Fisiologia Geral e Humana Unidade 3 Fisiologia do Sistema Respiratório

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Fisiologia Geral 
e Humana
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Dr. Martina Navarro
Revisão Textual:
Profa. Ms. Luciene Oliveira da Costa Santos
Fisiologia do Sistema Respiratório
• Anatomia Funcional da Árvore Respiratória
• Mecânica da Respiração
• Trocas e Transportes de Gases
• Controle da Respiração
• Respiração no Exercício e Outras Situações Especiais
 · Este módulo tem por objetivo que o aluno compreenda o 
funcionamento fisiológico básico do sistema respiratório. Além disso, 
o aluno deve ser capaz de entender as principais respostas desse 
sistema diante das exigências físicas.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Olá, aluno (a)!
Nesta unidade, daremos início aos estudos do sistema respiratório, um dos 
sistemas fisiológicos do corpo humano. A fisiologia humana é a ciência que 
estuda as funções de cada parte do corpo humano, sendo a fisiologia respiratória 
a ciência que explica o funcionamento da respiração e das trocas gasosas dentro 
do nosso organismo, fornecendo assim oxigênio para nossa sobrevivência.
Então, procure ler, com atenção, o conteúdo disponibilizado e o material 
complementar. Não esqueça! A leitura é um momento oportuno para registrar 
suas dúvidas; por isso não deixe de registrá-las e transmiti-las ao professor-tutor.
Além disso, para que a sua aprendizagem ocorra num ambiente mais interativo 
possível, na pasta de atividades, você também encontrará a avaliação, a atividade 
reflexiva e a videoaula. Cada material disponibilizado é mais um elemento para 
seu aprendizado. Por favor, estude todos com atenção!
ORIENTAÇÕES
Fisiologia do Sistema Respiratório
UNIDADE Fisiologia do Sistema Respiratório
Contextualização
A Fisiologia do Sistema Respiratório, tópico abordado nesta unidade, dedica-
se a estudar a respiração, trocas gasosas e o aporte de oxigênio essencial para 
sobrevivência humana. O entendimento desse sistema em repouso, e principalmente 
sob situação de exercício físico é relevante, pois durante a prática de atividade 
física necessitamos de uma maior disponibilidade de oxigênio para manutenção do 
desempenho atlético. O aumento da disponibilidade de oxigênio se dá através do 
aumento da ventilação. Porém, em casos específicos, como um treinamento prescrito 
equivocadamente, a hiperventilação pode ocorrer de forma descontrolada, podendo 
levar a exacerbado aumento do pH sanguíneo, e acarretando sérios problemas. 
Portanto, ao final desta unidade, entenderemos como o corpo humano capta ar do 
ambiente e troca gases necessários para sobrevivência, absorve nutrientes, e quais 
os efeitos da atividade física no sistema respiratório.
6
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Anatomia Funcional da Árvore Respiratória
Seres humanos são aeróbios, isso significa que o oxigênio é um elemento 
fundamental para sua sobrevivência. Nas células, a oxidação de nutrientes ocorre 
quase sempre na presença de oxigênio. Portanto, é imprescindível a obtenção 
desse gás, presente na atmosfera, e sua condução para as células na utilização do 
metabolismo aeróbio. Essa troca de oxigênio (O2) e gás carbônico (CO2) entre o 
meio ambiente e o organismo humano ocorre por meio do sistema respiratório.
Oxidação: reação que, envolvendo um elemento químico, ocasiona perda de elétrons e 
consequente aumento de sua carga.Ex
pl
or
Importante!
A principal função do sistema respiratório é promover a troca gasosa, fornecendo 
oxigênio para o tecido e removendo o gás carbônico resultante do metabolismo 
celular (Fig 1.). 
Importante!
Ele ainda possui outras funções como:
• manter o pH plasmático dentro dos valores de normalidade;
• participar do equilíbrio térmico (o aumento da ventilação acarreta maior perda 
de calor e água);
• fonação;
• filtrar eventuais êmbolos trazidos pela circulação venosa;
• defesa contra agentes agressores (bactérias, cigarro, poluição);
• produção e metabolização de substâncias vasoativas.
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UNIDADE Fisiologia do Sistema Respiratório
 
Figura 1 – Representação esquemática das trocas gasosas entre 
os tecidos e o meio ambiente. Extraído de Silverthorn (2010).
