RESUMO FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA

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RESUMO PNEUMO 
O sistema respiratório começa no nariz e termina no alvéolo mais distal.
As vias aéreas superiores consistem em todas as estruturas do nariz até as pregas vocais, incluindo seios 
nasais e a laringe, enquanto as vias aéreas inferiores consistem na traqueia, nas vias de condução e nos 
alvéolos. 
VIA CONDUTORA: é o espaço morto anatômico (não tem troca, cerca de 150ml, é o primeiro a ser 
expirado) - vias áreas superiores e inferiores (nariz, faringe e traqueia)
VIA RESPIRATÓRIA: onde ocorre as trocas gasosas, pulmão e sangue
Vias aéreas superiores: 
Nariz: divido pelo septo nasal (parte óssea: vomer e etmoide) - funciona como filtro, aprisionando e 
eliminando partículas maiores, provê o senso de olfação.
Vestíbulo e área respiratória: Os pelos (vibrissas) e a secreção das glândulas sebáceas e sudoríparas 
existentes no vestíbulo constituem uma barreira à penetração de partículas grosseiras nas vias 
respiratórias. Parte das partículas de poeira e microrganismos adere à camada de muco que se distribui 
sobre o epitélio e não é transportada para outras regiões do sistema respiratório.
A área respiratória compreende a maior parte das fossas nasais. A mucosa dessa região é recoberta por 
epitélio pseudoestratificado colunar ciliado, com muitas células caliciformes (o epitélio respiratório, já 
descrito). Nesse local, a lâmina própria contém glândulas mistas (serosas e mucosas). Assim como no 
vestíbulo, a secreção mucosa produzida pelas glândulas mistas e pelas células caliciformes forma uma 
lâmina sobre o epitélio, que prende microrganismos e partículas inertes. 
A área olfatória é uma região situada na parte superior das fossas nasais, responsável pela sensibilidade 
olfatória. É revestida pelo epitélio olfatório, que contém os quimiorreceptores da olfação. O epitélio olfatório 
é um neuroepitélio colunar pseudoestratificado, formado por três tipos celulares (Figura 17.5): células de 
sustentação, células basais e células olfatórias. 
Vias aéreas inferiores: 
Traqueia: revestida por epitélio respiratório - apresenta um número variável (16 a 20) de cartilagens hialinas, 
em forma da letra C, cujas extremidades livres situam-se dorsalmente. Ligamentos fibroelásticos e feixes 
de músculo liso prendem-se ao pericôndrio e unem os braços das porções abertas das peças 
cartilaginosas, fechando esse espaço. Os ligamentos impedem a excessiva distensão do lúmen, e os feixes 
musculares possibilitam sua regulação. 
Pulmão: Ao entrar nos pulmões, o brônquio principal se divide formando brônquios menores – os 
brônquios lobares, uma para cada lobo do pulmão. (O pulmão direito tem três lobos, o pulmão esquerdo 
tem dois.) Os brônquios lobares continuam ramificando-se, formando brônquios ainda menores, chamados 
brônquios segmentares, que irrigam segmentos broncopulmonares específicos dentro dos lobos. Os 
brônquios segmentares então se dividem em bronquíolos. Os bronquíolos também se ramificam 
repetidamente e o menor dos ramos ramifica-se em tubos ainda menores chamados bronquíolos terminais. 
Brônquios: nos ramos maiores, a mucosa é semelhante à da traqueia, revestida por epitélio respiratório; já 
nos ramos menores, o epitélio é cilíndrico simples ciliado. 
Bronquíolo: seu epitélio é cilíndrico simples ciliado nas porções iniciais, passando, na porção final, a cúbico 
simples inicialmente ciliado e finalmente sem cílios. As células caliciformes diminuem em número, podendo 
estar ausentes completamente no final dos bronquíolos. 
Bronquíolos respiratórios: a porção respiratória se inicia pelos bronquíolos respiratórios. Cada bronquíolo 
terminal subdivide-se em dois ou mais bronquíolos respiratórios, que formam a transição entre a porção 
condutora e a respiratória do sistema respiratório
A superfície interna dos bronquíolos respiratórios é revestida por epitélio simples, que varia de colunar 
baixo a cuboide, podendo apresentar cílios na porção inicial. Esse epitélio simples não apresenta células 
caliciformes, mas pode conter células em clava (células de Clara). 
Sacos alveolares e alvéolos - O ducto alveolar termina em um alvéolo único, ou mais comumente em sacos 
alveolares, que são espaços nos quais se abrem diversos alvéolos 
Os septos interalveolares (ou paredes alveolares) são revestidos por dois tipos de células que estão em 
contato com o ar presente no lúmen alveolar. São o pneumócito tipo I e o pneumócito tipo II. 
O pneumócito tipo I é uma célula pavimentosa, com citoplasma muito delgado e núcleo achatado, que faz 
uma ligeira saliência para o interior do alvéolo. . A principal função dos pneumócitos tipo I é constituir uma 
barreira de espessura mínima para possibilitar as trocas de gases entre o lúmen alveolar o tecido intersticial 
que forma o eixo da parede alveolar, e ao mesmo tempo impedir a passagem de líquido. 
O pneumócito tipo II localiza-se na superfície alveolar, intercalado entre os pneumócitos tipo I. São células 
arredondadas frequentemente vistas em grupos de duas ou três células nos pontos em que as paredes 
alveolares se tocam. A principal característica dos pneumócitos tipo II, observada por microscopia 
eletrônica de transmissão, são os corpos multilamelares de 1 a 2 mm de diâmetro, elétron-densos, que são 
os responsáveis pelo aspecto vesicular do citoplasma à microscopia óptica. Os corpos multilamelares 
contêm fosfolipídios, proteínas e glicosaminoglicanos, que são continuamente sintetizados e liberados por 
exocitose através da membrana apical das células, voltada para o espaço alveolar. Esta secreção é 
denominada surfactante pulmonar, pois, após liberada, se espalha sobre a superfície dos alvéolos, 
formando uma camada de surfactante.
A célula tipo I ocupa 96/6 a 98/6 da área de superfície do alvéolo, e é o sítio primário para a troca gasosa. 
O fino citoplasma das células tipo I é ideal para a difusão gasosa. Adicionalmente, a membrana basal das 
células tipo I e o endotélio capilar se fundem, o que minimiza a distância para a difusão dos gases e facilita 
muito a troca gasosa. A célula epitelial tipo II é pequena e cuboide, e geralmente é encontrada nos 
"cantos" dos alvéolos, onde ocupa de 2/6 a 4/6 de sua área de superfície. As células tipo II sintetizam o 
surfactante pulmonar que reduz a tensão superficial no fluido alveolar e é responsável pela regeneração 
da estrutura alveolar subsequente à lesão. 
Epitélio respiratório: pseudoestratificado colunar ciliado com muitas células caliciformes
Os músculos primários envolvidos na respiração espontânea (respiração em repouso) são o diafragma, os 
intercostais externos e os escalenos. Durante a respiração forçada, outros músculos do tórax e do abdome 
podem ser requisitados a auxiliar. Exemplos de situações fisiológicas nas quais a respiração é forçada 
incluem exercícios, tocar um instrumento de sopro e soprar um balão.
A inspiração ocorre quando a pressão alveolar diminui 
Para que o ar possa se mover para dentro dos alvéolos, a pressão dentro dos pulmões deve ser mais baixa 
do que a pressão atmosférica. De acordo com a lei de Boyle, um aumento no volume gera uma redução na 
pressão. Durante a inspiração, o volume torácico aumenta quando certos músculos esqueléticos da caixa 
torácica e o diafragma se contraem. 
Quando o diafragma contrai, ele desce em direção ao abdome. Na respiração tranquila, o diafragma move-
se cerca de 1,5 cm, aumentando o volume torácico. A contração do diafragma causa de 60 a 75% da 
modificação do volume inspiratório durante uma respiração espontânea normal. 
O movimento da caixa torácica cria os 25 a 40% restantes da modificação do volume. Durante a inalação, 
os músculos intercostais externos e escalenos contraem e tracionam as costelas para cima
e para fora. A combinação desses dois movimentos amplia a caixa torácica em todas as direções. À 
medida que o volume torácico aumenta, a pressão diminui, e o ar flui para dentro dos pulmões.
ALTERAÇÕES NA PRESSÃO ALVEOLAR 
Tempo 0. Na breve pausa entre as respirações, a pressão alveolaré igual à pressão atmosférica (0 mmHg 
no ponto A1). Quando as pressões são iguais, não há fluxo de ar. 
Tempo 0 a 2 segundos: inspiração. Quando a inspiração inicia, os músculos inspiratórios contraem, e o 
volume torácico aumenta. Com o aumento do volume, a pressão alveolar diminui cerca de 1 mmHg abaixo 
da pressão atmosférica (-1 mmHg, ponto A2), e o ar flui para dentro dos alvéolos (ponto C1 a C2). A 
mudança do volume torácico ocorre mais rapidamente do que a velocidade do ar fluindo para dentro dos 
pulmões, e, assim, a pressão alveolar atinge o seu valor mais baixo no meio do processo de inspiração 
(ponto A2). Como o ar continua a fluir para dentro dos alvéolos, a pressão aumenta até a caixa torácica 
parar de expandir-se, imediatamente antes do término da inspiração. O movimento do ar continua por mais 
uma fração de segundo, até que a pressão dentro dos pulmões se iguala à pressão atmosférica (ponto A3). 
Ao término da inspiração, o volume pulmonar está no seu valor máximo no ciclo respiratório (ponto C2), e a 
pressão alveolar é igual à pressão atmosférica.
A expiração ocorre quando a pressão alveolar aumenta 
Ao final da inspiração, os impulsos dos neurônios motores somáticos para os músculos inspiratórios 
cessam, e os músculos relaxam. A retração elástica dos pulmões e da caixa torácica leva o diafragma e as 
costelas para as suas posições originais relaxadas, da mesma maneira que um elástico esticado retorna ao 
seu tamanho original quando é solto. Devido ao fato de a expiração durante a respiração em repouso 
envolver a retração elástica passiva, em vez da contração muscular ativa, ela é chamada de expiração 
passiva. 
Tempo 2 a 4 segundos: expiração. Como os volumes pulmonares e torácicos diminuem durante a 
expiração, a pressão de ar nos pulmões aumenta, atingindo cerca de 1 mmHg acima da pressão 
atmosférica (ponto A4). A pressão alveolar é agora maior do que a pressão atmosférica, de modo que o 
fluxo de ar se inverte, e o ar move-se para fora dos pulmões.
Tempo 4 segundos. No final da expiração, o movimento de ar cessa quando a pressão alveolar novamente 
se iguala à pressão atmosférica (ponto A5). O volume pulmonar atinge o seu valor mínimo dentro do ciclo 
respiratório (ponto C3). Nesse ponto, o ciclo respiratório terminou e está pronto para ser iniciado 
novamente com a próxima respiração. 
As diferenças de pressão aplicam-se à respiração em repouso (basal). Durante o exercício ou a respiração 
forçada, esse volume se torna proporcionalmente maior. A expiração ativa ocorre durante a exalação 
voluntária e quando a ventilação excede 30 a 40 ciclos ventilatórios por minuto. (A taxa de ventilação 
normal em repouso é de 12 a 20 ciclos ventilatórios por minuto para um adulto.) A expiração ativa usa os 
músculos intercostais internos e os músculos abdominais, os quais não são utilizados durante a inspiração. 
Esses músculos são coletivamente chamados de músculos expiratórios.
Os músculos intercostais internos revestem a superfície interna da caixa torácica. Quando se contraem, 
eles puxam as costelas para dentro, reduzindo o volume da cavidade torácica. Para sentir essa ação, 
coloque as mãos em sua caixa torácica, sopre vigorosamente o ar para fora dos seus pulmões o máximo 
que puder e observe o movimento das suas mãos à medida que você faz isso. 
Os intercostais internos e os intercostais externos funcionam como grupos de músculos antagonistas para 
alterar a posição e o volume da caixa torácica durante a ventilação. 
A contração abdominal puxa as costelas inferiores para dentro e diminui o volume abdominal, ações que 
deslocam o intestino e o fígado para cima. As vísceras deslocadas empurram o diafragma para cima, para 
dentro da cavidade torácica, e o volume do tórax diminui passivamente ainda mais. 
Os músculos mais importantes que elevam a caixa torácica são os intercostais externos, mas outros que 
auxiliam são (1) músculos esternocleidomastóideos, que elevam o esterno; (2) serráteis anteriores, que 
elevam muitas costelas; e (3) escalenos, que elevam as duas primeiras costelas. 
Os músculos que puxam a caixa torácica para baixo, durante a expiração, são principalmente o (1) reto 
abdominal, que exerce o efeito poderoso de puxar para baixo as costelas inferiores, ao mesmo tempo em 
que, em conjunto com outros músculos abdominais, também comprime o conteúdo abdominal para cima 
contra o diafragma; e (2) os intercostais internos. 
