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9.1: Prelúdio para o Sistema Respiratório - Biologia

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A respiração é um evento involuntário. A frequência com que a respiração é feita e a quantidade de ar inspirada ou expirada são rigidamente regulados pelo centro respiratório no cérebro. Os humanos, quando não estão se esforçando, respiram cerca de 15 vezes por minuto em média. Os caninos têm uma frequência respiratória de cerca de 15-30 respirações por minuto. A cada inspiração, o ar enche os pulmões e, a cada expiração, o ar sai correndo. Esse ar está fazendo mais do que apenas inflar e esvaziar os pulmões na cavidade torácica. O ar contém oxigênio que atravessa o tecido pulmonar, entra na corrente sanguínea e viaja para órgãos e tecidos. Oxigênio (O2) entra nas células onde é usado para reações metabólicas que produzem ATP, um composto de alta energia. Ao mesmo tempo, essas reações liberam dióxido de carbono (CO2) como um subproduto. CO2 é tóxico e deve ser eliminado. O dióxido de carbono sai das células, entra na corrente sanguínea, viaja de volta para os pulmões e é expelido do corpo durante a expiração.


11.3 Sistemas Circulatórios e Respiratórios

Os animais são organismos multicelulares complexos que requerem um mecanismo para transportar nutrientes por todo o corpo e remover resíduos. O sistema circulatório humano possui uma complexa rede de vasos sanguíneos que atinge todas as partes do corpo. Essa extensa rede fornece às células, tecidos e órgãos oxigênio e nutrientes, e remove dióxido de carbono e compostos residuais.

O meio de transporte de gases e outras moléculas é o sangue, que circula continuamente pelo sistema. As diferenças de pressão dentro do sistema causam o movimento do sangue e são criadas pelo bombeamento do coração.

A troca gasosa entre os tecidos e o sangue é uma função essencial do sistema circulatório. Em humanos, outros mamíferos e pássaros, o sangue absorve oxigênio e libera dióxido de carbono nos pulmões. Assim, o sistema circulatório e respiratório, cuja função é obter oxigênio e descarregar dióxido de carbono, trabalham em conjunto.


Graças ao desenvolvimento dos antibióticos, a incidência de tuberculose diminuiu muito. Antes do desenvolvimento de antibióticos, a tuberculose era uma doença bacteriana muito comum. Como muitos dos idosos de hoje estavam vivos durante o período em que a tuberculose era prevalente, eles podem ter sido expostos a essa bactéria. Devido ao comportamento desta bactéria, é possível que uma pessoa idosa tenha inalado esta bactéria anos antes e a bactéria tenha sido controlada pelo sistema imunitário. A bactéria é capaz de sobreviver por anos dentro dos tubérculos dos pulmões. Devido ao enfraquecimento do sistema imunológico dos idosos, a bactéria é capaz de reinfectar os pulmões. Embora a tuberculose agora possa ser tratada com um tratamento medicamentoso de seis a nove meses, os pulmões podem ficar permanentemente danificados.

Uma embolia pulmonar se refere a um coágulo que bloqueia um ramo de uma artéria pulmonar. A tendência é que os êmbolos se alojem nos pequenos ramos da artéria pulmonar e restrinjam o fluxo sanguíneo a alguma região do pulmão. As embolias pulmonares ocorrem mais comumente em pacientes acamados. Isso ocorre porque a taxa de fluxo sanguíneo diminui, o que geralmente aumenta o desenvolvimento de coágulos sanguíneos.


16.3 Sistemas Circulatórios e Respiratórios

Os animais são organismos multicelulares complexos que requerem um mecanismo para transportar nutrientes por todo o corpo e remover resíduos. O sistema circulatório humano possui uma complexa rede de vasos sanguíneos que atinge todas as partes do corpo. Essa extensa rede fornece às células, tecidos e órgãos oxigênio e nutrientes, e remove dióxido de carbono e compostos residuais.

