efeitos das altitudes

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Camila Gotardi
Arthur Thomé
EFEITOS DAS ALTITUDES E BAIXAS PRESSÕES NA RESPIRAÇÃO VENTILAÇÃO DE MAMÍFEROS
Trabalho apresentado para obtenção de grau parcial na disciplina de Anatomia e Fisiologia Comparada II (Licenciatura e Bacharelado).
Professor: Ms. Hamilton César Zanardi Grillo
Lajeado, Julho de 2017.
Efeitos das altitudes e baixas pressões na respiração ventilação de mamíferos
A atmosfera é uma camada de gases e partículas em suspensão presa à Terra pela força da gravidade. Por ter peso ela exerce uma pressão sobre a superfície terrestre. Esta pressão é chamada pressão atmosférica e sua unidade de medida é o hectopascal. Áreas aquecidas, como a região equatorial, apresentam baixos valores de pressão quando comparadas com áreas frias, como as regiões polares, onde o resfriamento do ar resulta em altos valores de pressão.
Como os demais mamíferos, no sistema respiratório humano o ar penetra pelo nariz e passa pela faringe, laringe, traqueia, brônquios, bronquíolos e por final os alvéolos. Os alvéolos, são células achatadas envolvidas por uma rede de capilares e tem como função as trocas gasosas entre o ar e o sangue, ou seja, ocorre a troca do sangue venoso, rico em CO² pelo sangue arterial, rico em O². A pressão atmosférica varia de acordo com o aumento da altitude, isso se dá por meio da densidade do ar que, em altas altitudes é rarefeita, ou seja, a densidade do ar diminui, logo, em locais de baixas altitudes apresentarão alta pressão devido a maior densidade do ar. A diminuição da pressão atmosférica apresenta uma baixa concentração de O2 já que a densidade do ar é menor, acarretando em uma série de alterações morfológicas e fisiológicas, principalmente sobre o sistema respiratório e circulatório, isso se dá devido a esses organismos não serem adaptados a esses ambientes.
Segundo Lemos et al (2010), a elevação de altitude faz com que haja a diminuição de pressão barométrica em relação ao nível do mar, e a diminuição de oferta de O2 para os organismos e suas respostas fisiológicas, denomina o termo hipóxia.
Para Moyes e Schulte (2010, p. 459-460), um mamífero que está adaptado a viver em baixas altitudes, quando é inserido a uma altitude elevada, está exposto a diversas alterações fisiológicas, em altas altitudes a disponibilidade de O2 diminui no sangue. A partir desse fato, a ação de quimiorreceptores arteriais é fundamental para detectar essa redução, que em seguida envia um sinal ao bulbo para aumentar a frequência e a amplitude da respiração, de modo a recuperar parcialmente ou totalmente a quantidade de O2 na corrente sanguínea. Consequentemente, com o aumento da frequência respiratória maior concentração de CO2 será eliminada pelos pulmões, considerando que a baixa pressão de CO2 em altitudes pode causar dificuldades na respiração, como resposta às altas altitudes, o sistema ventilatório provoca a alcalose respiratória, que se baseia no desequilíbrio ácido-básico devido à hiperventilação alveolar que diminui as concentrações de CO2 arterial. Em alguns casos, a alcalose respiratória pode induzir os rins a HCO3 como tentativa de regular o homeostase com o pH sanguíneo.
A hipóxia pode afetar o fluxo sanguíneo pulmonar de animais que habitam baixas altitudes, de modo a provocar a vasoconstrição das arteríolas pulmonares, reduzindo a perfusão nos pulmões, em vista das baixas pressões parciais de CO2. Conseguinte, haverá uma menor taxa de captação de oxigênio da atmosfera, que pode ocasionar o aumento da pressão arterial pulmonar resultando em um edema pulmonar ou acúmulo de líquido nos pulmões. A causa do edema ocasiona no aumento da distância de difusão por meio do epitélio alveolar, comprometendo as trocas gasosas, de acordo com Moyes e Schulte (2010; p. 461). Além disso, é importante destacar que em seres humanos a exposição a grande altitudes provocando o edema pulmonar, é uma das patologias mais severas para que se expõem. 
