Aula 12

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SDE0097 – Fisiologia Humana 
Aula 12: Sistema respiratório: transporte de gases e 
equilíbrio ácido-base 
Fisiologia Humana 
Introdução 
sangue dos capilares pulmonares para o interior dos alvéolos. 
AULA 12: Sistema respiratório 2 
O ar atmosférico é composto por: nitrogênio, oxigênio, gás carbônico e água. 
Inalação → vias respiratórias 
Durante a inspiração sofre modificações: 
• Umidificação do ar; 
• Mistura com ar muito mais rico em CO2, que se difunde constantemente do 
Fisiologia Humana 
Ar atmosférico 
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ELEMENTO 
AR ATM. 
(PRESSÃO) 
 
AR ATM. (%) 
AR ALV. 
(PRESSÃO) 
 
AR ALV. (%) 
 
NITROGÊNIO 
 
597,0 mmHg. 
 
78,62 
 
569,0 mmHg. 
 
74,90 
 
OXIGÊNIO 
 
13,60 
 
159,0 mmHg. 20,84 
 
104,0 mmHg. 
 
GÁS CARBÔNICO 
 
5,30 0,3 mmHg. 0,04 40,0 mmHg. 
 
ÁGUA 
 
3,7 mmHg. 
 
0,50 
 
47,0 mmHg. 
 
6,20 
 
TOTAL 
 
760,0 mmHg. 
 
100,00 
 
760,0 mmHg. 
 
100,00 
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Ar alveolar – O2 
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Conforme se pode observar, o oxigênio encontra-se, no ar alveolar, com pressão parcial de 104 mmHg. 
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Ar alveolar – CO2 
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O gás carbônico encontra-se, no ar alveolar, com pressão parcial de 40 mmHg. 
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Transporte 
O sangue transporta o oxigênio e o gás 
carbônico entre os pulmões e os tecidos. 
São transportados de diversas formas: 
1. Dissolvidos no plasma; 
2. Quimicamente combinados com a 
hemoglobina; 
3. Convertidos em molécula diferente. 
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Fisiologia Humana 
Introdução 
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O sangue venoso bombeado pelo ventrículo direito chega aos pulmões e flui pelos capilares 
pulmonares com pressões parciais de O2 e CO2, de 40 mmHg e 45 mmHg, respectivamente. 
Fisiologia Humana 
Locais de trocas gasosas 
As trocas ocorrem nos alvéolos 
pulmonares, onde o CO2 sai do sangue e o 
O2 se difunde para o sangue, de acordo 
com as suas diferenças de pressão. 
Nos capilares, o O2 se difunde para os 
tecidos enquanto que o CO2 se difunde 
para o sangue. 
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Trocas nos capilares 
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Transporte de O2 
Baixa solubilidade: apenas 1,5% é transportado dissolvido no plasma. 
Quimicamente combinado com a hemoglobina - 98,5%. 
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Hemácias e hemoglobina (Hb) 
Célula anucleada cujo citoplasma é preenchido pela hemoglobina. 
Cada molécula de hemoglobina consiste de: 
1. 
2. 
Porção globina, composta de 4 cadeias de AA; 
Quatro pigmentos contendo ferro, chamados heme. 
Como o oxigênio se liga no ferro do heme, cada molécula de hemoglobina pode 
carrear 4 moléculas de O2 
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Hemoglobina 
Quando 4 oxigênios estão ligados na hemoglobina 
dizemos que está 100% saturada. 
Quando a hemoglobina está ligada a 3 ou menos 
oxigênios, dizemos que está parcialmente saturada. 
A ligação com o oxigênio se deve à alta pressão deste 
nos pulmões – oxihemoglobina. 
Quando o primeiro oxigênio se liga na hemoglobina, 
o segundo se liga mais rapidamente, o terceiro ainda 
mais rápido e assim sucessivamente. 
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Oxihemoglobina e desoxihemoglobina 
A formação da oxihemoglobina é uma reação reversível. 
Depende da quantidade de produtos de cada lado. 
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Transporte de CO2 
Aproximadamente 7% são transportados dissolvidos no plasma. 
O restante se difunde para o interior das hemácias: 
• 
• 
23% se combina com a Hb. 
70% é convertido em bicarbonato e é transportado pelo plasma. 
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Transporte de CO2 
• 23% se liga na porção Globina da 
Hemoglobina e forma 
Carbaminohemoglobina. 
Ocorre em regiões de alta PCO2 
(Tecidos). 
Em baixa PCO2 há a dissociação 
(Pulmões). 
• 
• 
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Formação do bicarbonato – Tecidos 
Transformação em bicarbonato: inicialmente o 
gás carbônico se difunde para o interior da 
hemácia. 
Reação com água pela enzima anidrase carbônica, 
forma ácido carbônico. 
O ácido carbônico rapidamente se dissocia em 
hidrogênio livre mais íon bicarbonato. 
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Formação do bicarbonato – Tecidos 
O ácido carbônico rapidamente se dissocia em 
hidrogênio livre mais íon bicarbonato. 
O bicarbonato sai da hemácia ao mesmo tempo 
em que o íon cloreto entra, e segue transportado 
no plasma. 
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Bicarbonato no plasma = tampão! 
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Formação do bicarbonato – Tecidos 
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Transporte de bicarbonato – Pulmões 
O bicarbonato se difunde de volta para dentro 
das hemácias e o cloro para fora – reação 
inversa 
O hidrogênio é liberado da hemoglobina e se 
combina de volta com o bicarbonato, formando 
ácido carbônico. 
O ácido carbônico se dissocia em CO2 e água 
(anidrase carbônica). 
 
