Troca e transporte de gases no pulmão

Após os alvéolos serem ventilados com ar fresco, a próxima etapa no processo da respiração é a difusão do O2 dos alvéolos para o sangue e do CO2 no sentido oposto do sangue para os alvéolos.

Esta troca ocorre nas membranas respiratórias (todas as superfícies pulmonares) por meio de difusão, ou seja, tanto O2 quanto o CO2 passam do meio mais concentrado para um meio menos concentrado.

Como se pode perceber tanto O2 quanto CO2 tem um sentido oposto durante a difusão.

                                   

A difusão depende de cinco fatores:

1.      Solubilidade do gás em um liquido.

2.      A área da reação transversa do liquido.

3.      A distancia através da qual o gás deve difundir.

4.      Peso molecular do gás.

5.      Temperatura do gás.

A maioria dos gases com importância na fisiologia da respiração possuem uma solubilidade muito baixa no sangue e o inverso ocorre nos lipídios através da membrana celular onde são muito solúveis.

Quando há edema a membrana celular aumenta em muito a sua espessura, com isso se tem uma maior dificuldade para ocorrer à difusão.

Composição do ar alveolar e sua relação com o ar atmosférico, ao nível do mar.

                          

O ar alveolar não apresenta de modo algum as mesmas concentrações gasosas do ar atmosférico, pois:

• O ar alveolar é substituído parcialmente por ar atmosférico a cada respiração.
• O O2 esta constantemente sendo absorvido dos alvéolos para o sangue.
• O CO2 esta em difusão constante do sangue para os alvéolos.
• O ar atmosférico seco que penetra nas vias aérea é umidificado antes de chegar aos alvéolos.

A velocidade de renovação do ar alveolar pelo ar atmosférico ocorre de maneira muito lenta, pois em um individuo normal após a respiração no final da expiração o volume de ar que permanece no pulmão é de cerca de 2.300ml, todavia apenas 350ml chegam aos alvéolos a cada respiração normal, como conseqüência disso o ar renovado a cada respiração é de apenas 1/7, pois 2300/350 = 0,007.

Esta renovação lenta do ar é importante para evitar:

o       Alterações súbitas da concentração de gases no sangue.

o       Evitar o aumento ou diminuição excessiva na oxigenação dos tecidos.

o       Alterações súbitas da concentração de CO2 tecidual.

o       Alterações excessivas do pH do sangue e tecidos, quando a respiração é interrompida.

Concentração e pressão de O2 nos alvéolos:

• É controlado em 1° lugar pela velocidade de absorção de O2 pelos capilares.
• É controlado em 2° lugar pela velocidade da entrada do novo O2 para os pulmões pelo processo da ventilação.

Concentração e pressão de CO2 nos alvéolos:

• O CO2 é continuamente formado no organismo, sendo também continuamente liberado nos alvéolos e apartir daí para fora do corpo.
• A concentração de CO2 no sangue é muito mais importante que a de O2, e a causa disto veremos mais adiante.
• Se o gás for solúvel no liquido (plasma) ele exerce pouca pressão este é o caso do CO2 que demora a saturar, já o O2 é muito pouco solúvel em meio liquido saturando mais rapidamente.

PV (pressão venosa pulmonar)O2: 40mmHg

PV (pressão venosa pulmonar)CO2: 45mmHg

Pa (pressão artéria pulmonar)O2: 104mmHg

Pa (pressão artéria pulmonar)CO2: 40mmHg

PA (pressão alveolar)O2: 100mmHg

PA (pressão alveolar)CO2: 40mmHg

Espaço morto fisiológico: é na realidade a soma do espaço morto anatômico com outros volumes gasosos pulmonares que não participam da troca gasosa.

o       Por exemplo: determinada área do pulmão é ventilada, mas não perfundida e os gases que chegaram aos alvéolos nestas regiões não podem participar das trocas gasosas e é funcionalmente morto.

o       Também pode ocorrer o contrario onde ocorre a perfusão, mas não ocorre a ventilação, o que resulta em um sangue que não pode fazer as trocas gasosas e a este sangue o chamamos de sangue shunt por sua incapacidade de realizar as trocas gasosas.  

o       O espaço morto fisiológico é maior que o anatômico.

Quando entra O2 no organismo a sua pressão parcial diminui devido a umidificação que ocorre nas vias aéreas, em santos de 160mmHg para 149mmHg. 

• Pressão alveolar O2 = 104mmHg.
• Pressão arterial O2 = 100mmHg.
• Pressão venosa O2 = 40mmHg.

O CO2 é resultado da queima da glicose dentro das células, tendo como função reativar o tampão carbônico para a manutenção do pH.

CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+  +  HCO3-

Este tampão tem como finalidade manter a estabilidade do pH, pois:

o       CO2↑   H+↑     pH↓, o que leva a uma acidose.

o       CO2↓   H+↓     pH↑, o que leva a uma alcalose.

É mais importante manter o equilíbrio de CO2 que o de O2:

• [CO2] no ar atmosférico é praticamente 0mmHg.
• [CO2] no ar atmosférico é praticamente 0mmHg. 
• [CO2] no ar alveolar = 40mmHg.
• Pressão arterial CO2 = 40mmHg.
• Pressão venosa CO2 = 45mmHg.

Percebe-se que a diferença entre o sangue venoso e o arterial não pode ser muito grande, pois se isso ocorre-se o sangue venoso seria muito acido.

Quando o sangue venoso passa pelo pulmão deixa cerca de 5mmHg de CO2 saindo para a veia pulmonar com cerca de 40mmHg de CO2, então qualquer problema que impeça este processo em longo prazo acarretará uma acidose respiratória.

• Acidose metabólica: ocorre por problemas relativos ao metabolismo, por exemplo, excesso de produção de acido lático, no diabético o excesso de corpos cetonicos no sangue e etc... Todos estes problemas aumentam a concentração de H+ no sangue o que por sua vê diminui o pH, para compensar tem-se uma hiperventilação para retirar o CO2 em excesso, os rins aumentam a excreção de íons H+ e a reabsorção de HCO3-.

• Alcalose metabólica: por problemas do metabolismo tem se a falta de íons H+ e o excesso de HCO3- o que aumenta o pH, é compensado através de uma hiperventilação e os rins aumentam a excreção de HCO3- e a reabsorção de H+.

• Acidose respiratória: causada por uma ventilação ruim, o que aumenta a concentração de CO2 no sangue que por sua vês diminui o pH do mesmo.Para se compensar 1° tem se os tampões dos líquidos corporais e também os rins necessitam de vários dias para corrigir o problema.

Alcalose respiratória: ocorre quando se tem uma ventilação excessiva que eleva o pH do sangue, para se compensar tem se os tampões corporais e também os rins.
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