Pressão alveolar: pressão do ar no interior dos alvéolos
Para causar o influxo de ar para os alvéolos, durante a inspiração a pressão nos alvéolos deve cair para 
valor ligeiramente abaixo da pressão atmosférica (abaixo de 0). A segunda curva (intitulada “pressão 
alveolar”) demonstra que, durante a inspiração normal, a pressão alveolar diminui para cerca de −1 
centímetro de água. Essa pressão ligeiramente negativa é suficiente para puxar 0,5 litro de ar para o interior 
dos pulmões, nos 2 segundos necessários para uma inspiração normal e tranquila. Durante a expiração, a 
pressão alveolar sobe para cerca de +1 centímetro de água e força o 0,5 litro de ar inspirado para fora dos 
pulmões, durante os 2 a 3 segundos de expiração.
Pressão pleural: é a pressão do líquido no estreito espaço entre a pleura visceral e a pleura parietal. Como 
observado antes, essa pressão é normalmente uma sucção ligeira, o que significa discreta pressão 
negativa. A pressão pleural normal no início da inspiração é cerca de −5 centímetros de água, que é a 
quantidade de sucção necessária para manter os pulmões abertos no seu nível de repouso. Durante a 
inspiração normal, a expansão da caixa torácica traciona os pulmões para diante com força maior e cria 
mais pressão negativa, que chega a cerca de −7,5 centímetros de água. Essas relações entre a pressão 
pleural e a mudança do volume pulmonar são mostradas, no painel inferior a crescente negatividade da 
pressão pleural de −5 a −7,5 durante a inspiração e, no painel superior, o aumento do volume pulmonar de 
0,5 litro. Depois, na expiração, os eventos são essencialmente revertidos. 
Pressão transpulmonar: é a diferença de pressão entre os alvéolos e as superfícies externas dos pulmões 
(pressão pleural), sendo medida das forças elásticas nos pulmões que tendem a colapsá-los a cada 
instante da respiração, a chamada pressão de retração. 
Ventilação-minuto: é a quantidade total de novo ar levado para o interior das vias aéreas a cada minuto e é 
igual ao volume corrente multiplicado pela frequência respiratória por minuto (12 respirações por min) 
Ventilação alveolar: importância fundamental da ventilação pulmonar é a de renovar continuamente o ar 
nas áreas de trocas gasosas dos pulmões, onde o ar está próximo à circulação sanguínea pulmonar. Essas 
áreas incluem os alvéolos, sacos alveolares, ductos alveolares e bronquíolos respiratórios. A velocidade/
intensidade com que o ar novo alcança essas áreas é chamada ventilação alveolar - é o volume total de 
novo ar que entra nos alvéolos e áreas adjacentes de trocas gasosas a cada minuto. É igual à frequência 
respiratória vezes a quantidade de ar novo que entra nessas áreas a cada respiração = 4,2L
1. O volume corrente é o volume de ar inspirado ou expirado, em cada respiração normal; é de cerca de 
500 mL no homem adulto médio. 
2. O volume de reserva inspiratório é o volume extra de ar que pode ser inspirado, além do volume 
corrente normal, quando a pessoa inspira com força total; geralmente, é de cerca de 3 L. 
3. O volume de reserva expiratório é o máximo volume extra de ar que pode ser expirado na expiração 
forçada, após o final de expiração corrente normal; normalmente, esse volume é de cerca de 1,1 L. 
4. O volume residual é o volume de ar que fica nos pulmões, após a expiração mais forçada; esse volume 
é de cerca de 1,2 L. 
A maior parte desse volume residual existe porque os pulmões são mantidos estirados aderidos pelo 
líquido pleural às costelas. 
Todos os volumes pulmonares são subdivisões da capacidade pulmonartotal (CPT), o volume total de 
ar que pode ser contido no pulmão.
Muitos volumes pulmonares são medidos no espirômetro. Ao paciente é inicialmente solicitado que 
respire normalmente no espirômetro, e o volume de ar (o volume corrente [Vc]), movido em cada 
respiração calma, é medido. O sujeito, então, inala maximalmente e exala com toda força e 
completamente, e o volume do ar exalado é medido. O volume total do ar exalado, desde a máxima 
inspiração até a máxima expiração, é a capacidade vital (CV). 
O volume residual (VR) é o ar remanescente no pulmão após a expiração completa. 
A CPT é a soma da CV e da VR; ela é o volume total de ar contido nos pulmões, e inclui o volume de ar que 
pode ser movido (CV) e o volume de ar que sempre está presente (retido) no pulmão (VR). 
A capacidade residual funcional (CRF) é o volume de ar no pulmão, ao fim de uma expiração, durante 
respiração calma, e é também chamada de volume de repouso do pulmão. A CRF é composta do VR e do 
volume expiratório de reserva (VER; o volume de ar que pode ser expirado da CRF até para o VR). 
A proporção entre VR e CPT (proporção VR/CPT) é usada para distinguir entre diferentes tipos de 
doenças pulmonares. Em indivíduos normais essa proporção é geralmente menor do que 0,25. Então, em 
pessoa hígida aproximadamente 25/6 do volume total de ar do pulmão está retido 
1. A capacidade inspiratória é igual ao volume corrente mais o volume de reserva inspiratório. Essa 
capacidade é a quantidade de ar (cerca de 3.500 mililitros) que a pessoa pode respirar, começando a 
partir do nível expiratório normal e distendendo os pulmões até seu máximo. 
2. A capacidade residual funcional é igual ao volume de reserva expiratório mais o volume residual. Essa 
capacidade é a quantidade de ar que permanece nos pulmões, ao final de expiração normal (cerca de 
2.300 mililitros). 
3. A capacidade vital é igual ao volume de reserva inspiratório mais o volume corrente mais o volume de 
reserva expiratório. Essa capacidade é a quantidade máxima de ar que a pessoa pode expelir dos 
pulmões, após primeiro enchê-los à sua extensão máxima e, então, expirar, também à sua extensão 
máxima (em torno de 4.600 mililitros). 
4. A capacidade pulmonar total é o volume máximo a que os pulmões podem ser expandidos com o 
maior esforço (cerca de 5.800 mililitros); é igual à capacidade vital mais o volume residual. 
A capacidade vital é o volume que pode ser expirado após a inspiração máxima. Capacidade vital 
forçada (CVF) é o volume total de ar que pode ser forçadamente expirado após inspiração máxima. O 
volume de ar que pode ser forçadamente expirado, no primeiro segundo, é chamado VEF1 
A CVF e a VEF1 são índices úteis de doença pulmonar. Especificamente, a fração da capacidade vital que 
pode ser expirada, no primeiro segundo, VEF1/CVF, pode ser utilizada para diferenciar entre as doenças. 
Por exemplo, na pessoa normal, a VEF1/CVF é de cerca de 0,8, significando que 80% da capacidade vital 
podem ser expirados no primeiro segundo de expiração forçada. Em paciente com uma doença obstrutiva 
pulmonar, como a asma, tanto a CVF quanto a VEF1 ficam reduzidas, mas a VEF1 se reduz mais que a 
CVF. Dessa forma, VEF1/CVF ficará, também, diminuída, o que é típico da obstrução de vias aéreas com 
resistência aumentada ao fluxo aéreo. No paciente com doença pulmonar restritiva, como a fibrose, tanto a 
CVF e VEF1 ficam reduzidas, mas a VEF1 está menos diminuída que a CVF. 
Assim, na fibrose, VEF1/CVF ficará, na verdade, aumentada.
O volume total de ar que é expirado durante a força máxima de expiração de CPT para RV é chamado de 
CVF. O volume de ar que é expirado no primeiro segundo durante a manobra é chamado de VEF,. Em 
indivíduos normais, pelo menos 72/6 da CVF podem ser expirados no primeiro segundo. Assim, a 
proporção VEF/CVF é maior do que 72/6 em indivíduos normais. Proporção de menos de 72/6 sugere 
dificuldade na expiração por obstrução, e é marcador de doença obstrutiva pulmonar.
MEMBRANA ALVEOLAR 
1. Camada de líquido contendo surfactante que reveste o alvéolo e reduz a tensão 
superficial do líquido alveolar. 
2. Epitélio alveolar, composto por células epiteliais finas.
3. Membrana basal epitelial.
4. Espaço intersticial delgado entre o epitélio alveolar e a membrana capilar.
5. Membrana basal capilar que, em muitos locais, se funde com a membrana basal do 
epitélio alveolar.
6. Membrana endotelial capilar.
O diâmetro médio dos capilares pulmonares é de apenas 5 micrômetros, o que significa 
que as hemácias precisam se espremer ao passar por eles. A membrana das hemácias 
em geral, toca a parede capilar, de maneira que não é preciso que o O2 e o CO2 atravessem quantidades 
significativas de plasma enquanto se difundem entre o alvéolo e a hemácia, o que também aumenta a 
rapidez da difusão. 
A capacidade da membrana respiratória de trocar um gás entre os alvéolos e o sangue pulmonar é 
expressa em termos quantitativos pela capacidade de difusão da membrana respiratória, que é definida 
como o volume de gás que se difundirá através da membrana a cada minuto, para a diferença de pressão 
parcial de 1 mmHg.
Capacidade de Difusão do Oxigênio. No homem jovem mediano, a capacidade de difusão do O2 sob 
condições de repouso é em média de 21 mL/min/mmHg. O que isso significa em termos funcionais? A 
diferença de pressão média do O2, através da membrana respiratória, durante respiração tranquila e 
normal, é cerca de 11 mmHg. Multiplicando-se essa pressão pela capacidade de difusão (11 × 21), temos 
total de cerca de 230 mililitros de difusão do oxigênio, através da membrana respiratória, a cada minuto, 
que é igual à intensidade de utilização de O2 do corpo em repouso.
Aumento na Capacidade de Difusão de Oxigênio durante o Exercício. Durante exercício vigoroso ou em 
outras condições que aumentem muito o fluxo de sangue pulmonar e a ventilação alveolar, a capacidade 
de difusão do O2 aumenta no homem jovem até o máximo em torno de 65 mL/min/mmHg, que é o triplo 
da capacidade de difusão sob condições de repouso. Esse aumento é causado por diversos fatores, como 
(1) abertura de muitos capilares pulmonares, até então adormecidos, ou dilatação extra dos capilares já 
abertos, elevando, assim, a área da superfície do sangue para o qual o O2 pode se difundir; e (2) melhor 
equiparação entre a ventilação dos alvéolos e a perfusão dos capilares alveolares com sangue, 
denominada proporção ventilação-perfusão, que será explicada, adiante neste Capítulo. Portanto, durante 
o exercício, a oxigenação do sangue aumenta, não só pela maior ventilação alveolar como também pela 
maior capacidade difusora da membrana respiratória, para transportar O2 para o sangue. 
Os gases dissolvidos na água ou nos tecidos corporais também exercem pressão 
A pressão parcial de gás em solução é determinada não só por sua concentração como também pelo seu 
coeficiente de solubilidade. Ou seja, alguns tipos de moléculas, em especial a do CO2, são física ou 
quimicamente atraídas pelas moléculas de água, enquanto outros tipos de moléculas são repelidas. 
Quando as moléculas são atraídas, muito mais delas podem ser dissolvidas sem gerar excesso de pressão 
parcial dentro da solução. Por outro lado, no caso das moléculas que são repelidas, a pressão parcial 
elevada se desenvolverá com menos moléculas dissolvidas. 
O ar alveolar não tem, de forma alguma, as mesmas concentrações dos gases no ar atmosférico. Primeira, 
o ar alveolar é substituído apenas parcialmente pelo ar atmosférico a cada respiração. Segunda, o O2 é 
constantemente absorvido pelo sangue pulmonar do ar alveolar. Terceira, o CO2 se difunde 
constantemente do ar pulmonar para os alvéolos. E quarta, o ar atmosférico seco que entra nas vias 
respiratórias é umidificado até mesmo, antes de atingir os alvéolos.
A Lei de Henry para a Concentração dos Gases Dissolvidos 
A lei de Henry lida com gases dissolvidos em solução (p. ex., sangue). Tanto o O2 quanto o CO2 são 
dissolvidos no sangue(uma solução) indo para ou vindos dos pulmões. Para calcular a concentração 
gasosa, na fase líquida, a pressão parcial do gás é, inicialmente, convertida à pressão parcial na fase 
líquida; em seguida, a pressão parcial, no líquido, é convertida para a concentração no líquido. 
Ponto importante, mas não necessariamente evidente, é que no equilíbrio a pressão parcial de um gás na 
fase líquida é igual à pressão parcial na fase gasosa. Assim, se a pressão no ar alveolar tiver a Po2 de 100 
mmHg, o capilar sanguíneo que se equilibra com o ar alveolar também terá a Po2 de 100 mmHg. A lei de 
Henry é usada para converter a pressão parcial do gás, na fase líquida, para a concentração do gás na fase 
líquida (p. ex., sangue). A concentração do gás em solução é expressa como a porcentagem em volume 
(%), ou volume do gás por 100 mL de sangue (mL gás/ 100 mL sangue). 
Assim, para o sangue:	 	 CX= Px X Solubilidade 
Cx = Concentração do gás dissolvido (mL gás/100 mL sangue)