Nos pulmões, o CO2 se difunde do plasma para 
os alvéolos (diferença de pressão). 
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Monóxido de carbono 
Monóxido de carbono (CO) 
- 
- 
- 
Liga-se à hemoglobina (carboxiemoglobina). 
Composto altamente estável. 
Causa morte por asfixia. 
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Efeito da altitude 
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 Altas altitudes (ar rarefeito): 
- ↑ Frequência respiratória; 
- ↑ Batimentos cardíacos; 
- ↑ Pressão arterial; 
- ↑ Produção de hemácias pela medula óssea 
 
Obs.: O efeito hipóxia dos tecidos estimula a liberação do hormônio eritropoetina, que 
estimula as células-tronco da medula óssea a produzirem mais hemácias – policitemia 
fisiológica. 
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Regulação respiratória do equilíbrio ácido-base 
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Por meio da eliminação de CO2 os pulmões desempenham um importante papel da regulação 
do pH do organismo. 
O organismo pode lançar mão do mecanismo de ventilação para variar a taxa de eliminação de 
ácido carbônico de acordo com as necessidades do organismo. 
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Regulação respiratória do equilíbrio ácido-base 
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Aumento [H+ ] => diminuição do pH => acidose 
Diminuição [H+ ] => aumento do pH => alcalose 
 
Alterações são dependentes de: 
• Tampões intra e extracelulares; 
• Regulação da taxa de ventilação alveolar para controle da concentração de dióxido de carbono 
orgânico; 
• Regulação da exceção renal de hidrogênio e reabsorção de bicarbonato. 
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Tampão 
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Tampões orgânicos: 
1- Tampões extracelulares bicarbonato/ácido carbônico (HCO3/H2CO3 ) fosfato (HPO4/H2PO4 ) 
proteínas plasmáticas. 
2- Tampões intracelulares, proteínas, fosfato orgânico e inorgânico- hemoglobina (hemácias). 
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Sistema tampão bicarbonato/ácido carbônico 
O organismo produz enorme quantidade de CO2 por dia. 
No sangue o CO2 combina-se com a água formando ácido carbônico (reação catalisada nas 
hemácias pela anidrase carbônica). 
 
A elevação de íons de hidrogênio no sangue é minimizada (tamponada). 
A maioria do H+ combina-se com a hemoglobina (a hemoglobina não transporta o CO2 , somente O2 
e H+ ). 
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Sistematampão bicarbonato/ácido carbônico 
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O gás carbônico é transportado no sangue venoso como bicarbonato, a hemácia transporta o 
hidrogênio, não ocorrendo alteração do pH sanguíneo. 
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Sistema tampão bicarbonato/ácido carbônico 
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O processo é revertido no alvéolo. O oxigênio desloca o hidrogênio da hemoglobina. 
Este liga-se ao bicarbonato, que vem do sangue para o eritrócito em troca com o cloro. 
O hidrogênio combina-se com o bicarbonato, formando gás carbônico (trocado com o ar expirado) e água. 
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Acidose respiratória 
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Diminuição da efetividade da ventilação alveolar com retenção e aumento da pCO2. Com o 
aumento do gás carbônico dissolvido, ocorre aumento da concentração de ácido carbônico 
e acidose. 
• Pneumonia 
• Obstrução trato respiratório 
• Pneumotórax 
• Anestesia geral ... 
Tamponada pelos tampões intracelulares e pela retenção renal de bicarbonato. 
Ativação dos quimirreceptores – aumento da ventilação. 
Tratamento – melhora da ventilação e oxigenação! 
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Resposta compensatória 
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Exercícios 
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1) (UNESP) Vários atletas do continente americano foram convidados a participar 
de uma competição de atletismo na cidade do Rio de Janeiro. Assim que os 
atletas desembarcaram no Aeroporto Internacional, eram submetidos a vários 
testes e exames, um dos quais o hemograma. Um determinado atleta tendo 
perdido seu passaporte durante a viagem, alegou ser mexicano e que morava na 
Cidade do México. 
 
