Roteiro da Semana 3
Roteiro da Semana 3 do curso de Fisiologia e Saúde Humana.
Transporte de oxigênio e gás carbônico
O mecanismo de transporte de gases
O oxigênio que chega aos alvéolos pulmonares passa para os capilares sanguíneos por difusão simples, penetra nas hemácias e forma um complexo com a hemoglobina, chamado oxiemoglobina. Este complexo aumenta entre 30 e 100 vezes a quantidade de oxigênio transportado por simples difusão de oxigênio no sangue.
O sangue venoso volta aos pulmões carregado de dióxido de carbono, que também é transportado ligado à hemoglobina – formando carboemoglobina. Ao atingir os alvéolos, há uma troca: o dióxido de carbono é liberado e passa por difusão para o interior dos alvéolos, sendo expelido. O processo de desligamento do dióxido de carbono da hemoglobina, nos pulmões, é favorecido pela ligação da hemoglobina com oxigênio. Veja, a seguir, um esquema geral do transporte dos gases.
Fgura 3.6: O ar que entra nos pulmões - ar inspirado - tem mais O2, que passa para o sangue arterial e é levado até os tecidos, onde se dá a troca com o CO2 resultante da respiração celular.
Em condições de repouso, uma pequena parcela do transporte de oxigênio (cerca de 3%) é realizada em sua forma dissolvida, mas durante exercícios a quase totalidade do oxigênio chega aos tecidos ligada à hemoglobina. O transporte por hemoglobina é tão importante que, quando este é bloqueado, ocorre a morte por asfixia: por exemplo, quando é inalado o monóxido de carbono, este se liga irreversivelmente à hemoglobina e pode causar a morte por asfixia. Por isso, é perigoso ficar em ambiente fechado com um carro ligado.
O transporte de gases pelo sangue também tem como função manter a acidez do sangue, porque é a partir da reação do CO2 com a água que são formados os íons bicarbonato e hidrogênio. Esta reação é mediada pela enzima anidrase carbônica. Na realidade, 70% do CO2 é transportado dissolvido no sangue.
A hematose é um fenômeno da respiração pulmonar que ocorre no interior dos alvéolos pulmonares e consiste na troca do sangue venoso (rico em gás carbônico) em sangue arterial (rico em oxigênio). Como nos alvéolos pulmonares a concentração de oxigênio é bem maior do que a encontrada nos capilares sanguíneos, o gás oxigênio presente nos alvéolos pulmonares passa para os capilares sanguíneos através da difusão*. Depois, penetra nas hemácias e se combina com a hemoglobina (Hb), pigmento respiratório que apresenta quatro cadeias de aminoácidos combinadas com um grupo que contém ferro (o grupo heme).
Presente no sangue de todos os vertebrados, a hemoglobina tem a capacidade de se combinar com quatro moléculas de oxigênio, formando a oxiemoglobina (HbO2). Na forma de oxiemoglobina, o oxigênio é transportado para todas as partes do corpo, sendo liberado nos tecidos, onde o oxigênio se dissocia da oxiemoglobina e se espalha no citoplasma da célula, sendo utilizado pelas mitocôndrias no processo de respiração celular. Acredita-se que existam cerca de 250 milhões de moléculas de hemoglobina no interior de uma hemácia. Dessa forma, então, podemos dizer que cada hemácia carrega em torno de um bilhão de moléculas de oxigênio.
Ao realizar a respiração celular, as células produzem gás carbônico, sendo que a concentração desse gás fica maior no interior da célula e, por esse motivo, ele passa por difusão para os capilares sanguíneos, onde aproximadamente 23% se associam a grupos amina da hemoglobina, formando a carboemoglobina ou carbaminoemoglobina; e 7% se encontram dissolvidos no plasma sanguíneo. A maior parte do gás carbônico reagirá com a água no interior das hemácias, formando o ácido carbônico (H2CO3), reação que será acelerada pela enzima anidrase carbônica. O ácido carbônico irá se quebrar em íons H+ (que se associam a moléculas de hemoglobina, formando a desoxiemoglobina) e em íons bicarbonato (HCO3-, que se encontram dissolvidos no plasma sanguíneo, na forma de bicarbonato de sódio, onde auxiliam no controle da acidez do sangue).
Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)
Ao chegar aos capilares sanguíneos que recobrem os alvéolos pulmonares, o íon bicarbonato (HCO3-) penetra nas hemácias novamente e se reassocia ao íon H+, formando mais uma vez o ácido carbônico (H2CO3), que se transformará em água e gás carbônico. O gás carbônico será levado para os alvéolos pulmonares através da difusão e será eliminado do organismo pelo processo da expiração.
O monóxido de carbono (CO) que é lançado pelos escapamentos dos automóveis é um gás inodoro altamente tóxico produzido pela combustão incompleta de substâncias orgânicas. Esse gás é capaz de se combinar com a hemoglobina, originando a carboxiemoglobina. Uma vez combinada com o monóxido de carbono, a hemoglobina se inutiliza de forma irreversível, não conseguindo mais transportar oxigênio, necessário a todas as células do corpo. A alta concentração de monóxido de carbono pode levar à morte por asfixia.
*difusão:movimento de partículas da região em que elas estão mais concentradas, para outra em que sua concentração é menor.