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SISTEMA RESPIRATÓRIO SISTEMA RESPIRATÓRIO HUMANO O sistema respiratório humano compõe-se dos seguintes órgãos: • Fossas nasais • Faringe • Laringe • Traqueia • Brônquios • Pulmões Como órgãos anexos: diafragma e músculos intercostais. Sistema Respiratório Humano As fossas nasais são dois condutos existentes no interior do nariz, por onde o ar penetra, é aquecido e filtrado. A faringe, único órgão que pertence ao sistema digestório e sistema respiratório e comunica-se com a boca e as fossas nasais. Na parte inferior da faringe há uma tampa chamada epiglote, que impede que o material que está sendo ingerido passe para as vias respiratórias. A laringe é um canal curto no qual se encontram as cordas vocais. Ela começa ao nível da glote e termina fazendo limite com a traqueia. As cordas vocais são estruturas musculosas, que vibram quando o ar, proveniente dos pulmões, passa por elas, emitindo sons. A traqueia é um canal dotado de anéis cartilaginosos que impedem a sua deformação por algum movimento indevido do corpo. Isso poderia dificultar o acesso do ar aos pulmões. Na parte inferior, a traqueia se bifurca e origina os brônquios. Estes penetram nos pulmões e vão se ramificando, originando bronquíolos cada vez mais finos até se abrirem em cachos de alvéolos. Cada alvéolo é uma minúscula cavidade delimitada por uma fina camada de tecido epitelial, ao redor da qual correm inúmeros os capilares sanguíneos. Os pulmões são dois órgãos volumosos que preenchem grandemente o espaço intratorácico. Eles se apoiam sobre o diafragma e ficam separados um do outro, em grande parte, pelo coração que se situa entre eles. Cada pulmão possui uma vastíssima rede de bronquíolos (a árvore respiratória) que vai terminar em muitos milhões de alvéolos pulmonares. Ao nível dos alvéolos pulmonares, em função da diferença de tensão parcial dos gases (oxigênio e dióxido de carbono), ocorrem as trocas gasosas entre o sangue e o ar inspirado. Essa troca de gases recebe o nome de hematose. Hematose, fenômeno que ocorre nos alvéolos pulmonares O diafragma é um músculo que separa a cavidade torácica da cavidade digestiva. Quando se contrai, o diafragma retrai a sua cúpula que fica mais ou menos horizontal aumentando assim, o espaço da cavidade intratorácica. Quando ele se relaxa, a pressão das vísceras abdominais o empurra para cima, obrigando a comprimir os pulmões. MECÂNICA DA RESPIRAÇÃO EM MAMÍFEROS Mecânica da respiração pulmonar Inspiração: A entrada de ar nos pulmões se dá pela contração do diafragma e dos músculos intercostais. O diafragma abaixa e as costelas levantam o que aumenta o volume da caixa torácica, forçando o ar a entrar nos pulmões. Expiração: Na expiração os músculos intercostais se relaxam, as costelas abaixam e o diafragma, agora relaxado se eleva, diminuindo o volume da caixa torácica, expulsando assim o ar dos pulmões. CONTROLE DO RITMO REPIRATÓRIO Em relativo repouso, a frequência respiratória é da ordem de 10 a 15 movimentos por minuto. A respiração é ainda o principal mecanismo de controle do pH do sangue: e vice-versa. A concentração de CO2 no sangue determina seu pH. O aumento da concentração de CO2 desloca a reação para a direita, enquanto sua redução desloca para a esquerda. Dessa forma, o aumento da concentração de CO2 no sangue provoca aumento de íons H+ e o plasma tende ao pH ácido. Se a concentração de CO2 diminui, o pH do plasma sanguíneo tende a se tornar mais básico (ou alcalino). Se o pH está abaixo do normal (acidose), o centro respiratório é excitado, aumentando a frequência e a amplitude dos movimentos respiratórios. O aumento da ventilação pulmonar determina eliminação de maior quantidade de CO2, o que eleva o pH do plasma ao seu valor normal. Caso o pH