I – Sistema respiratório

Função: O sistema respiratório tem a função de realizar as trocas gasosas, eliminando o gás carbônico e absorvendo o oxigênio. Esse processo envolve diversas estruturas,  sendo o nariz (as narinas), a faringe, a laringe, a traqueia, os brônquios e os alvéolos pulmonares.

diferenças entre respiração, hematose e ventilação pulmonar:

respiração: A respiração é um fenômeno que consiste basicamente no processo de extração de energia química acumulada nas moléculas de substâncias orgânicas. Nesse processo, verifica-se a oxidação de compostos orgânicos de alto teor energético, como proteínas e lipídios, para que possam ocorrer as diversas formas de trabalho celular. A organela responsável por essa respiração é a mitocôndria em paralelo com o sistema golgiense.

Ela pode ser de dois tipos, respiração anaeróbica (sem utilização de oxigênio também chamada de fermentação) e respiração aeróbica (com utilização de oxigênio).

Nos organismos aeróbicos, a equação é simplificada da respiração celular pode ser assim representada:

C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O + energia (ATP)

hematose: A hematose é o processo de trocas gasosas que ocorre nos capilares sangüíneos dos alvéolos pulmonares através da difusão de gases: oxigênio e dióxido de carbono.

Devido a esse processo, mediando o sistema respiratório e o sistema circulatório, o sangue venoso, concentrado em CO2 e convertido em sangue arterial rico em O2, é distribuído aos tecidos do organismo para provimento das reações metabólicas das células.

ventilação pulmonar: A ventilação pulmonar consiste numa renovação contínua do ar presente no interior dos alvéolos. Para que isso ocorra é necessário que, durante o tempo todo, ocorram movimentos que proporcionem insuflação e desinsuflação de todos ou quase todos os alvéolos. Isso provoca, no interior dos alvéolos, uma pressão ligeiramente, ora mais negativa, ora mais positiva do que aquela presente na atmosfera.

II – Sistema respiratório humano

Órgãos do sistema respiratórioÓrgãos do sistema respiratório

Todas as células do corpo humano executam respiração celular, processo que ocorre no interior das mitocôndrias. Nesse processo, substâncias orgânicas reagem com gás oxigênio (O2), liberando energia, que é utilizada pelas células em seus processos vitais. Os produtos da respiração celular são água (H2O) e gás carbônico (CO2); a água formada é reutilizada pela célula, mas o gás carbônico não tem utilidade para o organismo, e é eliminado do corpo.

As substâncias orgânicas e o gás oxigênio utilizado na respiração celular chegam às células pelo sangue que circula nos capilares sangüíneos. Também é pelo sangue que as excreções e o gás carbônico produzidos pelas células são levados aos órgãos encarregados de eliminá-los do corpo. As excreções, principalmente a uréia, são eliminadas pelos rins. O gás carbônico, por sua vez, é eliminado nos pulmões, ao mesmo tempo em que o sangue se abastece de gás oxigênio. Esse processo de trocas gasosas entre o ar atmosférico e o sangue, que ocorre nos pulmões, constitui a respiração pulmonar. Portanto, o termo respiração é empregado em dois níveis: celular e pulmonar.

Componentes do Sistema Respiratório

O sistema respiratório humano compõe-se de um par de pulmões e de uma série de condutos por onde o ar circula. Esses condutos, genericamente denominados vias respiratórias, são: as cavidades nasais, a boca, a faringe, a laringe, a traquéia, os brônquios e os bronquíolos. A traquéia divide-se em dois grandes ramos: os brônquios, que penetram um em cada pulmão, ramificando-se em tubos cada vez mais finos, os bronquíolos. A extremidade de cada bronquíolo termina em estruturas de paredes finas e ocas, os alvéolos pulmonares.

Cavidades nasais, faringe e laringe

As cavidades nasais são duas cavidades paralelas que começam nas narinas e terminam na faringe. São separadas por uma parede cartilaginosa, o septo nasal. As células do epitélio que reveste e protege as cavidades nasais produzem diariamente cerca de 0,5 L de muco, um fluido pegajoso que escorre continuamente para o fundo da garganta, sendo engolido junto com a saliva. O muco umedece as vias respiratórias e retém partículas sólidas e bactérias presentes no ar que inspiramos, funcionando como um filtro. Nas cavidades nasais, portanto, o ar é filtrado, umedecido e aquecido. Por isso é importante respirar sempre pelo nariz, principalmente no inverno. Quando respiramos pela boca, nossas vias respiratórias ressecam-se e resfriam-se, tornando-se mais suscetíveis a infecções e inflamações. No teto das cavidades nasais há células sensoriais, responsáveis pelo sentido do olfato.