O ar atmosférico entra no organismo pelo nariz ou pela boca. O ar que entra 
pelas fossas nasais é filtrado, umedecido e aquecido antes de ir para a traqueia. 
Cílios que revestem o epitélio das fossas nasais retêm pequenas partículas presentes 
no ar, assim como os microrganismos. Essas partículas aderem ao muco produzido 
pelas células epiteliais e, posteriormente, são expelidas das fossas nasais. O ar que 
entrar pela boca não possui essa filtragem.
Em seguida, o ar passa pela faringe, laringe, atravessando a glote, seguindo 
para traqueia até alcançar a árvore traqueobrônquica e os alvéolos. A traqueia 
se bifurca em dois brônquios principais. Cada brônquio ramifica-se em inúmeras 
vezes e origina os bronquíolos, que progressivamente se tornam menos calibrosos 
e mais ramificados.
Importante!
As últimas porções da árvore brônquica denominam-se bronquíolos terminais que 
constituem a transição entre a porção condutora do ar e a respiratória, onde ocorrem as 
trocas gasosas.
Importante!
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No prolongamento da árvore respiratória, o número de alvéolos aumenta e a pa-
rede dos bronquíolos respiratórios passa a ser constituída apenas por alvéolos. Os 
pulmões possuem cerca de 300 milhões de alvéolos. Os alvéolos são estruturas de pa-
redes delgadas por onde os gases atmosféricos e sanguíneos podem se difundir (Fig. 2).
Figura 2 – Representação das principais estruturas pulmonares. Extraído de Phiton-Curi (2013).
Mecânica da Respiração
O movimento do ar ambiente para os pulmões é denominado ventilação 
pulmonar. O ar que entra pelo nariz ou pela boca percorre um caminho dividido em 
3 zonas que compõem o sistema respiratório: (1) zona de transporte (zona 1 a 16), 
que é formada pelas vias respiratórias superiores e pela árvore traqueobrônquica; 
(2) zona de transição (17 a 19); e (3) zona respiratória (20 a 23), que é constituída 
pelos ductos, sacos alveolares e os alvéolos, a qual constitui o local de permuta 
gasosa (Fig. 3).
Figura 3 – Representação esquemática das subdivisões do sistema respiratório. Extraído de Phiton-Curi (2013).
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UNIDADE Fisiologia do Sistema Respiratório
A ventilação pulmonar envolve a movimentação do sistema respiratório, que 
requer a realização de um trabalho mecânico para vencer forças de oposição, 
quais são: i) forças elásticas dos tecidos pulmonares e da parede torácica, ii) força 
resistivas resultantes do fluxo de gás pelas vias respiratórias e movimentação dos 
tecidos do pulmão e da parede torácica.
Como parede torácica, subentendem-se todas as estruturas que se movem 
durante o ciclo respiratório, à exceção dos pulmões. Os pulmões são separados 
da parede torácica pelo espaço pleural. Cada pulmão tem acoplado a si a pleura 
visceral. As pleuras produzem o líquido pleural, que preenche o espaço entre elas, 
denominado cavidade pleural. Esse líquido tem ação lubrificante e reduz o atrito 
e possibilita que os pulmões deslizem facilmente sob a parede torácica durante a 
inspiração e a expiração, evitando o contato entre as pleuras.
Os pulmões dependem de meios acessórios para alterar seu volume, pois não 
contêm músculos esqueléticos. As variações no tamanho e volume da caixa torácica 
resultam de modificações na pressão intrapulmonar. A diferença de pressão entre 
o ar nos pulmões e a interface pulmão-parede torácica faz com que eles fiquem 
aderidos à parede torácica. Portanto, qualquer mudança no volume da cavidade 
torácica provoca uma alteração correspondente no volume pulmonar. A ação de 
um sistema de bomba respiratória acionado por múltiplos músculos altera o volume 
dos pulmões durante a inspiração e a expiração.
Músculos da Respiração
Os músculos respiratórios são músculos esqueléticos estriados que apresentam 
maior resistência à fadiga, fluxo sanguíneo elevado, maior capacidade oxidativa e 
densidade capilar. Sãos eles (Fig. 4):
• diafragma: principal músculo da inspiração. Durante a inspiração o diafragma 
se contrai. Oalongamento e o aumento do volume da cavidade torácica 
induzem a expansão do ar existente nos pulmões, levando a uma redução da 
pressão intrapulmonar abaixo da pressão atmosférica. Com isso, o ar flui para o 
interior dos pulmões. Na expiração, o diafragma relaxa e a parede torácica e as 
estruturas abdominais comprimem os pulmões para, assim, o ar fluir para fora.
