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EXERCÍCIOS (SISTEMA RESPIRATÓRIO) 1. (UNESP) Na Copa Libertadores da América de 2012, o time do Santos perdeu de 2 a 1 para o Bolívar, da Bolívia, em La Paz. O fraco desempenho físico do time santista em campo foi atribuído à elevada altitude da cidade, onde os jogadores desembarcaram às vésperas do jogo. Duas semanas depois, jogando em Santos, SP, o time santista ganhou do Bolívar por 8 a 0. Considerando a pressão atmosférica, a mecânica e a fisiologia da respiração e, ainda, o desempenho físico dos jogadores do Santos nesses dois jogos, é correto afirmar que em Santos a pressão atmosférica é: a) menor que em La Paz, o que implica menor esforço dos músculos intercostais e do diafragma para fazer chegar aos pulmões a quantidade necessária de O2. Disso resulta saldo energético positivo, o que melhora o desempenho físico dos jogadores quando o jogo acontece em cidades de baixa altitude. b) maior que em La Paz, o que implica maior esforço dos músculos intercostais e do diafragma para fazer chegar aos pulmões a quantidade necessária de O2. Em Santos, portanto o maior esforço físico dos músculos envolvidos com a respiração resulta na melhora do desempenho físico dos atletas no jogo. c) menor que em La Paz, o que implica maior esforço dos músculos intercostais e do diafragma para fazer chegar aos pulmões a quantidade necessária de O2. Tanto em Santos quanto em La Paz a quantidade de O2 por volume de ar inspirado é a mesma, e a diferença no desempenho físico dos jogadores deve-se apenas ao esforço empregado na respiração. d) maior que em La Paz, porém é menor a concentração de O2 por volume de ar atmosférico inspirado. Em La Paz, portanto o organismo do atleta reage diminuindo a produção de hemácias, pois é maior a quantidade de O2 disponível nos alvéolos. A menor quantidade de hemácias resulta no baixo desempenho físico dos jogadores. e) maior que em La Paz, assim como é maior a concentração de O2 por volume de ar atmosférico inspirado. Em Santos, portanto com maior disponibilidade de oxigênio, a concentração de hemácias do sangue é suficiente para levar para os tecidos musculares o O2 necessário para a atividade física empregada no jogo. 2. (UEL) No citoplasma das hemácias, há um pigmento denominado hemoglobina (Hb), que contém ferro (Fe). Ela reage facilmente com O2, formando um composto denominado oxiemoglobina, conforme a reação I. Essa reação é reversível, resultando a reação II, como mostra o exemplo a seguir. 2 2 (I) Hb O HbO (II) + � Embora o CO2 seja transportado, em sua maior parte, pelo plasma sanguíneo, ele também o é pelas hemácias. A reação com a hemoglobina resulta num composto denominado carboemoglobina, conforme a reação III. Essa reação também é reversível, resultando a reação IV, como mostra o exemplo a seguir. 2 2 (III) Hb CO HbCO (IV ) + � As reações I, II, III e IV ocorrem no organismo humano durante o processo de transporte de gases respiratórios pelo sangue. Com base nessas informações, assinale a alternativa que apresenta, correta e respectivamente, os locais do organismo em que ocorrem as reações mencionadas. a) Pulmões; tecidos; pulmões; tecidos. b) Pulmões; tecidos; tecidos; pulmões. c) Pulmões; pulmões; tecidos; tecidos. d) Tecidos; pulmões; pulmões; tecidos. e) Tecidos; tecidos; pulmões; pulmões. 3. (UFMG) Aeritropoetina (Epo) é um hormônio sintetizado principalmente pelos rins, com função de estimular a produção de hemácias e de hemoglobina. A administração endovenosa de Epo é uma das formas conhecidas de doping em competições esportivas em que há exigência de elevado aporte de oxigênio aos tecidos. Observe a figura abaixo: Com base nessa figura e em seus conhecimentos sobre o tema, a) CITE o nome do órgão que é alvo primário da eritropoetina. JUSTIFIQUE sua resposta. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ b) EXPLIQUE como o aporte elevado de O2 aos tecidos pode melhorar o desempenho físico. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ c) O uso frequente da Epo artificial pode trazer diversos efeitos colaterais indesejáveis. CITE um desses efeitos. