Introdução Nesse caso, o termo respiração é empregado incluindo as trocas gasosas através do corpo e as trocas gasosas nas células dos diferentes tecidos. As trocas gasosas são realizadas através da superfície respiratória, que corresponde a uma superfície do corpo diretamente em contato com o meio externo. Através dela, o oxigênio e o gás carbônico podem se difundir. Em todos os animais, incluindo os terrestres, há necessidade de um meio líquido para as trocas gasosas.
A partir dos répteis, a respiração é exclusivamente pulmonar. Nos mamíferos, os pulmões não se encontram na cavidade geral do corpo, como nos demais vertebrados, mas em uma cavidade específica, o tórax, separado do abdome pelo diafragma, estrutura muscular exclusiva dos mamíferos. A movimentação de ar é determinada pela movimentação das costelas, em função de músculos torácicos (intercostais), e pela movimentação do diafragma. No homem, assim como nos demais mamíferos, o ar penetra pelo nariz, passando para a faringe, laringe, traquéia, brônquios, bronquíolos e, finalmente, alvéolos, onde ocorrem as trocas gasosas.
As vias respiratórias A cavidade nasal umedece, aquece e filtra o ar. Tem seu revestimento formado por pêlos, cílios e muco, que impede a entrada de impurezas do ar. Da cavidade nasal, o ar vai para a faringe, região comum ao tubo digestivo e ao sistema respiratório. Da faringe sai a traquéia, cuja abertura é protegida pela epiglote. Na parte anterior da traquéia encontra-se a laringe, que é protegida por peças cartilaginosas e apresenta as cordas vocais, responsáveis pela voz humana. Quando o ar é expirado, passa pelas cordas vocais, onde causa uma vibração, produzindo o som.
A traquéia bifurca-se e forma os brônquios. Estes são protegidos por anéis cartilaginosos, que impedem seu achatamento pela queda de pressão quando o ar é aspirado para os pulmões. Os brônquios ramificam-se no interior dos pulmões como galhos de uma árvore. Os ramos, cada vez mais finos, formam os bronquíolos. Cada bronquíolo termina em um cacho de pequenos sacos: os alvéolos.
Os pulmões Nossos pulmões revestidos por uma membrana protetora dupla chamada pleura ocupam quase toda a caixa torácica. Os alvéolos são formados por uma fina camada de células achatadas envolvidas por uma rede de capilares. É nos alvéolos que ocorrem as trocas gasosas entre o ar e o sangue fenômeno chamado hematose, que consiste na troca do sangue venoso por sangue arterial.
O ar entra e sai dos pulmões graças ao diafragma um músculo que separa a caixa torácica da cavidade abdominal e dos músculos intercostais. Ao se contrair, o diafragma se abaixa. Esse movimento, somado ao dos músculos intercostais, aumenta o volume da caixa torácica, fazendo com que a pressão interna nessa cavidade diminua e se torne menor que a pressão do ar atmosférico. Isso faz com que o ar penetre nos pulmões. Na expiração, os músculos relaxam, reduzindo o volume torácico e empurrando para fora o ar usado.
O transporte de gases pelo sangue Pigmentos respiratórios por terem afinidade com o oxigênio, tais pigmentos aumentam bastante a capacidade do sangue para transportar esse gás. A hemoglobina é encontrada em todos os vertebrados. Combinase com quatro moléculas de oxigênio, formando a oxiemoglobina. Esse oxigênio é transportado pelo sangue e liberado nos tecidos, onde será utilizado na produção de energia.
O transporte de oxigênio e gás carbônico Na cavidade dos alvéolos a concentração de oxigênio é superior à dos capilares sanguíneos; logo, por difusão, o gás passa ao sangue penetra nos glóbulos vermelhos, combina-se com a hemoglobina e é transportada aos tecidos do corpo. Nos tecidos, o oxigênio passa do sangue para as células. Essa difusão ocorre porque a concentração de oxigênio no interior da célula é baixa, devido ao consumo contínuo desse gás pela respiração celular. Ao mesmo tempo que consome oxigênio, a célula produz gás carbônico, fazendo com que este fique mais concentrado do que no meio extracelular. Em conseqüência, o gás carbônico passa das células para o sangue.