Px = Pressão parcial do gás (mmHg)

Solubilidade = Solubilidade do gás no sangue (mL gás/100 mL sangue/mmHg)
Por fim, é importante compreender que a concentração de um gás em solução se aplica apenas ao gás 
dissolvido, quer dizer, livre em solução (calculado com a lei de Henry), e não inclui qualquer gás que esteja 
presente na forma ligada (p. ex., gás ligado à hemoglobina ou proteínas plasmáticas). 
A composição do gás alveolar varia pouco durante a respiração normal
PO2 quase constante - 100mmHg
PCO2 - 40mmHg
De modo intuitivo, você pode pensar que a PO2 aumenta quando o ar “novo” chega pela primeira vez aos 
alvéolos, e que depois diminui progressivamente à medida que o oxigênio deixa os alvéolos e chega ao 
sangue. Em vez disso, encontramos apenas pequenas oscilações na PO2. Por quê? As razões são que 
(1) a quantidade de oxigênio que entra nos alvéolos em cada ciclo ventilatório é aproximadamente igual à 
quantidade de oxigênio que entra no sangue, e (2) a quantidade de ar novo que entra nos pulmões em 
cada ciclo ventilatório é apenas um pouco mais que 10% do volume total do pulmão no final da inspiração. 
Apesar de os gases alveolares não mudarem muito a sua pressão parcial durante a respiração tranquila, 
alterações na ventilação alveolar podem afetar significativamente a quantidade de ar “novo” e de oxigênio 
que atinge os alvéolos. 
À medida que a ventilação alveolar aumenta durante a hiperventilação, a PO2 alveolar aumenta, e a PCO2 
alveolar diminui. Durante a hipoventilação, quando menos ar “novo” entra nos alvéolos, a PO2 
diminui, e a PCO2 aumenta. As concentrações de dióxido de carbono no sangue estão intimamente 
ligadas ao pH sistêmico, e você vai aprender mais adiante como o corpo usa as mudanças na ventilação 
para ajudar a manter a homeostasia do pH. 
Difusão de Gases entre a Fase Gasosa nos Alvéolos e a Fase Dissolvida no Sangue Pulmonar. A 
pressão parcial de cada gás na mistura dos gases respiratórios alveolares tende a forçar as moléculas do 
gás para a solução no sangue dos capilares alveolares. Por outro lado, as moléculas do mesmo gás que já 
estão dissolvidas no sangue se movem aleatoriamente no líquido do sangue, e algumas dessas moléculas 
em movimento escapam de volta aos alvéolos. A intensidade em que elas escapam é diretamente 
proporcional à sua pressão parcial no sangue. 
Mas em qual direção ocorrerá a difusão efetiva do gás? A resposta é que a difusão efetiva é determinada 
pela diferença entre as duas pressões parciais. Se a pressão parcial for maior na fase gasosa nos alvéolos, 
como normalmente é verdadeiro no caso do oxigênio, então mais moléculas se difundirão para o sangue 
do que na outra direção. Por outro lado, se a pressão parcial do gás for maior no estado dissolvido no 
sangue, o que costuma ser no caso do CO2, então a difusão efetiva ocorrerá para a fase gasosa nos 
alvéolos. 
Quanto maior a solubilidade do gás, maior o número de moléculas disponíveis para se difundir em 
determinada diferença de pressão parcial. Quanto maior a área de corte transversal da via de difusão, 
maior o número total de moléculas que se difundem. Por outro lado, quanto maior a distância necessária 
para as moléculas se difundirem, mais tempo levará para que elas se difundam por toda a distância. Por 
fim, quanto maior a velocidade do movimento cinético das moléculas, que é inversamente proporcional à 
raiz quadrada do peso molecular, maior a difusão do gás.
Mover o oxigênio da atmosfera para a superfície de troca alveolar é apenas o primeiro passo da respiração 
externa. Em seguida, a troca dos gases deve ocorrer através da interface alvéolo-capilar. Por fim, o fluxo 
sanguíneo (perfusão) que passa pelos alvéolos deve ser alto o suficiente para captar o oxigênio disponível. 
Ajustar a ventilação nos grupos de alvéolos pelos quais o sangue flui é um processo de duas etapas que 
envolve a regulação local do fluxo de ar e do fluxo sanguíneo
Depois que os alvéolos são ventilados com ar atmosférico, a próxima etapa da respiração é a difusão do 
oxigênio (O2) dos alvéolos para o sangue pulmonar e a difusão do dióxido de carbono (CO2) na direção 
oposta, do sangue para os alvéolos. O processo de difusão é simplesmente o movimento aleatório de 
moléculas em todas as direções, através da membrana respiratória e dos líquidos adjacentes
Os gases movem-se de regiões de maior pressão parcial para regiões de menor pressão parcial. 
A PO2 alveolar normal ao nível do mar é de 100 mmHg. A PO2 do sangue venoso ao entrar no pulmão é de 
cerca de 40 mmHg. O oxigênio, portanto, move-se a favor do seu gradiente de pressão parcial 
(concentração), dos alvéolos para os capilares. A difusão tenta manter a homeostasia e, assim, a PO2 do 
sangue arterial que deixa os pulmões é a mesma que a dos alvéolos: 100 mmHg. 
Nas células de uma pessoa em repouso, a PO2 intracelular média é de 40 mmHg. O sangue arterial que 
chega às células tem uma PO2 de 100 mmHg. Devido a uma menor PO2 nas células, o oxigênio difunde-se 
a favor do gradiente de pressão parcial, ou seja, do plasma para as células. Mais uma vez, a difusão ocorre 
até o seu equilíbrio. Como resultado, o sangue venoso tem a mesma PO2 que as células. 
Por outro lado, a PCO2 é mais elevada nos tecidos do que no sangue capilar sistêmico, devido à produção 
elevada de CO2 durante o metabolismo celular. A PCO2 intracelular em uma pessoa em repouso é de 
cerca de 46 mmHg, comparada à arterial, que gira em torno de 40 mmHg. Essa diferença faz o CO2 se 
difundir para fora das células, em direção aos capilares. A difusão ocorre até o equilíbrio, fazendo a PCO2 
média do sangue venoso sistêmico girar em torno de 46 mmHg. 
Nos capilares pulmonares, o processo é inverso. O sangue venoso trazendo o CO2 das células tem uma 
PCO2 de 46 mmHg. A PCO2 alveolar é de 40 mmHg. Devido ao fato de a PCO2 no sangue venoso ser 
mais elevada que a PCO2 alveolar, o CO2 move-se dos capilares para os alvéolos. Quando o sangue sai da 
circulação pulmonar, ele tem uma PCO2 de 40 mmHg, idêntica à PCO2 dos alvéolos. 
Muitas variáveis influenciam a eficiência da troca gasosa alveolar= primeiro, uma quantidade adequada de 
oxigênio deve chegar aos alvéolos. Uma diminuição na PO2 alveolar significa que menos oxigênio estará 
disponível para chegar ao sangue. Além disso, podem ocorrer problemas com a transferência dos gases 
entre os alvéolos e os capilares pulmonares. Por fim, o fluxo sanguíneo (perfusão) dos alvéolos deve ser 
adequado. Se algum fator prejudicar o fluxo sanguíneo para o pulmão, o corpo será incapaz de obter o 
oxigênio que necessita.
Existem duas possíveis causas para a baixa PO2 alveolar: (1) o ar inspirado tem baixo conteúdo de 
oxigênio ou (2) a ventilação alveolar é inadequada. 
A troca gasosa entre o ar alveolar e o sangue pulmonar se dá através das membranas de todas as porções 
terminais dos pulmões, e não apenas nos alvéolos. Todas essas membranas são conhecidas coletivamente 
como membrana respiratória, também denominada membrana pulmonar.
Assim,os fatores que determinam a rapidez com que um gás atravessará a membrana são (1) a espessura 
da membrana; (2) a área superficial da membrana; (3) o coeficiente de difusão do gás na substância da 
membrana; e (4) a diferença de pressão parcial do gás entre os dois lados da membrana.
Na medida em que a difusão através da membrana é inversamente proporcional à espessura da 
membrana, qualquer fator que aumente a espessura por mais de 2 a 3 vezes da normal pode interferir, 
significativamente, na troca respiratória normal de gases. 
O coeficiente de difusão da transferência de cada gás, através da membrana respiratória, depende da 
solubilidade do gás na membrana e, inversamente, da raiz quadrada do peso molecular do gás. A difusão 
pela membrana respiratória é quase exatamente a mesma da água, por razões já explicadas. Portanto, em 
determinada diferença de pressão, o CO2 se difunde por cerca de 20 vezes mais rápido que o O2. O 
oxigênio se difunde cerca de duas vezes mais rápido que o nitrogênio. 
A diferença de pressão através da membrana respiratória é a diferença entre a pressão parcial do gás nos 
