Intercâmbio Gasoso

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Maria Eduarda de Alencar 
Odontologia 2019.2 
Intercâmbio Gasoso 
→ Na inspiração há uma entrada de oxigênio no 
meio interno, por diferença de pressão, isso 
aumenta os níveis de oxigênio nos alvéolos. 
Também por diferença de pressão, esse oxigênio 
vai passar dos alvéolos para os capilares, ricos em 
gás carbônico e pobre em oxigênio, isso faz com 
que o oxigênio circule no sangue, sendo 
distribuído pelo corpo. Nas células, esse oxigênio 
também vai encontrar uma diferença de pressão, 
então passará do sangue – rico em O2 e pobre em 
CO2 – para as células – ricas em CO2 e pobres em 
O2; 
→ O mesmo ocorre com o CO2, o sangue, 
inicialmente rico em CO2 irá realizar a troca nos 
alvéolos, doando CO2 e recebendo O2, nas células 
o processo se repete, mas o sangue dessa vez irá 
receber CO2 dessas células, em troca do seu O2; 
→ O sangue desoxigenado vai para o coração e 
posteriormente para os pulmões, onde será 
realizada a troca gasosa nas unidades 
alveolocapilar e o alvéolo receberá CO2, que 
posteriormente será expelido na expiração. 
 
OBS.: O CO2 e o O2 estão presentes em ambos os 
lados participantes das trocas gasosas, mas em 
concentrações diferentes, essa diferença de 
concentração é o que irá gerar a diferença de 
pressão e possibilitará as trocas gasosas. 
Transporte de Oxigênio 
➔ Alvéolo – Célula 
- Por diferença de pressão o oxigênio vai sair do 
alvéolo e entrar no capilar, lá ele irá encontrar a 
hemácia, o principal meio de transporte do 
oxigênio, menos de 2% vai ser transportado 
dissolvido no plasma. A maior parte do O2, que 
entra na hemácia, irá se ligar a hemoglobina 
formando o oxiemoglobina (O2+Hb), a partir daí 
ele vai ser transportado para as células do corpo. 
Ao chegar nas células, existirá novamente uma 
diferença de pressão, maior no sangue e menor na 
célula – consumiu o oxigênio na respiração celular 
– isso proporcionará a troca gasosa, o oxigênio 
ligado a hemoglobina se dissociará dela e entrará 
na célula, juntamente com o oxigênio que estava 
dissolvido no plasma, indo então em direção as 
mitocôndrias, onde será usado para produção de 
energia; 
 
- Na hemoglobina existem quatro sítios de ligação 
para o O2, sendo assim, cada hemoglobina só 
conseguirá transportar quatro moléculas de 
oxigênio. No centro dessa hemoglobina existe 
uma molécula de ferro na sua forma reduzida, o 
ferro ferroso (Fe2+); 
OBS.: Se a carga do ferro estiver +3 o oxigênio não 
irá se ligar, configurando um quadro patológico; 
 
→ No adulto a hemoglobina é caracterizada por 
duas cadeias alfa e duas beta, no feto, que precisa 
de mais oxigênio e de uma certeza que esse 
oxigênio vai se ligar a hemoglobina, há duas 
cadeias alfa e duas gama, onde essa cadeia gama 
apresenta uma afinidade maior pelo O2; 
Transporte de Dióxido de Carbono 
➔ Célula – Alvéolo 
- O CO2 produzido pelas células, durante a 
respiração celular, vai sair do meio celular por 
diferença de pressão e entrará no sangue. Apenas 
7% desse dióxido de carbono será dissolvido e irá 
ser transportado no sangue na sua forma livre. O 
restante do CO2 entrará na hemácia, onde 23% 
dele será transportado ligado à hemoglobina, mais 
especificamente à parte proteica dos radicais 
carboxila da hemoglobina, e cerca de 70% será 
convertido em bicarbonato, produzido na hemácia 
por ação da anidrase carbônica – CO2(g) + H2O(l) ⇄ 
H2CO3(aq) ⇄ H+ (aq) + HCO3-(aq) – mas 
transportado no plasma. Visando o equilíbrio 
elétrico, para o HCO3- chegar ao plasma haverá 
uma troca, onde o HCO3- sai, mas o cloreto entra 
Cl-. Chegando ao alvéolo, é preciso ocorrer a 
reação inversa, transformação do HCO3- em CO2. O 
HCO3- sai do plasma e entra na hemácia em troca 
de um cloreto, o hidrogênio formado durante a 
reação química de produção do bicarbonato, se 
dissocia da hemoglobina a que estava ligado (HbH 
→ Hb + H+) e reage com o bicarbonato, formando 
ácido carbônico, que por ação da anidrase 
carbônica será transformado em H2O e CO2. O CO2 
então sairá da hemácia e juntamente com o CO2 
livre do sangue entrará no alvéolo, por diferença 
de pressão. Já na região alveolar, esse gás será, 
também por diferença de pressão, expelido 
durante a expiração; 
 