O transporte de gás carbônico é um pouco diferente. A maior parte é carregada na forma de íon bicarbonato, dissolvido no plasma. Ao penetrar na hemácia o gás carbônico reage com a água, produzindo ácido carbônico. Essa reação é acelerada por uma enzima, a anidrase carbônica. O ácido carbônico se dissocia em íon H+ e íons bicarbonato. O íon bicarbonato sai da hemácia por difusão e é transportado dissolvido no plasma. No pulmão ocorre o processo inverso, havendo produção de gás carbônico, que passa do sangue ao alvéolo.
Controle da respiração Controle voluntário ex: nadador numa competição; Controle involuntário quando uma pessoa não está pensando na respiração ou quando está dormindo, por exemplo, a atividade do diafragma e dos músculos intercostais é regulada por um órgão do sistema nervoso chamado bulbo, situado um pouco abaixo do cérebro. Esse controle é involuntário, independe da nossa vontade. O bulbo apresenta um grupo de neurônios que controla o ritmo respiratório.
Controle da respiração O bulbo é uma região do sistema nervoso central banhada pelo líquido cefalorraquidiano quimiorreceptores detectam o teor de CO2 e o ph do líquido cefalorraquidiano. Além disso, há receptores que detectam as variações no sangue arterial. O aumento da concentração de CO 2 desloca a reação para a direita, enquanto sua redução desloca para a esquerda. Dessa forma, o aumento da concentração de CO 2 no sangue provoca aumento de íons H+ e o plasma tende ao ph ácido. Se a concentração de CO 2 diminui, o ph do plasma sanguíneo tende a se tornar mais básico (ou alcalino). Se o ph está abaixo do normal (acidose), o centro respiratório é excitado, aumentando a frequência e a amplitude dos movimentos respiratórios. O aumento da ventilação pulmonar determina eliminação de maior quantidade de CO 2, o que eleva o ph do plasma ao seu valor normal.
OBS: O monóxido de carbono, liberado pela queima incompleta de combustíveis fósseis e pela fumaça dos cigarros entre outros, combina-se com a hemoglobina de uma maneira mais estável do que o oxigênio, formando o carboxiemoglobina. Dessa forma, a hemoglobina fica impossibilitada de transportar o oxigênio, podendo levar à morte por asfixia.
Curva da dissociação do oxigênio da hemoglobina A afinidade da hemoglobina como oxigênio varia de acordo com a concentração desse gás. Quando a concentração de O2 é alta, a hemoglobina tende a se unir fortemente a ele; quando a concentração de O2 diminui, a afinidade da hemoglobina ao oxigênio também diminui e esse gás é liberado (dissociado) com mais facilidade.
Curva da dissociação do oxigênio da hemoglobina Nos pulmões, onde o teor de oxigênio é elevado a hemoglobina fica 98% saturada. Nos tecidos a hemoglobina fica apenas 70% saturada, significando que liberou 28% do oxigênio que estava ligado a ela. A redução do ph provoca diminuição da afinidade da hemoglobina pelo oxigênio. Ex: caso em que os tecidos estão metabolicamente muito ativos.
Curva da dissociação do oxigênio da hemoglobina % de saturação de oxigênio da hemoglobina X Teor de O2
Curva da dissociação do oxigênio da hemoglobina A hemoglobina fetal é ligeiramente diferente da materna, pois tem afinidade maior com oxigênio, conseguindo assim captar oxigênio mais facilmente. Depois do nascimento, a hemoglobina fetal é gradualmente substituída pela hemoglobina do tipo de um adulto.
Referências http://www.afh.bio.br/resp/resp2.asp http://www.sobiologia.com.br/conteudos/cor po/respiracao2.php Biologia Hoje - Vol. 1 - Sérgio Linhares E F. Gewandsznajder Bio Sônia Lopes