a) Qual o elemento figurado do sangue que, analisado através do hemograma deste 
atleta, possibilita acreditar na sua origem? 
 
b) Justifique sua resposta 
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Exercícios 
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2) (FUVEST) Jogadores de futebol que vive em altitudes próximas ao nível do mar sofrem adaptações quando jogam 
em cidades de grande altitude. Algumas adaptações são imediatas, outras só ocorrem após uma permanência de pelo 
menos três semanas. Qual alternativa inclui as realizações imediatas e as que podem ocorrer em longo prazo? 
 
a) aumentam a freqüência respiratória, os batimentos cardíacos e a pressão arterial, em longo prazo diminui o 
número de hemácias; 
 
b) diminuem a freqüência respiratória e os batimentos cardíacos; diminui a pressão arterial, em longo prazo aumenta 
o número de hemácias 
 
c) aumentam a freqüência respiratória e os batimentos cardíacos; diminui a pressão arterial em longo prazo diminui o 
número de hemácias; 
 
d) aumentam a freqüência respiratória, os batimentos cardíacos e a pressão arterial, em longo prazo aumenta o 
número de hemácias; 
 
e) diminuem a freqüência respiratória, os batimentos cardíacos e a pressão arterial, em longo prazo aumenta o 
número de hemácias. 
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Exercícios 
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3) (UECE) Nos mamíferos, incluindo o homem, o percurso do ar inspirado, nos 
pulmões é: 
 
 
a) bronquíolos, brônquios, alvéolos; 
 
b) brônquios, bronquíolos, alvéolos; 
 
c) alvéolos, brônquios, bronquíolos; 
 
d) bronquíolos, alvéolos, brônquios. 
 
e) n.d.a. 
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Exercícios 
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4) (FUVEST) O monóxido de carbono (CO) é absorvido nos pulmões e reage com a 
hemoglobina do sangue, com a qual forma um complexo (COHb) 210 vezes mais 
estável do que a oxihemoglobina (O2Hb). Qual o prejuízo imediato para as células 
decorrente da inalação de CO por uma pessoa? Explique. 
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Exercícios 
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5) Os órgãos que compõem o sistema respiratório são respectivamente: 
 
 
a) nariz, esôfago, traqueia, epiglote, brônquio, bronquíolo e alvéolo. 
b) nariz, epiglote, glote, faringe, laringe, traqueia, bronquíolo, brônquio, alvéolo. 
c) nariz, glote, laringe, traqueia, faringe, brônquio, bronquíolos e alvéolos. 
d) nariz, epiglote, glote, faringe, laringe, traqueia, brônquios, bronquíolos, alvéolos. 
 
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Exercícios 
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6) A função do nariz não é simplesmente a entrada e saída do ar. O nariz também tem 
função de: 
 
 
a) aquecer, umidificar e filtrar o ar. 
b) aquecer e filtrar o ar. 
c) aquecer e umidificar o ar. 
d) umidificar e filtrar o ar. 
e) nenhuma das alternativas está correta. 
. 
 
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Exercícios 
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 7) Para formar a respiração, a função dos músculos é essencial tanto na inspiração 
quanto na expiração. Esses músculos são respectivamente: 
 
 
a) inspiração: músculo diafragma e intercostais externos. 
b) expiração: músculo diafragma e intercostais externos. 
c) inspiração: músculos abdominais e intercostais internos. 
d) expiração: músculos abdominais e intercostais internos. 
e) alternativas b e c estão corretas. 
 
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Exercícios 
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8) O processo pelo qual a troca dos gases oxigênio e gás carbônico nos alvéolos ocorre 
é por: 
 
 
a) difusão. 
b) osmose. 
c) transporte passivo. 
d) nenhuma das anteriores. 
 
