apresentacao da aula 12

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SDE0097 – Fisiologia Humana
Aula 12: Sistema respiratório: transporte de gases e 
 equilíbrio ácido-base
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Fisiologia Humana
Introdução
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 
sangue dos capilares pulmonares para o interior dos alvéolos. 
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Fisiologia Humana
Ar atmosférico
AULA 12: Sistema respiratório 2
ELEMENTO
AR ATM. (PRESSÃO)
AR ATM. (%)
AR ALV. (PRESSÃO)
AR ALV. (%)
NITROGÊNIO
597,0mmHg.
 78,62
569,0 mmHg.
 74,90 
OXIGÊNIO
159,0 mmHg.
 20,84
104,0 mmHg.
 13,60
GÁS CARBÔNICO
 0,3 mmHg.
 0,04
 40,0 mmHg.
 5,30
ÁGUA
 3,7 mmHg.
 0,50
 47,0 mmHg.
 6,20
TOTAL
760,0mmHg.
100,00
760,0mmHg.
100,00
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Fisiologia Humana
Ar alveolar – O2
AULA 12: Sistema respiratório 2
Conforme se pode observar, o oxigênio encontra-se, no ar alveolar, com pressão parcial de 104 mmHg.
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Fisiologia Humana
Ar alveolar – CO2
AULA 12: Sistema respiratório 2
O gás carbônico encontra-se, no ar alveolar, com pressão parcial de 40 mmHg.
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Fisiologia Humana
Transporte
AULA 12: Sistema respiratório 2
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
AULA 12: Sistema respiratório 2
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.
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Fisiologia Humana
Locais de trocas gasosas
AULA 12: Sistema respiratório 2
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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Fisiologia Humana
Trocas nos capilares
AULA 12: Sistema respiratório 2
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Fisiologia Humana
Transporte de O2
AULA 12: Sistema respiratório 2
Baixa solubilidade: apenas 1,5% é transportado dissolvido no plasma.
Quimicamente combinado com a hemoglobina - 98,5%.
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Fisiologia Humana
Hemácias e hemoglobina (Hb)
AULA 12: Sistema respiratório 2
Célula anucleada cujo citoplasma é preenchido pela hemoglobina.
Cada molécula de hemoglobina consiste de:
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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Fisiologia Humana
Hemoglobina
AULA 12: Sistema respiratório 2
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.
Quanto mais oxigênio maior a afinidade deste para a 
Hemoglobina.
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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Fisiologia Humana
Oxihemoglobina e desoxihemoglobina
AULA 12: Sistema respiratório 2
A formação da oxihemoglobina é uma reação reversível.
Depende da quantidade de produtos de cada lado.
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Fisiologia Humana
Curva de dissociação
AULA 12: Sistema respiratório 2
O grau de saturação varia com a pO2, que varia nos 
diferentes órgãos.
Esses valores, transformados em gráfico, produzem uma 
curva, chamada curva de Dissociação.
Nos eixos do gráfico estão: a pressão parcial de O2 e a 
saturação da hemoglobina.
Nos pulmões, a pO2 é próxima de 100 mmHg, há alta 
afinidade, e a hemoglobina está 98% saturada de 
oxigênio.
Nos tecidos a pO2 é de 40 mmHg, a afinidade é baixa, e 
a saturação do oxigênio no sangue que deixa os tecidos 
é de 75%.
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Fisiologia Humana
Curva de dissociação
AULA 12: Sistema respiratório 2
Notar que a curva tem uma forma de S, 
praticamente plana sob altas pressões de O2, 
e em rampa aguda sob baixas pressões de O2
Alta afinidade entre O2 e hemoglobina
Baixa afinidade entre O2 e hemoglobina
Pulmões
S.Ven.
Tecidos
S.Art.
