TRANSPORTE DE GASES AULA

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22/06/2017
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BIOFÍSICA DA RESPIRAÇÃO:
Transporte de O2 e CO2
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO
INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS FISIOLÓGICAS
PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS FISIOLÓGICAS
IB-1342: PRÁTICA DE ATIVIDADES DOCENTES III
AULA PARA A DISCIPLINA IB-302: BIOFÍSICA 
Suelen Guedes
suelenguedes@yahoo.com.br
Junho de 2017
BIOFÍSICA DA RESPIRAÇÃO: TRANSPORTE DE O2 E CO2
INTRODUÇÃO
Necessidade de O2 para as células (energia)
Distância entre células e meio ambiente
Desenvolvimento de sistemas específicos de transporte 
de gases (O2 e CO2)
Sistema Respiratório
Sistema Circulatório
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Hematose
BIOFÍSICA DA RESPIRAÇÃO: TRANSPORTE DE O2 E CO2
ASSOCIAÇÃO ENTRE SISTEMAS RESPIRATÓRIO E CIRCULATÓRIO
Moléculas de gás dissolvidas
A B
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PROPRIEDADES FÍSICAS DOS GASES
Difusao efetiva de um gás:
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E o ar atmosférico?
-Dado pelo constante impacto de moléculas em movimento contra uma superfície;
- Pressão total (Ptotal) é diretamente proporcional à [ ] das moléculas de gás.
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PROPRIEDADES FÍSICAS DOS GASES
Pressão de um gás
A p r e s s ã o de um gás na
mistura gasosa é proporcional
ao nº de moléculas x
Pressão parcial (Pp)
Pressão parcial (Pp)
-Lei de Dalton: a pressão total de uma mistura gasosa corresponde à soma de 
todas as pressões parciais dos gases que a compõe.
Ptotal = P1 + P2 + P3 + ... + Pn
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PROPRIEDADES FÍSICAS DOS GASES
Ptotal = Pressão barométrica (PB)
PB= PN2 + PO2 + PCO2 + PH2O
=59 + 159 + 0,3 + 3,7= 760 mmHg
Px= Fx x PB
PO2 = 0,2084 x 760 = 159 mmHg 
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O conceito de Pp de um gás também se aplica a gases em solução aquosa.
- Lei de Henry: a Pp de um gás em uma solução é determinada pela sua
concentração e pelo coeficiente de solubidade.
Pp = 
Concentração do gás dissolvido
Coeficiente de solubilidade
O2 = 0,024
CO2 = 0,57
CO = 0,018
N2 = 0,012
Coeficiente de solubilidade (Sol)
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PROPRIEDADES FÍSICAS DOS GASES
Vgás= velocidade de difusão do gás;
A= área de contato;
D= coeficiente de difusão do gás;
P1= pressão do gás no lado 1;
P2= pressão do gás no lado 2;
E= espessura da parede;
Sol= Constante de solubilidade;
PM= peso molecular do gás.
O2 = 1,0
CO2 = 20,3
CO = 0,81
N2 = 0,53
Considerando DO2 = 1
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PROPRIEDADES FÍSICAS DOS GASES
Difusão de gases através do líquido
- Lei de Fick: a velocidade de difusão de um gás depende da área de contato, 
constante de difusão, gradiente de pressão e espessura da barreira.
D α = 
Sol
PM
Vgás α = 
A x D x (P1 - P2)
E
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Vias aéreas superiores: 
- Conduz, limpa, aquece e umidifica o ar;
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COMPOSIÇÃO DO AR ALVEOLAR
Vias aéreas inferiores: 
- Hematose.
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COMPOSIÇÃO DO AR ALVEOLAR
Zona Respiratória: ductos e sacos alveolares.
Ar atmosférico x Ar Traqueal x Ar alveolar
O ar alveolar encontra-se em equilíbrio com o sangue na veia pulmonar.
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- Membrana respiratória:
'Camadas' que os gases devem passar durante a difusão.
