 
 
A forma da curva de saturação da HbO2 
reflete as propriedades da hemoglobina e 
a sua afinidade pelo oxigênio. Se você 
olhar para a curva, você observará que a 
uma alveolar e arterial normal (100 mmHg), 
98% da hemoglobina estará ligada ao 
oxigênio. Em outras palavras, à medida 
que o sangue passa pelos pulmões sob 
condições normais, a hemoglobina capta 
quase a quantidade máxima de oxigênio 
que ela pode transportar. 
A curva é quase plana em níveis mais 
elevados de Po2. Em uma PO2 acima de 
100mmHg, mesmo grandes mudanças na 
PO2 causam apenas pequenas alterações 
nas porcentagens de saturação da Hb. 
A curva de dissociação da hemoglobina 
pode ser deslocada pelos seguintes 
fatores: 
 Temperatura (ºC); 
 Concentração de hidrogênio (pH) e 
pressão parcial de dióxido de 
carbono (PCO2); 
 Concentração de 2,3-
bifosfoglicerato (2,3-BPG). 
OBS: o desvio da curva para direita reflete 
maior oferta de O2 para os tecidos (menor 
afinidade), já o desvio para esquerda 
aumenta o carregamento do O2 pela Hb 
(maior afinidade). 
 
 
O transporte dos gases no sangue inclui a 
remoção de dióxido de carbono, bem 
como o fornecimento de oxigênio às 
células. O dióxido de carbono é um 
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subproduto da respiração celular e é 
potencialmente tóxico, se não for 
excretado (removido do corpo). A PCO2 
elevada (hipercapnia) faz o pH diminuir, 
situação conhecida como acidose. 
Extremos de pH interferem com as ligações 
de hidrogênio das moléculas e podem 
desnaturar proteínas. Níveis anormalmente 
elevados de PCO2 também deprimem a 
função do sistema nervoso central, 
causando confusão, coma e até mesmo 
morte. Por essas razões, o CO2 deve ser 
removido, tornando a homeostasia do CO2 
uma importante função do sistema 
respiratório. 
O dióxido de carbono é mais solúvel nos 
fluidos corporais do que o oxigênio, porém 
as células produzem muito mais CO2 do 
que a capacidade de solubilização 
plasmática desse gás. Apenas cerca de 7% 
do CO2 está dissolvido no plasma do 
sangue venoso. O restante, 
aproximadamente 93%, difunde-se para os 
eritrócitos, sendo que 23% desse conteúdo 
se liga à hemoglobina (HbCO2) e 70% são 
convertidos em bicarbonato (HCO3-). 
1. O CO2 difunde-se das células para os 
capilares sistêmicos. 
2. Apenas 7% do CO2 permanece 
dissolvido no plasma. 
3. Cerca de um quarto do CO2 liga-se à 
hemoglobina (23%), formando a 
carbaminoemoglobina. 
4. Cerca de 70% do CO2 é convertido em 
bicarbonato e em H+. A hemoglobina 
tampona o H+. 
5. O HCO3 chega ao plasma em troca de 
Cloro. 
6. Nos pulmões, o CO2 dissolvido difunde-se 
do plasma para os pulmões. 
7. Pela lei de ação das massas, o CO2 
desliga-se da hemoglobina e difunde-se 
para fora dos eritrócitos. 
8. A reação do ácido carbônico é 
revertida, trazendo o HCO3 de volta para 
os eritrócitos e convertendo-o a CO2. 
 
Efeito Haldane: é a expressão que designa 
o aumento da tendência do CO2 de deixar 
o sangue conforme aumenta a saturação 
da hemoglobina pelo oxigênio. 
Quando o oxigênio se liga a hemoglobina, 
há transformação do grupamento heme 
férrico num ácido mais forte. A 
acidificação da hemoglobina dificulta a 
ligação do CO2 e aumenta a quantidade 
de H+ na corrente sanguínea. Devido a 
menor ligação com a hemoglobina e ao 
ligamentodo hidrogênio ao bicarbonato, 
convertido em CO2 e água por ação da 
enzima anidrase carbônica, a 
concentração sanguínea de CO2 
aumenta. 
O aumento da concentração sanguínea 
de CO2 leva a um deslocamento do 
equilíbrio químico no sentido de o eliminar 
e facilitar sua difusão pelas membranas 
celulares. Isso permite que ele deixe o 
sangue rapidamente pelos alvéolos 
pulmonares, difundindo-se no sentido da 
menor concentração de CO2 no ar 
alveolar.