alvéolos e a pressão parcial do gás no sangue dos capilares pulmonares. 
Portanto, a diferença entre essas duas pressões é medida da tendência efetiva das moléculas do gás em 
se moverem através da membrana.
Efeito da Proporção Ventilação-Perfusão na Concentração de Gás Alveolar 
Dois fatores determinam a Po2 e a Pco2 nos alvéolos: (1) a intensidade da ventilação alveolar e (2) a 
intensidade da transferência de O2 e CO2, através da membrana respiratória. Essas discussões 
pressupunham que os alvéolos são ventilados igualmente e que o fluxo de sangue dos capilares alveolares 
é o mesmo em cada alvéolo. Entretanto, mesmo nas condições normais, até certo ponto e especialmente 
em muitas doenças pulmonares, algumas áreas dos pulmões são bem ventiladas, mas não recebem quase 
nenhum fluxo sanguíneo, enquanto outras áreas contam com excelente fluxo sanguíneo, mas pouca ou 
nenhuma ventilação. Em qualquer uma dessas condições, a troca gasosa através da membrana 
respiratória fica seriamente comprometida, e a pessoa pode sofrer angústia respiratória grave, a despeito 
tanto de ventilação total e um fluxo sanguíneo pulmonar total normais, mas com a ventilação e o fluxo 
sanguíneo indo para diferentes partes dos pulmões. Portanto, conceito altamente quantitativo foi 
desenvolvido para nos ajudar a entender a troca respiratória quando não existe balanceamento entre a 
ventilação alveolar e o fluxo sanguíneo alveolar. Esse conceito é denominado proporção ventilação-
perfusão. 
Em termos quantitativos, a proporção ventilação-perfusão é expressa como Va/Q. Quando a Va (ventilação 
alveolar) é Q· normal, em determinado alvéolo, e (fluxo sanguíneo) também está normal, no mesmo alvéolo, 
diz-se que a proporção ventilação/perfusão (Va/Q) está normal. Quando a ventilação (Va) é zero, porém 
ainda existindo perfusão (Q) do alvéolo, a Va/Q é zero. Ou, no outro extremo, quando existe ventilação 
adequada (Va), mas perfusão zero (Q), a proporção Va/Q é infinita. Na proporção zero ou infinita, não ocorre 
troca gasosa através da membrana respiratória do alvéolo afetado, o que explica a importância desse 
conceito. Portanto, explicaremos as consequências respiratórias desses dois extremos. 
Pressões Parciais Alveolares do Oxigênio e do Dióxido de Carbono Quando Va/Q É Igual a Zero. 
Quando Va/Q é igual a zero — ou seja, sem qualquer ventilação alveolar — o ar nos alvéolos entra em 
equilíbrio com o O2 e o CO2 no sangue porque esses gases se difundem entre o sangue e o ar alveolar. À 
medida que o sangue que circula nos capilares é sangue venoso que retorna aos pulmões, proveniente da 
circulação sistêmica, é com os gases nesse sangue que os gases alveolares entram em equilíbrio. Depois, 
aprenderemos que o sangue venoso normal (v−) tem Po2 de 40 mmHg e Pco2 de 45 mmHg. Portanto, 
existem também pressões parciais normais desses dois gases nos alvéolos que contam com fluxo 
sanguíneo, mas nenhuma ventilação. 
Pressões Parciais Alveolares do Oxigênio e do Dióxido de Carbono Quando Va/Q É Igual a Infinito. O 
efeito, nas pressões parciais gasosas alveolares, quando Va/Q é igual a infinito, é totalmente diferente do 
efeito quando Va/Q é igual a zero porque agora não ocorre fluxo sanguíneo capilar para transportar O2 para 
fora e trazer CO2 para os alvéolos. Portanto, em vez de os gases alveolares entrarem em equilíbrio com o 
sangue venoso, o ar alveolar fica quase igual ao ar inspirado umidificado. Ou seja, o ar inspirado não perde 
O2 para o sangue e não ganha CO2 do sangue. E, na medida em que o ar umidificado e inspirado normal 
tem Po2 de 149 mmHg e Pco2 de 0 mmHg, essas serão as pressões parciais desses dois gases no 
alvéolo. 
Troca Gasosa e Pressões Parciais Alveolares Quando Va/Q É Normal. Quando existe tanto ventilação 
alveolar normal quanto fluxo sanguíneo na capilaridade alveolar normal (perfusão alveolar normal), a troca 
de O2 e CO2 através da membrana respiratória é quase ideal, e a Po2 alveolar fica normalmente no nível 
de 104 mmHg, que se situa entre o valor do ar inspirado (149 mmHg) e o do sangue venoso (40 mmHg). Da 
mesma maneira, a Pco2 alveolar fica entre os dois extremos; normalmente é de 40 mmHg, em contraste 
com 45 mmHg no sangue venoso, e 0 mmHg no ar inspirado. Assim, sob condições normais, a Po2 do ar 
alveolar é de 104 mmHg em média, e a Pco2 de 40 mmHg em média.
Transporte de O2 e CO2 
O transporte de O2 e CO2 pelo sangue depende tanto da difusão quanto do fluxo de sangue
O O2 é transportado sob duas formas no sangue: dissolvido e ligado à hemoglobina. Por si só, o O2 
dissolvido é inadequado para suprir a demanda metabólica dos tecidos; dessa forma, o segundo modo de 
transporte de O2, combinado com a hemoglobina, é necessário. 
Quando a Po2 é alta, como nos capilares pulmonares, o O2 se liga à hemoglobina, mas quando a Po2 é 
baixa, como nos capilares teciduais, o O2 é liberado da hemoglobina. Essa é a base de quase todo 
transporte de O2 dos pulmões para os tecidos
O O2 Dissolvido 
O O2 dissolvido é livre em solução e responde por, aproximadamente, 2% do conteúdo total de O2 no 
sangue. Relembre que o oxigênio dissolvido é a única forma de O2 que produz pressão parcial que, por 
outro lado, estimula a difusão de O2 (em contraste, o O2 ligado à hemoglobina não contribui para a 
pressão parcial no sangue). Como descrito pela Lei de Henry, a concentração do O2 dissolvido é 
proporcional à pressão parcial do O2; a constante de proporcionalidade é, simplesmente, a solubilidade do 
O2 no sangue, 0,003 mL O2/100 mL sangue/mmHg. Assim, para a PaO2 normal de 100 mmHg, a 
concentração de O2 dissolvido é 0,3 mL O2/100 mL (100 mmHg × 0,003 mL O2 /100 mL sangue/mmHg).

Nessa concentração, o O2 dissolvido é muitíssimo insuficiente para atender às demandas metabólicas dos 
tecidos. Por exemplo, na pessoa em repouso, o consumo de O2 é em torno de 250 mL O2/min. Se o O2 
distribuído para os tecidos fosse baseado, estritamente, no componente dissolvido, então 15 mL O2/min 
seriam entregues aos tecidos (distribuição de O2 = débito cardíaco × concentração de O2 dissolvido, ou 5 
L/min × 0,3 mLO2/100 mL = 15 mLO2/min). Claramente, essa quantidade é insuficiente para suprir as 
necessidades metabólicas de 250 mL O2/min. É necessário mecanismo adicional para transportar grandes 
quantidades de O2 no sangue — esse mecanismo é o O2 ligado à hemoglobina
O O2 Ligado à Hemoglobina 
Os 98% remanescentes do conteúdo total de O2 no sangue são reversivelmente ligados à hemoglobina no 
eritrócito. A hemoglobina é proteína globular, consistindo de quatro subunidades. Cada subunidade 
contém um domínio heme, que é uma porfirina ligada ao íon ferro, e uma cadeia polipeptídica que é 
designada como α ou β. A hemoglobina, no adulto (hemoglobina A), é chamada α2β2; duas subunidades 
contêm cadeias α e duas cadeias β. Cada subunidade pode ligar-se a uma molécula de O2, para o total de 
quatro moléculasde O2 por molécula de hemoglobina. Quando a hemoglobina está oxigenada, ela é 
chamada oxiemoglobina; quando está desoxigenada, é chamada de desoxiemoglobina. Para as unidades 
se ligarem ao O2, o ferro, nos domínios heme, deve estar no estado ferroso (i.e., Fe2+).
Hemoglobina 
Existem muitas variantes da molécula de hemoglobina: 
Metemoglobina. Se o componente ferro do domínio permanece no estado férrico, ou Fe3+ (em vez do 
estado normal Fe2+), a hemoglobina é chamada metemoglobina.
A metemoglobina não se liga ao O2. A metemoglobinemia tem diversas causas, incluindo a oxidação do 
Fe2+ a Fe3+ por nitritos e sulfonamidas. Existe também variante congênita da doença na qual ocorre 
redução da metemoglobina redutase, enzima nos eritrócitos que, normalmente, mantém o ferro no seu 
estado reduzido. 
Hemoglobina fetal (hemoglobina F, HbF). Na hemoglobina fetal, as duas cadeias β estão substituídas por 
cadeias γ dando sua denominação de α2γ2. A consequência 
fisiológica dessa modificação é que a hemoglobina F tem maior afinidade por O2 do que a hemoglobina A, 
facilitando o movimento do O2 da mãe para o feto. A 
hemoglobina F é variante normal presente no feto, sendo substituída pela hemoglobina A no primeiro ano 
de vida.

