MÓDULO 10 - Difusão Hematogasosa e Transporte de Gases

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MÓDULO 10 
Difusão Hematogasosa e Transporte de Gases 
Prof. Dr. Davi J. A. Moraes 
1. Discuta os mecanismos envolvidos no transporte de O2 e CO2 pelo sangue entre os 
alvéolos e as células. 
O transporte de O2 e CO2 depende de vários mecanismos, entre eles: 
 Diferença de pressão parcial dos gases entre os alvéolos e o capilar alveolar; 
 Espessura da membrana respiratória (epitélio alveolar + espaço intersticial + 
endotélio capilar); 
 Área de troca e coeficiente de difusão de cada gás (depende da solubilidade e 
do peso molecular). 
Além disso, a perfusão capilar nos alvéolos também está envolvida no transporte de O2 
e CO2, pois sua velocidade influencia na total passagem desses gases para o sangue 
para solubilização ou acoplamento a proteínas de transporte. 
 
2. Discuta qual é a pressão parcial de O2 no ar atmosférico ao nível do mar. 
Ao nível do mar, a pressão parcial do O2 é sua fração na atmosfera vezes a pressão 
atmosférica total. Assim, pO2 = 21% . 760 mmHg = 159,6 mmHg. 
 
3. Qual a capacidade de O2 dissolvido em 100ml de sangue? 
A solubilidade do O2 é 0,003ml de O2/(dl.mmHg). Como a pressão de O2 no sangue se 
aproxima de 100mmHg, podemos considerar a capacidade de transporte do gás 
dissolvido no sangue como 0,3ml de O2/100ml de sangue. 
100ml=1dl 
 
4. Qual a capacidade de transporte de O2 pelas Hb contida em 100ml de sangue? 
Cada grama de Hb 100% saturada pode se ligar a 1,39ml de O2. No sangue arterial, 
ocorre em torno de 97% de saturação da Hb com O2. Como há 15g de Hb/dL de 
sangue, então 15 . 1,39 = 20,8 ml de O2/100ml de sangue (considerando que 97% seria 
praticamente 100% de saturação da Hb). 
 
 
5. Observe cuidadosamente uma curva de dissociação O2-Hb e procure entender o seu 
significado. 
Pela curva de dissociação, observa-se que, a baixas pressões parciais de O2, a afinidade 
da Hb pelo O2 é menor; enquanto que, a altas pressões, sua afinidade é maior. Isso é 
explicado pela alosteria que ocorre na ligação desse gás aos grupos heme da Hb, pois o 
O2 ligado provoca mudanças conformacionais dos outros sítios de ligação, aumentando 
gradativamente a afinidade por O2. Assim, nos tecidos, pela baixa pO2, a afinidade da 
Hb é baixa e o O2 será liberado para suprimento da demanda tecidual. Já nos alvéolos, 
a pO2 é alta, o que aumenta a eficiência da captura e saturação de O2 pela Hb. 
 
 
6. Considerando a curva de dissociação O2-Hb, explique qual é o volume de O2 
dissociado na circulação periférica para cada 100ml de sangue. 
No sangue arterial temos uma pO2 de 100mmHg, a qual corresponde a 19ml de O2 
transportado por 100ml de sangue (97% de saturação da Hb). No sangue venoso temos 
uma pO2 de 40mmHg, a qual corresponde a 14ml de O2 transportado por 100ml de 
sangue (70% de saturação da Hb). Com isso, concluímos que foi dissociada na 
circulação periférica a diferença entre esses dois valores de saturação da hemoglobina. 
Logo, 5ml de O2/100ml de sangue ou 25%. 
Essas informações podem também ser analisadas no gráfico acima. 
 
7. Discuta os fatores determinantes da capacidade de difusão pulmonar do O2. 
A capacidade de difusão pulmonar do O2 é determinada pelos componentes da Lei de 
Fick¸a qual relaciona os fatores que determinam a velocidade de difusão/passagem de 
um determinado gás pela membrana respiratória: 
 
E: espessura da membrana respiratória/barreira hematogasosa (epitélio 
alveolar + espaço intersticial + endotélio capilar). Situações de fibrose ou 
edema que aumentam essa espessura levam a dificuldade nas trocas gasosas. 
A: área disponível para troca – total entre 50 e 100m² nos pulmões humanos. 
D: coeficiente de difusão. Ele depende da solubilidade e do peso molecular do 
gás em análise (velocidade de difusão é inversamente proporcional a √M). D é 
alterado pela temperatura ou pressão, sendo considerado na prática 
constante. 
ΔP: diferença de pressões parciais dos gases na luz alveolar e no sangue do 
capilar alveolar. Para qualquer fluxo, deve haver gradiente, nesse caso, de 
pressão. 
Em relação à perfusão sanguínea, embora ela não interfira diretamente na difusão de 
O2 pela barreira respiratória, ela pode chegar a interferir na saturação do sangue em 
situações extremas (exercícios extenuantes em altas altitudes). Isso porque o tempo 
de contato do sangue com o alvéolo influencia na passagem do O2 para o plasma e 
para a Hb, principal proteína de transporte. Assim, quanto maior o fluxo sanguíneo (ex: 
maior débito cardíaco em exercícios extenuantes), menor o tempo de contato do 
sangue com o alvéolo, diminuindo a difusão do O2 para o sangue (o O2 precisa de 
aproximadamente 250ms para saturar o sangue, sendo que esse permanece por 
750ms em contato com o alvéolo; assim, só em situações extremas de alta intensidade 
aeróbica temos o prejuízo da difusão do O2, já que raramente o fluxo sanguíneo 
percorrerá o capilar alveolar por menos de 250ms). 
 
