As trocas gasosas com o sangue dentro do pulmão ocorrem nos capilares pulmonares, que são vasos sanguíneos extremamente finos que envolvem os alvéolos pulmonares. A membrana respiratória, também conhecida como membrana alvéolo-capilar, é responsável por permitir a troca de gases entre o ar nos alvéolos e o sangue nos capilares pulmonares. Essa membrana é composta por duas camadas de células epiteliais e uma camada de tecido conjuntivo, que juntas formam uma barreira muito fina e permeável, permitindo a difusão dos gases. A função principal da membrana respiratória é permitir a troca de oxigênio e dióxido de carbono entre o ar e o sangue, garantindo a oxigenação do corpo e a eliminação do gás carbônico produzido pelo metabolismo celular.
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