Fisiologia das Trocas gasosas e Transporte dos gases - Guyton

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Trocas gasosas e Transporte dos gases 
o A importância desses mecanismos se deve em manter: 
 pO2; 
 pCO2; 
 [H+] – equilíbrio ácido – básico. 
o No exame de gasometria devemos observar: 
 
 Arterial Venoso 
pO2 95mmHg 40mmHg 
pCO2 40mmHg 45mmHg 
H+ pH = 7,35 a 7,45 
 
o Lembrar do conceito de Difusão: as moléculas por si só já tem energia, e em um local mais 
concentrado de moléculas ocorrem mais choques, o que acaba fazendo com que as moléculas 
se movimentem. Nesse movimento, ocorre o transporte das moléculas, sendo que elas passam 
do local mais concentrado para o de menor concentração. Sendo que no caso da difusão dos 
gases devemos levar em consideração as diferenças de pressões e não as diferenças de 
concentrações. 
o Tanto o sangue arterial quanto o venoso tem em sua constituição as moléculas de O2, CO2 e o 
íon H+, o que muda de um tipo de sangue para o outro é a concentração de cada substância. 
 
 
 
o Para que ocorra as trocas gasosas entre as membranas do alvéolo pulmonar e do capilar 
sanguíneo deve-se haver diferenças entre as pressões das substâncias. Devido a essa 
diferença, ocorrera a difusão (a troca) do local de maior pressão para o de menor pressão. 
o O CO2 é 20 vezes mais permeável na membrana celular do que O2, ou seja, seu coeficiente de 
difusão é maior, por isso ele passa mais facilmente. Logo, a diferença de pressão pode ser 
menor, e mesmo assim vai ocorrer as trocas. 
Esse valor sempre é 
constante!!! 
Extremidade Arterial Extremidade Venosa 
 
Atmosfera 
Alvéolo 
Capilar 
o O sangue que entra nos capilares pulmonares é essencialmente sangue venoso misto. Esse 
sangue foi retornado dos tecidos, pelas veias, para o lado direito do coração. Ele foi bombeado 
do ventrículo direito para o interior da artéria pulmonar, que o levou para os capilares 
pulmonares. A composição desse sangue venoso misto reflete a atividade dos tecidos: a 
pO2 está relativamente baixa, 40 mmHg, porque os tecidos captaram e consumiram o O2; a 
pCO2 é relativamente alta, 45 mmHg, porque os tecidos produziram CO2 e o adicionaram ao 
sangue venoso. 
 
o O sangue que deixa os capilares pulmonares foi oxigenado e se tornará sangue arterial 
sistêmico. A arterialização é afetada pela troca de O2 e CO2 entre o ar alveolar e o sangue 
capilar pulmonar. Como a difusão dos gases, através da barreira alveolar/capilar, é rápida, o 
sangue, deixando os capilares pulmonares, normalmente, tem as mesmas pO2 e pCO2 do ar 
alveolar. Esse sangue arterializado vai agora retornar ao lado esquerdo do coração, bombeado 
para fora do ventrículo esquerdo pela aorta, e iniciar um novo ciclo. 
 
o Existe uma pequena discrepância na pO2 entre o ar alveolar e o sangue arterial sistêmico: o 
sangue arterial sistêmico tem a pO2 levemente menor que o ar alveolar. Essa discrepância é o 
resultado do desvio fisiológico, que descreve a pequena fração de fluxo sanguíneo pulmonar 
que contorna os alvéolos e, dessa forma, não é arterializado. O desvio fisiológico tem duas 
fontes: o fluxo sanguíneo brônquico e a pequena porção do sangue venoso coronário que drena, 
diretamente, para o interior do ventrículo esquerdo, em vez de ir para os pulmões e ser 
oxigenado. 
 
o Uma vez ocorrido o equilíbrio entre as pressões alvéolo – capilar e capilar - tecidos, não 
existe mais força motriz para a difusão e, a não ser que o fluxo sanguíneo aumente, as trocas 
gasosas cessarão. 
 