 
 
 
 
 
8. Descreva e reflita sobre as pressões do O2 no ar alveolar, no sangue arterial e no 
sangue venoso. 
No ar alveolar, pO2 = 100mmHg. 
No sangue venoso, pO2 = 40mmHg. 
No sangue arterial sistêmico, por fim, pO2 = 95mmHg. 
Valores das pressões parciais arterial e venosa O2 e CO2 
em diversos territórios
Entra no 
pulmão 
com:
Sai do 
pulmão 
com:
Dirige aos 
tecidos: Interstício:
Deixa os 
tecidos:
O2 40mmHg 104mmHg 95 mmHg 40mmHg 40mmHg
CO2 45mmHg 40mmHg 40 mmHg 45mmHg 45mmHg
 
Do ar alveolar para o sangue arterial sistêmico, há a diminuição da pO2 por haver 
oxigenação do espaço morto anatômico na circulação brônquica e pela relação 
ventilação / perfusão (nem todos os alvéolos e capilares pulmonares estão abertos 
realizando oxigenação do sangue). 
Shunt  desvio direito – esquerdo
Mistura de sangue desoxigenado com sangue oxigenado
Mistura do sangue oxigenado proveniente da circulação pulmonar com 
sangue desoxigenado proveniente da circulação brônquica
 
Já o sangue venoso tem menor pO2 por advir dos tecidos que consumiram o gás no 
metabolismo. 
9. Descreva e explique os fatores que podem deslocar a curva de dissociação O2-Hb 
para a direita, com destaque para o efeito Bohr. 
Aumento do metabolismo: aumenta a concentração de CO2, aumentando a 
concentração de H+. Isso diminui a afinidade da Hb por O2 (Efeito Bohr: em ambientes 
ácidos, Hb perde O2). 
Aumento da temperatura: como em maior atividade muscular. 
Aumento de 2,3-bisfosfoglicerato (2,3-BPG ou DPG): produto do metabolismo 
anaeróbico de glicose das hemácias que se liga ao grupo heme e diminui afinidade da 
Hb por O2. 
Todos esses fatores diminuem a afinidade da Hb por O2 quando o organismo está em 
um estado metabólico elevado, com alta demanda metabólica de O2. Assim, eles 
deslocam o gráfico pra direita, o que reflete a disponibilização de O2 aos tecidos nessas 
situações. 
 
 
10. Descreva e explique as diferentes formas de transporte do gás CO2 pelo sangue. 
O CO2 pode ser transportado: 
 Dissolvido no plasma (20x mais 
solúvel que O2, sendo importante esse meio de 
transporte); 
 Na forma de HCO3
- (forma mais 
importante – 60%. Dentro das hemácias, há a 
anidrase carbônica que hidrolisa CO2 em HCO3
- e 
H+. O HCO3
- é transportado para o plasma); 
 Ou na forma de composto 
carboamino (combinação de CO2 com terminais 
amino de proteínas, como da própria Hb). 
 
11. Discuta a influência do nível de saturação da oxihemoglobina sobre o transporte de 
CO2 pelo sangue (Efeito Haldane). 
O efeito Haldane diz que quanto maior a saturação da Hb com O2, menor é a sua 
afinidade pelo CO2. Ou seja, no capilar alveolar, em que aumenta a pO2, aumenta suaafinidade pelo O2 e diminui a sua pelo CO2 e H
+, liberando-os. Já nos tecidos, o inverso 
ocorre pela menor pO2: aumenta a afinidade por CO2 e H
+, dada a liberação de O2 para 
os tecidos. 
O que eu entendi por Efeito Bohr e Haldane: ao nível dos capilares sistêmicos, há maior 
concentração de CO2 que diminui o pH local, o qual, por sua vez, diminui a afinidade da 
Hb por O2, sendo esse então liberado para os tecidos pelo Efeito Bohr. Já ao nível dos 
capilares alveolares, a saturação da Hb por O2 será maior, o que diminui sua afinidade 
por CO2 e H
+, sendo então todas as reações referentes ao transporte de gás carbônico 
no sangue deslocadas para a liberação de CO2, o qual então pode se difundir para a luz 
alveolar e ser expelido, em decorrência do Efeito Haldane. 
 
12. Considerando que o consumo de O2 de uma pessoa adulta em repouso é de 
250ml/min, estabeleça uma relação do débito cardíaco em repouso (5L/min) e a 
dissociação do O2 para cada 100ml de sangue. 
Em 1min, o coração bombeia 5L de sangue. 
Em 1min, uma pessoa consome 250ml de O2 presentes nesses 5L de sangue. 
Logo: 
5L sangue  250ml O2 
0,1L sangue  x ml O2 
X = 5ml de O2. 
Portanto, a taxa de dissociação deve ser de 5ml de O2 / 100ml de sangue. 
 
13. Discuta algumas alterações que podem ocorrer na curva de dissociação O2-Hb numa 
situação de exercício físico aeróbico. 
O exercício físico aeróbico promove um ambiente ácido nos tecidos periféricos pela 
alta produção de CO2 (aumento do metabolismo) e de maior temperatura, dada a 
maior atividade muscular. Com isso, diminui-se a afinidade da Hb por O2, desviando 
sua curva para a direita, o que facilita a liberação desse gás para os tecidos (oferece 
maior aporte de O2). Além disso, a hiperventilação diminui pCO2 no nível alveolar, o 
que aumenta a afinidade da Hb por O2, capturando mais desse gás.