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Respiração
1. Respiração Orgânica x Respiração Celular
2. Respiração Direta x Respiração Indireta
superfície
respiratória
O2 CO2 O2 CO2
tecidos
sangue fina, permeável e
úmida
Problema
Limita o tamanho
Ex: poríferos,
cnidários, platelmintos,
nematelmintos e
alguns artrópodes
Problema
O2 é pouco solúvel em água
Solução
O2 é transportado por pigmentos
respiratórios:
hemoglobina, hemoeritrina, hemocianina,
clorocruorina
Ex: vertebrados, moluscos, anelídeos, etc.
3. Tipos de Sistemas Respiratórios
Cutânea por difusão
Trocas ocorrem pelo tegumento (pele, cutícula, epiderme)
Ex:animais pequenos e/ou aquáticos
Direta ou indireta
Direta X Indireta
trocas entre o tegumento e os
tecidos diretamente
Ex: Poríferos, Cnidários,
Platelmintos, Nematelmintos
trocas entre o tegumento e o
sangue
Ex: Anelídeos, anfíbios
Respiração Branquial
Brânquias são evaginações
Ex: crustáceos, moluscos
aquáticos, equinodermos,
peixes e girinos.
Podem ser externas ou internas
brânquias externas brânquias internas
Respiração Traqueal
Ex: insetos, miriápodes
Traquéias são invaginações
É um sistema direto ou indireto?
Circulação Insetos Respiração
Aberta
Limita o
tamanho do
animal.
Direta
Permite alto
metabolismo,
pois O2 não
depende do
sangue para
chegar aos
tecidos.
Filotraqueal ou pulmões foliáceos
Aracnídeos
Filotraquéia: ar entra pelas filotra-
quéias e troca gases no hemoceloma
(cavidade cheia de sangue).
Também são invaginações.
É um sistema direto ou indireto?
A maior parte dos aracnídeos têm
hemocianina, um pigmento azul.
Respiração Pulmonar - invaginações
Anfíbios, répteis, aves e mamíferos
Anfibio
Pequena área
(poucas dobras):
É necessária a
respiração cutânea
Réptil
Maior número de
dobras
Não é necessária a
respiração cutânea
Respiração comparada - Invertebrados Invertebrado Sistema
Respiratório
Tipo de sistema
respiratório
Tipo de
respiração
Pigmento
respiratório
Poríferos Não possui Cutânea Direta ___
Cnidários Não possui Cutânea Direta ___
Platelmintos Não possui Cutânea Direta ___
Nematelmintos Não possui Cutânea Direta ___
Anelídeos Não possui Cutânea Indireta Hemoglobina,
Hemoeritrina ou
Clorocruorina
Moluscos
aquáticos
Possui Branquial Indireta Hemoglobina ou
Hemocianina
Moluscos
terrestres
Possui Pulmão primitivo Indireta Hemoglobina ou
Hemocianina
Artrópodes
(insetos e
miriápodes)
Possui Traqueal Direta ___
Artrópodes
(crustáceos)
Possui Branquial Indireta Hemocianina
Artrópodes
(aracnídeos)
Possui Filotraqueal Indireta Hemocianina
Equinodermos Possui Branquial Indireta (fluído
celômico)
___
Respiração comparada – Vertebrados
Condrictes x osteíctes
(respiração branquial)
Sem bexiga natatória x com bexiga natatória
Sem opérculo x com opérculo
Opérculo: placa óssea móvel que recobre as brânquias;
Bexiga natatória: órgão hidrostático, que também promove
trocas gasosas em alguns casos.
Em todos os peixes a água segue o mesmo fluxo
boca => faringe => fenda branquial
peixes cartilaginosos peixes ósseos
fluxo de água
sangue
venoso
sangue arterial
Água e sangue nas brânquias fluem em contracorrente
fluxo de sangue
fluxo de água
0 2 4 6 8
2 4 6 8 10
0 1 2 3 4 5
10 9 8 7 6 5
contra-corrente corrente
fluxo de sangue
fluxo de água
A bexiga natatória nos peixes
Nos peixes não dipnóicos
atua como órgão hidrostático
Nos peixes dipnóicos atua
como pulmão primitivo
Anfíbios : A respiração pulmonar é insuficiente (pulmão
saculiforme) Deve ser compensada por respiração
cutânea. A pele então deve ser permeável à passagem
de gases e portanto, deve ser sempre úmida e pouco
queratinizada.
