Sistema Respiratório Humano | Anatomia e Função | Resumo | Respiração

O sistema respiratório humano é formado por uma complexa estrutura, cujos órgãos trabalham simultaneamente e em perfeita sincronia. Nesse artigo você irá aprender tudo sobre sua anatomia e funções em um resumo completo.

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O oxigênio e a respiração

A energia que as células do organismo necessitam para desempenhar suas funções especificas provém, em última análise, da combustão de determinadas substâncias químicas. Para estas e outras reações bioquímicas, faz-se necessário um fornecimento contínuo de oxigênio.

Este elemento se encontra no ar atmosférico na proporção de 21 %, mas a barreira da pele impede seu acesso direto aos tecidos. Somente através do sistema respiratório é que o ar se põe em contato com o sangue, e este é que transporta o oxigênio a todas as células do organismo.

Por outro lado, no metabolismo celular se formam substâncias gasosas —concretamente CO2— que carecem de utilidade para a célula e devem ser eliminadas; é também o sistema respiratório que desempenha esta função excretora.



Função do sistema respiratório humano

A função do sistema respiratório, em seu sentido mais amplo, compreende os seguintes processos:

  • A passagem do ar atmosférico através das vias respiratórias até alcançar os alvéolos pulmonares;
  • A passagem do oxigênio alveolar para o sangue;
  • O transporte do oxigênio pelo sangue e sua distribuição por todo o organismo;
  • A utilização do O2 nas células;
  • A produção celular de CO2;
  • O transporte do CO2, pelo sangue;
  • A passagem do CO2 do sangue para os alvéolos pulmonares;
  • A expulsão do ar para fora dos pulmões.

Anatomia do sistema respiratório

O sistema respiratório é formado pelos orifícios de entrada do ar (nariz e boca) e por uma série de canais que, depois de ramificar-se abundantemente, acabam numas estruturas saculares denominadas alvéolos pulmonares.

E aqui que se realiza o intercâmbio de gases. A membrana alveolar é muito fina e ao redor de cada alvéolo existe uma densa rede de capilares sanguíneos. Calcula-se a superfície de contato dos alvéolos com os capilares em 100 m2.



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Troca gasosa entre os alvéolos pulmonares e os capilares

O ar que chega aos alvéolos pulmonares deve estar livre de partículas em suspensão e ter uma temperatura e umidade adequadas. Da mesma forma, a composição química do ar alveolar tem que permanecer constante. Do contrário se alteraria a constância do meio interno.

Com efeito, o tortuoso caminho que o ar percorre no sistema respiratório até chegar aos sacos alveolares lhe permite ser filtrado de partículas estranhas ao mesmo tempo em que se umedece e aquece; as variações automáticas sofridas pelos movimentos da respiração ajudam a compensar qualquer anormalidade na composição do ar alveolar. A seguir, veremos os órgãos que compõe o sistema respiratório.

Órgãos do sistema respiratório humano

Nariz – fossas nasais

O nariz se compõe fundamentalmente de osso, cartilagem e tecido mole. Os seios contíguos são cavidades dos ossos cranianos que se comunicam com o interior do nariz através de estreitos canais.

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A membrana mucosa que forra a superfície interna das cavidades nasais é sumamente sensível e suscetível de invasão por germes e infecções. No sistema respiratório essas fossas nasais contem também pelos que contribuem para proteger o interior do nariz contra substancias estranhas, como germes e poeira, os quais de outro modo poderiam ter fácil acesso ao interior.

Outra função do nariz no sistema respiratório é o de aquecer o ar até deixa-lo à temperatura do corpo: 36,6°C. A operação se efetua pela circulação do sangue através do revestimento do nariz, que contem inúmeros vasos sanguíneos pequenos.

Os vasos sanguíneos, profusos na membrana que reveste o nariz, também fornecem o liquido necessário para umedecer o ar que penetra no corpo no processo de respiração. Cada inspiração introduz nos pulmões aproximadamente meio litro de ar; num só dia, o ar que atravessa o nariz, numa ou noutra direção, dá um total de mais ou menos 14.000.000 litros.

Brônquios

Os brônquios e bronquíolos, formados por sucessivas ramificações, são tubos de diâmetro cada vez menor, em cuja estrutura vai sendo cada vez maior a proporção de tecido elástico e de músculo liso. No sistema respiratório, os brônquios são responsáveis por levar o ar até os pulmões. Começam na laringe e terminam nos pulmões, enquanto os bronquíolos chegam aos alvéolos.