do plasma esteja acima do normal (alcalose), o centro respiratório é deprimido, diminuindo a frequência e a amplitude dos movimentos respiratórios. Com a diminuição na ventilação pulmonar, há retenção de CO2 e maior produção de íons H + , o que determina queda no pH plasmático até seus valores normais. EXERCÍCIOS 1. (IFSP) “Asma é o estreitamento dos bronquíolos (pequenos canais de ar dos pulmões), que dificulta a passagem do ar provocando contrações ou broncoespasmos. As crises comprometem a respiração, tornando-a difícil. Quando os bronquíolos inflamam, segregam mais muco o que aumenta o problema respiratório. Na asma, expirar é mais difícil do que inspirar, uma vez que o ar viciado permanece nos pulmões provocando sensação de sufoco.” (drauziovarella.com.br/doencas-e-sintomas/asma. Acesso em: 22.10.2012.) Leia atentamente as seguintes afirmativas sobre o processo de respiração no corpo humano. I. No processo de inspiração, o ar percorre o seguinte caminho pelos órgãos do sistema respiratório: cavidades nasais – faringe – laringe – traqueia – brônquios – bronquíolos – alvéolos pulmonares (pulmões). II. A sensação de sufoco provocada pela asma decorre do fato da expiração não ser realizada adequadamente, ficando o pulmão carregado com ar rico em CO2, o que limita o processo de trocas gasosas adequadas para o organismo. III. O muco e os cílios presentes no epitélio dos brônquios e bronquíolos têm um papel fundamental na respiração, pois promove a retenção de partículas e micro-organismos do ar, que serão “varridos” em direção à garganta. IV. No processo de inspiração, a musculatura intercostal se contrai e o diafragma se eleva, aumentando o volume da caixa torácica, o que permite a entrada de ar nos pulmões. Está correta apenas a alternativa: a) I. b) I e III. c) II e IV. d) I, II e III. e) II, III e IV. 2. (UEG) A pressão atmosférica na superfície terrestre, que é de 1,033 kg/cm2, dobra a cada dez metros de profundidade de mergulho na água. Sobre os riscos de traumas causados por acidentes subaquáticos, considera-se o seguinte: a) a flexibilidade da caixa torácica humana permite a compressão dos pulmões em mergulhos profundos e a preservação dos líquidos no interior dos vasos sanguíneos alveolares. b) ao controlar a pressão de ar na tuba auditiva durante a descida, o mergulhador corrige a deformação por abaulamento para fora, causada pelo aumento da pressão externa. c) ao voltar para a superfície, o mergulhador deve exalar o ar para evitar a hiperdistensão e o rompimento alveolar por causa da redução gradual da pressão externa. d) comparado com a estrutura dos peixes e de outros organismos marinhos, o ser humano possui estruturas anatômicas resistentes para mergulho em águas profundas. 3. (UFPE) A respiração é um processo de trocas gasosas que ocorre de forma característica, de acordo com o modo de vida do organismo, sempre obedecendo às leis físico-químicas que regem os gases. Quanto à respiração humana, analise o que se afirma a seguir. ( ) A fixação do O2 à hemoglobina é menor em grandes altitudes. ( ) Para que ocorra expiração, a pressão intrapulmonar deve ser menor que a atmosférica. ( ) A difusão de CO2 dos tecidos para o sangue é maior nos músculos do que nos pulmões, e aumenta com a atividade física. ( ) A entrada de ar nos pulmões ocorre quando aumenta o volume pulmonar por contração do diafragma. ( ) A expansão do tórax pela movimentação das costelas aumenta a pressão intrapulmonar e permite a expiração. 