OBS: Na fase larval o girino realiza respiração branquial.
Répteis – respiração pulmonar eficiente (pulmão
parenquimatoso), pele altamente queratinizada.
Aves – respiração pulmonar eficiente (pulmão não alveolar
com sacos aéreos – projeções dos pulmões)
Respiração de Mamíferos – respiração pulmonar eficiente
(pulmão alveolar).
• Característica exclusiva – Músculo diafragmático
4.Respiração no Homem
Anatomia
Vias Aéreas
Fossas nasais
Faringe
Laringe
Traquéia
Brônquios
Bronquíolos
Alvéolos
Mecânica da Respiração
Inspiração
Músculos
Intercostais e
Diagragma
contraem
Volume
torácico
Aumenta
Pressão
Interna
Diminui
Ar
Entra
Expiração
Músculos
Intercostais e
Diagragma
relaxam
Volume
torácico
Diminui
Pressão
Interna
Aumenta
Ar
Sai
Fisiologia da Respiração
Trocas
Ocorrem por difusão
Hematose
sangue passa de venoso para
arterial
Transporte de Gases
O2 : ligado à Hemoglobina
A ligação é estável ou
instável?
CO2 : três formas de transporte
• Dissolvido no plasma na forma de gás
• Ligado à Hemoglobina
• Sob a forma de íon bicarbonato no plasma
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-
CURVA DE SATURAÇÃO DA HEMOGLOBINA
Afinidade da Hb pelo
O2
Efeito Bohr
- Aumento da PCO2;
- Acidose sanguínea;
- Menor afinidade da Hb pelo
O2;
- Tecidos e capilares
sistêmicos;
Efeito Haldane
- Diminuição da PCO2;
- Alcalose sanguínea;
- Maior afinidade da Hb pelo
O2;
- Alvéolos e capilares
alveolares;
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-
Obs: Hb atua como sistema tampão!!
Afinidade da Hb pelo
O2
Temperatura
- Alto metabolismo Aumento de T efeito Bohr;
- Baixo metabolismo diminuição de T efeito Haldane;
2, 3 DGP
- Modificação alostérica da Hb se liga à Hb e muda o sítio ativo e consequente afinidade pelo O2.
- Qt maior a [ ] de 2, 3 DGP, menor a afinidade da Hb pelo O2.
- Aumento de 2,3 DGP provoca acidose celular diminuição da afinidade pelo efeito Bohr.
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-
Mioglobina x Hemoglobina
Mioglobina:
- 1 grupamento Heme
- 1 associação com O2
Hemoglobina:
- 4 grupamentos Heme
- 4 associações com O2
Mioglobina x HbA x HbF
Ordem crescente
de afinidade:
HbA < HbF < Mb
Regulação do Ritmo
respiratório
Quando a [ CO2 ] aumenta
estimula
Bulbo
Aumenta a freqüência e
profundidade da respiração
Mergulho de garrafa
Aumento da pressão:
- a cada 10 m, mais 1 atm;
- Pulmão colapsa garrafa c ar sob grande pressão empurra o ar para dentro dos pulmões;
Lei de Boyle:
- Qt maior a presão maior a compressão dos gases;
- Sob pressão o N2 se difunde pelos tecidos reduz a excitabilidade neuronal Narcose pelo nitrogênio;
- Toxicidade do O2 a partir de 19 m de profundidade acúmulo de O2 provoca formação de radicais livres e oxidação de componentes celulares neurônios são afetados;
Descompressão
- Retorno rápido à superfície diminuição da pressão liberação de N2 gasoso dos tecidos embolia;
- Utilização de gás hélio;
Compensações fisiológicas da altitude
O ar rarefeito provoca:
- Liberação de eritropoietina estimula medula óssea vermelha aumento da
produção de hemácias;
- Aumento da frequência respiratória quimiorreceptores da carótida e aorta
percebem baixa PO2 no sangue enviam sinais elétricos ao bulbo aumento da
FR e inspirações e expirações mais profundas;
- Aumento de volume sanguíneo pulmonar aumenta área de contato dos
capilares pulmonares com os alvéolos aumento da taxa de difusibilidade de O2
nos alvéolos pulmonares ;
- Aumento da pressão arterial: tentativa de disponibilzar mais O2 para as células;
- Angiogênese capilar sistêmico;
- Aclimatação celular indivíduos que já nascem em grandes altitudes possuem
células com mais mitocôndrias e sistemas oxidativos aumenta a capacidade de
utilização de O2.