• músculos intercostais: são músculos primários da inspiração. Localizam-se 
entre as costelas e inserem-se no esterno. Durante um exercício físico intenso, 
a expiração é ativa, portanto, ocorre a participação dos músculos intercostais 
e abdominais que atuam sobre as costelas e a cavidade abdominal reduzindo 
as dimensões torácicas, resultando em aumento da pressão intrapulmonar e, 
consequentemente, da expiração.
• músculos escalenos: se originam nos processos transversos das cinco vértebras 
cervicais inferiores e se inserem na porção superior das primeiras e segundas 
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costelas. A contração do músculo escaleno eleva o esterno e as duas primeiras 
costelas, acarretando expansão para cima e para fora do gradil costal superior. 
Já foi considerado músculo acessório da respiração, porém já foi mostrado 
que eles estão sempre ativos na inspiração basal (repouso). A atividade deste 
músculo começa no início da inspiração, juntamente com o diafragma e o 
intercostal, e atingem sua atividade máxima no final da inspiração.
• músculos acessórios: são recrutados quando a demanda ventilatória (durante 
prática de atividade física, por exemplo) excede a capacidade dos músculos 
respiratórios primários da inspiração ou quando houver disfunção de algum 
deles. Esternocleidomastoídeo, trapézio, grande dorsal, peitoral maior e 
o elevador da espinha são músculos acessórios. Os músculos abdominais 
também podem funcionar como músculos acessórios da inspiração durante 
hiperventilação, exercício e na paralisia diafragmática.
Figura 4 – Representação dos principais músculos envolvidos na inspiração 
(lado esquerdo) e expiração (lado direito). Extraído de Phiton-Curi (2013).
Resumindo as etapas da respiração (Fig. 5):
• inspiração: contração do diafragma e dos músculos intercostais → diafragma 
abaixa e costelas elevam-se → aumento da caixa torácica → redução da pressão 
interna → entrada do ar.
• expiração: relaxamento do diafragma e dos músculo intercostais → diafragma 
eleva-se e costelas abaixam → diminui o volume da caixa torácica → aumento 
da pressão interna → saída do ar.
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UNIDADE Fisiologia do Sistema Respiratório
Figura 5 – Esquematização resumida do mecanismo de inspiração e expiração.
Volumes e Capacidades Pulmonares
Os volumes pulmonares podem ser mensurados por meio de um aparelho 
denominado espirômetro, capaz de mensurar o volume de ar inspirado e expirado. 
Esses volumes são divididos em quatro, bem como as capacidades pulmonares (Fig. 
6), e variam em função de sexo, idade, superfície corporal, prática de atividade física 
e postura. De acordo com essas variáveis, existem padrões preestabelecidos para 
indivíduos de mesmo sexo, idade e estatura, medidos sob situação de repouso. Os 
volumes respiratórios incluem volume corrente (VC), volume residual (VR), volume 
de reserva expiratório (VRE) e volume de reserva inspiratório (VRI). 
• Volume corrente: volume de ar inspirado ou expirado para cada respiração 
normal (cerca de 500mL);
• Volume residual: volume de ar que permanece nos pulmões após esforço 
expiratório máximo (cerca de 1200mL);
• Volume de reserva expiratório: volume máximo de ar que pode ser expirado, 
além do volume corrente normal (cerca de 1100mL);
• Volume de reserva inspiratório: volume máximo de ar que pode ser inspirado, 
além do volume corrente normal (cerca de 3000mL).
A partir desses volumes, podemos definir as seguintes capacidades:
• capacidade funcional residual: volume de reserva expiratório + volume 
residual (cerca de 2300mL);
• capacidade vital: volume de reserva inspiratório + volume de reserva 
expiratório + volume corrente (cerca de 4600mL);
• capacidade pulmonar total: capacidade vital + volume residual;
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• capacidade inspiratório (CI): volume máximo inspirado voluntariamente a 
partir do final de uma expiração espontânea.
