Difusão dos Gases pelo Sistema Respiratório

Introdução

• Apresentação pelo departamento de Fisiologia e Biofísica do ICB UFMG.
• Tema: Difusão dos gases pelo sistema respiratório.

História da Oxigenação

• A Grande Oxigenação (2.4 bilhões de anos atrás):
  • Atmosfera acumulou O2 devido à fotossíntese.
  • Organismos puderam usar oxigênio para respiração aeróbica.
  • Evolução e adaptações resultaram nas especializações dos pulmões.

Função dos Pulmões

• Trocas gasosas:
  • Obtenção de O2 e eliminação de CO2.
  • Importância da dinâmica do sistema respiratório.

Curiosidade

• Pulmões estendidos poderiam cobrir uma quadra de tênis (85 m²).

Funcionamento do Sistema Respiratório

• Fluxo de ar:
  • Diferença de pressão entre dois locais.
  • Pressão maior para menor (inspirar e expirar).

Processo de Inspiração

• Diafragma contrai, caixa torácica expande.
• Pressão nos alvéolos fica menor que a atmosférica (pressão negativa).

Processo de Expiração

• Relaxamento muscular do diafragma.
• Pressão pleural aumenta, resultando em expiração.

Caminho do Ar

• Entrada do ar:
  • Cavidade bucal ou nasal.
  • Convergência na traqueia, brônquios e bronquíolos até os alvéolos.
• Ramificações celulares em formato de árvore.
  • 23 ramificações até os alvéolos.

Trocas Gasosas nos Alvéolos

• Rede alvéolo-capilar:
  • Alvéolos cobertos por capilares.
  • Difusão passiva de O2 e CO2 em menos de um segundo.

Composição do Ar Atmosférico

• Gases principais: N2, O2, CO2, argônio e outros.
• Pressão parcial dos gases:
  • Soma das pressões parciais é igual à pressão total.
  • Lei de Dalton.
  • Exemplo: PO2 a nível do mar: 20% de O2 na pressão de 760 mmHg resulta em aproximadamente 159,6 mmHg.

Comportamento dos Gases

• Movimento por difusão:
  • Lei de Fick:
    • Difusão depende da área, coeficiente de difusão e diferença de pressões.
    • Inversamente proporcional à espessura do tecido.
• Importância da área disponível para trocas gasosas.

Exemplos de Difusão

• Redução da área de difusão afeta a transferência de gás.
• Modificações possíveis:
  • Aumentar a pressão parcial do O2.
  • Uso de cilindros de oxigênio na respiração artificial.

Doenças Pulmonares

• Danos à membrana alveolar reduzem trocas gasosas.
• Diferença entre gases limitados pela perfusão e pela difusão:
  • O2 atinge o equilíbrio rapidamente, limitado pela perfusão sanguínea.
  • Monóxido de carbono usado para medir a capacidade de difusão pulmonar.

Conclusão

• Transporte de gases pelo corpo será abordado em um próximo vídeo.