→ O HCO3− e o CO2 transportado no plasma na sua 
forma livre vão atuar controlando o pH sanguíneo. 
A variação nos níveis de CO2 ou de HCO3- podem 
resultar em uma acidose ou alcalose do sangue; 
- O CO2, componente respiratório, acima de 45mm 
Hg gera uma acidose, pois ele dissociado forma 
ácidos, sendo assim, quanto mais CO2, mais ácido 
será formado, abaixo de 35 mm Hg gera uma 
alcalose; 
- O HCO3-, componente metabólico, abaixo de 22 
mEq/l gera uma acidose metabólica, nessa forma 
ele não é eliminado pela respiração e sim pelo rim, 
na urina – por isso metabólica – acima de 26 mEq/l 
gera uma alcalose. 
 
Difusão dos Gases 
➔ Alvéolos – Sangue – Tecido 
- Obedece às regras de difusão simples (lei de 
Fick): 
1° (PRINCIPAL) - É diretamente proporcional ao 
gradiente de pressão parcial: A variação pressórica 
induz a movimentação do gás de uma região mais 
concentrada para uma região menos concentrada; 
2° É diretamente proporcional a superfície de área 
disponível para troca (75 a 100m2): Uma patologia 
ou hábito deletério – fumo – que destrua a área 
alveolocapilar irá prejudicar a troca, visto que a 
área disponível para troca irá diminuir; 
3° É inversamente proporcional à espessura da 
membrana (0,5µm) 
 
- O valor de O2 inspirado é de 159,1 mmHg, mas 
esse valor é menor nos alvéolos – 100 mmHg 
(volume de ar novo) – pois uma parte fica retido 
no espaço morto anatômico. O sangue que está 
chegando na unidade alveolocapilar tem PO2 = 40, 
essa variação pressórica irá gerar uma difusão do 
O2 para dentro do sangue, o sangue então ficará 
com PO2 = 100. O sangue, agora oxigenado, ao 
chegar na célula, que tem PO2 = 40, vai perder O2 
para a célula, que agora é o meio menos 
concentrado; 
OBS.: Essas difusões não são completas, sempre 
permanecendo certa quantidade de O2 nas regiões 
que perderam esse gás para as menos 
concentradas, o mesmo vale para o CO2. 
- O sangue que perdeu O2 para a célula e recebeu 
CO2 – PCO2 = 40 mmHg (sangue) e PCO2 = 46 mmHg 
(célula) – pois nele o PCO2 é menor, embora a 
diferença seja pouca há uma troca, chegando aos 
alvéolos, com PCO2 = 40 mmHg, esse CO2, por 
diferença de pressão irá migrar para dentro desses 
alvéolos. O valor de CO2 no ambiente é de 0,3 
mmHg, um valor menor que o encontrado nos 
alvéolos, esse gradiente de pressão irá então 
induzir a passagem do CO2 para o meio externo, 
por meio da expiração. 
OBS.: O O2 que não fica retido no espaço morto 
anatômico, chegará aos alvéolos, mas existem 
alvéolos que não são perfundidos (perfusão 
sanguínea – débito cardíaco = 5L/min), por tanto 
não participarão das tocas gasosas, sendo 
funcionalmente mortos. O espaço morto 
anatômico + os alvéolos não perfundidos = 
espaço morto fisiológico. 
Circulação Sistêmica e Pulmonar 
→ A circulação brônquica, que provem da 
circulação sistêmica, terá a função de irrigar o 
pulmão, sendo a responsável por levar O2 para o 
pulmão. Nessa circulação, a resistência e os níveis 
pressóricos são elevados 
→ A circulação pulmonar é responsável “apenas” 
pelas trocas gasosas. Nessa circulação, a 
resistência e os níveis pressóricos são baixos, 
sendo necessária uma força de contração menor 
no ventrículo direito; 
 
