Fisiologia respiratória parte 2 biologia transporte gases

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TRANSPORTE DE GASES (O2 E CO2) NO SANGUE
Profa. Maria Inês Lenz Souza
maria.souza@ufms.br
TRANSPORTE DE GASES NO SANGUE: O2
difusão: alvéolos  sangue pulmonar
+ Hb  capilares teciduais
O2 + Hb = transporte 30-100x maior que dissolvido no plasma
células: reação com substâncias nutrientes  CO2
CO2 + substâncias químicas = transporte 15-20 x maior
via de condução
do ar
sangue venoso misto do
coração direito
sangue sistêmico arterial
para o coração esquerdo
PRESSÕES DE O2 E CO2 NOS PULMÕES, NO SANGUE E NOS TECIDOS
PO2 alvéolos > PO2 sangue pulmonar
PO2 sangue capilar > PO2 tecidos
difusão O2 alvéolos  sangue  tecidos
metabolização de O2 = produção de CO2
PCO2 intracelular > PCO2 capilares
difusão CO2 tecidos  sangue  alvéolos
difusão (P) + circulação sanguínea
ar inspirado seco
ar umidificado 
traqueal
ar alveolar
sangue arterial
sistêmico
sangue venoso
misto
PO2 e PCO2
(mmHg)
CAPTAÇÃO DE O2 PELO SANGUE PULMONAR
PO2 alveolar = 104mmHg
PO2 venosa (capilar pulmonar) = 40mmHg
remoção de O2 nos tecidos periféricos
Pinicial = 104 – 40 = 64mmHg
difusão O2  capilar pulmonar
TRANSPORTE DE O2 NO SANGUE ARTERIAL
98% sangue no AE (pulmões) = PO2 alveolar = 104mmHg
2% sangue (aorta + circulação brônquica) = fluxo de shunt = PO2 venosa = 40mmHg
veias pulmonares + capilares alveolares = mistura venosa do sangue = PO2 sangue para aorta = 95mmHg
DIFUSÃO DO O2: capilares periféricos  líquido tecidual
sangue arterial tec. periféricos: PO2 = 95mmHg
líquido intersticial: PO2 = 40mmHg
 Pinicial  rápida difusão O2
PO2  40mmHg (capilares teciduais  veias)
 FStecidual  +O2   PO2 (95mmHg)
DIFUSÃO DO O2: capilares periféricos  líquido tecidual
PO2 tecidual:
	(1) velocidade de transporte do O2 (sangue  tecidos)
	(2) consumo de O2 pelos tecidos
DIFUSÃO DO O2: capilares teciduais  células
PO2 intracelular < PO2 capilares periféricos
distância capilares – células
PO2 intracelular = 5-40mmHg (23mmHg)
PO2 necessária processos químicos = 1-3 mmHg
fator de segurança
DIFUSÃO DO CO2: células teciduais  capilares teciduais e capilares pulmonares  alvéolos
células: O2  CO2   PCO2 intracelular
CO2: células  sangue  capilares pulmonares  alvéolos
direção oposta ao O2
velocidade 20x maior
P para difusão CO2 < para O2
DIFUSÃO DO CO2: células teciduais  capilares teciduais e capilares pulmonares  alvéolos
PCO2 intracelular = 46mmHg - PCO2 intersticial = 45mmHg (P = 1mmHg)
PCO2 sangue arterial chegando aos tecidos = 40mmHg – PCO2 sangue venoso deixando os tecidos = 45mmHg (equilíbrio com PCO2 intersticial = 45mmHg)
DIFUSÃO DO CO2: células teciduais  capilares teciduais e capilares pulmonares  alvéolos
PCO2 sangue penetra capilares pulmonares (extr. arterial) = 45mmHg - PCO2 ar alveolar = 40mmHg (P = 5mmHg  difusão CO2)
efeitos do fluxo sanguíneo pelos capilares teciduais e metabolismo tecidual (opostos PO2 x PCO2)
TRANSPORTE DE O2 NO SANGUE
97% = O2 + Hb
3% = estado dissolvido (plasma, células)
átomo de Fe2+
cadeia de
polipeptídeos
grupo heme
TRANSPORTE DE O2 NO SANGUE:
Combinação reversível O2 + Hb
hemácea: Hb (heme) + 4 átomos de Fe2+
combinação frouxa, reversível
O2 + Hb  HbO2 (oxi-hemoglobina)
 PO2 (capilares pulmonares)  HbO2
 PO2 (capilares teciduais)  Hb ---- O2
TRANSPORTE DE O2 NO SANGUE:
Combinação reversível do O2 + Hb
saturação percentual da Hb
 PO2  HbO2
15g Hb/100mL sangue
sangue arterial sistêmico: PO2 = 95mmHg  97% saturação (19,4mL HbO2/100mL sangue)
sangue venoso (tecidos periféricos): PO2 = 40mmHg  75% saturação (14,4mL HbO2/100mL sangue)
Saturação da Hb
como uma função 
da PO2 no sangue
arterial sistêmico
e no sangue venoso
misto
TRANSPORTE DE O2 NO SANGUE:
Combinação reversível do O2 + Hb
5mL O2/100 mL sangue
curva dissociação Hb-O2
2 grupamentos ligados O2/Hb
desvio  dir.:  afinidade Hb – O2