Hemoglobina S. A hemoglobina S é variante anormal da hemoglobina que causa a anemia falciforme 
(siclemia). Na hemoglobina S, as subunidades α são normais, mas as β são anormais, recebendo a 
denominação . Na forma desoxigenada, a hemoglobina S forma eritrócitos distorcidos, em formato de 
foice. Essa deformação pode resultar na oclusão de pequenos vasos sanguíneos. A afinidade por O2 da 
hemoglobina S é menor que a afinidade da hemoglobina A pelo O2
Capacidade de Ligação com O2 e Conteúdo de O2: 
Considerando que a maioria do O2 transportado no sangue é reversivelmente ligada à hemoglobina, o 
conteúdo de O2 no sangue é primeiro determinado pela concentração de hemoglobina e por sua 
capacidade de ligação ao O2. 
A capacidade de ligação ao O2 é a quantidade máxima de O2 que pode ser ligada à hemoglobina, por 
volume de sangue, supondo-se que a hemoglobina fique 100% saturada (i.e., todos os quatro grupos 
heme e de cada molécula de hemoglobina estarão ligados a O2). 
A capacidade de ligação com o O2 é medida pela exposição do sangue a ar com Po2 muito alta (de 
maneira que a concentração seja 100% saturada), e pela correção da pequena quantidade de O2 presente 
na forma dissolvida (para corrigir pelo O2 dissolvido, lembre-se de que a solubilidade do O2 no sangue é 
0,003 mL O2/100 mL sangue/mmHg). Outra informação necessária para calcular a capacidade de ligação 
de O2 é que 1 g de hemoglobina A pode se ligar a 1,34 mL O2 e que a concentração normal da 
hemoglobina A no sangue é 15 g/100 mL. A capacidade de ligação ao O2, no sangue, é então 20,1 mL 
O2/100 mL sangue (15 g/100 mL × 1,34 mL O2/g hemoglobina = 20,1 mL O2/100 mL sangue). 
O conteúdo de O2 é a quantidade total de O2 por volume do sangue. O conteúdo de O2 pode ser 
calculado a partir da capacidade de ligação do O2 à hemoglobina e da porcentagem de saturação da 
hemoglobina, somado a qualquer O2 dissolvido (relembre que a capacidade de ligação ao O2 da 
hemoglobina é determinada em 100% de saturação com todos os grupos heme ligados a O2 em todas as 
moléculas de hemoglobina). 
Conteúdo de O2 = Quantidade de O2 no sangue (mL O2/100 mL sangue) 
Capacidade de ligação ao O2 = Máxima quantidade de O2 ligado à hemoglobina (mL O2/100 mL sangue) 
medido em 100% de saturação 
Porcentagem de saturação = % de grupos heme ligados à O2.

O2 dissolvido = O2, não ligado, no sangue (mL O2/100 mL sangue)
A Distribuição de O2 aos Tecidos 
A quantidade de O2, entregue aos tecidos, é determinada pelo fluxo sanguíneo e pelo conteúdo de O2 no 
sangue. Em termos da totalidade do organismo, o fluxo sanguíneo é considerado como sendo o débito 
cardíaco. O conteúdo de O2, no sangue, como descrito antes, é a soma do O2 dissolvido (2%) e do O2 
ligado à hemoglobina (98%). Então, a distribuição de O2 é descrita como segue: 
 
DIFUSÃO DE OXIGÊNIO DOS CAPILARES PERIFÉRICOS PARA O LÍQUIDO TECIDUAL 
Quando o sangue arterial chega aos tecidos periféricos, sua Po2 nos capilares ainda é 95 mmHg. Contudo, 
a Po2 no líquido intersticial, que banha as células teciduais, é, em média, de apenas 40 mmHg. Assim, 
existe enorme diferença da pressão inicial que faz com que o O2 se difunda, com rapidez, do sangue 
capilar para os tecidos — tão rapidamente que a Po2 capilar diminui, quase se 
igualando à pressão de 40 mmHg, no interstício. Portanto, a Po2 do sangue que 
deixa os capilares dos tecidos e entra nas veias sistêmicas é também de 
aproximadamente, 40 mmHg. 
Curva de Dissociação da O2-Hemoglobina 
O O2 se combina, reversível e rapidamente, com hemoglobina, ligando-se aos grupos heme em cada uma 
das quatro subunidades da molécula de hemoglobina. Cada molécula de hemoglobina, então, tem a 
capacidade de se ligar a quatro moléculas de O2. Nessa configuração, a saturação é 100%. Se menos que 
quatro moléculas de O2 são ligadas aos grupos heme, então, a saturação é menor que 100%. Por 
exemplo, se, em média, cada molécula de hemoglobina contém três moléculas de O2 ligadas, então, a 
saturação é de 75%; se, em média, cada hemoglobina contém duas moléculas de O2 ligadas, a saturação 
será de 50%; e, se apenas uma molécula de O2 estiver ligada, a saturação será de 25%
A porcentagem de saturação da hemoglobina é função da Po2 do sangue, como 
descrito pela curva de dissociação da O2-hemoglobina. A característica mais
relevante dessa curva é seu formato sigmoide. Em outras palavras, a porcentagem de saturação dos sítios 
heme não aumenta linearmente quando a Po2 aumenta. Em vez 
disso, a porcentagem de saturação aumenta, de forma íngreme, quando a Po2 aumenta de zero até, 
aproximadamente, 40 mmHg, e ela então forma platô entre 50 e 100 mmHg.
A Po2 que corresponde a 50% de saturação da hemoglobina é chamada de P50.
A figura mostra a curva de dissociação oxigênio-hemoglobina, que apresenta aumento 
progressivo da porcentagem de hemoglobina ligada ao O2, à medida que a Po2 do 
sangue se eleva, o que é denominado percentual de saturação de hemoglobina. Na 
medida em que o sangue que deixa os pulmões e entra nas artérias sistêmicas tem, 
em geral, a Po2 em torno de 95 mmHg, é possível ver, a partir da curva de 
dissociação, que a saturação usual de O2 do sangue arterial sistêmico é, em média, 
de 97%. Por outro lado, no sangue venoso normal que retorna dos tecidos periféricos, a Po2 é cerca de 40 
mmHg e a saturação de hemoglobina é, em média, de 75%
O sangue da pessoa normal contém cerca de 15 gramas de hemoglobina em cada 100 mililitros de sangue, 
e cada grama de hemoglobina pode se ligar ao máximo de 1,34 mililitro de O2 (1,39 mililitro quando a 
hemoglobina é quimicamente pura, mas impurezas como a metemoglobina reduzem esse valor). Portanto, 
15 vezes 1,34 é igual a 20,1, o que significa que, em média, os 15 gramas de hemoglobina em 100 mililitros 
de sangue conseguem se combinar com o total quase exato de 20 mililitros de O2, se a hemoglobina 
estiver 100% saturada. Isso, normalmente, é expresso como 20 volumes percentuais. A curva de 
dissociação de O2-hemoglobina para a pessoa normal pode ainda ser expressa em termos de volume 
percentual de O2
A quantidade total de O2 ligado à hemoglobina no sangue arterial sistêmico normal, que é 97% saturado, é 
cerca de 19,4 mililitros por 100 mililitros de sangue. Ao passar pelos capilares teciduais, essa quantidade é 
reduzida, em média, para 14,4 mililitros (Po2 de 40 mmHg, hemoglobina 75% saturada). Assim, sob 
condições normais, cerca de 5 mililitros de O2 são transportados dos pulmões para os tecidos a cada 100 
mililitros de fluxo sanguíneo. 
 
Transporte de Oxigênio Aumenta, de Forma Importante, Durante o Exercício Extenuante. No exercício 
intenso, as células musculares utilizam O2 com intensidade acelerada, o que, em casos extremos, pode 
fazer com que a Po2do líquido intersticial muscular caia do valor normal de 40 mmHg para valor tão baixo 
quanto 15 mmHg. Nesse ponto de baixa pressão, apenas 4,4 mililitros de O2 permanecem ligados à 
hemoglobina, em cada 100 mililitros de sangue. Assim, 19,4 − 4,4, ou 15 mililitros são a quantidade de O2 
realmente liberada para os tecidos, por cerca de 100 mililitros de fluxo sanguíneo, o que significa que, 
sejam liberados três vezes mais O2 que o normal para cada volume de sangue que passa pelos tecidos. 
Além disso, lembremo-nos que o débito cardíaco pode aumentar por 6 a 7 vezes o normal, em corredores 
de maratona bem treinados. Assim, multiplicando-se o aumento do débito cardíaco (6 a 7 vezes) pelo 
aumento do transporte de O2 em cada volume de sangue (o triplo), resulta em elevação de 20 vezes do 
transporte de O2 para os tecidos. 
Forma Sigmoide 
A forma do trecho íngreme da curva é o resultado da mudança da afinidade dos grupos heme para cada 
molécula de O2 a que, sucessivamente, se combina: a ligação da primeira molécula de O2 a grupo heme 
aumenta a afinidade para a segunda molécula de O2; a ligação da segunda molécula aumenta a afinidade 
pela ligação da terceira e assim por diante. A afinidade pela quarta, e última, molécula de O2 é a maior e 
ocorre em valores entre cerca de 60 e 100 mmHg (onde a saturação é, aproximadamente, 100%, 
correspondendo a quatro moléculas de O2 por molécula de hemoglobina). Este fenômeno é descrito como 
cooperatividade positiva. 
P50 : Ponto significativo na curva de dissociação da O2-hemoglobina é a P50. A P50 é a Po2 na qual a 
hemoglobina está 50% saturada (i.e., onde dois dos quatro grupos heme estão ligados ao O2). A alteração 
do valor da P50 é indicador para a mudança da afinidade da hemoglobina pelo O2. Aumento na P50 reflete 
redução da afinidade, e redução na P50 reflete aumento da afinidade. 
A forma sigmoide da curva de dissociação da O2-hemoglobina ajuda a explicar o porquê do O2 ser 
carregado para os capilares sanguíneos pulmonares, a partir do gás alveolar, e descarregado dos capilares 
sistêmicos para os tecidos. Nos maiores valores da Po2 (i.e., sangue arterial sistêmico), a afinidade da 
hemoglobina pelo O2 é a mais alta; nos pequenos valores de Po2 (i.e., no sangue venoso misto), a 
afinidade pelo O2 é a mais baixa. 
O ar alveolar, o capilar sanguíneo pulmonar e o sangue arterial sistêmico têm todos Po2 de 100 mmHg. No 
gráfico, a Po2 de 100 mmHg corresponde a quase 100% de 
saturação, com todos os grupos heme ligados ao O2, e a afinidade para O2, nesse maior valor, se deve à 
cooperatividade positiva. Por outro lado, o sangue venoso misto tem a Po2 de 40 mmHg (devido ao fato de 
o O2 ter difundido dos capilares sistêmicos para o interior dos tecidos). No gráfico, a Po2 de 40 mmHg 
corresponde a, aproximadamente, 75% de saturação e a menor afinidade da hemoglobina por O2. Dessa 
forma, o formato sigmoide da curva reflete mudanças da afinidade da hemoglobina por O2, e essas 
mudanças facilitam o carregamento do O2 nos pulmões (onde a Po2 e a afinidade são máximas) e o 
descarregamento de O2 nos tecidos (onde a Po2 e a afinidade são mínimas). 
Nos pulmões, a PaO2 é 100 mmHg. A hemoglobina está, aproximadamente, 100% saturada (todos os 
grupos heme estão ligados ao O2). Devido à cooperatividade positiva, a afinidade é a maior e o O2 é mais 
avidamente ligado (a porção achatada da curva). A maior afinidade faz sentido, porque é importante ter 
tanto O2 quanto possível carregado no interior do sangue arterial nos pulmões. Também, como o O2 está 
tão avidamente ligado à hemoglobina nessa faixa, relativamente menos O2 está na forma dissolvida, para 
produzir a pressão parcial; ao manter a Po2 do sangue capilar pulmonar mais baixa que a Po2 do gás 
alveolar, a difusão do O2 para o interior dos capilares vai continuar. A porção achatada da curva se estende 
de 100 mmHg a 60 mmHg, o que significa que humanos podem tolerar reduções substanciais da Po2 para 
60 mmHg (p. ex., causado por reduções na pressão atmosférica) sem comprometer, significativamente, a 
quantidade de O2 transportado pela hemoglobina. 
Nos tecidos, a PO2 é de cerca de 40 mmHg, muito menor do que seu valor nos pulmões. Na Po2 de 40 
mmHg a hemoglobina é apenas 75% saturada e a afinidade pelo O2 está reduzida. O O2 não está tão 
fortemente ligado nessa parte da curva, o que facilita o desligamento do O2 nos tecidos.