- Como consequência da baixa resistência e dos 
níveis pressóricos baixos, a circulação pulmonar 
sofre grande influência da lei da gravidade 
(pressão hidrostática), principalmente em posição 
ortostática; 
➔ Ventilação nas Regiões do Pulmão 
 
- Devido a ação da gravidade, em posição ereta, a 
ventilação é menor na base decrescendo em 
direção ao ápice. A base recebe todo o peso do 
ápice, por isso, os alvéolos da base são menores 
que os do ápice, na inspiração, os alvéolos do ápice 
se enchem menos que os da base, ou seja, 
recebem menos oxigênio, pois partem de um 
volume inicial maior; 
➔Perfusão Sanguínea nas Regiões do 
Pulmão 
- A perfusão sanguínea é o processo pelo qual o 
sangue desoxigenado passa através do pulmão e 
torna-se reoxigenado. O sangue chega, mais ou 
menos no meio o do pulmão, em posição ereta, a 
perfusão é maior na base e menor no ápice (efeito 
gravitacional). 
Relação Ventilação/Perfusão no Pulmão 
𝐑𝐞𝐥𝐚çã𝐨 =
𝐕𝐞𝐧𝐭𝐢𝐥𝐚çã𝐨(𝐕)
𝐏𝐞𝐫𝐟𝐮𝐬ã𝐨(𝐐)
 
➔ Em um indivíduo normal: 
V = 4L/min 
Q = 5L/min 
𝐑𝐞𝐥𝐚çã𝐨 =
𝟒
𝟓
 
𝐑𝐞𝐥𝐚çã𝐨 = 𝟎, 𝟖 
 
→ Apesar de a base receber mais sangue e mais 
oxigênio, ela não é a região que mais realiza troca 
gasosa. Isso ocorre pois a ventilação e perfusão 
são divididas (V/Q), então a região em que os 
valores de V e Q estiverem mais próximos, terá 
uma troca mais eficiente, quanto mais próximo de 
1 o resultado da relação, melhor; 
 
→ A região que realiza melhor troca é a da 3° 
costela, que está mais próxima do ápice do que da 
base; 
 
 → Distúrbios da Relação Ventilação/Perfusão 
Alterações no numerador: 
- Shunt fisiológico: A ventilação é abolida por 
completo (V/Q = 0). O sangue chega (graças ao 
automatismo cardíaco), mas não há O2, isso 
acontece quando o indivíduo morre, visto que ele 
para de respirar 
- Ventilação alveolar baixa (Hipoventilação): 
Gerada por uma resistência aumentada das vias 
aéreas (asma) ou uma diminuição da 
complacência pulmonar, o pulmão mais rígido 
distende menos – enche menos – (fibrose); 
 Alterações no denominador: 
- Alterações no débito cardíaco: Se ele diminui 
chega menor sangue no pulmão, 
consequentemente, diminui a perfusão e as 
trocas; 
→ O que acontece quando o PO2 no alvéolo é 
normal, mas o PO2 no sangue que sai do pulmão 
é baixa? Problemas na troca gasosa entre alvéolo 
e o sangue, a principal causa para isso é a perda 
física de área de superfície alveolar (comum em 
fumantes). 
Barreira Alveolocapilar 
→ Para ocorrerem as trocas gasosas os gases não 
precisam atravessar apenas as membranas, 
durante o percurso também existem outras 
barreiras. Sendo assim a barreira é formada por: 
Líquido que banha os alvéolos, epitélio alveolar, 
membrana basal do endotélio, endotélio capilar, 
plasma e membrana celular da hemácia; 
→ Mesmo existindo tantas barreiras, numa 
situação fisiológica elas favorecem a passagem e 
não o contrário. As dimensões das barreiras, por 
exemplo, são favoráveis à difusão dos gases. 
OBS.: No repouso, o tempo de permanência da 
hemácia com a barreira é de 0,75s. No exercício 
físico, pode-se reduzir para 0,25s. Isso é 
compensado pelo aumento de vezes que a 
hemácia passa pela barreira, gerada pelo aumento 
na frequência respiratória. 
➔ Influência de Anormalidade da 
Hemoglobina no Transporte de O2 
→ Alterações na sequência de aminoácidos da 
hemoglobina pode alterar a sua funcionalidade. 
Atualmente são conhecidas mais de 30 
hemoglobinas anormais, por mudança de um 
aminoácido apenas. Ex.: HbS – Anemia Falciforme 
(Hemácia adquire a forma de foice e se cristaliza 
quando a hemoglobina sofre desoxigenação); 
➔ Influência do Estado do íon ferro no 
Transporte de O2 
→ O ferro que se liga ao O2 é o ferro ferroso (Fe2+). 
O ferro oxidado, ou ferro férrico (Fe3+) forma a 
metemoglobina, a qual se combina com 
numerosos ânions, mas não com o O2. Ex.: Forma 
congênita de metemoglobinemia – decorrente de 
uma deficiência da enzima metemoglonina 
redutase (transforma Fe3+ em Fe2+); 
➔ Ligação do Monóxido de Carbono (CO) ao 
Grupo Heme 
→ Liga-se ao mesmo sítio de ligação do O2 com 
afinidade 200 a 300 vezes maior que o O2, essa 
ligação forma carboxihemoglobina (HbCO) e gera 
intoxicações por CO, se o indivíduo continuar 
inalando esse CO poderá ir a óbito. 
Porcentagem de Saturação de 
Hemoglobina 
→ Esse gráfico expressa o nível de oxigenação de 
uma amostra sanguínea. Também chamado de 
curva de dissociação da oxihemoglobina – HbO2 → 
Hb + O2; 
 