Pulmões

Os pulmões são órgãos fundamentais no sistema respiratório. Se encontram de ambos os lados do tórax e ocupam uma grande porção da cavidade torácica. O pulmão direito é maior que o esquerdo e contém três partes, ou lobos, enquanto que o esquerdo só tem dois lobos.

Estrutura e função dos pulmões

A estrutura geral dos pulmões recorda a de uma árvore em posição invertida. O tronco é representado pelo brônquio que vai desde a laringe até o pulmão e se subdivide em ramificações menores, as quais se subdividem, por sua vez, terminando finalmente em ramos diminutos, chamados bronquíolos.

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Anatomia do pulmão

Essas ramificações chegam aos alvéolos ou sacos aéreos, na superfície dos quais se encontram os capilares.



O sangue é fornecido aos capilares pela artéria pulmonar e retirado pelas veias pulmonares. Os vasos linfáticos passam através dos pulmões, que estão recobertos pela pleura.

Primordialmente, a função dos pulmões no sistema respiratório consiste em fornecer oxigênio aos glóbulos vermelhos e eliminar dióxido de carbono. No restante do organismo os capilares gastam oxigênio e recebem dióxido de carbono, enquanto que nos pulmões, recebem oxigênio e liberam dióxido de carbono.

No período de 24 horas de respiração, um homem ativo absorve mais de meio metro cúbico de oxigênio e seu sangue libera mais de meio metro cúbico de dióxido de carbono. Os pulmões normalmente absorvem ar e expelem produtos residuais, a uma velocidade de 17 vezes por minuto e podem acelerá-la até atingir 70 ou 80 vezes por minuto durante esforços musculares extremos ou no caso de pneumonia.

Faringe

A faringe é uma zona da garganta compreendida entre a boca e o começo do esôfago e traqueia. Funciona como um órgão de ressonância da fala, bem como atua no sistema digestivo e sistema respiratório, apesar de suas funções não se cruzarem.

faringe

A faringe se divide em:

  • Nasofaringe: Estende-se até o nariz, serve de passagem de ar até a garganta;
  • Orofaringe: Conduz a laringe e à traqueia;
  • Laringofaringe: Extensão da faringe média, conecta o esôfago com a laringe.

Laringe

Porção da extremidade superior do sistema respiratório que contém as cordas vocais e constitui o órgão da voz. Consiste em 9 cartilagens unidas entre si por músculos e ligamentos. Na extremidade da laringe encontra-se a epiglote, cartilagem que impede os alimentos de penetrarem na laringe e no dueto respiratório, conduzindo-os diretamente ao esôfago e ao estômago.

respiração-laringeNo processo de fonação as cordas vocais se juntam, deixando só uma estreita passagem. Quando o ar se choca contra as cordas, essas vibram e com a ajuda complementar da língua, dos dentes, do palato e dos lábios, produz-se a voz, cujo tom varia conforme o espaço deixado entre as cordas e o grau de tensão em que se acham. O tipo de voz é determinado por diferenças de constituição e a disposição de tais órgãos.

No homem adulto a voz possui mais profundidade que na mulher, graças ao maior tamanho da laringe e, consequentemente, do maior comprimento das cordas vocais. A voz de registros baixos (grave) é produzida com a vibração lenta das cordas e a de registros altos (aguda), com vibrações de maior frequência.

Aprenda mais sobre a LARINGE

Traqueia

respiração-traqueiaA traqueia é um tubo cartilaginoso de cerca de 11,5 cm, que vai desde a laringe até os brônquios. Sua função no sistema respiratório é aquecer, filtrar e filtrar o ar que será encaminhado até os pulmões.

Aprenda mais sobre a TRAQUEIA

Mecânica do sistema respiratório humano

No sistema respiratório, a penetração de ar nos pulmões é consequência do aumento de volume do tórax. A caixa torácica é formada pelas costelas, o esterno, os músculos intercostais e urna lâmina musculotendinosa (o diafragma) que a limita pela parte inferior.

O primeiro par de costelas é fixo, mas a articulação das demais com a coluna vertebral permite um certo grau de rotação. Ao se contraírem, os músculos intercostais externos elevam as costelas e, devido à sua forma e a sua disposição em repouso, aumentam as distâncias antero-posterior e lateral do tórax.

No sistema respiratório o diafragma em repouso é convexo para cima e se achata ao contrair-se, o que também faz aumentar a capacidade torácica. Estes movimentos que determinam a entrada de ar nos pulmões constituem a inspiração. O retorno à posição de repouso é geralmente um processo passivo, que se efetua ao se relaxarem os músculos mencionados: expiração.