Além das alterações respiratórias, seja morfologicamente ou como na dificuldade das trocas gasosas, em baixas pressões, o sistema circulatório de animais inaptos a esses ambientes também é atingido e sofre alterações significativas ao metabolismo, às moléculas de oxigênio tornam-se menores e a saturação das hemoglobinas baixa potencialmente, ou seja, diminuindo a pressão parcial de oxigênio (PO2) o gradiente de pressão entre o sangue e os tecidos também será alterado, logo, a capacidade de consumir O2 é reduzida. Contudo, para Moyes e Schulte (2010; p. 461), em resposta a aclimatação, o organismo do animal pode elevar o número de hematócritos, porém em consequência disto há o aumento da viscosidade sanguínea, que prejudica o fluxo sanguíneo nos capilares interferindo com as trocas gasosas nos tecidos. 
Por sua vez, as hemoglobinas funcionam no organismo como um agente tampão, por exemplo, quando em condições adequadas, as moléculas de oxigênio que estão transitando entre os alvéolos e sangue estão intimamente ligadas as hemoglobinas, e, somente após a sua saturação é que as moléculas serão dissolvidas no plasma, atuando assim, como um reservatório de moléculas de oxigênio, favorecendo a oxigenação do  tecidos, com ênfase nos periféricos.
As altas altitudes estão entre os locais mais desafiadores da terra, onde o número de espécies de animais está reduzido nitidamente. Embora as altas altitudes apresentem vários fatores estressantes aos animais, o único grande desafio a eles é o declínio da concentração de O2 com o aumento da elevação. O ar no topo do Monte Everest – 8.858 m acima do nível do mar – contém 21% de O2, como ao nível do mar; mas a pressão total do ar é bem mais baixa do que aquela ao nível do mar, e as moléculas de gás dentro do ar estão, então, tão espaçadas que cada litro de ar contém somente quase um terço de O2 comparado ao número ao nível do mar. Em altas altitudes, a taxa máxima na qual os animais podem adquirir O2 é frequentemente mais baixa do que aquela ao nível do mar, e as funções, por consequência, são limitadas. Em altitudes acima de 6.500 m, o simples ato de continuar caminhando montanha acima representa um grande desafio devido às dificuldades impostas pela baixa disponibilidade de O2.
Algumas espécies de animais têm evoluído adaptações para ter sucesso no diluído O2 do ar rarefeito de maneira que os humanos não têm. Uma das mais notáveis espécies é o ganso-de-cabeça-listrada (Anser indicus), o qual – de modo que a fisiologia ainda não compreende completamente – é capaz de voar (sem uma máscara de O2) sobre os picos do Himalaia a 9.000 m.
A duração do processo de aclimatação varia de acordo com a altitude, mas pode dizer-se que até cerca dos 3000 metros, não é (normalmente) necessário um período de aclimatação, desde que não se realizem esforços violentos. A velocidade com que todo o processo se desenrola depende ainda das características individuais, como a condição física, hereditariedade e experiência.
REFERÊNCIAS
Meio ambiente e Ciências Atmosféricas. Disponível em: <http://mtc-m16b.sid.inpe.br/col/sid.inpe.br/iris@1915/2005/11.08.12.28/doc/02_Movimentos_na_atmosfera.pdf> . Acesso em: 26.jun.2017.
LEMOS, Valdir de Aquino, et al. "Efeitos da exposição à altitude sobre os aspectos neuropsicológicos: uma revisão da literatura." Revista Brasileira de Psiquiatria (2010). Disponivel em: <http://www.scielo.br/pdf/rbp/2009nahead/aop1309 >. Acesso em: 25.jun.2017.
MAGALHAES.; et al. Revista Portuguesa de Ciências do desporto. Vol.2, pág. 83. 2002.
MOYES, Christopher D.; SCHULTE, Patrícia M. Princípios de fisiologia animal. 2. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010.