Quando respiramos, o ar entra pelas narinas, passa pelas cavidades nasais e chega a faringe, um canal compartilhado pelos sistemas digestório e respiratório. Da faringe o ar é conduzido para a laringe, um órgão tubular constituído por peças cartilaginosas articuladas. Uma das partes cartilaginosas da laringe é a proeminência laríngea, popularmente conhecida como pomo-de-adão, uma saliência na parte anterior do pescoço, mais desenvolvida nos homens que nas mulheres. A entrada da laringe é chamada de glote. Acima da glote há uma “lingüeta” de cartilagem, a epiglote, que funciona como válvula. Quando engolimos, a laringe sobe e sua entrada é fechada pela epiglote, impedindo que o alimento engolido penetre nas vias respiratórias e cause engasgamento. O revestimento interno da laringe tem pregas vocais, anteriormente denominadas cordas vocais, que podem produzir sons durante a passagem do ar. Graças à ação combinada da laringe, da boca, da língua e do nariz, podemos articular palavras e produzir diversos tipos de som.

Traquéia, brônquios e bronquíolos

A traquéia é um tubo de aproximadamente 1,5 cm de diâmetro por 10 cm de comprimento, com paredes reforçadas por anéis cartilaginosos. Podemos perceber esses anéis passando os dedos na região anterior da garganta, logo abaixo da proeminência laríngea. A função dos reforços cartilaginosos é manter a traquéia sempre aberta para a passagem de ar. Na região superior do peito, a traquéia divide-se em dois tubos curtos e também reforçados por anéis cartilagem, os brônquios, que conduzem o ar aos pulmões. Tanto a traquéia quanto os brônquios e os bronquíolos são revestidos internamente por um epitélio ciliado, rico em células produtoras de muco. Partículas de poeira e bactérias em suspensão no ar aderem ao muco, sendo continuamente “varridas” em direção à garganta pelo batimento dos cílios. Ao chegar à faringe, o muco e as partículas aderidas são engolidos e vão para o tubo digestório, onde são digeridos e eliminados.

Nos pulmões, os brônquios ramificam-se abundantemente, formando tubos cada vez mais finos, os bronquíolos. O conjunto altamente ramificado de bronquíolos forma a árvore respiratória. Cada bronquíolo apresenta, em sua extremidade, um grupo de pequenas bolsas denominadas alvéolos pulmonares, como veremos mais adiante.

Pulmões

Os pulmões humanos são dois órgãos esponjosos, com aproximadamente 25 cm de altura e pesando cerca de 700 g, localizados no interior da caixa torácica. O pulmão direito é ligeiramente maior que o esquerdo e está dividido em três partes, ou lóbulos; o pulmão esquerdo tem apenas dois lóbulos. Pulmões de pessoas jovens têm cor rosada, que vai aos poucos escurecendo com a idade, devido ao acúmulo de impurezas presentes no ar. Pulmões de fumantes são mais escuros que o de não-fumantes devido ao acúmulo de partículas de alcatrão e outras substâncias contidas na fumaça do cigarro.

Os pulmões são envoltos por duas membranas denominadas pleuras. A pleura interna está aderida à superfície pulmonar, enquanto a pleura externa está aderida à parede da caixa torácica. Entre as pleuras há um estreito espaço, preenchido por uma fina camada líquida. A tensão superficial desse líquido mantém unidas as duas pleuras, mas permite que elas deslizem uma sobre a outra, durante os movimentos respiratórios.