Volume
Inspiratório
de reserva
Volume Exp.
de Reserva
Volume
Corrente
Ca
pa
cid
ad
e V
ita
l (
CV
)
Vo
lu
m
e
Re
sid
ua
l
(V
R)
Cap. Residual
Funcional
Capacidade Inspiratória (CI)
Capacidade Pulm
onar Total (CPT)
Figura 6 – Gráfico de espirometria, apresentando volumes e capacidades pulmonares.
Importante!
A partir das informações da espirometria, é possível não somente saber se um indivíduo 
apresenta distúrbios respiratórios, mas também monitorar treinamento de atletas 
amadores e profissionais e sua evolução em função do treinamento.
Você Sabia?
Trocas e Transportes de Gases
Os gases do ar atmosférico são moléculas simples que atravessam a membrana 
por difusão simples. Os gases respiratórios de importância fisiológica são o dióxido 
de carbono (CO2) e o oxigênio (O2). O sentido da difusão é determinado pela 
distribuição das moléculas gasosas, de maneira que os gases difundem-se da região 
onde estão mais concentrados para a região que estão menos concentrados.
Difusão simples: é um tipo de transporte passivo (não há gasto de energia celular) de um 
soluto através da membrana a fim de estabelecer a isotonia, ou seja, alcançarem a mesma 
concentração, pois o movimento é a favor de um gradiente de concentração.
Ex
pl
or
Os alvéolos são estruturas de paredes delgadas por onde os gases atmosféricos 
e sanguíneo podem difundir-se. O ar que participa das trocas gasosas nos pulmões 
é o ar alveolar, mistura de ar atmosférico inspirado acrescido de quantidade maior 
de vapor de água. Como o O2 é continuamente transportado para o sangue, 
a concentração de O2 no ar alveolar é menor que a do ar atmosférico. Já a 
concentração de CO2 é maior, pois este se difunde constantemente do sangue para 
os alvéolos. Esses dois gases, os mais importantes para o sistema respiratório, são 
solúveis em lipídeos e, portanto, atravessam a membrana. A principal limitação ao 
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UNIDADE Fisiologia do Sistema Respiratório
movimento dos gases é a velocidade com que os gases podem difundir-se através 
da água dos tecidos. Quanto maior a área da membrana respiratória, maior será a 
quantidade de gás que se difunde em determinado período de tempo. Quanto maior 
a solubilidade do gás na membrana respiratória, maior a velocidade com que ele 
se difunde. Ou seja, quanto maior a quantidade de gás dissolvido em determinada 
área da membrana, maior a quantidade, proporcionalmente, de gás que poderá 
atravessá-la ao mesmo tempo.
Em algumas doenças pulmonares, como o enfisema, grandes áreas dos pulmões 
são destruídas, com redução acentuada da superfície da membrana respiratória, 
podendo provocar insuficiência respiratória no paciente. Outro exemplo, em razão 
de uma congestão pulmonar (como na pneumonia, por exemplo) a espessura 
da membrana e da camada líquida que reveste sua superfície alveolar aumenta. 
Nessas condições, o paciente entra em insuficiência respiratória porque os gases 
não podem se difundir com intensidade suficiente por essa membrana espessada. 
Se a condição clínica não for revertida rapidamente, há risco de morte.
Transporte de Oxigênio no Sangue
No plasma sanguíneo, há a presença de eritrócitos, também conhecidos como 
glóbulos vermelhos. A membrana dos eritrócitos geralmente entra em contato 
com a parede capilar. Isso permite com que os gases não necessitem percorrer 
quantidade significativa do plasma ao se difundirem dos alvéolos aos eritrócitos.
O oxigênio, ao entrar nos eritrócitos, 
liga-se à hemoglobina, que tem grande afi-
nidade com o O2, permitindo, assim, seu 
transporte em maior quantidade. A pressão 
de O2 mais alta no sangue leva à difusão do 
O2 para os tecidos. O CO2 produzido pelos 
tecidos penetra nos capilares e é transporta-
do novamente aos pulmões.
A pressão de O2 no alvéolo é cerca de 
103mmHG,já no sangue venoso, é de 
40mmHg. Sendo a pressão no alvéolo 
maior, ocorre a difusão do O2 dos alvéolos 
para o sangue. O sangue oxigenado 
combina-se com o sangue do desvio 
pulmonar (mistura venosa de sangue), 
fazendo com que caia a pressão do O2 
(de 104mmHG para 95 – 100mmHG). 