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Fisiologia Humana
Fatores que afetam a curva de dissociação
AULA 12: Sistema respiratório 2
1. pH
2. temperatura
3. PCO2
4. DPG (2,3-difosfoglicerato)
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Fisiologia Humana
Introdução
AULA 12: Sistema respiratório 2
A função da respiração é essencial à vida e pode ser definida, de um modo simplificado, como 
a troca de gases (O2 e CO2 ) entre as células do organismo e a atmosfera.
A respiração pode ser interpretada como um processo de trocas gasosas entre o organismo e o 
meio, ou como um conjunto de reações químicas que faz parte do metabolismo energético 
(respiração celular).
Dessa forma, o termo respiração pode ser empregado em basicamente dois níveis: Celular e 
Orgânico.
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Fisiologia Humana
No exercício vigoroso
AULA 12: Sistema respiratório 2
Os músculos produzem metabólitos ácidos (A. Lático), 
calor e CO2.
Mais calor e mais CO2 maior produção de DPG pelas 
hemácias.
Estas condições diminuem a afinidade da hemoglobina, 
liberando O2 para o músculo, desviando a curva de 
dissociação para a direita.
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Fisiologia Humana
No exercício vigoroso
AULA 12: Sistema respiratório 2
No frio há desvio da curva para a esquerda.
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Fisiologia Humana
Transporte de CO2
AULA 12: Sistema respiratório 2
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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Fisiologia Humana
Transporte de CO2
AULA 12: Sistema respiratório 2
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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Fisiologia Humana
Formação do bicarbonato – Tecidos
AULA 12: Sistema respiratório 2
Para se transformar em bicarbonato, inicialmente o 
gás carbônico se difunde para o interior da 
hemácia. 
Em seguida, reage com água lá presente e, graças a 
uma enzima chamada anidrase carbônica, forma 
ácido carbônico. 
O ácido carbônico rapidamente se dissocia em 
hidrogênio livre mais íon bicarbonato. 
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Fisiologia Humana
Formação do bicarbonato – Tecidos
AULA 12: Sistema respiratório 2
O ácido carbônico rapidamente se dissocia em 
hidrogênio livre mais íon bicarbonato. 
Este sai da hemácia ao mesmo tempo em que o 
íon cloreto entra, e segue transportado no plasma.
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Fisiologia Humana
Formação do bicarbonato – Tecidos
AULA 12: Sistema respiratório 2
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Fisiologia Humana
Transporte de bicarbonato – Pulmões
AULA 12: Sistema respiratório 2
Nos pulmões, o CO2 se difunde do plasma para 
os alvéolos (diferença de pressão).
As reações químicas se invertem.
O bicarbonato se difunde de volta para dentro 
das hemácias e o cloro para fora.
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).
O CO2 é eliminado para os alvéolos.
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Fisiologia Humana
Transporte de bicarbonato – Pulmões
AULA 12: Sistema respiratório 2
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Fisiologia Humana
Monóxido de carbono
AULA 12: Sistema respiratório 2
Monóxido de carbono (CO)
Liga-se à hemoglobina (carboxiemoglobina).
Composto altamente estável.
Causa morte por asfixia.
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Fisiologia Humana
Efeito da altitude
AULA 12: Sistema respiratório 2
Quando viajamos para elevadas altitudes (ar rarefeito): 
↑ Frequência respiratória;
↑ Batimentos cardíacos;
↑ Pressão arterial;
↑
Produção de hemácias pela medula óssea – 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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Fisiologia Humana
Regulação da respiração
AULA 12: Sistema respiratório 2
No tronco cerebral, na base do cérebro, 
possuímos um conjunto de neurônios 
encarregados de controlar a cada instante 
a nossa respiração: Trata-se do Centro 
Respiratório. 
O Centro Respiratório é dividido em:
Grupo Respiratório Dorsal, 
Grupo Respiratório Ventral, 
Centro Pneumotáxico.