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ Na figura abaixo estão representadas hemácias de mamíferos e de outros vertebrados. Com base nessa figura e em seus conhecimentos sobre o tema, d) JUSTIFIQUE a seguinte afirmativa: “Hemácias de mamíferos possuem maior capacidade de transporte de O2 quando comparadas às hemácias de outros vertebrados.” _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ e) Tendo em vista a estrutura das hemácias de mamíferos, EXPLIQUE a importância da Epo para a homeostase desse grupo de vertebrados. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 4. (UFPR) Para manter o pH sanguíneo em limites compatíveis com a sobrevivência 7,35 < pH < 7,45 o organismo lança mão de uma série de mecanismos de controle. Um deles é o sistema tampão do bicarbonato, representado pela equação: 2 2 2 3 3 íondióxido de água ácido bicarbonato hidrogêniocarbono carbônico CO H O H CO HCO H− ++ +� � Levando-se em consideração a equação apresentada, qual o efeito sobre o pH sanguíneo: a) do vômito, com perda do conteúdo estomacal? _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ b) da diarreia, com perda do conteúdo intestinal? _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ c) do aumento forçado da frequência respiratória? _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 5. (UNIOESTE) O relacionamento físico entre a pressão de oxigênio (P O2 ) a ligação do oxigênio com a hemoglobina podem ser estudados por pesquisadores in vitro nos laboratórios. O resultado deste estudo é a curva de dissociação do oxigênio da hemoglobina, representada no gráfico abaixo. Sobre esta curva, analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa que corresponda somente a afirmativas INCORRETAS. I. Na P O2 alveolar e arterial normal, cerca de 98% das hemoglobinas estão ligadas ao O 2 . II. Com a elevação da P O2 (mmHg) ocorre uma diminuição na saturação da hemoglobina.III. Na P O2 da célula em repouso, cerca de 72% do oxigênio ligado às hemoglobinas servem como reservatório para as células, caso seu metabolismo aumente. IV. Redução na P O2 de 60 para 40 mmHg produz menor dissociação do oxigênio da hemoglobina do que a redução da P O2 de 80 para 60 mmHg. a) II e IV. b) II e III. c) III e IV. d) I e III. e) I e IV. 6. (UERJ) Um dos equipamentos de segurança de uma cápsula espacial tripulada efetua a remoção do gás carbônico desse ambiente. Admita que, após um acidente, esse equipamento tenha deixado de funcionar. Observe as curvas do gráfico abaixo: A curva que representa a tendência do que deve ter ocorrido, após o acidente, com o pH sanguíneo dos tripulantes está identificada por: a) W b) X c) Y d) Z 7. (UEM) Com relação às ondas sonoras e ao sistema respiratório humano, assinale o que for correto. 01) A frequência de uma onda sonora é determinada pela fonte geradora de som, que, no caso dos seres humanos, está localizada no sistema respiratório humano. 02) A ação combinada da laringe, da boca, do nariz e da língua proporciona aos humanos emitir vários tipos de som. 04) Nos seres humanos, as pregas vocais podem produzir som durante a passagem de ar no processo de expiração, quando a musculatura do diafragma e os músculos intercostais relaxam. 08) Quanto maior for o comprimento de onda do som produzido por um ser humano, mais agudo será esse som. 16) O som emitido pelos seres humanos é composto de ondas tridimensionais mecânicas longitudinais. 8. (UFRJ) O gráfico a seguir mostra a relação entre a disponibilidade de oxigênio na atmosfera e sua dissolução no sangue de indivíduos de duas populações. A curva A é típica de indivíduos aclimatados a grandes altitudes, já a curva B foi obtida em indivíduos que vivem ao nível do mar. Observe que, por exemplo, sob uma pressão parcial de oxigênio de 100 mm Hg, a quantidade de O2 no sangue é de cerca de 18% na curva B, ao passo que, na curva A, à mesma pressão, há aproximadamente 26% de oxigênio no sangue. Explique por que as quantidades de oxigênio dissolvido no sangue dos indivíduos A e B são diferentes. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 9. (UERJ) Existem diferentes tipos de hemoglobina, inclusive entre indivíduos da mesma espécie. Essas diferenças nas cadeias polipeptídicas interferem nas propriedades da ligação reversível da hemoglobina com o oxigênio. Tal ligação, por sua vez, depende da pressão parcial de oxigênio - P O2 . Observe o gráfico abaixo, que indica as diferenças de afinidade entre a hemoglobina fetal e a materna. Para valores de PO2 entre 40 e 60 mmHg, indique qual das duas moléculas de hemoglobina humana conseguirá captar mais O2, apontando a vantagem da diferença de afinidade em relação a esse gás. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 10. (UFOP) A figura abaixo mostra a curva de ligação ao oxigênio para a hemoglobina nas hemácias. Essa curva é representada por meio de um traçado da fração de saturação contra a pressão parcial de oxigênio. O BPG (2,3-Bisfosglicerato) é um ligante que regula a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio. Ao se analisar o gráfico acima, é correto afirmar: a) Uma concentração mais alta de BPG desloca a curva de ligação ao oxigênio para a direita, pois implica uma diminuição da afinidade da hemoglobina pelo oxigênio e, portanto, aumenta a porcentagem de liberação desse gás para os tecidos. b) A ausência de BPG aumenta a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio, sendo benéfica para o indivíduo, uma vez que os tecidos são oxigenados mesmo com uma baixa pressão de oxigênio. c) A uma pressão parcial de oxigênio de 4 kPa (pressão parcial dos tecidos), a afinidade da hemoglobina pelo O2 é menor em uma concentração de 5 mM de BPG do que em uma concentração de 8 mM de BPG. d) A uma altitude de 4.500m, uma concentração de 8 mM de BPG implica maior afinidade de hemoglobina pelo oxigênio (resultando em maior liberação desse gás para os tecidos) do que uma concentração de 5mM de BPG. 11. (UFRJ) A intoxicação por monóxido de carbono (CO) é considerada grave e pode levar à morte. O gráfico a seguir mostra a variação do fluxo sanguíneo no cérebro em função da concentração de hemoglobina ligada ao CO no sangue circulante. A variação na intensidade do fluxo sanguíneo observada no gráfico contribui para a sobrevivência do organismo à intoxicação por CO? Justifique sua resposta. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 12. (UERJ) O CO2 produzido pelo metabolismo dos tecidos é, em grande parte, transportado no sangue sob a forma de bicarbonato e de ácido carbônico. Em condições normais, tais compostos encontram- se na seguinte proporção: 3 2 3 HCO 20 H CO 1 − = Esse sistema de transporte, cuja parte alcalina corresponde ao HCO-3 e a parte ácida ao H2CO3, constitui o principal mecanismo de manutenção do pH do sangue em 7,4. Algumas situações, como prender a respiração por tempo prolongado, podem alterar a taxa normal desses dois compostos no plasma, conforme se observa no gráfico a seguir: Indique a alteração observada no pH do sangue quando a respiração é suspensa por tempo prolongado. Justifique sua resposta, utilizando as informações do gráfico. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 13. (UFU) Um mergulhador inexperiente, trabalhando no conserto de uma tubulação submarina, teve o suprimento de oxigênio interrompido. Após alguns minutos nesta situação, ele foi resgatado para a superfície e, quando isso ocorreu, ele passou a apresentar a frequência respiratória aumentada. Contudo, pouco tempo após o resgate, a frequência respiratória desse mergulhador voltou ao normal. Com base na descrição acima, responda: a) Durante o período em que esse mergulhador ficou sem oxigênio, quais foram as alterações fisiológicas observadas no sangue e no sistema nervoso central, responsáveis pelo aumento de sua frequência respiratória? _____________________________________________ __________________________________________________________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ b) Quais são os mecanismos neurofisiológicos, envolvidos no processo de restabelecimento da frequência respiratória do mergulhador? Explique- os. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 14. (UECE) Analise com atenção as afirmativas a seguir: I. A respiração acontece efetivamente nas mitocôndrias, quando os nutrientes são oxidados, liberando a energia necessária para a manutenção dos processos vitais. II. O feto humano respira através de brânquias, enquanto está na bolsa amniótica e, a partir do oitavo mês, as brânquias se transformam em pulmões. III. O sangue contém pigmentos respiratórios, que são moléculas orgânicas de estrutura complexa, formadas por uma proteína e um grupo prostético que contém ferro. IV. O ar que penetra pelo nariz segue o seguinte trajeto: faringe → laringe → traqueia → brônquios → bronquíolos → alvéolos, onde se dá a troca dos gases. Sobre as afirmações anteriores, assinale o correto. a) São verdadeiras a I e a II, somente. b) São verdadeiras a I, a II, a III e a IV. c) São verdadeiras, apenas, a III e a IV. d) São verdadeiras a I, a III e a IV, somente. 15. (UNESP) SJoão, com o sobrenome de Limeira, agrediu e insultou a moça, irritado naturalmente com os seus desdéns. Martinha recolheu-se a casa. Nova agressão, à porta. Martinha, indignada, mas ainda prudente, disse ao importuno: “Não se aproxime, que eu lhe furo”. João Limeira aproximou-se, ela deu-lhe uma punhalada, que o matou instantaneamente. (Machado de Assis. O punhal de Martinha, 1894.) Perfurações no tórax, provocadas por objetos pontiagudos como facas e punhais, ainda que não atinjam qualquer órgão vital, se permanecerem abertas podem matar o sujeito por asfixia. Explique por que isso pode ocorrer. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 16. (PUCMG) O pH do sangue pode ser afetado pela concentração de CO2 de acordo com a figura 1. A afinidade da hemoglobina pelo oxigênio depende tanto da concentração relativa deste gás (PO2) nos pulmões e nos tecidos quanto do pH do sangue, de acordo com o gráfico, na figura 2: Analisando as informações acima de acordo com seus conhecimentos, é correto afirmar, EXCETO: a) A eliminação de CO2 nos pulmões tende a alcalinizar o sangue aumentando a afinidade da hemoglobina pelo O2. b) O aumento da respiração pulmonar decorre do aumento das atividades físicas aeróbias contribui para a manutenção do pH sanguíneo. c) A alcalinização do sangue favorece a liberação de oxigênio nos tecidos. d) A liberação de O2 pelas hemácias pode ser influenciada pela redução da concentração de oxigênio (PO2) nos tecidos. 17. (UNICAMP) A FIFA, entidade que dirige o futebol mundial, há alguns meses, proibiu inicialmente jogos de futebol em altitudes acima de 2500 m e, posteriormente, acima de 3000 m. Essa medida foi tomada em função de tontura, cansaço, enjoo e dificuldades respiratórias sentidas pelos jogadores provindos de locais de baixas altitudes, o que provoca menor rendimento esportivo dos atletas. a) Observe o gráfico e explique o baixo rendimento dos jogadores de futebol em altitudes elevadas. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ b) No período de aclimatação dos jogadores visitantes às altas altitudes, ocorre aumento da frequência respiratória. Que estímulo, recebido pelo centro respiratório do sistema nervoso central, acarreta tal fenômeno e como ele foi gerado? _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ GABARITO 1: [E] Em Santos, a pressão atmosférica é maior do que em La Paz, além de apresentar maior concentração de O2 por volume de ar. Consequentemente, as hemácias dos atletas são, em número, suficientes para transportar O2 necessário para a atividade muscular empregada no jogo de futebol. 2: [B] A reação de formação de oxihemoglobina (I) ocorre nos alvéolos pulmonares, a dissociação da oxihemoglobina (II) dá-se nos tecidos do corpo. A formação da carbohemoglobina (III) se processa nos tecidos e sua dissociação (IV), nos alvéolos pulmonares. 3: a) Ossos. O tecido hematopoiético da medula óssea vermelha é o responsável pela produção das células do sangue. b) O desempenho físico depende da energia fornecida pela respiração celular aeróbica que utiliza o oxigênio durante a oxidação de substâncias orgânicas, como açúcares e gorduras. c) Aumento da pressão arterial e aumento da viscosidade sanguínea. d) As hemácias maduras dos mamíferos não apresentam núcleo ou organelas. Consequentemente, elas possuem maior capacidade de transporte de O2, quando comparados com as hemácias de outros vertebrados que apresentam núcleo e organelas. e) Sendo anucleadas, as hemácias dos mamíferos não se dividem e envelhecem. A Epo garante a contínua produção de hemácias novas no tecido hematopoiético da medula óssea vermelha. 