A pressão do O2 nos tecidos é cerca de 
40mmHG, portanto, há entrada de O2 
nestes. Assim, a pressão de O2 cai para 
40mmHG nos capilares venosos (Fig. 7).
Alvéolo
PO2 = 100mmHg
PO2 = 40 PO2 = 100
PO2 = 40 PO2 = 100
PO2 ≤ 40 mmHg
Tecido Periférico
(A) Difusão do Oxigênio
Sistema Circulatório
Figura 7 – Esquematização da difusão do oxigênio.
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A alta utilização de O2 leva a uma for-
mação de CO2 e aumento da pressão intra-
celular deste gás. A pressão do CO2 eleva-
da leva à difusão do CO2 para o sangue, de 
onde será transportado até os pulmões e, 
neles, difunde-se para os alvéolos, onde a 
pressão é de 40mmHG (Fig. 8).
Aproximadamente 97% do oxigênio 
transportado no sangue está ligado às he-
moglobinas dos eritrócitos (oxiemoglobina). 
Os 3% restantes são dissolvidos na água do 
plasma e das células sanguíneas. O oxigê-
nio liga-se frouxamente e de modo reversí-
vel à hemoglobina. Dessa forma, quando 
as hemácias do sangue passam por uma 
região de elevada pressão de O2, como nos 
capilares pulmonares, o oxigênio liga-se 
à hemoglobina. Contudo, se essas células 
passam em uma região de baixa pressão de 
O2, como nos capilares dos tecidos, o O2 
se dissocia da hemoglobina.
Alvéolo
PCO2 = 40mmHg
PCO2 = 46 PCO2 = 40
PCO2 = 46 PCO2 = 40
PCO2 ≥ 46 mmHg
Tecido Periférico
(A) Difusão do CO2
Sistema Circulatório
Figura 8 – Esquematização da difusão do CO2.
Fatores que Afetam a Dissociação do Oxigênio à Hemoglobina
Durante a prática de exercício físico, tecidos metabolicamente ativos, como o 
músculo esquelético, não somente apresentam alta demanda de O2 como também 
elevam a temperatura corporal, produzem grande quantidade de CO2 e causam 
redução do pH no sangue. A molécula de hemoglobina é sensível a três fatores: 
elevação da temperatura corporal, elevação da pressão de CO2 e redução do 
pH. Esses três fatores ocorrem durante o exercício físico aeróbio e diminuem a 
afinidade do oxigênio à hemoglobina. Como resultado, a hemoglobina dos capilares 
periféricos liberam mais O2 para os tecidos ativos, como o músculo esquelético, 
enquanto em tecidos menos ativos, ocorre o inverso (Fig. 9). Veja abaixo como 
esses três fatores se comportam:
• Temperatura: aumento da temperatura causa dissociação do O2 à hemoglobina, 
já a sua diminuição causa efeito oposto. Em outras palavras, altas temperaturas 
reduzem a afinidade do O2 à hemoglobina, facilitando a liberação do oxigênio. 
Durante a realização de exercício físico aeróbio, os músculos ativos alcançam 
até 40°C de temperatura.
• pH: a acidose metabólica modifica a curva de dissociação do oxigênio com a 
hemoglobina. Ou seja, quanto mais baixo o pH, maior a acidez e, portanto, 
menor a afinidade do oxigênio à hemoglobina.
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UNIDADE Fisiologia do Sistema Respiratório
Acidose metabólica é o excesso de acidez no sangue caracterizada por uma concentração 
anormalmente baixa de carbonatos.Ex
pl
or
• Pressão do CO2: o aumento da pressão de CO2 causa liberação do oxigênio 
da hemoglobina (o que ocorre nos tecidos periféricos). Inversamente, um 
aumento da pressão de O2 causa liberação de CO2 da hemoglobina (o que 
ocorre nos pulmões). Em resumo, o aumento da pressão de CO2 reduz a 
afinidade do oxigênio à hemoglobina.
Figura 9 – Variações da curva de dissociação da Hemoglobina. A. Efeito de 
modificações na temperatura. B. Efeito de modificações no pH sanguíneo. 