desvio  esq.:  afinidade HbO2
PO2 = 25mmHg  50% saturação = P50
P50 = pressão
parcial de O2
na qual a Hb
está 50% 
saturada
Curva de dissociação Hb-O2
 P50   afinidade
 P50   afinidade
CURVA DE DISSOCIAÇÃO DA Hb
TRANSPORTE DE O2 NO SANGUE:
Combinação reversível do O2 + Hb
coeficiente de utilização
25%
exercício intenso = 75-80%
100%
TRANSPORTE DE O2 NO SANGUE:
Efeito da Hb para tamponar PO2 dos tecidos
estabilização da PO2 nos tecidos
5mL O2/100mL sangue (capilares teciduais)   PO2 (40mmHg)  libera O2 da Hb
limite superior para a PO2 nos tecidos (Hb) = 40mmHg
exercício intenso: PO2 = 15-25mmHg  liberação extra de O2
TRANSPORTE DE O2 NO SANGUE:
Efeito da Hb para tamponar PO2 dos tecidos
PO2 alveolar = 104mmHg
altitude:  / câmaras ar comprimido: 
pouca alteração PO2 tecidual
PO2 alveolar = 60mmHg = saturação de 89% (queda de 8%)
PO2 sangue venoso = 35mmHg (queda 5mmHg) = remoção de 5mL O2/100mL sangue
TRANSPORTE DE O2 NO SANGUE:
Efeito da Hb para tamponar PO2 dos tecidos
PO2 alveolar = 500mmHg = saturação de 100% (subida de 3%) 
dissolução de O2 no líquido do sangue + perda de vários mL aos tecidos
PO2 em torno de 40mmHg
nível de O2 alveolar: PO2 = 60-500mmHg
PO2 tecidual varia apenas alguns mmHg
função tampão da Hb do sangue sobre o O2 tecidual
TRANSPORTE DE O2 NO SANGUE:
Fatores que afetam curva dissociação HbO2
afinidade O2 e Hb (desvio para esquerda)
	-  PO2
	-  PCO2
	-  P50: dificulta liberação O2 arterial  tec.
	-  pH (7,6)
	-  temperatura
	-  2,3-DPG: + cadeias  desoxiHb =  afinidade
afinidade O2 e tecidos (desvio para direita)
	- opostos
Causas de desvio para direita
Causas de desvio para esquerda
 P50 e  afinidade
 P50 e  afinidade
DISSOCIAÇÃO DA OXI-HB E pH
DISSOCIAÇÃO DA OXI-HB E TEMPERATURA
TRANSPORTE DE O2 NO SANGUE:
Fatores que afetam curva dissociação HbO2
 HbO2 (ácido + forte que Hb)   [H+]
Efeito Haldane: H+ + HCO3-  H2CO3   CO2 (plasma e ar alveolar) 
 H+ tec.   saturação HbO2 ( CO2 sangue capilar)
Efeito Bohr
 saturação HbO2 ( CO2 e  H+)   O2 tecidual e  CO2 para alvéolos
TRANSPORTE DE O2 NO SANGUE:
Combinação Hb + CO – Deslocamento do O2
CO + Hb (competição com O2) = carboxiHb
250x mais tenacidade de ligação
PCO alveolar = 0,4mmHg  1/250x PO2 alveolar = 100mmHg
intoxicação
desvio para esquerda   P50   afinidade HbO2
Envenenamento com monóxido de carbono
CO  nº locais
utilizáveis pelo 
O2 para unir-se
à Hb e causa um
desvio da curva
para esquerda
TRANSPORTE DE CO2 NO SANGUE:
Formas químicas em que o CO2 é transportado
repouso: 4mL CO2/100mL sangue 
tecidos  pulmões
estado dissolvido
forma de íon bicarbonato
combinado com Hb e proteínas plasmáticas
Do CO2 que difunde-se das células teciduais:
23% combina-se 
com Hb
70% é convertido
a íons HCO3-
93% difunde-se
nas hemáceas
7% dissolve-se no plasma
TRANSPORTE CO2
Capilar
cél.
teciduais
TRANSPORTE DE CO2 NO SANGUE:
No estado dissolvido
pequena parcela = 7%
PCO2 sangue venoso = 45mmHg; CO2 dissolvido no líquido do sangue = 2,7mL/dL
PCO2 sangue arterial = 40mmHg; CO2 dissolvido no líquido do sangue = 2,4mL/dL
100mL sangue transportam 0,3mL CO2 dissolvido
TRANSPORTE DE CO2 NO SANGUE:
Em combinação com Hb e proteínas plasmáticas
20%
mecanismo lento
reação com radicais amino da Hb
CO2Hb (carbaminoemoglobina)
reversível, frouxa
liberação aos alvéolos ( PCO2)
reação com proteínas plasmáticas
TRANSPORTE DE CO2 NO SANGUE:
Na forma de íon bicarbonato
70%
H+ + Hb (tampão forte)
HCO3-: difusão ao plasma; trocado por Cl-
proteína transportadora 
 [Cl-] venoso x arterial (desvio de Cl-)
CO2 + H2O  H2CO3  H+ + HCO3-
anidrase carbônica 
TRANSPORTE DE CO2 E
DESVIO DE CLORETOS
Desvio de Cl
REVERSÃO DO DESVIO DE CLORETOS NO PULMÃO
TRANSPORTE DE CO2 NO SANGUE:
Curva da dissociação do CO2
formas do CO2 no sangue = dependência da PCO2
Efeito Haldane (oposto ao efeito Bohr)
Hb + O2 (ácido mais forte)  desloca CO2 (sangue  alvéolos)libera + CO2 para os pulmões