O sistema
respiratório tem como principal função realizar a troca gasosa do organismo, ou
seja, levar oxigênio (O2) às células e eliminar o dióxido de
carbono (CO2) produzido por elas. A
função principal do sistema respiratório é basicamente garantir as trocas
gasosas com o meio ambiente. O processo de troca gasosa no pulmão, dióxido de carbono por oxigênio, é conhecido como hematose
pulmonar. Mas também ajuda a regular a temperatura corpórea,
o pH do sangue e liberar água.
As
vias respiratórias são constituídas por uma série de dutos que permitem ao ar
passar do ambiente externo aos pulmões e vice-versa. O ar entra pelo nariz
percorre as fossas nasais e passa para a faringe; daí desce pela laringe que é
continuada pela traqueia. Esta, chegando no tórax, se bifurca em dois ramos, o
brônquio fonte direito e o brônquio fonte esquerdo que chegam aos respectivos
pulmões.
Este sistema é
dividido em tratos (vias) respiratórias superior e inferior. O trato
respiratório superior é formado por órgãos localizados fora da caixa torácica:
nariz externo, cavidade nasal, faringe, laringe e parte superior da traquéia. O
trato respiratório inferior consiste em órgãos localizados na cavidade
torácica: parte inferior da traquéia, brônquios, bronquíolos, alvéolos e
pulmões.
O
ar inspirado, rico em oxigênio, passa pelas vias respiratórias, sendo filtrado, umedecido, aquecido e levado aos
pulmões. No íntimo pulmonar o oxigênio do ar inspirado entra na circulação
sanguínea e o dióxido de
carbono do sangue venoso é liberado nos alvéolos para que seja eliminado com o ar expirado. O ar
expirado é pobre em oxigênio, rico em dióxido de carbono e segue caminho oposto
pelo trato respiratório.
A inspiração, que promove a entrada de
ar nos pulmões, dá-se pela contração da musculatura do diafragma e dos músculos
intercostais. O diafragma abaixa e as costelas elevam-se, promovendo o aumento
da caixa torácica, com consequente redução da pressão interna (em relação à
externa), forçando o ar a entrar nos pulmões.
A expiração, que promove a saída de ar
dos pulmões, dá-se pelo relaxamento da musculatura do diafragma e dos músculos
intercostais. O diafragma eleva-se e as costelas abaixam, o que diminui o
volume da caixa torácica, com consequente aumento da pressão interna, forçando
o ar a sair dos pulmões.
Transporte de gases
respiratórios
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 oxihemoglobina.
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.
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 sanguíneo, 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.
Controle da respiração
Em relativo repouso, a freqüência respiratória é da
ordem de 10 a 15 movimentos por minuto.
A respiração é controlada automaticamente por um
centro nervoso localizado no bulbo. Desse centro partem os nervos responsáveis
pela contração dos músculos respiratórios (diafragma e músculos intercostais).
Os sinais nervosos são transmitidos desse centro através da coluna espinhal
para os músculos da respiração. O mais importante músculo da respiração, o
diafragma, recebe os sinais respiratórios através de um nervo especial, o nervo frênico, que deixa a medula
espinhal na metade superior do pescoço e dirige-se para baixo, através do tórax
até o diafragma. Os sinais para os músculos expiratórios, especialmente os
músculos abdominais, são transmitidos para a porção baixa da medula espinhal,
para os nervos espinhais que inervam os músculos.
Impulsos iniciados pela estimulação psíquica ou
sensorial do córtex cerebral podem afetar a respiração. Em condições normais, o
centro respiratório (CR) produz, a cada 5 segundos, um impulso nervoso que
estimula a contração da musculatura torácica e do diafragma, fazendo-nos
inspirar. O CR é capaz de aumentar e de diminuir tanto a frequência como a
amplitude dos movimentos respiratórios, pois possui quimiorreceptores que
são bastante sensíveis ao pH do plasma. Essa capacidade permite que os tecidos
recebam a quantidade de oxigênio que necessitam, além de remover adequadamente
o gás carbônico. Quando o sangue torna-se mais ácido devido ao aumento do gás
carbônico, o centro respiratório induz a aceleração dos movimentos
respiratórios. Dessa forma, tanto a frequência quanto a amplitude da respiração
tornam-se aumentadas devido à excitação do CR. Em situação contrária, com a
depressão do CR, ocorre diminuição da frequência e amplitude respiratórias.
A respiração é ainda o principal mecanismo de
controle do pH do sangue.
Dessa forma, o aumento da concentração de CO2 no
sangue provoca aumento de íons H+ e o plasma tende ao pH ácido. Se a
concentração de CO2 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 CO2, o que eleva o pH do
plasma ao seu valor normal.
Caso o pH do plasma esteja acima do normal (alcalose), o centro respiratório
é deprimido, diminuindo a frequência
e a amplitude dos movimentos respiratórios. Com a diminuição na ventilação
pulmonar, há retenção de CO2 e maior produção de íons H+,
o que determina queda no pH plasmático até seus valores normais.
A ansiedade e os estados ansiosos promovem
liberação de adrenalina que, frequentemente levam também à hiperventilação,
algumas vezes de tal intensidade que o indivíduo torna seus líquidos orgânicos
alcalóticos (básicos), eliminando grande quantidade de dióxido de carbono,
precipitando, assim, contrações dos músculos de todo o corpo.
Se a concentração de gás carbônico cair a valores
muito baixos, outras consequências extremamente danosas podem ocorrer, como o
desenvolvimento de um quadro de alcalose que pode levar a uma irritabilidade do
sistema nervoso, resultando, algumas vezes, em tetania (contrações musculares
involuntárias por todo o corpo) ou mesmo convulsões epilépticas.
Existem algumas ocasiões em que a concentração de
oxigênio nos alvéolos cai a valores muito baixos. Isso ocorre especialmente
quando se sobe a lugares muito altos, onde a pressão de oxigênio é muito baixa
ou quando uma pessoa contrai pneumonia ou alguma outra doença que reduza o
oxigênio nos alvéolos. Sob tais condições, quimiorreceptores localizados nas
artérias carótida (do pescoço) e aorta são estimulados e enviam sinais pelos
nervos vago e glossofaríngeo, estimulando os centros respiratórios no sentido
de aumentar a ventilação pulmonar.
Referências:
KRUKEMBERGHE,
F. Sistema Respiratório. Disponivel em: <http://www.brasilescola.com>
Acesso em: 06 Ago 2012
VILELA, A. L. M.
Sistema Respiratório. Disponivel em:
<http://www.afh.bio.br> Acesso em: 06 Ago 2012