Transporte de Dióxido de Carbono no Sangue
O sangue transporta CO2 de três maneiras: na forma dissolvida (7%), combinado 
à hemoglobina (23%) e na forma de íons bicarbonato (70%). Nos eritrócitos, o CO2 
reage com a água formando o ácido carbônico, e essa reação é catalisada pela 
enzima anidrase carbônica. Posteriormente, o ácido carbônico dissocia-se em íons 
hidrogênio e íons bicarbonato.
Controle da Respiração
A respiração é controlada por um sistema complexo que otimiza os gastos 
energéticos dos músculos respiratórios em função das necessidades metabólicas. 
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Esse sistema é capaz de manter a tensão dos gases no sangue arterial dentro 
de limites estreitos, mesmo em circunstâncias fisiológicas extremas, como exer-
cício físico muito intenso ou em locais de alta atitude e em grande número de 
situações patológicas.
Importante!
O controle da respiração pode ser neural, químico ou mecânico e consiste em 
respostas integradas de três elementos básicos: centro respiratório, músculos da 
respiração e receptores. A respiração está sob controle voluntário e involuntário 
(automático)(Fig. 10).
Importante!
O controle voluntário, realizado pelo tálamo e pelo córtex cerebral, possibilita-
nos inspirar, ou expirar mais profundamente, ou então aumentar, ou diminuir a 
frequência respiratória segundo nossa vontade. Esse controle é parcial, uma vez 
que ninguém consegue morrer sufocado apenas segurando a respiração devido ao 
componente automático da regulação neural.
O controle automático é realizado por neurônios localizados na porção medial 
do bulbo (estrutura do tronco encefálico) e age sem interferência da consciência. Os 
sinais nervosos são transmitidos do bulbo pela medula espinal e são responsáveis 
pela contração do diafragma e dos músculos intercostais.
A entrada e a saída de ar nos pulmões dependem da contração coordenada de 
músculos respiratórios. Como já vimos anteriormente neste capítulo, o diafragma 
é o principal músculo responsável pela inspiração, que ao se contrair, permite a 
entrada de ar nos pulmões. O diafragma é controlado exclusivamente pelo nervo 
frênico que emerge dos segmentos cervicais da medula espinal. A influência direta 
de estruturas localizadas acima da medula espinal sobre os motoneurônios do nervo 
frênico é que mantém a sua descarga rítmica, produzindo a respiração automática. 
Os motoneurônios frênicos, dependem de influências excitatórias e inibitórias 
provenientes dos centro respiratório. O centro respiratório integra informações 
provenientes de outras regiões cerebrais, relacionadas ao controle voluntário da 
respiração e, também, integra informações relacionadas à concentração arterial 
gasosa de O2 via quimiorreceptores periféricos e de CO2 via quimiorreceptores 
centrais. Todas essas informações são processadas no centro respiratório e a 
resultante final desse processamento é transformada em potenciais excitatórios ou 
inibitórios e enviada aos motoneurônios frênicos, que irão, por sua vez, ativar ou 
não o músculo diafragma.
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UNIDADE Fisiologia do Sistema Respiratório
Figura 10 – Esquematização do controle da respiração. Adaptado de Silverthorn (2010). 
Quimiorreceptores Centrais
São células especializadas que respondem a alterações químicas do sangue ou 
outros líquidos corpóreos. Os neurônios, de forma geral, são afetados pela redução 
da pressão de O2 ou pela queda do pH. No caso do sistema respiratório, existem 
neurônios especializados que respondem ao aumento da pressão de O2 e redução 
do pH no sangue ou no liquor. Os quimiorrecectores centrais são mais sensíveis ao 
aumento da pressão de CO2 do que à queda da pressão de O2.
Quimiorreceptores Periféricos
São células localizadas em regiões estratégicas, no arco aórtico e na bifurcação 
das carótidas. Os corpúsculos aórticos e carotídeos são quimiorreceptores que 
respondem a alterações nas pressões parciais de O2, CO2 e de pH do sangue 
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arterial. Ou seja, são ativados quando há queda da pressão de O2, aumento da 
pressão de CO2 e queda do pH. Eles respondem mais intensamente a alterações 
na pressão de O2.
Esses quimiorreceptores são estruturas altamente vascularizadas. Detectam 
momento a momento as pressões parciais dos gases no sangue arterial, tendo 
capacidade de modificar a respiração rapidamente de um ciclo ao outro. Esses 
ajustessão desencadeados em situações de emergência como a hipoxemia, 
havendo, nesse caso, um aumento importante na atividade simpática, que produz 
aumento na pressão arterial e distribui o fluxo sanguíneo de forma seletiva para as 
regiões vitais, como cérebro e coração.