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DIFUSÃO DE GASES ATRAVÉS DA MEMBRANA RESPIRATÓRIA
BIOFÍSICA DA RESPIRAÇÃO: TRANSPORTE DE O2 E CO2
(sangue advindo do VD) (sangue indo ao AE)
Lei de Fick
DIFUSÃO DE GASES ATRAVÉS DA MEMBRANA RESPIRATÓRIA
Em quanto tempo as PO2 e PCO2 chegam ao equilíbrio?
Pp = 
Concentração do gás dissolvido
Coeficiente de solubilidade
Lei de Henry
Vgás α = A x D x (P1 - P2)
E
D α = 
Sol
PM
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BIOFÍSICA DA RESPIRAÇÃO: TRANSPORTE DE O2 E CO2
(sangue advindo do VD) (sangue indo ao AE)
TRANSFERÊNCIA GASOSA OCORRE EM 0,25s
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DIFUSÃO DE GASES, VENTILAÇÃO E PERFUSÃO ALVEOLAR
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BIOFÍSICA DA RESPIRAÇÃO: TRANSPORTE DE O2 E CO2
DIFUSÃO DE GASES, VENTILAÇÃO E PERFUSÃO ALVEOLAR
BIOFÍSICA DA RESPIRAÇÃO: TRANSPORTE DE O2 E CO2
RELAÇÃO VENTILAÇÃO (VA)/ PERFUSÃO (Q)
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BIOFÍSICA DA RESPIRAÇÃO: TRANSPORTE DE O2 E CO2
RELAÇÃO VENTILAÇÃO (VA)/ PERFUSÃO (Q)
VA/Q > 1 : Espaço Morto Alveolar
VA/Q = 1 : Hematose Eficiente
VA/Q < 1 : Shunt Alveolar
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TRANSPORTE DE OXIGÊNIO (O2)
- Interior das hemácias:
Ligado à Hemoglobina (Hb): OXIEMOGLOBINA (HbO2)
-Dissolvida no plasma (Lei de Henry)
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- Estrutura da hemoglobina (Hb)
BIOFÍSICA DA RESPIRAÇÃO: TRANSPORTE DE O2 E CO2
TRANSPORTE DE OXIGÊNIO (O2)
- Ligação do O2 à Hb (frouxa e reversível)
BIOFÍSICA DA RESPIRAÇÃO: TRANSPORTE DE O2 E CO2
TRANSPORTE DE OXIGÊNIO (O2)
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BIOFÍSICA DA RESPIRAÇÃO: TRANSPORTE DE O2 E CO2
TRANSPORTE DE OXIGÊNIO (O2)
- Ligação do O2 à hemoglobina pode ser alterada por alguns fatores:
BIOFÍSICA DA RESPIRAÇÃO: TRANSPORTE DE O2 E CO2
TRANSPORTE DE OXIGÊNIO (O2)
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BIOFÍSICA DA RESPIRAÇÃO: TRANSPORTE DE O2 E CO2
TRANSPORTE DE OXIGÊNIO (O2)
- Efeito Bohr
BIOFÍSICA DA RESPIRAÇÃO: TRANSPORTE DE O2 E CO2
TRANSPORTE DE OXIGÊNIO (O2)
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BIOFÍSICA DA RESPIRAÇÃO: TRANSPORTE DE O2 E CO2
TRANSPORTE DE DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)
- Interior das hemácias:
CO2 + H2O AC H2CO3 H+ + HCO-3
Ligado à Hb: CARBAMINOEMOGLOBINA (HbCO2)
Íons HCO-3 e H+
-Dissolvida no plasma (Lei de Henry)
Íons HCO-3 e H+
Compostos carbamínicos (proteínas plasmáticas)
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TRANSPORTE DE DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)
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BIOFÍSICA DA RESPIRAÇÃO: TRANSPORTE DE O2 E CO2
TRANSPORTE DE DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)
Efeito Hamburguer
BIOFÍSICA DA RESPIRAÇÃO: TRANSPORTE DE O2 E CO2
TRANSPORTE DE DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)