Resumo de biologia: Sistema Respiratório

SISTEMA RESPIRATÓRIO

Trocas gasosas e órgãos

Respiração é o conjunto de mecanismos que permite as trocas gasosas (obtenção de O2, e eliminação de CO2) entre os animais e o meio ambiente. 

Através de trocas no interior das células, ocorre a respiração celular aeróbica: obtenção de energia química a partir de moléculas orgânicas, com consumo de oxigênio.

Anatomia sistema respiratório:

 

 Fossas nasais, faringe e laringe

Fossas nasais:

Responsáveis pela captação do ar 

Há presença de pelos e muco, responsáveis pela proteção contra patógenos que infectam o organismo pela via aérea, ocorre aquecimento da parede da fossa nasal que aquece o ar, que contém partículas odoríferas, que são sentidas pelas células sensitivas do nariz.

Faringe: 

Canal de conexão entre sistema respiratório e sistema digestório, para que não ocorra aspiração de alimentos, na porção final da faringe há uma cartilagem denominada glote, que levanta durante a deglutição fechando o canal respiratório.

Laringe:

Formada por cartilagens, local onde localizam-se as cordas vocais.

 

Traquéia, brônquios, bronquíolos e pulmões.

Traquéia: 

Formada por tecido cartilaginoso, com células com presença de cílios, estas células apresentam uma alta capacidade de produção de muco que serve como proteção contra patógenos. 

Brônquios:

Apresentam a mesma constituição histológica da traquéia, no entanto tem calibre menor, são ramificações.

Bronquíolos:

Mesma constituição dos anteriores com calibre ainda menor, apresenta musculatura lisa que realiza bronquiodilatação e bronquioconstrição, fazendo controle da pressão interna do ar.

Pulmões:

Pulmão direito com 3 lobos desenvolvidos, enquanto o esquerdo apresenta apenas 2 apenas, pois nesse local fica alojado o coração. Apresentam forma cônica, nos mamíferos por ser parenquimatoso, possui uma superfície de troca gasosa até 100 vezes maior que a própria superfície corporal do animal.

 

Alvéolos e diafragma

Alvéolos: 

Bolsas com muitas protuberâncias (aumento da superfície de contato) em contato com muitos capilares. Essas bolsas apresenta paredes finas, permitindo que os gases O2 e CO2 passem livremente para a corrente sanguínea, tal processo é denominado hematose. A hematose é um transporte de gases que ocorre passivamente (difusão).

Diafragma:

Músculo localizado abaixo da parte baixa do pulmão, apenas os mamíferos apresentam o órgão, maior responsável pela inspiração e expiração.

 Respiração pulmonar ou mecânica

Também conhecida como ventilação a respiração pulmonar (mecânica) é o processo pelo qual o ar entra e sai dos pulmões. 

Na inspiração o ar entra nos pulmões, para que isso ocorra, o diafragma contrai, indo para baixo, os músculos intercostais contraem ambos aumentando o volume torácico. Com isso a pressão interna dos pulmões diminui, já que o volume aumentou, isso faz com que o ar entre pela pressão negativa dos pulmões.

Na expiração ocorre exatamente o oposto, o diafragma relaxa, subindo, os músculos contraem diminuindo o volume torácico, fazendo com que o ar seja expulso para fora. 

Concentração de gases no ar inspirado e exalado:

Hematose

Como vimos anteriormente a hematose é a troca gasosa que ocorre nos pulmões. Ela irá ocorrer por durante a respiração pulmonar, que é um processo que ocorre por diferença de pressão. Quando inspiramos 3% do O2 fica dissolvido no plasma, enquanto 97% fica aderido as hemácias. Quando o O2 passa por difusão pela parede do alvéolo até os capilares, se liga ao grupo heme da hemoglobina, que é uma proteína ligada as hemácias. Cada hemácia apresenta milhões de hemoglobinas, cada hemoglobina pode carregar até 4 moléculas de gás oxigênio. Quanto maior a concentração de gás oxigênio na hemoglobina menor é a afinidade da molécula com a proteína, isso ocorre para que quando a hemoglobina atinja os tecidos o oxigênio consiga ser encaminhado para tal. Quando a hemoglobina se liga ao oxigênio forma-se oxihemoglobina.

Transporte de CO2

Assim como o oxigênio o CO2 também passa pelas paredes dos capilares e alvéolos por difusão, no entanto o caminho é o reverso, de dentro da corrente sanguínea para a atmosfera.

Dentre toda a concentração de CO2 presente no organismo, 7% estão dissolvidos no plasma, 23% presente nas hemácias na forma de carboemoglobina HbCO2 e 70% está dissolvido no plasma na forma de íons de bicarbonato HCO3, quando o CO2 se liga à água forma-se ácido carbônico H2CO3, a enzima responsável por esse processo é a anidrase carbônica. 

No entanto, o ácido carbônico apresenta ligações moleculares muito fracas, e facilmente dissociam-se íons de H+, a maior concentração desse íon, faz com que ocorra a diminuição do pH, causando acidose do sangue, na parede dos vasos existem células que conseguem perceber a diferença de pH do sangue e enviam a informação ao CRB (centro respiratório do bulbo), responsável por fazer a contração involuntária do diafragma na inspiração, promovendo então a ventilação e reoxigenizando o sangue. Caso isso não ocorra, o indivíduo pode desmaiar sem oxigênio. 

Existe um gás perigoso chamado monóxido de carbono, este tem uma ligação muito mais forte com a hemoglobina que o oxigênio, portanto, quando entramos em contato com o gás, os sítios onde seria ligado o oxigênio ficam ocupados, e a pessoa pode morrer por asfixia.

 

Controle automático e voluntário

O controle da respiração pode ocorrer por duas vias, a voluntária e involuntária. A voluntária ocorre pela contração voluntária do diafragma, você consegue voluntariamente contraí-lo realizando a ventilação. Já o controle involuntário ocorre pelo sistema nervoso. Nervoso ocorre pela ação do sistema nervoso autônomo simpático e parassimpático, sendo que o primeiro aumenta a frequência respiratória quando está ativado, e o segundo diminui a frequência respiratória quando está ativado. Pode ocorrer regulação nervosa também pela ação do CRB, que explicamos acima. Com o aumento da concentração de CO2 no organismo, consequentemente a concentração de carbonato de cálcio aumenta, e assim as de ions de H+ também, assim ocorre a acidificação do sangue. Com o sangue mais ácido as células presentes nas paredes dos vasos são estimuladas e enviam a informação ao bulbo de que é necessário aumentar a frequência respiratória, ocorre ao contrário quando as concentrações de O2 estão altas, o bulbo diminui a frequência de ventilação. Isso tudo à curto prazo, à longo prazo o organismo pode chegar a produzir mais hemácias e aumentar a produção de eritropoetina, que é realiza a síntese de eritrócitos.