Hipoxemia é a baixa (hipo) concentração de oxigênio no sangue arterial. É diferente de 
hipóxia, que é a baixa disponibilidade de oxigênio para determinado órgão.Ex
pl
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Respiração no Exercício e Outras 
Situações Especiais
Ajustes Ventilatórios Durante o Exercício Físico
A resposta corporal ao exercício físico requer a coordenação dos sistemas 
respiratório e cardiovascular de forma a atender a demanda de oxigênio e retirar o 
excesso de CO2 formado pelos músculos em atividade. O exercício produz grande 
aumento da ventilação alveolar, que tem relação importante com o consumo de 
oxigênio e a produção de CO2. Graças a este ajuste, as pressões parciais dos gases 
pouco se alteram em relação à condição de repouso no lado arterial da circulação.
Quando se inicia o exercício físico, há um rápido aumento da respiração nos 
primeiros segundos de atividade. Em seguida, a ventilação continua aumentando, 
porém, gradativamente, até atingir um nível de estabilidade. Quando a atividade 
física termina, o retorno ao padrão respiratório de repouso também tem um 
componente inicial muito rápido e, subsequentemente, há um retorno ao repouso 
também gradativo. Esses componentes de ativação e desativação rápido e lento 
depende de influências neurais (rápidas) e hormonais e químicas (lentas) responsáveis 
pelo controle da respiração durante o exercício físico.
O rápido aumento da ventilação no início do exercício é consequente à ativação 
de regiões corticais e hipotalâmicas que se projetam para o centro respiratório, 
produzindo aumento na respiração. Além disso, a ativação de receptores localizados 
nas articulações e músculos esqueléticos em movimento produz o aumento reflexo 
da respiração.
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UNIDADE Fisiologia do Sistema Respiratório
Resposta Ventilatória à Altitude
A redução da pressão atmosférica nas altas altitudes diminui a pressão parcial 
do O2 e, portanto, causa uma resposta respiratória à hipoxemia, ou seja, ocorre a 
hiperventilação. A resposta hiperventilatória torna-se expressiva quando a pressão 
de O2 atinge valores menores que 60mmHg, o que ocorre quando a altitude é de 
aproximadamente 4.500m.
A resposta hiperventilatória à hipóxia é desencadeada pela ativação dos 
quimiorreceptores periféricos, como já vimos anteriormente. Entretanto, o 
aumento inicial da ventilação em resposta à hipóxia tem a oposição da redução 
na pressão de CO2 arterial, ou seja, há aumento na eliminação de CO2 pela 
hiperventilação. A redução na pressão de CO2 acarreta aumento do pH sanguíneo 
(alcalose respiratória). Isso faz com ocorra posteriormente a redução do estímulo 
hiperventilatório hipóxico.
Quando o indivíduo é submetido cronicamente à altitude, ocorre o segundo 
estágio da resposta ventilatória, a aclimatização ventilatória. Com exposição 
prolongada à hipóxia, ocorrem dois mecanismos adaptativos fisiológicos. Primeiro, 
os quimiorreceptores carotídeos aumentam sua sensibilidade à pressão de O2 
arterial. Em segundo lugar, os rins compensam a alcalose respiratória em virtude 
da maior eliminação de CO2, excretando mais bicarbonato de sódio, o que causa 
redução do pH sanguíneo em direção ao valor de normalidade.
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Material Comlementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Vídeos
SuperInteressante Coleções O Corpo Humano Respiracao OS caminhos do Ar
https://goo.gl/l02IEW
My mind-shifting Everest swim
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The exhilarating peace of freediving
https://goo.gl/dP72VQ
How I held my breath for 17 minutes
https://goo.gl/76rCPR
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UNIDADE Fisiologia do Sistema Respiratório
Referências
CURI, R.; ARAÚJO FILHO, J. P. Fisiologia básica. Rio de Janeiro: Guanabara 
Koogan, 2009.
GUYTON, A. C.; HALL, J. E. Tratado de Fisiologia Médica. Rio de Janeiro: 
Elsevier, 2011.
PITHON-CURI, T. C. Fisiologia do Exercício. Rio de Janeiro: Guanabara 
Koogan, 2013.
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