Alvéolos pulmonares

Cada pulmão é constituído por cerca de 150 milhões de alvéolos pulmonares, pequenos sacos de paredes finas, formadas por células achatadas. Os alvéolos são recobertos por capilares sangüíneos, nos quais o sangue circula muito perto do ar que penetra nos alvéolos. Essa proximidade permite que ocorra difusão de gases entre o sangue e o ar: ao chegar aos capilares alveolares, o sangue é rico em CO2 e pobre em O2; depois de passar pelos capilares dos alvéolos, o sangue torna-se rico em O2 e pobre em CO2. Esse processo é denominado hematose e consiste na difusão de O2 do ar dos alvéolos para o sangue dos capilares, simultânea à difusão de CO2 no sentido inverso.

Se todos os alvéolos de um par de pulmões humanos fossem esticados e colocados lado a lado, sua superfície equivaleria à de uma quadra de tênis. E se todos capilares que recobrem os alvéolos fossem esticados uns aos outros, linearmente, atingiriam nada menos que 1.600 km de extensão. Isso nos dá uma idéia da altíssima capacidade dos pulmões de realizar as trocas gasosas.

III- Movimentos respiratórios

Inspiração:

Movimentos da Inspiração de ArMovimentos da Inspiração de Ar

A entrada de ar nos pulmões, a inspiração, dá-se pela contração da musculatura do diafragma e dos músculos intercostais (músculos que estão entre as costelas). O diafragma abaixa e as costelas elevam-se, com isso ocorre um aumento do volume da caixa torácica (estrutura óssea que protege os pulmões e o coração), fazendo com que o ar entre nos pulmões.

Expiração:

Em seguida ocorre a saída de ar dos pulmões, a expiração, acontece o relaxamento da musculatura do diafragma e dos músculos intercostais, eleva-se o diafragma e as costelas abaixam, diminuindo assim o volume da caixa torácica, expulsando o ar dos pulmões. Nem todo ar é expulso dos pulmões, ficando um pequeno volume que permanece dentro dos alvéolos, evitando que haja um colapso nas finas paredes dos alvéolos.

movimento respiratório é controlado por um centro nervoso localizado na medula espinal. Em condições normais esse centro produz impulso a cada 5 segundos, estimulando a contração da musculatura torácica e do diafragma, onde inspiramos. Contudo, quando o sangue torna-se mais ácidos devido ao aumento de gás carbônico (CO2), o centro respiratório medular induz a aceleração dos movimentos respiratórios.

Em caso de diminuição da concentração de gás oxigênio (O2) no sangue, o ritmo respiratório também é aumentado.Essa redução é detectada por receptores químicos localizados nas paredes da aorta e da artéria carótida.

Além das fossas nasais o ar pode entrar ou sair do organismo pela boca, porém, o umedecimento e aquecimento do ar ficam incompletos não ocorrendo a filtração das partículas de poeiras, fumaça, e até seres vivos microscópicos, como os vírus e as bactérias, capazes de causar danos à nossa saúde, etc. Algumas impurezas são “filtradas” em diversos órgãos do sistema respiratório, mas outras conseguem passar até os pulmões, provocando doenças. As doenças mais comuns que atingem o sistema respiratório podem ser de natureza infecciosa ou alérgica.

IV- Trocas gasosas

O transporte de gás oxigênio está a cargo da hemoglobina, proteína presente nas hemácias. Cada molécula de hemoglobina combina-se com 4 moléculas de gás oxigênio, formando a oxi-hemoglobina.

Nos alvéolos pulmonares o gás oxigênio do ar difunde-se para os capilares sangüíneos e penetra nas hemácias, onde se combina com a hemoglobina, enquanto o gás carbônico (CO2) é liberado para o ar (processo chamado hematose)

Nos tecidos ocorre um processo inverso: o gás oxigênio dissocia-se da hemoglobina e difunde-se pelo líquido tissular, atingindo as células. A maior parte do gás carbônico (cerca de 70%) liberado pelas células no líquido tissular penetra nas hemácias e reage com a água, formando o ácido carbônico, que logo se dissocia e dá origem a íons H+ e bicarbonato (HCO3-), difundindo-se para o plasma sangüíneo, onde ajudam a manter o grau de acidez do sangue. Cerca de 23% do gás carbônico liberado pelos tecidos associam-se à própria hemoglobina, formando a carboemoglobina.  O restante dissolve-se no plasma.

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 a carboemoglobina. Dessa forma, a hemoglobina fica impossibilitada de transportar o oxigênio, podendo levar à morte por asfixia.