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A intensidade dos movimentos de respiração depende do grau de contração dos músculos inspiratórios. Normalmente é pequeno e predomina a atividade do diafragma, aumentando o volume torácico em cerca de 500 ml (volume basal); mas se se força ao máximo a inspiração se consegue aumentar seu volume de mais uns três litros (volume inspiratório de reserva).

Embora a expiração seja passiva, também pode ser forçada pela contração dos músculos intercostais internos —que fazem descer as costelas— e dos abdominais —que pressionam o conteúdo do abdome contra o diafragma, aumentando sua convexidade— com o que se obtém uma expulsão adicional de ar de um litro (volume expiratório de reserva).

Ventilação pulmonar

No sistema respiratório, a soma dos volumes basal, inspiratório de reserva e expiratório de reserva é conhecida com o nome de capacidade vital. Mesmo depois duma expiração forçada fica ar nos pulmões: é o volume residual, que só se extinguirá se for perfurada a cavidade pleural. Chama-se espaço morto o volume de ar contido nas vias do sistema respiratório que não tomam parte no intercâmbio de gases com o sangue; seu valor é de cerca de 150 mililitros.

Tanto a intensidade como a frequência da respiração podem sofrer variações. Normalmente realizamos dezesseis incursões de respiração por minuto. Assim, a quantidade de ar que passa através de nossos pulmões em um minuto (ventilação pulmonar) é 16 x 500 = = 8.000 ml. A frequência de respiração pode aumentar até 100 por minuto, se bem que então a quantidade de ar mobilizado em cada ciclo respiratório seja pequena.

No sistema respiratório a ventilação pulmonar máxima que se pode alcançar combinando intensidade e frequência de respiração é da ordem de 100 litros por minuto.

Controle nervoso do sistema respiratório

Os músculos torácicos e o diafragma são estriados e, portanto, voluntários. Com efeito, podemos alterar à vontade a função respiratória. Esta, porém, normalmente se desenrola de maneira automática, havendo também um perfeito ajuste automático do sistema respiratório entre as necessidades de oxigênio do organismo em cada momento e a ventilação pulmonar.

A atividade do sistema respiratório é controlada por um conjunto de neurônios situados no bulbo espinhal, que constituem o centro respiratório. Estes neurônios estão em contato com os que inervam 05 músculos intercostais e o diafragma. O ritmo de descarga do centro respiratório determina a frequência e intensidade da respiração.

A atividade do centro está sujeita a diversas influências que se exercem sobre ele, algumas químicas e outras de natureza reflexa.

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Controle nervoso do sistema respiratório

A mais importante das primeiras é o aumento de CO2 no sangue: quando a pressão parcial deste gás aumenta em 6 % a ventilação pulmonar se eleva ao dobro. Assim fica assegurada a eliminação deste metabólito pelo sistema respiratório quando é produzido em excesso. Embora menos sensíveis ao CO2 que o próprio centro respiratório, existem também quimiorreceptores no arco aórtico e nos seios carotídeos que informam o centro, por via reflexa, de um aumento de CO2 no sangue, estimulando assim sua atividade.

Maior importância têm os receptores sensíveis à diminuição do O2 no sangue; estão localizados nos mesmos lugares e estimulam, também por via reflexa, o centro respiratório.

Expansão do tórax na respiração

Um mecanismo importante do sistema respiratório é o que limita o grau de expansão do tórax em cada inspiração: existem receptores sensíveis – à distensão nos pulmões, que descarregam à medida que progride o movimento inspiratório; estes impulsos chegam, por meio dos nervos vagos, ao centro respiratório e o inibem; com isso fica interrompida a inspiração e sobrevém passivamente a expiração.

Seccionando-se os nervos vagos a respiração se torna mais profunda e menos frequente. Existem outros mecanismos do sistema respiratório, principalmente o chamado reflexopneumotáxico, que substituem o reflexo que havia sido destruído e impedem a paralisia da respiração no momento da inspiração.

Intercâmbio gasoso nos pulmões

No sistema respiratório, o deslocamento de um gás através de uma membrana depende da permeabilidade desta e da pressão parcial do gás em ambos os lados da membrana. Duas membranas muito finas presentes no sistema respiratório, o epitélio alveolar e o endotélio capilar, separam o ar alveolar do sangue que chega aos pulmões: sua permeabilidade aos gases é suficientemente grande em condições normais e não constitui nenhum fator que limite os intercâmbios gasosos.