4: a) O vômito produz perda do ácido clorídrico estomacal resultando num processo de alcalose metabólica e, consequentemente, o pH sanguíneo aumenta. b) A diarreia com perda do conteúdo intestinal básico leva a acidose com consequente redução do pH sanguíneo. c) O aumento forçado da atividade respiratória provoca a eliminação excessiva do CO2, devido ao deslocamento do equilíbrio para a esquerda. Esse fato causa alcalose respiratória com aumento do pH sanguíneo. 5: [A] De acordo com o gráfico, o aumento da PO2 aumenta a saturação da hemoglobina, e a dissociação do oxigênio da hemoglobina é maior quando passa de 60 para 40 mmHg. 6: [D] O acúmulo de CO2 no sangue dos tripulantes provocará acidose, porque o CO2 combina-se com a água do plasma formando o ácido carbônico, de acordo com a reação adiante: 2 2 2 3CO H O H CO+ � 7: 01 + 02 + 04 + 16 = 23. Quanto maior for o comprimento de onda do som produzido por um ser humano, mais grave será esse som. 8: Indivíduos aclimatados a grandes altitudes (A) têm um número maior de hemácias e, portanto, mais hemoglobina no sangue do que os não aclimatados (B), por isso seu sangue é capaz de transportar uma maior proporção do oxigênio disponível na atmosfera. 9: Hemoglobina fetal: facilitar a transferência placentária de O2 do sangue materno para o sangue fetal. O gráfico mostra que para uma mesma PO2, por exemplo, 40 mmHg, a saturação pelo O2 é maior pela hemoglobina fetal. 10: [A] O gráfico mostra que quanto maior a concentração de BPG, menor será a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio e, consequentemente, maior será a liberação desse gás para os tecidos que precisam do O2 para realizarem a respiração e produziremenergia. 11: Sim. Com o aumento da concentração de Carboxi- hemoglobina no sangue, há também um aumento do fluxo sanguíneo, o que resulta num maior aporte da hemoglobina que contém o oxigênio necessário para a respiração celular, permitindo a sobrevivência do organismo. 12: Quando a respiração é suspensa por tempo prolongado, ocorre uma diminuição do pH do sangue pois, embora seja observado um leve aumento na concentração de bicarbonato, há um aumento muito mais acentuado da concentração de ácido carbônico no sangue. 13: a) O sistema nervoso exerce um controle involuntário sobre a frequência dos movimentos respiratórios. Durante o tempo em que mergulhador teve seu suprimento de oxigênio interrompido, houve um aumento na concentração de gás carbônico no sangue. Esse gás combinou-se com a água e deu origem ao ácido carbônico, aumentando a acidez sanguínea. Houve também uma diminuição do teor de gás oxigênio no sangue que foi detectada pelos receptores químicos localizados nas paredes da artéria aorta e da artéria carótida, que enviaram mensagens ao sistema nervoso central, levando-o a aumentar a frequência respiratória. Nervos levam informações sobre as condições do sangue e do estado de contração do diafragma e dos músculos intercostais ao sistema nervoso central. Os centros nervosos enviam impulsos nervosos através de nervos, determinando maior ou menor ventilação pulmonar. b) Após o resgate, o mergulhador voltou a receber a quantidade necessária de gás oxigênio. Os teores desse gás no sangue voltaram ao normal, diminuindo- se também, o teor de gás carbônico. Essas informações foram levadas por nervos ao sistema nervoso central, que determinou a gradual diminuição da frequência respiratória. 14: [D] As fendas faringeanas (branquiais), que aparecem no embrião humano, não são funcionais, como as brânquias, e nem se transformam em pulmões. Elas são estruturas vestigiais conservadas durante a evolução dos animais pertencentes ao filo Cordados. 15: Perfurações no tórax podem ocasionar a entrada de ar, equilibrando as pressões interna e externa, comprometendo a ventilação pulmonar e levando à morte por asfixia. 16: [C] 17: a) Em locais de altitudes elevadas, onde o ar é rarefeito, a quantidade de oxigênio transportada pela hemoglobina diminui, afetando o rendimento da respiração aeróbia nos tecidos. b) O aumento da frequência respiratória no período de aclimatação é causado por estímulos gerados em quimiorreceptores, devido à baixa pressão de oxigênio. Num segundo instante, o centro respiratório bulbar reage a esses estímulos, aumentando também a frequência respiratória.