O gradiente de pressão parcial para a difusão do O2, direcionada para o interior dos tecidos, é mantido de 
duas maneiras: primeiro, o tecido consome o O2, mantendo sua Po2 baixa. Segundo, a menor afinidade 
por O2 garante que o O2 será desligado mais prontamente da hemoglobina; o O2 desligado está livre no 
sangue, cria a pressão parcial, e a Po2 no sangue é mantida relativamente elevada. Como a Po2 dos 
tecidos é mantida relativamente baixa, o gradiente da pressão parcial, que motiva a difusão do O2 do 
sangue para os tecidos, é mantido.
Mudanças na Curva de Dissociação da O2-Hemoglobina 
A curva de dissociação da O2-hemoglobina pode ser deslocada para a direita ou para a esquerda. Tal 
deslocamento reflete as variações da afinidade da hemoglobina pelo O2 e produz alterações da P50. 
Os deslocamentos podem ocorrer, sem que haja qualquer mudança na capacidade de ligação de O2, a 
curva pode deslocar-se para a esquerda ou para a direita, mas a forma da mesma permanece inalterada. 
Um deslocamento para a direita ou para a esquerda pode ocorrer, no qual a capacidade de hemoglobina 
em se ligar ao O2 também muda e, nesse caso, a forma da curva muda. 
É sua função como um sistema “tampão de O2 tecidual”, ou seja, a hemoglobina no sangue é basicamente 
responsável por estabilizar a Po2 nos tecidos. Isso pode ser explicado como se segue.
Voltando à curva de dissociação de oxigênio-hemoglobina, é possível ver que para os 5 mililitros usuais de 
O2 serem liberados por 100 mililitros de fluxo sanguíneo a Po2 deve cair para cerca de 40 mmHg. Portanto, 
a Po2 tecidual normalmente não pode aumentar acima desse nível de 40 mmHg porque, se o fizer, a 
quantidade de O2 necessitada pelos tecidos não seria liberada pela hemoglobina. Dessa forma, a 
hemoglobina normalmente estabelece o limite superior da Po2 nos tecidos, em torno de 40 mmHg. 
 
Desvios para a direita são associados a P50 aumentada e redução da afinidade.
Desvios para a esquerda são associados a P50 reduzida e aumento da afinidade. 
Desvios para a Direita 
 Os desvios da curva de dissociação da O2-hemoglobina para a direita ocorrem quando existe redução da 
afinidade da hemoglobina pelo O2. Uma redução na afinidade é refletida como aumento da P50, que 
significa que 50% de saturação são conseguidos com valor de Po2 maior que o normal. Quando a 
afinidade é diminuída, a descarga do O2 nos tecidos é facilitada. Fisiologicamente, os fatores que causam 
a redução na afinidade e desvio para a direita da curva de dissociação da O2- hemoglobina são 
compreensíveis: em cada caso, é vantajoso facilitar a descarga de O2 nos tecidos.
Aumentos na Pco2 e reduções no pH. Quando a atividade metabólica dos tecidos acelera, a produção do 
CO2 é aumentada; a elevação da PCo2 tecidual causa aumento na concentração do H+ e redução do pH. 
Juntos, estes efeitos reduzem a afinidade da hemoglobina pelo O2, deslocam a curva da dissociação da 
O2-hemoglobina para a direita, e aumentam a P50, todos os quais facilitam a descarga do O2 da 
hemoglobina nos tecidos. Esse mecanismo ajuda a garantir que a oferta de O2 possa alcançar sua 
demanda (p. ex., no músculo esquelético). O efeito da Pco2 e do pH, sobre a curva da dissociação da O2-
hemoglobina é chamado efeito Bohr. 
Quando o corpo sofre alterações no pH do sangue? Uma situação é com um esforço máximo que 
direciona a célula para o metabolismo anaeróbio. O metabolismo anaeróbio durante o exercício físico nas 
fibras musculares libera H+ para o citoplasma e para o líquido extracelular. Como as concentrações de H+ 
aumentam, o pH diminui, a afinidade da hemoglobina pelooxigênio diminui e a curva de saturação da 
HbO2 desloca-se para a direita. Mais oxigênio é liberado para o tecido à medida que o sangue se torna 
mais ácido (decréscimo de pH). Um desloca- mento na curva de saturação da hemoglobina que resulta de 
uma mudança no pH é chamado de efeito Bohr
Aumento da temperatura. Os aumentos da temperatura podem causar deslocamento para a direita da 
curva de dissociação da O2-hemoglobina e aumento da P50. Considerando o exemplo do músculo 
esquelético em exercício, esse efeito é, também, lógico. Enquanto o aquecimento é produzido pelo 
músculo em trabalho, a curva de dissociação da O2-hemoglobina desloca-se para a direita, fornecendo 
mais O2 para os tecidos. 
Aumento na concentração do 2,3-difosfoglicerato (2,3-DPG). O 2,3-DPG é um produto colateral da 
glicólise, nos eritrócitos, que se liga às cadeias β da desoxiemoglobina e reduz sua afinidade pelo O2. Essa 
redução da afinidade faz com que a curva de dissociação da O2-hemoglobina se desvie para a direita e 
facilite a descarga do O2 nos tecidos. A produção do 2,3-DPG aumenta em condições hipóxicas. Por 
exemplo, morar em altitude elevada causa hipoxemia, que estimula a produção de 2,3-DPG nos eritrócitos. 
Por si, os níveis aumentados do 2,3-DPG facilitam a entrega do O2 aos tecidos e representa mecanismo 
adaptativo
Um fator adicional que afeta a ligação oxigênio-hemOglobina é o 2,3-bifosfoglicerato (2,3-BPG; também 
conhecido como 2,3-difosfoglicerato ou 2,3-DPG), um composto intermediário da via da glicólise. A hipóxia 
crônica (períodos prolongados de oxigênio baixo) desencadeia um aumento na produção de 2,3-BPG nos 
eritrócitos. A concentração aumentada de 2,3-BPG diminui a afinidade da HbO2 e desloca a curva de 
saturação para a direita. Subir a uma grande altitude e anemia são duas situações que aumentam a 
produção de 2,3-BPG. 
Deslocamento para a Esquerda 
Os deslocamentos da curva de dissociação da O2-hemoglobina para a esquerda ocorrem quando ocorre 
aumento da afinidade da hemoglobina para o O2. O aumento da afinidade é refletido pela redução na P50, 
que significa que 50% de saturação ocorrem em valor de Po2 menor que o normal. Quando a afinidade é 
aumentada, a descarga de O2, nos tecidos, é mais difícil (i.e., a ligação do O2 é mais intensa). 
Reduções da Pco2 e aumentos do pH. O efeito de reduções da Pco2 e aumentos do pH são, novamente, o 
efeito Bohr. Quando ocorre redução do metabolismo dos tecidos, existe diminuição da produção do CO2, 
concentração diminuída de H+ e pH aumentado, resultando no deslocamento para a esquerda da curva de 
dissociação da O2-hemoglobina. Dessa forma, quando a demanda para O2 é reduzida, o O2 ficará mais 
fortemente ligado à hemoglobina e menos liberado para os tecidos
Reduções da temperatura. Diminuições na temperatura têm efeito oposto aos aumentos — a curva se 
desloca para a esquerda. Quando o metabolismo tecidual diminui, menos calor é produzido e menos O2 é 
liberado nos tecidos.
Reduções da concentração de 2,3-DPG. Reduções da concentração de 2,3-DPG também refletem 
metabolismo tecidual reduzido, causando desvio esquerdo na curva, e menos O2 liberado nos tecidos. 
Hemoglobina F. Como descrito antes, a hemoglobina F é a variante fetal da hemoglobina. As cadeias β da 
hemoglobina do adulto (hemoglobina A) são substituídas pelas cadeias γ em hemoglobina F. Essa 
modificação resulta em aumento da afinidade da hemoglobina por O2, deslocamento para a esquerda da 
curva de dissociação O2-hemoglobina, e menor P50. 
O mecanismo do deslocamento para a esquerda é baseado na ligação do 2,3-DPG. Ele não se liga, tão 
avidamente, às cadeias γ da hemoglobina F quanto o faz para as cadeias β da hemoglobina A. Quando há 
menos 2,3-DPG ligado, a afinidade por O2 aumenta, o que é benéfico ao feto, cuja PaO2 é baixa 
(aproximadamente, 40 mmHg). 
A hemoglobina fetal (HbF) tem duas cadeias proteicas gama no lugar das duas cadeias beta, encontradas 
na hemoglobina de um indivíduo adulto. A presença das cadeias gama aumenta a capacidade da 
hemoglobina fetal de ligar o oxigênio no ambiente de baixo oxigênio da placenta. A afinidade alterada é um 
reflexo de uma diferença na curva de saturação da HbO2 fetal. Em qualquer PO2 placentária, o oxigênio 
liberado pela hemoglobina materna é captado pela hemoglobina fetal, que tem maior afinidade para liberar 
ao feto em desenvolvimento. Logo após o nascimento, a hemoglobina fetal é substituída pela forma adulta 
à medida que novos eritrócitos são produzidos
Monóxido de Carbono 
Todos os efeitos da curva de dissociação da O2-hemoglobina, já discutidos, envolveram deslocamentos 
para a direita e para a esquerda. O efeito do monóxido de carbono é diferente: ele reduz o O2 ligado à 
hemoglobina e também causa deslocamento para a esquerda da curva de dissociação da O2-hemoglobina 
Efeitos do monóxido de carbono sobre a curva de dissociação da O2- hemoglobina: reduz o número de 
sítios disponíveis para a ligação do O2 na hemoglobina e causa desvio para a esquerda na curva de 
dissociação da O2- hemoglobina. 
O CO liga-se à hemoglobina com afinidade 250 vezes maior que o O2 para formar a 
carboxiemoglobina. Em outras palavras, quando a pressão parcial do CO é apenas 1/250 da do O2, 
quantidades iguais de CO e O2 se ligarão à hemoglobina! Já que o O2 não consegue se ligar a grupos 
heme já ligados ao CO, a presença do CO reduz o número de sítios disponíveis para ligação do O2 na 
hemoglobina. No exemplo, a hemoglobina ligada ao O2 está reduzida a 50%, o que significa que metade 
dos sítios de ligação estaria disponível para O2. As implicações para o transporte de O2 são óbvias: só 
esse efeito reduziria o conteúdo sanguíneo e a entrega de O2 aos tecidos em 50%.

