Pulmões
Depois de uma corrida na Marginal, entre Cascais e Lisboa, respiras muito mais depressa e sentes o peito a mexer. Onde vai parar o ar que inspiras? Como passa o oxigénio para o sangue, se o ar está «dentro» de ti, mas não dentro dos teus vasos? E como cabe tanta superfície de trocas num peito tão pequeno? Neste apartado respondes a estas perguntas.
Do nariz aos alvéolos
Os pulmões são as estruturas respiratórias dos vertebrados terrestres (répteis, aves e mamíferos; os anfíbios adultos têm pulmões simples, além da pele). Estão dentro do corpo, o que reduz a perda de água por evaporação, um problema sério para quem vive fora de água.
No ser humano, o ar percorre este caminho: fossas nasais → faringe → laringe → traqueia → brónquios → bronquíolos → alvéolos pulmonares. As vias aéreas aquecem, humidificam e filtram o ar. Só nos alvéolos é que há trocas gasosas.
Cada bronquíolo termina num conjunto de pequenos sacos, os alvéolos, como cachos de uvas. Cada alvéolo está rodeado por uma rede de capilares sanguíneos.
A hematose no alvéolo
A hematose é a troca de gases entre o ar dos alvéolos e o sangue dos capilares. Faz-se por difusão simples, sempre do local de maior concentração (ou pressão parcial) para o de menor:
-
o $\text{O}_2$ passa do ar alveolar (rico em $\text{O}_2$) para o sangue (pobre em $\text{O}_2$);
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o $\text{CO}_2$ passa do sangue (rico em $\text{CO}_2$) para o ar alveolar, que depois é expirado.
Para a difusão ser rápida, a superfície respiratória tem de ter:
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paredes muito finas: a parede do alvéolo e a do capilar têm uma só camada de células achatadas, por isso os gases percorrem uma distância minúscula;
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humidade: os gases dissolvem-se na película de água que reveste o alvéolo antes de atravessarem a membrana;
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grande superfície, em contacto íntimo com muitos capilares;
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gradiente de concentração mantido: o sangue circula e o ar é renovado, por isso o $\text{O}_2$ continua a entrar e o $\text{CO}_2$ a sair.
A figura representa um alvéolo pulmonar e o capilar sanguíneo que o envolve. a) Identifica os gases representados pelos «?» da figura: o que passa do alvéolo para o…
A figura representa um alvéolo pulmonar e o capilar sanguíneo que o envolve.
- a) Identifica os gases representados pelos «?» da figura: o que passa do alvéolo para o sangue e o que passa do sangue para o alvéolo.
- b) Como se designa o conjunto destas trocas gasosas entre o ar alveolar e o sangue?
- c) Explica por que razão as paredes do alvéolo e do capilar são muito finas, formadas por uma só camada de células achatadas.
- d) Indica uma característica estrutural comum aos pulmões e às brânquias e explica a sua importância para as trocas gasosas.
Uma superfície enorme em pouco espaço
O ser humano tem cerca de $3 \cdot 10^{8}$ alvéolos. Cada um é minúsculo, mas somados dão cerca de $70\ \text{m}^2$, cerca de metade de um campo de ténis. Esta superfície cabe no tórax porque o pulmão está muito subdividido em alvéolos, em vez de ser um saco liso. É a mesma «estratégia» das brânquias, que têm lamelas: dobrar e subdividir para aumentar a superfície sem aumentar o volume.
Num adulto, os dois pulmões contêm, em conjunto, cerca de $3 \cdot 10^{8}$ alvéolos (300 milhões), o que perfaz uma superfície de trocas gasosas de cerca de…
Num adulto, os dois pulmões contêm, em conjunto, cerca de $3 \cdot 10^{8}$ alvéolos (300 milhões), o que perfaz uma superfície de trocas gasosas de cerca de $70\ \text{m}^2$. A pele de um adulto tem uma área de cerca de $2\ \text{m}^2$.
- a) Determina a área média de um alvéolo, em metros quadrados, apresentando o resultado em notação científica.
- b) Quantas vezes a superfície alveolar total é maior do que a área da pele? Apresenta o cálculo.
- c) Explica a vantagem de uma superfície respiratória tão extensa para a hematose.
- d) Descreve os movimentos do diafragma e da caixa torácica durante a inspiração e explica por que razão o ar entra nos pulmões.
A ventilação pulmonar
Para os gradientes se manterem, o ar dos alvéolos tem de ser renovado: é a ventilação. Nos mamíferos, os pulmões não têm músculos próprios. O ar entra e sai porque muda o volume da caixa torácica.
| Inspiração (ativa) | Expiração (normal, passiva) | |
|---|---|---|
| Diafragma | contrai e desce (fica plano) | relaxa e sobe (forma de cúpula) |
| Costelas | sobem e afastam-se (músculos intercostais contraem) | descem |
| Volume torácico | aumenta | diminui |
| Pressão nos pulmões | diminui (inferior à atmosférica) | aumenta (superior à atmosférica) |
| Sentido do ar | entra | sai |
O ar desloca-se sempre da pressão maior para a menor. Ao aumentar o volume, a pressão desce e o ar atmosférico entra.
Nas aves há uma diferença: além dos pulmões, têm sacos aéreos, que funcionam como foles. O ar passa pelos pulmões tanto na inspiração como na expiração, sempre no mesmo sentido, e por isso o sangue encontra sempre ar «fresco». É um sistema muito eficiente, útil no voo, que gasta muita energia.
Em resumo
De volta ao início: depois de correres, respiras mais depressa porque o corpo precisa de renovar o ar nos alvéolos e manter a hematose rápida, e cabem tantos alvéolos no peito porque o pulmão está subdividido.