No ar atmosférico, a pressão parcial do O₂, é, à pressão normal de uma atmosfera (21% de 760 mm Hg), de 160 mm Hg: mas ao entrar no sistema respiratório se mistura com o ar, já viciado, das vias respiratórias, de modo que quando chega aos alvéolos sua pressão parcial se reduziu a 100 mm Hg.

Da mesma forma, embora a quantidade de CO₂ no ar atmosférico seja insignificante (pressão parcial = 0,3 mm Hg), no ar alveolar se encontra na proporção de 5,5% (p.p. = 40 mm Hg) .

No sistema respiratório, o sangue que chega aos capilares pulmonares é sangue venoso, proveniente de todos os tecidos do organismo, aos quais cedeu uma parte de seu oxigênio e nos quais se carregou de CO₂.alvéolos

As pressões parciais destes gases no sistema respiratório variam de acordo com a atividade metabólica das células, mas podemos dar como valores médios no sangue venoso misto os seguintes: p0O₂ =40 mm Hg e pCO₂, =46 mm Hg.

Ao longo de seu percurso pelos capilares contíguos aos alvéolos, o sangue difunde os gases no sentido determinado pelo correspondente gradiente de pressão; isto é, passa O₂ dos alvéolos (p.p.= 100) para o sangue (p.p. = 40), e CO₂ do sangue (p.p. = 46) para os alvéolos (p.p. = 40).

O equilíbrio no sistema respiratório é alcançado sem que se modifiquem as concentrações de ambos os gases nos alvéolos, pois toda a atividade de respiração se destina a manter constante a composição do ar alveolar. Isto é, as pressões parciais de O₂ e de CO₂ no sangue arterial são idênticas às do ar alveolar.

Intercâmbio gasoso nos tecidos

Quando chega aos capilares teciduais através do sistema respiratório, o sangue traz uma carga de O₂ que representa uma pressão parcial de 100 mm Hg e uma quantidade de CO₂, equivalente a uma pressão parcial de 40 mm Hg. O meio extracelular se empobreceu de O₂, e se enriqueceu de CO₂, em consequência da atividade metabólica protagonizada no sistema respiratório.

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A intensidade destas trocas depende do tecido em questão e de seu estado funcional; em todo caso, posto que a membrana capilar é permeável a eles, difunde os gases obedecendo aos gradientes de pressão até alcançar o equilíbrio com uma perda de O₂ do sangue e um aumento de sua concentração de CO₂.

Transporte de O₂ pelo sangue pelo sistema respiratório

A quantidade de O₂ que um volume de sangue é capaz de fixar é cem vezes superior à que se deveria esperar da solubilidade deste gás no plasma. A causa disto é a particular afinidade da hemoglobina (Hb) pelo oxigênio. A Hb é uma cromoproteína, cujo peso molecular é de 67.000, que se encontra no interior das hemácias.

Combina-se reversivelmente com o O₂ e dá a oxi-hemoglobina (HbO₂). A percentagem de Hb que passa a HbO₂ depende da pressão parcial do O₂ em contato com o sangue. A função que liga ambas variáveis não é linear; sua representação gráfica é uma curva sigmóide: a curva de dissociação da oxi-hemoglobina.

O sangue humano normal contém 15 g de Hb por 100 ml, e como cada grama de Hb se combina com 1,34 mg de O₂, resulta que 100 ml de sangue são capazes de transportar 20 ml de O₂. Se, efetivamente, contém 20 volumes de O₂ por cento, diz-se que sua percentagem de saturação é 100. É costume expressar desta forma o conteúdo de O₂ no sangue. Quando a pressão parcial de oxigênio em contato com o sangue é de 100 mm Hg ou mais, toda a Hb passa a HbO₂; assim, no sistema respiratório, em sua passagem pelos pulmões o sangue se satura de O₂ ao máximo.

Transporte de CO₂ pelo sangue

No sistema respiratório, o CO₂ dissolvido no sangue forma CO₃H₂ com a água, que se dissocia em CO₃H e H+. Segundo a lei da ação das massas, a reação progredirá para a direita (e se fixará, portanto, maior quantidade de C O₂) quando algum dos produtos finais for retirado da solução. Isto é o que fazem as substâncias “tampão” com a concentração de íons hidrogênio. Assim se comportam as proteínas do plasma e a hemoglobina dos eritrócitos.

Patologias no sistema respiratório

Para saber mais sobre patologias referentes ao sistema respiratório, recomendamentos visitar o site da Sociedade Brasileira de Pneumologia e Tisiologia.

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