Trocas Gasosas e Transporte de Gases

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): 22; 
- 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)