 
As composições dos ares alveolares e atmosférico são diferentes 
o O ar do alvéolo não tem, de forma alguma, as mesmas concentrações dos gases da atmosfera. 
As razões para isso acontecer são: 
 O ar alveolar é substituído parcialmente pelo ar atmosférico à cada respiração; 
 O O2 é constantemente absorvido pelo sangue pulmonar no alvéolo; 
 O CO2 é constantemente difundido do ar pulmonar para os alvéolos; 
 O ar atmosférico seco que entra nas vias aéreas é umidificado antes de atingir os 
alvéolos. 
o A importância da substituição lenta do ar alveolar se deve pelo fato de evitar mudanças 
repentinas nas concentrações dos gases no sangue. Isso torna mais estável o controle 
respiratório e controla também a oxigenação tecidual, concentração tecidual de CO2 e o pH. 
o As concentrações de O2 e de CO2 nos alvéolos, são determinadas pelas intensidades de 
absorção ou excreção dos dois gases e pelo valor de ventilação alveolar. 
 
Membrana respiratória: 
o Camadas da membrana: 
 Liquido alveolar (líquido e surfactante); 
 Epitélio alveolar (células epiteliais finas); 
 LEC (espaço intersticial); 
 Membrana basal do capilar; 
 Epitélio/Endotélio do capilar; 
 Membrana do eritrócito. 
 
o Fatores que afetam a intensidade de difusão gasosa através da membrana respiratória: 
 Espessura da membrana respiratória: 
 Pode ocasionalmente aumentar ou diminuir, por exemplo em decorrência de um 
edema no espaço intersticial ou doenças pulmonares, e isso fara com que dificulte ou 
facilite a passagem das substâncias. 
 Área superficial da membrana: 
 Pode ser reduzida, por exemplo se ocorre uma remoção de um pulmão, isso fará com 
que se diminua a área de superfície total das trocas. 
 Coeficiente de difusão do gás: 
 Depende de cada gás, por exemplo o CO2 se difunde 20 x mais rápido que o O2. 
 Diferença parcial do gás entre os dois lados da membrana: 
 É a diferença entre a pressão parcial do gás nos alvéolos e a pressão parcial do 
gás no sangue dos capilares pulmonares. Logo, a diferença entre estas duas 
pressões é a medida da tendência efetiva das moléculas do gás em se moverem 
através da membrana; 
 Quando a pressão parcial do gás no alvéolo é maior que a pressão parcial do gás no 
sangue a molécula passara por difusão do alvéolo para o sangue, sendo que o 
contrário também é verdadeiro. 
 
Relação Ventilação – Perfusão: 
 Ventilação (VA) – Ar; 
 Perfusão (Q) – sangue. 
 
o Lembrar dos esfíncters pré-capilares que controlam a passagem de mais ou menos sangue 
Essa abertura e fechamento ocorre de acordo com a concentração de O2 no alvéolo, ou seja, 
se está recebendo O2 no alvéolo faz-se a liberação do capilar, para que ocorra as trocas, mas 
se não tiver O2 no alvéolo fecha-se o esfíncter. 
 
Transporte dos gases 
Transporte do O2: 
o Ocorre o transporte no sangue por: 
 Dissolvido no plasma (3%); 
 Ligado a hemoglobina (97%) – oxiemoglobina. 
O papel da hemoglobina no transporte de oxigênio: 
o A ligação do O2 a hemoglobina é reversível, ou seja, libera-se o O2 quando necessário; 
o A hemoglobina é uma proteína globular com 4 subunidades. Cada subunidade pode ligar-se a 
uma molécula de O2, para o total de quatro moléculas de O2 por molécula de hemoglobina. 
Quando a hemoglobina está oxigenada, ela é chamada oxiemoglobina; quando está 
desoxigenada, é chamada de desoxiemoglobina; 
o Para o O2 se ligar a hemoglobina o ferro dos grupos heme deve ser o Fe2+ (ferroso); 
o O O2 se liga à hemoglobina quando a pO2 é alta, como por exemplo nos capilares pulmonares. 
Enquanto que nos capilares teciduais o O2 é liberado pois a pO2 está baixa; 
Curva de Dissociação Oxigênio-Hemoglobina: 
 
 
o O percentual de saturação de hemoglobina é visto com o aumento progressivo da porcentagem 
de hemoglobina ligada ao O2, à medida que a pO2 do sangue se eleva; 
o Entretanto a curva de formato sigmoide revela que a porcentagem de saturação dos sítios heme 
não aumenta linearmente com o aumento da pO2 
o Quando o sangue deixa o pulmão a pO2 é em torno de 95 mmHg e a sua saturação é em torno 
de 97%; 
o Já quando o sangue venoso retorna dos tecidos periféricos, a pO2 é cerca de 40 mmHg e a 
saturação da hemoglobina é em média de 75%; 
o pH normal do sangue em torno de7,36 a 7,42; 
o A distribuição de O2 aos tecidos é determinada pelo fluxo sanguíneo e pelo conteúdo de O2 no 
sangue. 
 