4. (FGV) O epitélio respiratório humano é composto por células ciliadas e pelas células caliciformes produtoras de muco. Afigura ilustra tal organização histológica em um brônquio humano. A destruição dos cílios bronquiolares, promovida pelo alcatrão presente na fumaça do cigarro, propicia a) o impedimento da ventilação pulmonar em decorrência da obstrução da traqueia. b) uma maior absorção da nicotina realizada pelo muco nos alvéolos. c) a diminuição da atividade dos glóbulos brancos que atuam nos brônquios. d) a redução da hematose, em função da destruição dos capilares. e) a instalação de infecções respiratórias, devido à deficiência no transporte de muco. 5. (UERJ) O monóxido de carbono é um gás que, ao se ligar à enzima citocromo C oxidase, inibe a etapa final da cadeia mitocondrial de transporte de elétrons. Considere uma preparação de células musculares à qual se adicionou monóxido de carbono. Para medir a capacidade de oxidação mitocondrial, avaliou-se, antes e depois da adição do gás, o consumo de ácido cítrico pelo ciclo de Krebs. Indique o que ocorre com o consumo de ácido cítrico pelo ciclo de Krebs nas mitocôndrias dessas células após a adição do monóxido de carbono. Justifique sua resposta. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 6. (PUCRJ) O fumo é responsável por provocar ou agravar diversos problemas no sistema respiratório, e uma das razões para a redução da eficiência respiratória está relacionada à combinação do monóxido de carbono emitido pelo cigarro com a hemoglobina. Sobre essa associação, é correto afirmar que: a) o monóxido de carbono se liga à hemoglobina formando um composto instável chamado carboemoglobina. b) o monóxido de carbono se liga à hemoglobina formando um composto estável chamado oxiemoglobina. c) o monóxido de carbono se liga à hemoglobina formando um composto estável chamado carboxiemoglobina. d) a ligação entre o monóxido de carbono e a hemoglobina, apesar de estável, é mais fraca do que aquela que ocorre entre a hemoglobina e o oxigênio. e) o monóxido de carbono destrói a molécula de hemoglobina após a combinação. 7. (UDESC) A silicose é uma das doenças ocupacionais que constitui um grande problema de saúde pública no Brasil. Ocorre em pessoas que trabalham com areia, granito e minérios. O pó de sílica é inalado através das vias respiratórias. Os macrófagos fagocitam o pó que se acumula no interior dessa célula, e faz com que o lisossomo se rompa e inicie a autólise. Em relação ao enunciado: a) Quais são os órgãos, anatomicamente, responsáveis pela trajetória do ar, desde sua entrada pelo nariz até a estrutura onde ocorre a hematose, no organismo humano? _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ b) Relacione a função do lisossomo na célula com o processo de autólise. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 8. (ENEM) A produção de soro antiofídico é feita por meio da extração da peçonha de serpentes que, após tratamento, é introduzida em um cavalo. Em seguida são feitas sangrias para avaliar a concentração de anticorpos produzidos pelo cavalo. Quando essa concentração atinge o valor desejado, é realizada a sangria final para obtenção do soro. As hemácias são devolvidas ao animal, por meio de uma técnica denominada plasmaferese, a fim de reduzir os efeitos colaterais provocados pela sangria. Disponível em: http://www.infobibos.com. Acesso em: 28 abr. 2010 (adaptado). A plasmaferese é importante, pois, se o animal ficar com uma baixa quantidade de hemácias, poderá apresentar: a) febre alta e constante. b) redução de imunidade. c) aumento da pressão arterial. d) quadro de leucemia profunda. e) problemas no transporte de oxigênio. 9. (UDESC) Profissionais de Educação Física utilizam técnicas respiratórias em atletas para desenvolver atividades físicas, como corrida, natação, pilates, yoga entre outras. Quanto ao sistema respiratório: a) Quais são os órgãos que constituem o sistema respiratório? _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ b) Explique o que ocorre com o diafragma, os músculos e a caixa torácica no processo de inspiração. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 10. (UFPE) Considere as proposições a seguir referentes às trocas gasosas: 1. Hematose é a transformação do sangue venoso em arterial. 2. A oxiemoglobina é formada pela combinação do oxigênio com a hemoglobina. 3. A maior parte do CO2 é transportada pela hemoglobina. 4. A oxiemoglobina é formada nos tecidos; desfaz- se nos pulmões. Está(ão) correta(s) apenas: a) 1 e 2 b) 1 e 4 c) 3 d) 2 e) 1, 2, 4 11. (FUVEST) Jogadores de futebol que vivem em altitudes próximas à do nível do mar sofrem adaptações quando jogam em cidades de grande altitude. Algumas adaptações são imediatas, outras só ocorrem após uma permanência de pelo menos 3 semanas. Qual alternativa inclui as reações imediatas e as que podem ocorrer a longo prazo? a) IMEDIATAS: aumentam a frequência respiratória, os batimentos cardíacos e a pressão arterial. A LONGO PRAZO: diminui o número de hemácias. b) IMEDIATAS: diminuem a frequência respiratória e os batimentos cardíacos; aumenta a pressão arterial. A LONGO PRAZO: aumenta o número de hemácias. c) IMEDIATAS: aumentam a frequência respiratória e os batimentos cardíacos; diminui a pressão arterial. A LONGO PRAZO: diminui o número de hemácias. d) IMEDIATAS: aumentam a frequência respiratória, os batimentos cardíacos e a pressão arterial; diminui a pressão arterial. A LONGO PRAZO: aumenta o número de hemácias. e) IMEDIATAS: aumentam a frequência respiratória, os batimentos cardíacos e a pressão arterial. A LONGO PRAZO: aumenta o número de hemácias. 12. (UEL) Um bombeiro, ao ser chamado para atender uma vítima de afogamento, tinha à sua disposição três recipientes numerados, cujos componentes e respectivas proporções estão discriminadas a seguir: I. 100% de O2 II. 95% de O2 e 5% de CO2 III. 80% de N2 e 20% de O2 O procedimento mais correto seria utilizar o recipiente: a) I porque o O2 puro supre as exigências respiratórias dos tecidos. b) I porque o O2 puro estimula a medula óssea a produzir hemácias. c) II porque além da porcentagem de O2, há o CO2 que estimula o bulbo a recomeçar os movimentos respiratórios. d) III porque além do O2 é praticamente a mesma do ar atmosférico. e) III porque além do O2, há o N2 que estimula o processo respiratório e atua sobre o cerebelo. 13. (UNICAMP) Ao forçarmos a respiração, às vezesnos sentimos tontos. Isso se deve principalmente à eliminação de grande quantidade de CO2, pela respiração, alterando o pH sanguíneo. a) Que processo químico ocorre no plasma sanguíneo, resultando na formação do CO2, eliminado pelos pulmões? _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ b) Explique como o pH do sangue é alterado na respiração forçada. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ c) Que efeito essa alteração de pH determina no ritmo respiratório? Como isso ocorre? _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 14. (FUVEST) Assinale a alternativa que indica o comportamento da caixa torácica, dos músculos intercostais e do diafragma durante a expiração humana. a) A caixa torácica aumenta de volume, os músculos intercostais contraem-se e o diafragma abaixa. b) A caixa torácica aumenta de volume, os músculos intercostais contraem-se e o diafragma levanta. c) A caixa torácica diminui de volume, os músculos intercostais contraem-se e o diafragma levanta. d) A caixa torácica diminui de volume, os músculos intercostais relaxam-se e o diafragma levanta. e) A caixa torácica diminui de volume, os músculos intercostais relaxam-se e o diafragma abaixa. 15. (UNICAMP) Um atleta morador da cidade de São Vicente - SP (nível do mar) deveria participar de um evento esportivo em La Paz - Bolívia (3 650 metros de altitude). Foi sugerido que ele viajasse semanas antes para essa cidade. Explique, em termos fisiológicos, a razão da sugestão dada. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 16. (FUVEST) O monóxido de carbono (CO) é absorvido nos pulmões e reage com a hemoglobina do sangue, com a qual forma um complexo (COHb) 210 vezes mais estável do que a oxihemoglobina (O2Hb). Qual o prejuízo imediato para as células decorrente da inalação de CO por uma pessoa? Explique. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ GABARITO 1: [D] No processo de inspiração, a musculatura intercostal e o músculo diafragma se abaixam, contraindo e aumentando o volume da caixa torácica, o que permite a entrada de ar nos pulmões. 2: [C] Ao subir para a superfície, o mergulhador deve exalar o ar para evitar a distensão excessiva e o consequente rompimento dos alvéolos pulmonares. 3: V – F – V – V – F. A expiração ocorre quando há relaxamento da musculatura intercostal e do músculo diafragma. O volume intrapulmonar diminui, e a pressão imposta ao ar dentro dos pulmões é maior do que a pressão atmosférica; consequentemente, o ar sai dos pulmões. A expansão da caixa torácica pela contração da musculatura intercostal e do diafragma causa a diminuição da pressão intrapulmonar, causando a entrada do ar nos pulmões. 4: [E] A destruição dos cílios bronquiolares, promovida pelo alcatrão presente na fumaça do cigarro, propicia a instalação de infecções respiratórias, devido à deficiência no transporte do muco que retira micro- organismos e agentes poluentes do canal respiratório. 5: O consumo diminui. Ao cessar o transporte de elétrons pela cadeia respiratória mitocondrial, a acumulação das coenzimas de oxirredução na forma reduzida inibe a atividade das enzimas desidrogenases. 6: [C] O monóxido de carbono se liga à hemoglobina formando um composto estável chamado carboxiemoglobina. Essa ligação inativa a hemoglobina e impede o transporte de oxigênio para as células. A ligação entre o monóxido de carbono e a hemoglobina é 200 vezes mais forte que aquela estabelecida entre o oxigênio e a hemoglobina. 7: a) O caminho percorrido pelo ar: narinas, faringe, laringe, traqueia, brônquios, bronquíolos, saco alveolar e alvéolo, neste último ocorre a troca gasosa (hematose). b) O lisossomo é uma organela repleta de enzimas digestivas. Quando ocorre o rompimento desta organela, como no caso de silicose, as enzimas são liberadas e digerem as organelas e componentes internos da célula ocorrendo a autólise. 8: [E] As hemácias (eritrócitos) são os elementos figurados do sangue responsáveis pelo transporte de oxigênio. 9: a) O sistema respiratório humano é formado pelas seguintes estruturas: boca, cavidades nasais, faringe, laringe, traqueia, brônquios, bronquíolos e alvéolos pulmonares. b) Durante a respiração, o diafragma e os músculos intercostais da caixa torácica se contraem, causando o aumento do volume intrapulmonar e, consequentemente, a entrada de ar nos pulmões devido à diferença entre as pressões interna-menor e a pressão atmosférica-maior. 10: [A] 11: [D] 12: [C] 13: a) HCO3 + H + H2CO3 H2O + CO2 b) A respiração forçada provoca diminuição na concentração de CO2 e o deslocamento do equilíbrio acima para a esquerda, no sentido de formar o bicarbonato, tornando o sangue ligeiramente alcalino, ou seja, elevando o pH. c) O efeito é a diminuição da frequência respiratória através do comando nervoso autônomo determinado pelo bulbo raquidiano que é sensível às variações na concentração de CO2 no sangue. 14: [D] 15: Em grandes altitudes o número de hemácias aumenta para adaptar o organismo ao ambiente em que o ar é rarefeito. Consequentemente aumentaria a capacidade aeróbica do atleta. 16: O CO combinado com a hemoglobina impede esta de transportar O2 para as células causando sua morte por asfixia.
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