O CO também causa deslocamento para a esquerda da curva de dissociação da O2- hemoglobina: os 
grupos heme não ligados ao CO têm afinidade aumentada pelo O2. Assim, a P50 é menor, dificultando a 
descarga de O2 aos tecidos. Juntos, esses dois efeitos do CO sobre a ligação do O2 à hemoglobina são 
catastróficos para a entrega de O2 aos tecidos. Não apenas haverá a redução na capacidade de ligação do 
O2 pela hemoglobina, mas o restante dos grupos heme ligar- se-á mais avidamente ao O2 
Formas do CO2 no Sangue 
O CO2 é transportado no sangue sob três formas: como CO2 dissolvido, como carbaminoemoglobina 
(CO2 ligado à hemoglobina) e como bicarbonato (HCO3−) que é a forma quimicamente modificada do 
CO2. Sem dúvida, dessas formas o HCO3− é quantitativamente a mais importante.
CO2 Dissolvido 
Como o O2, parte do CO2 no sangue está na forma dissolvida. A concentração da solução de CO2 é dada 
pela lei de Henry, que afirma que a concentração de CO2 no sangue é a pressão parcial multiplicada pela 
solubilidade do CO2. A solubilidade do CO2 é 0,07 mL CO2/100 mL sangue/mmHg; dessa forma, a 
concentração de CO2 dissolvido no sangue arterial, como calculado pela lei de Henry, é 2,8 mL CO2/100 
mL sangue (40 mmHg × 0,07 mL CO2/100 mL sangue/mmHg), que é, aproximadamente, 5% do conteúdo 
total de CO2 no sangue (relembre que, devido à menor solubilidade do O2, comparado ao CO2, o O2 
dissolvido é apenas 2% do total do O2 no sangue). 
Carbaminoemoglobina 
O CO2 liga-se aos grupos terminais amina nas proteínas (p. ex., hemoglobina e proteínas plasmáticas 
como albumina). Quando o CO2 está ligado à hemoglobina, é chamado de carbaminoemoglobina, que 
responde por cerca de 3% do total de CO2. O CO2 se liga à hemoglobina em sítio distinto ao utilizado pelo 
O2. Como discutido acima, a ligação do CO2 à hemoglobina reduz a sua afinidade pelo O2 e causa 
deslocamento para a direita da curva de dissociação da O2-hemoglobina (efeito Bohr). Por outro lado, o O2 
ligado à hemoglobina muda sua afinidade pelo CO2, e, quando existe menos O2 ligado, a afinidade da 
hemoglobina pelo CO2 aumenta (o efeito Haldane). Esses efeitos mútuos do O2 e CO2 sobre suas ligações 
à hemoglobina fazem sentido — nos tecidos, enquanto o CO2 é produzido e se liga à hemoglobina, sua 
afinidadepelo O2 é reduzida e ela libera O2 nos tecidos mais rapidamente; por outro lado, a liberação do 
O2 aumenta a afinidade da hemoglobina pelo CO2 que está sendo produzido nos tecidos.
A maior parte do dióxido de carbono que entra nos eritrócitos é convertida em bicarbonato, porém cerca 
de 23% do CO2 no sangue venoso se liga diretamente à hemoglobina. Nos tecidos, quando o oxigênio 
deixa a hemoglobina, o CO2 liga-se aos grupamentos amino (-NH2) da hemoglobina livre, formando 
carbaminoemoglobina: 
HCO − 3 
Quase todo o CO2 transportado no sangue está na forma quimicamente modificada, HCO3−, que 
responde por mais de 90% do total de CO2. As reações que produzem HCO3− a partir do CO2 envolvem a 
combinação do CO2 com a H2O, formando o ácido fraco H2CO3. Essa reação é catalisada pela enzima 
anidrase carbônica, presente na maior parte das células. Por outro lado, o H2CO3 se dissocia em H+ e 
HCO3−, ambas as reações sendo reversíveis, e a anidrase carbônica catalisa tanto a hidratação do CO2 
quanto a desidratação da H2CO3. Assim:
 
Nos tecidos, o CO2 gerado pelo metabolismo aeróbico é adicionado ao sangue capilar sistêmico, 
convertido a HCO3− pelas reações antes descritas, e transportado até os pulmões. Nos pulmões, o 
HCO3− é reconvertido a CO2 e expirado.
1. Nos tecidos, o CO2 é produzido a partir do metabolismo aeróbico. O CO2, então, se difunde, através 
das membranas celulares, e cruza a parede capilar para o interior do eritrócito. O transporte do CO2, 
através de cada uma destas membranas, ocorre por difusão simples, impelido pelo gradiente de pressão 
parcial do CO2
2. A anidrase carbônica é encontrada em elevada concentração nos eritrócitos. Ela 

catalisa a hidratação do CO2 para formar H2CO3. Nas hemácias, as reações são 

deslocadas para a direita, por ação das massas, já que o CO2 está sendo fornecido pelo tecido. 
3. Nas hemácias, o H2CO3 se dissocia em H+ e HCO3−. O H+ permanece nas hemácias e vai ser 
tamponado pela desoxiemoglobina, e o HCO3− é transportado para o plasma, por troca por Cl− (cloreto). 
4. Se o H+ produzido nessas reações permanecesse livre em solução, ele iria acidificar as hemácias e o 
sangue venoso. Então, o H+ deve ser tamponado, de forma que o pH, nas hemácias (e no sangue), 
permaneça dentro da faixa fisiológica. O H+ é tamponado nas hemácias pela desoxiemoglobina e é 
transportado pelo sangue venoso nessa forma. É interessante que desoxiemoglobina seja melhor tampão 
para o H+ que a oxiemoglobina: no momento que o sangue chega ao terminal venoso dos capilares, a 
hemoglobina está, convenientemente, na sua forma desoxigenada (forneceu seu O2 para os tecidos). 


5. HCO3− produzido nessas reações é trocado por Cl−, através da membrana da hemácia (para manter o 
balanço de cargas), e o HCO3− é transportado até os pulmões no plasma do sangue venoso. A troca Cl−-
HCO3−, ou desvio do Cl−, é executada por proteína trocadora de ânions, chamada de proteína da banda 
três (devido à sua proeminência no perfil eletroforético do sangue).

Todas as reações descritas anteriormente ocorrem no sentido reverso nos pulmões. O H+ é liberado de 
seus sítios de tamponamento na deoxiemoglobina. O HCO3− penetra nas hemácias pela troca por Cl−, H+ 
e HCO3− se combinam para formar H2CO3, e esse se dissocia em CO2 e H2O. O CO2 regenerado e a 
H2O são expirados pelos pulmões. 
CURVA DE DISSOCIAÇÃO DO DIÓXIDO DE CARBONO 
A curva — denominada curva de dissociação do CO2 — registra a dependência do CO2 sanguíneo total, 
em todas as suas formas da Pco2. Observe que a Pco2 do sangue normal varia em uma faixa estreita entre 
os limites de 40 mmHg, no sangue arterial, e 45 mmHg, no sangue venoso. Observe também, que a 
concentração normal de CO2 no sangue em todas as suas formas é cerca de 50 volumes percentuais, mas 
apenas 4 volumes percentuais são trocados durante o transporte normal do CO2, dos tecidos para os 
pulmões. Ou seja, a concentração aumenta para aproximadamente 52 volumes percentuais, à medida que 
o sangue passa para os tecidos, e cai, para cerca de 48 volumes percentuais, à medida que o sangue 
passa pelos pulmões. 
QUANDO O OXIGÊNIO SE LIGA À HEMOGLOBINA, O DIÓXIDO DE CARBONO É LIBERADO (O EFEITO 
HALDANE) AUMENTANDO O TRANSPORTE DE DIÓXIDO DE CARBONO 
Antes, neste Capítulo, apontamos que o aumento do CO2 sanguíneo desloca o O2 da hemoglobina (o 
efeito Bohr), o que é fator importante para aumentar o transporte de O2. O inverso também é verdadeiro: a 
ligação do O2 com a hemoglobina tende a deslocar CO2 do sangue. Na verdade, esse efeito, denominado 
efeito Haldane, é quantitativamente bem mais importante, na promoção do transporte de CO2 do que o 
efeito Bohr na promoção do transporte de O2. 
O efeito Haldane resulta do simples fato de que a combinação do O2 com hemoglobina, nos pulmões, faz 
com que a hemoglobina passe a atuar como ácido mais forte. Assim se desloca o CO2 do sangue para os 
alvéolos de duas maneiras. Em primeiro lugar, quanto mais ácida a hemoglobina, menos ela tende a se 
combinar com o CO2, para formar carbaminoemoglobina, deslocando, assim, grande parte do CO2 
presente na forma carbamino do sangue. Em segundo lugar, a maior acidez da hemoglobina também faz 
com que ela libere muitos íons hidrogênio que se ligam aos íons bicarbonato para formar ácido carbônico, 
que, por sua vez, o se dissocia em água e CO2, e o CO2 é liberado do sangue para os alvéolos e, 
finalmente, para o ar. 
Hipoxemia. hipóxia e isquemia 
A hipoxemia é definida como a diminuição da Po2 arterial. Hipóxia é a redução na oferta, ou menor 
utilização, de O2 nos tecidos. A hipoxemia é causa de hipóxia dos tecidos, embora não seja a única. 
Causas hipoxemia: 
Instrumento útil para comparar as várias 
causas da hipoxemia é o gradiente A − a, 
ou diferença A− a. O gradiente A − a é a 
diferença entre a Po2 do gás alveolar 
( PaO2) e a Po2 do sangue arterial 
sistêmico (PaO2).
Brevemente, o gradiente A − a descreve se 
houve equilíbrio do O2 entre o gás alveolar e o capilar sanguíneo pulmonar (que se torna o sangue arterial 
sistêmico). Normalmente, o O2 se equilibra, através da barreira alveolar/capilar pulmonar, e o gradiente A − 
a é próximo a zero. Em algumas, mas não todas as causas da hipoxemia, o gradiente A − a está 
aumentado ou alargado, sinalizando defeito no equilíbrio do O2 
Altitude elevada causa hipoxemia porque a pressão barométrica (Pb) está diminuída, o que reduz a Po2 do 
ar inspirado ( PiO2) e do ar alveolar (PaO2). O equilíbrio do O2, através da barreira alveolar/capilar 
pulmonar, é normal, e o sangue arterial sistêmico consegue a mesma (baixa) Po2 que o ar alveolar. Como a 
PaO2 e a PaO 2são praticamente iguais, o gradiente A − a é normal. Na altitude elevada, respirar O2 
suplementar aumenta a Po2 arterial, por elevar a Po2 inspirada e 
alveolar.
A hipoventilação causa hipoxemia pela redução da Po2 alveolar (menos ar inspirado fresco é trazido para 
os alvéolos). O equilíbrio do O2 é normal, e o sangue arterial sistêmico alcança a mesma (e baixa) Po2 no 
ar alveolar. A PaO2 e a PaO2 são aproximadamente iguais, e o gradiente A − a é normal. Na hipoventilação, 
respirar O2 suplementar aumenta a Po2 arterial, por aumentar a Po2 alveolar. 
Problemas da difusão (p. ex., fibrose, edema pulmonar) causam hipoxemia, por aumentar a distância de 
difusão ou reduzir a área de superfície para a difusão. O equilíbrio do O2 é afetado, a PaO2 é menor que a 
PaO2, e o gradiente A− a é aumentado. Com defeitos da difusão, respirar O2 suplementar aumenta a Po2 
arterial pela elevação da Po2 alveolar e da força motriz para a difusão do O2. 
Problemas na V/Q podem causar hipoxemia e aumento do gradiente A − a. Relembre que os problemas na 
V/Q geralmente se apresentam como constelação de anormalidades que podem incluir regiões de espaço 
morto, elevado V/Q, baixo , e desvio. Relembre, também, que regiões de elevada V/Q têm Po2 elevada e 
baixa V/Q, Po2 baixa. A questão pode, então, surgir: Nos problemas V/Q, por que as regiões de elevada V/
Qnão compensam as regiões de baixa V/Q, já que a Po2 deixando os pulmões é normal? A resposta é 
que, enquanto regiões com elevada contêm sangue com Po2 elevada, o fluxo sanguíneo, para essas 
regiões, é baixo (i.e., relação elevada) e contribui muito pouco para o fluxo sanguíneo total. Regiões de 
baixa, onde a Po2 é baixa, recebem o maior fluxo sanguíneo e o maior efeito global sobre a Po2 do sangue 
que deixa os pulmões. Nos problemas V/Q, o O2 suplementar pode ser útil, principalmente, porque ele 
aumenta a Po2 das regiões com baixas V/Q, onde é maior o fluxo sanguíneo.