A hemoglobina “tampona” a pO2 tecidual: 
o Além de ser necessária para o transporte de O2 aos tecidos, a hemoglobina serve também para 
estabilizar a pO2 nos tecidos; 
o Isso se deve ao seu poder de dissociação representado pela curva sigmoide, o que significa 
que quedas na pressão de oxigênio não geram grande quedas na dissociação da 
hemoglobina. 
Fatores que desviam a curva de Dissociação: 
o O pH: 
 Quedas no valor do pH (7,4 para 7,2) faz a curva se deslocar em média 15% para direita; 
 Já um aumento do pH (7,4 para 7,6) desloca a curva de forma semelhante para a 
esquerda; 
 O que significa isso: Se pegarmos uma mesma pressão de O2 no eixo das abcissas 
veremos que as ordenadas em que o pH diminuiu o valor de saturação também diminuirá. 
No entanto, a ordenada em que o pH aumentou veremos que a saturação também 
aumentará. 
o 3 fatores que deslocam a curva sigmoide para a direita: 
 Maior concentração de CO2 – CO2 se liga mais facilmente a Hb o que fará com que menos 
O2 consiga se ligar; 
 Aumento da temperatura corporal – desnatura algumas enzimas/proteínas diminuindo 
também a saturação; 
 Aumento do 2,3 BPG - É responsável pela perda significativa de afinidade da 
hemoglobina pelo oxigênio e permite a liberação de O2 nos tecidos quando em baixas 
pO2 (Existe 2,3 BPG fisiologicamente, mas sua liberação é mais acentuada em algumas 
situações como Altitudes, anemia, gravidez, etc). 
 
O efeito Bohr: 
o Desloca a curva de dissociação para a direita fazendo com que se diminua a afinidade da 
Hemoglobina pela molécula de oxigênio, o que resulta em uma maior liberação do O2 para os 
tecidos; 
o Resumindo em outras palavras... Nos tecidos não-alveolares o CO2 sai do tecido e vai para o 
sangue, o que causa uma alta pCO2 e isso faz com a hemoglobina tenha a tendência em perder 
afinidade pelo oxigênio em ambientes mais ácidos. Logo, o O2 é liberado; 
o H2O + ↑CO2 = H2CO3 = ↑H+ + HCO3, por isso diminui o pH. 
 
Efeito de Haldane: 
o É o fenômeno onde a hemoglobina tende a perder afinidade pelo gás carbônico quando há alta 
concentração de oxigênio no sangue. Este efeito é mais bem observado nos tecidos 
alveolares, onde há a troca de gases e, portanto, o suprimento de oxigênio é renovado; 
o Resumindo... Quando existe menos O2 ligado a hemoglobina, isso faz com que a afinidade da 
hemoglobina pelo CO2 aumente; 
o Desloca a curva para a esquerda. 
Transporte do CO2 
o Ocorre o transporte no sangue por: 
 Dissolvido no plasma (7%); 
 Ligado a hemoglobina (23%) – carboxihemoglobina; 
 Convertido em bicarbonato (70%) – Mais importante. 
o Lembrar que a pCO2 (CO2 dissolvido) no sangue venoso é de 45 mmHg e no arterial é de 40 
mmHg; 
o A reação do Dióxido de carbono com a Água nas hemácias é catalisada pela enzima Anidrase 
Carbónica que é encontrada nas hemácias; 
o O que acontece rapidamente é gera o Ácido Carbônico – ácido fraco e instável – rapidamente 
ele irá se dissociar; 
o Este ácido também é rapidamente convertido nos íons Bicarbonato e Hidrogênio; 
o H2O + CO2 = H2CO3 = H+ + HCO3; 
o Nos tecidos, o CO2 gerado pelo metabolismo é adicionado ao sangue capilar sistêmico, 
convertido a HCO3 – e será transportado até os pulmões; 
o Nos pulmões, o a HCO3 – é reconvertido a CO2 e é expirado.