→ Essa porção plana do gráfico, situada próximo a 
90%, mostra que mesmo ocorrendo uma queda da 
PO2 de 100 para 60 mmHg a saturação da 
hemoglobina ainda estará em mais de 90%, e o 
transporte de O2 continuará adequado devido a 
essa manutenção da saturação. Menos de 60 
mmHg ativará os mecanismos de regulação, sendo 
o nível crítico abaixo de 40 mmHg. 
Fatores que Alteram a Interação do O2 
com a Hemoglobina 
→ Alta pressão de CO2: Estimula a dissociação da 
Hb com o O2; 
→ Valores baixos de pH: Indicam um aumento de 
CO2, consequentemente, estimulam a dissociação; 
→ Aumento da temperatura: Durante a atividade 
física, por exemplo, há um aumento da 
temperatura corporal o que gera um aumento no 
metabolismo, se o metabolismo aumenta, as 
células consomem mais O2 e produzem mais CO2, 
isso estimula a dissociação; 
→ Aumento de 2,3-difosfoglicerato: Produto da 
glicólise anaeróbica, gerado no momento em que 
a hemácia está produzindo energia de forma 
anaeróbica, ou durante a hipóxia, onde existe 
pouco O2, então mesmo as células com 
mitocôndrias passam a produzir ATP de forma 
anaeróbica, pois não estão recebendo O2 ou não 
estão conseguindo utilizá-lo. Esse aumento de 2,3-
difosfoglicerato induz a dissociação. 
Hipóxia 
➔ O que é? 
- Condição na qual os tecidos não recebem ou não 
podem utilizar O2 em quantidades suficientes para 
suas necessidades metabólicas normais; 
➔ Tipos (dependem da causa): 
- Hipóxia hipóxica: Consequência de doenças 
pulmonares que causam diminuição da pressão 
alveolar de O2. Ex.: Fibrose pulmonar. Além disso, 
se o indivíduo estiver em um lugar onde a PO2 é 
baixa, o volume de gás inspirado também será 
menor; 
- Hipóxia anêmica: Provocada pela diminuição da 
hemoglobina disponível para o transporte de O2. 
Ex.: Anemia, envenenamento pelo CO; 
- Hipóxia de estase (circulatória): Perfusão 
sanguínea nos tecidos está comprometida. Ex.: 
Cardiopatias que acarretam baixo débito cardíaco 
e distúrbios vasculares; 
- Hipóxia histotóxica: Ocorre um bloqueio no 
sistema de transporte de elétrons na respiração 
mitocondrial, o qual impede a utilização de O2 
pelas células. Ex.: Envenenamento pelo cianeto, 
azida sódica. 
Respostas à Redução nos Níveis de O2 e 
Elevação nos Níveis de CO2 Arterial 
 
→ O que estimula os mecanismos de regulação é 
uma variação de CO2 e O2. Para gerar ativação dos 
mecanismos de regulação, os níveis de oxigênio 
precisam estar abaixo de 60 mmHg. No caso do 
CO2, uma pequena alteração já é o bastante para 
ativar os mecanismos de regulação, apenas 
aumentando 3 mmHg.