Os desvios direita-esquerda (desvios cardíacos direito-esquerdo e desvios intrapulmonares) sempre 
causam hipoxemia e aumento do gradiente A − a. O sangue desviado evita completamente o alvéolo e não 
pode ser oxigenado. Como o sangue desviado se mistura com, e dilui, o sangue normalmente oxigenado 
(sangue não desviado), a Po2 do sangue que deixa os pulmões deve ser menor que a normal. O O2 
suplementar tem efeito limitado sobre a Po2 do sangue arterial sistêmico, porque pode, apenas, aumentar 
a Po2 do sangue normal não desviado; o sangue desviado continua a ter um efeito dilucional. Portanto, a 
capacidade de O2 suplementar para elevar a PO2 do sangue arterial sistêmico vai depender do tamanho 
do desvio: quanto maior for o desvio, menos eficaz o O2 suplementar. Outra característica do uso de O2 
suplementar para tratar desvios direita-esquerda é que o gradiente A − a nunca é corrigido, de fato, à 
medida que o O2 suplementar é administrado, o gradiente A − a aumenta porque a PAO2 aumenta PAO2 
mais rápido do que a PaO2. 
Causas hipóxia: 
A hipóxia é a redução da oferta de O2 
aos tecidos. Como a entrega de O2 é 
produto do débito cardíaco e conteúdo 
sanguíneo de O2, a hipóxia é causada 
por redução do débito cardíaco (fluxo 
sanguíneo) ou redução da quantidade de O2 no sangue. Relembre que o conteúdo sanguíneo de O2 é 
determinado, primariamente, pela quantidade de O2-hemoglobina 
Redução do débito cardíaco e do fluxo sanguíneo regional (local) é, em si, evidente 
causa de hipóxia. A hipoxemia (devido a qualquer causa) é a principal causa de hipóxia. A razão pela qual a 
hipoxemia causa hipóxia é que a reduzida reduz a porcentagem de saturação da hemoglobina. A O2-
hemoglobina é a principal forma de O2 no sangue; assim, a redução da quantidade de O2-hemoglobina 
significa 
redução no conteúdo total de O2. A anemia, ou redução na concentração de 
hemoglobina, também reduz a quantidade de O2-hemoglobina no sangue. O 
envenenamento por monóxido de carbono (CO) causa hipóxia, porque o CO ocupa os sítios de ligação da 
hemoglobina que, normalmente, são ocupados por O2; assim, o CO diminui o conteúdo de O2 do sangue. 
O envenenamento por cianeto interfere com a utilização de O2 pelos tecidos; ele é causa de hipóxia que 
não envolve redução do fluxo sanguíneo ou diminuição do conteúdo de O2 do sangue. 
Isquemia: Falta de fluxo adequado de sangue e oxigênio em um tecido 
Regulação respiratória 
A rede neural do tronco encefálico que controla a respiração se comporta como um gerador de padrão 
central, com atividade rítmica intrínseca, que provavelmente é decorrente de neurônios marca-passo com 
potenciais de membrana instáveis
1- Os neurônios respiratórios do bulbo controlam músculos inspiratórios e expiratórios
2- Os neurônios da ponte integram informações sensoriais e interagem com neurônios bulbares para 
influenciar a ventilação
3- O padrão rítmico da respiração surge de uma rede do tronco encefálico com neurônios que 
despolarizam automaticamente
4- A ventilação está sujeita à modulação contínua por vários reflexos associados a quimiorreceptores, 
mecanorreceptores e por centros encefálicos superiores. 
Uma área chamada de núcleo do trato solitário (NTS) contém o grupo 
respiratório dorsal (GRD) de neurônios que controlam principalmente os 
músculos da inspiração. Os sinais provenientes do GRD vão via nervos 
frênicos para o diafragma e via nervos intercostais para os músculos 
intercostais. Além disso, o NTS recebe informação sensorial dos 
quimiorreceptores e dos mecanorreceptores periféricos através dos nervos 
vago e glossofaríngeo (nervos cranianos X e IX). 
Os neurônios respiratórios da ponte recebem informação sensorial do GRD e, 
por sua vez, influenciam o início e o término da inspiração. Os grupos 
respiratórios pontinos (antes chamados de centro pneumotáxico) e outros 
neurônios pontinos enviam sinais tônicos para as redes bulbares para ajudar 
a coordenar um ritmo respiratório uniforme.
O grupo respiratório ventral (GRV) do bulbo tem múltiplas regiões com 
diferentes funções. 
Uma área conhecida como complexo pré-Bötzinger contém neurônios que 
disparam espontaneamente e que podem atuar como o marca-passo básico 
do ritmo respiratório. Outras áreas controlam músculos usados na expiração 
ativa ou na inspiração maior do que o normal, como a que ocorre durante o 
exercício vigoroso. Além disso, fibras nervosas originadas no GRV inervam 
músculos da laringe, da faringe e da língua para manter as vias aéreas 
superiores abertas durante a respiração.
O NTS corresponde à terminação sensorial dos nervos vago e glossofaríngeo, que transmitem sinais 
sensoriais para o centro respiratório a partir de (1) quimiorreceptores periféricos; (2) barorreceptores; e (3) 
vários tipos de receptores nos pulmões. 
O centro respiratório se compõe por diversos grupos de neurônios localizados bilateralmente no bulbo e na 
ponte do tronco cerebral. Esse centro respiratório se divide em três agrupamentos principais de neurônios: 
(1) o grupo respiratório dorsal, situado na porção dorsal do bulbo, responsável principalmente pela 
inspiração; (2) o grupo respiratório ventral, localizado na parte ventrolateral do bulbo, encarregado 
basicamente da expiração; e (3) o centro pneumotáxico, encontrado na porção dorsal superior da ponte, 
incumbido, essencialmente, do controle da frequência e da amplitude respiratória. 
GRD: ritmo básico respiratório!!
Surto de potenciais de ação neuronais inspiratórios
O sinal nervoso, transmitido para os músculos inspiratórios, principalmente para o diafragma, não 
representa surto instantâneo dos potenciais de ação. Ao contrário disso, na respiração normal esse sinal 
exibe início débil com elevação constante, na forma de rampa por cerca de 2 segundos. Então, o sinal 
apresenta interrupção abrupta durante aproximadamente os 3 segundos seguintes, o que desativa a 
excitação do diafragma e permite a retração elástica dos pulmões e da parede torácica, produzindo a 
expiração. Em seguida, o sinal inspiratório se reinicia em outro ciclo; esse ciclo se repete inúmeras vezes, 
ocorrendo o movimento expiratório entre as repetições. 
Consequentemente, o sinal inspiratório é um sinal em rampa. A vantagem óbvia da rampa está na indução 
de aumento constante do volume dos pulmões durante a inspiração, e não golfadas inspiratórias.
Qualidades da rampa inspiratória passíveis de controle:

1. Controle da velocidade do aumento do sinal em rampa, de modo que durante respiração mais intensa a 
rampa eleva com rapidez e promova a rápida expansão dos pulmões.
2. Controle do ponto limítrofe da interrupção súbita da rampa, que é o método usual de controle da 
frequência respiratória; ou seja, quanto mais precocemente a rampa for interrompida, menor será a 
duração da inspiração. Esse método também reduz a duração da expiração. Por conseguinte, há aumento 
da frequência respiratória. 
A ação integrada das redes de controle da respiração pode ser estudada através do monitoramento da 
atividade elétrica no nervo frênico e de outros nervos motores
Durante a respiração espontânea em repouso, um marca-passo inicia cada ciclo, e os neurônios 
inspiratórios aumentam gradualmente a estimulação dos músculos inspiratórios. Este aumento é, por 
vezes, chamado de rampa devido ao formato do gráfico de da atividade neuronal inspiratória. O disparo 
desses neurônios recruta outros neurônios inspiratórios