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Fisiologia Humana
Grupo respiratório dorsal
AULA 12: Sistema respiratório 2
Localizado na porção dorsal do bulbo 
É responsável por nossa inspiração. Apresenta células 
autoexcitáveis que, a cada 5 segundos, aproximadamente, despolarizam. 
A partir desse centro, parte um conjunto de fibras (via 
inspiratória) que desce através da medula e se dirige 
a diversos neurônios motores responsáveis pelo controle 
dos nossos diversos músculos da inspiração. 
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Fisiologia Humana
Grupo respiratório dorsal
AULA 12: Sistema respiratório 2
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Fisiologia Humana
Grupo respiratório ventral
AULA 12: Sistema respiratório 2
Localizado na parte ventrolateral do bulbo, que pode ocasionar tanto expiração quanto inspiração, 
dependendo dos neurônios do grupo que são estimulado.
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Fisiologia Humana
Centro pneumotáxico
AULA 12: Sistema respiratório 2
Localizado dorsalmente na porção 
superior da ponte, que ajuda a 
controlar tanto a frequência quanto 
o padrão da respiração.
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Quimiorreceptores
AULA 12: Sistema respiratório 2
Centrais (porção inferior do bulbo) – sensíveis a alterações do CO2 e H+ sanguíneos. Aumenta a 
atividade respiratória.
CO2 e H+ : aumento excitação dos quimiorreceptores  + afetada por  CO2 no líquido cefalorraquidiano, pois passa fácil pela barreira hematoencefálica → daí altera H+ (diminuindo o pH).
 
Periféricos: nos corpos carotídeos e aórticos (estes, + sensíveis às variações de O2 sanguíneo  
atuam com PO2  70 mmHg e  descarga com  50 mm Hg.
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Quimiorreceptores centrais
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Quimiorreceptores periféricos
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Regulação respiratória do equilíbrio ácido-base
AULA 12: Sistema respiratório 2
Por meio da eliminação de CO2 os pulmões desempenham um importante papel da regulação
do pH do organismo. 
Os pulmões eliminam uma taxa de 10.000 mEq de ácido carbônico por dia.
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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Fisiologia Humana
Regulação respiratória do equilíbrio ácido-base
AULA 12: Sistema respiratório 2
A concentração de H+ no FEC é mantida dentro de um limite extremamente estreito: 40 nmol/L = 1.000.000 menor que a Concentração dos outros íons!! [H] tem profundo efeito nos eventos metabólicos.
1- determina a configuração proteica e sua função; 
2- reações enzimáticas necessitam de pH ótimo (estreito).
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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Fisiologia Humana
Tampão
AULA 12: Sistema respiratório 2
É a associação de um ácido fraco dissociado com o seu respectivo sal. São capazes de captar ou 
ceder H+ minimizando as alterações de sua concentração.
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).
3- Ossos carbonato ósseo corresponde a 40% da capacidade tamponante do organismo.
4- Trocas catiônicas entre o FEC e o FIC na acidose o H+ vai para o FIC e o K sai para o FEC.
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Fisiologia Humana
Sistema tampão bicarbonato/ácido carbônico
AULA 12: Sistema respiratório 2
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).
O organismo produz, normalmente no metabolismo celular, principalmente na mitocôndria, grande 
quantidade de H+ . 
Sua elevação no sangue é minimizada (tamponada) pois a maioria do H+ combina-se com a 
hemoglobina (a hemoglobina não transporta o CO2 , somente O2 e H+ ).
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Fisiologia Humana
Sistema tampão bicarbonato/ácido carbônico
AULA 12: Sistema respiratório 2
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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Fisiologia Humana
Sistema tampão bicarbonato/ácido carbônico
AULA 12: Sistema respiratório 2
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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Fisiologia Humana
Acidose respiratória
AULA 12: Sistema respiratório 2
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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Fisiologia Humana
Resposta compensatória
AULA 12: Sistema respiratório 2
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VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS?
 
Sistema renal: morfologia; fluxo sanguíneo renal e filtração glomerular.
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