 
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Exercícios 
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9) (UECE) A pressão de O2 e o pH são responsáveis pela afinidade da hemoglobina pelo oxigênio. 
Comparando estes dois parâmetros nos pulmões e nos tecidos do corpo, podemos afirmar corretamente 
que nos pulmões: 
 
 
a) o pH é maior que nos tecidos e a pressão de O2 também é maior. 
 
 
b) o pH é maior que nos tecidos e a pressão de O2 é menor. 
 
 
c) o pH é menor que nos tecidos e a pressão de O2 também é menor. 
 
 
d) o pH é menor que nos tecidos e a pressão de O2 é maior. 
 
 
 
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Exercícios 
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10) (UFCG) O ar dos pulmões é constantemente renovado, de modo a garantir um suprimento contínuo de gás 
oxigênio ao sangue que circula pelos alvéolos pulmonares. Com relação a esse assunto, julgue os itens abaixo e 
assinale a alternativa correta: 
 
a) O diafragma sobe e as costelas descem, aumentando o volume da caixa torácica e forçando o ar a entrar nos 
pulmões. 
 
b) A entrada de ar nos pulmões denominada de inspiração dá-se pela contração da musculatura do diafragma e 
dos músculos intercostais. 
 
c) Durante a expiração ocorre uma compressão da caixa torácica favorecendo a liberação do excesso de oxigênio. 
 
d) Em regiões de altitudes elevadas a respiração é facilitada devido à baixa tensão de oxigênio no ar. 
 
e) A atividade muscular, relativamente intensa, aumenta a taxa de CO2 no sangue, e consequentemente reduz a 
frequência respiratória. 
 
 
 
 
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11) (PUC-RIO) Os pulmões dos mamíferos não possuem capacidade de movimento próprio. Assim, necessitam 
da movimentação de um músculo específico denominado diafragma. Identifique o mecanismo através do qual 
ocorre a entrada e a saída de ar dos pulmões. 
 
a) Quando o músculo cardíaco se contrai, o volume da caixa torácica aumenta, provocando a expulsão de ar dos 
pulmões. 
 
b) Quando o diafragma se contrai, o volume da caixa torácica diminui, aumentando a pressão interna pulmonar 
e forçando a entrada de ar nos pulmões. 
 
c) Quando o diafragma se contrai, o volume da caixa torácica aumenta, diminuindo a pressão interna pulmonar e 
forçando a entrada do ar nos pulmões. 
 
d) Quando os músculos intercostais se contraem, o volume da caixa torácica aumenta, provocando a expulsão de 
ar dos pulmões. 
 
e) Quando o músculo peitoral se distende, o volume da caixa torácica diminui, promovendo a entradado ar nos 
pulmões. 
 
 
 
 
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12) 
 
A reação acima indica um processo que ocorre __1__ , para que aconteça __2__ . 
Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, os espaços 1 e 2. 
 
a) nos capilares dos tecidos do corpo; absorção de CO2. 
b) nos capilares dos pulmões; eliminação de CO2. 
c) no bulbo; controle do pH sangüíneo. 
d) nos capilares dos pulmões; eliminação de H2O. 
e) nos capilares dos tecidos do corpo; oxigenação das células. 
 
 
 
 
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13) (UEPB-2006) Num incêndio é comum o indivíduo morrer, antes por asfixia, do que por queimaduras. Tal 
situação ocorre, porque: 
 
a) a fumaça destrói os leucócitos. 
b) as plaquetas são destruídas na presença do monóxido de carbono. 
c) a hemoglobina combina-se com o monóxido de carbono, formando um composto estável, tornando-se 
irrecuperável. 
d) a hemoglobina combina-se com todo o oxigênio disponível. 
e) a hemoglobina, nessa situação, só transporta dióxido de carbono. 
 
 
 
 
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14) (Mack-2007) Uma hemácia que esteja no ventrículo direito tem ___ I ___ e seguirá para ___ II ___ . Nesse 
local ocorrerá ___ III ___ tornando o sangue ___ IV ___ . 
 
Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, os espaços I, II, III e IV. 
 
a) muito CO2; o corpo; hematose; venoso 
b) pouco O2; os pulmões; hematose; arterial 
c) muito O2; o corpo; filtração; venoso 
d) pouco CO2; os pulmões; reabsorção; arterial 
e) pouco O2; o corpo; filtração; venoso 
 
 
 
 
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15) O transporte de CO2 no sangue é feito, principalmente, sob a forma de: 
 
a) carboxi-hemoglobina 
b) íons bicarbonato pela ação da anidrase carbônica 
c) moléculas dissolvidas no plasma 
d) carbo-hemoglobina 
e) oxi-hemoglobina 
 
 
 
 
VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS? 
1. Sistema renal: morfologia; fluxo 
sanguíneo renal e filtração glomerular.