O meio de transporte de gases e outras moléculas é o sangue, que circula continuamente pelo sistema. As diferenças de pressão dentro do sistema causam o movimento do sangue e são criadas pelo bombeamento do coração.

A troca gasosa entre os tecidos e o sangue é uma função essencial do sistema circulatório. Em humanos, outros mamíferos e pássaros, o sangue absorve oxigênio e libera dióxido de carbono nos pulmões. Assim, o sistema circulatório e respiratório, cuja função é obter oxigênio e descarregar dióxido de carbono, trabalham em conjunto.

O sistema respiratorio

Respire e segure. Espere alguns segundos e depois deixe sair. Os humanos, quando não estão se esforçando, respiram cerca de 15 vezes por minuto em média. Isso equivale a cerca de 900 respirações por hora ou 21.600 respirações por dia. A cada inspiração, o ar enche os pulmões e, a cada expiração, sai correndo. Esse ar está fazendo mais do que apenas inflar e esvaziar os pulmões na cavidade torácica. O ar contém oxigênio que atravessa o tecido pulmonar, entra na corrente sanguínea e viaja para órgãos e tecidos. Lá, o oxigênio é trocado por dióxido de carbono, que é um resíduo celular. O dióxido de carbono sai das células, entra na corrente sanguínea, viaja de volta para os pulmões e é expelido do corpo durante a expiração.

A respiração é um evento voluntário e involuntário. A frequência com que a respiração é feita e a quantidade de ar inalada ou exalada são regulados pelo centro respiratório no cérebro em resposta aos sinais que recebe sobre o conteúdo de dióxido de carbono do sangue. No entanto, é possível substituir essa regulação automática para atividades como falar, cantar e nadar debaixo d'água.

Durante a inspiração, o diafragma desce criando uma pressão negativa ao redor dos pulmões e eles começam a se inflar, puxando o ar de fora do corpo. O ar entra no corpo pela cavidade nasal localizada dentro do nariz (Figura 16.9). Conforme o ar passa pela cavidade nasal, o ar é aquecido até a temperatura corporal e umidificado pela umidade das membranas mucosas. Esses processos ajudam a equilibrar o ar com as condições do corpo, reduzindo qualquer dano que o ar frio e seco possa causar. O material particulado que está flutuando no ar é removido nas passagens nasais por pelos, muco e cílios. O ar também é amostrado quimicamente pelo sentido do olfato.

Da cavidade nasal, o ar passa pela faringe (garganta) e laringe (caixa vocal) enquanto segue para a traqueia (Figura 16.9). A principal função da traqueia é canalizar o ar inspirado para os pulmões e o ar expirado de volta para fora do corpo. A traqueia humana é um cilindro, com cerca de 25 a 30 cm (9,8-11,8 pol.) De comprimento, que fica na frente do esôfago e se estende da faringe para a cavidade torácica até os pulmões. É feito de anéis incompletos de cartilagem e músculo liso. A cartilagem fornece força e suporte para a traqueia para manter a passagem aberta. A traqueia é revestida por células que possuem cílios e secretam muco. O muco pega as partículas que foram inaladas e os cílios movem as partículas em direção à faringe.

O final da traqueia se divide em dois brônquios que entram no pulmão direito e esquerdo. O ar entra nos pulmões através dos brônquios primários. O brônquio principal se divide, criando brônquios de diâmetro cada vez menor até que as passagens tenham menos de 1 mm (0,03 pol.) De diâmetro, quando são chamados de bronquíolos, pois se dividem e se espalham pelo pulmão. Como a traqueia, os brônquios e bronquíolos são feitos de cartilagem e músculo liso. Os brônquios são inervados por nervos dos sistemas nervosos parassimpático e simpático que controlam a contração muscular (parassimpático) ou relaxamento (simpático) nos brônquios e bronquíolos, dependendo das pistas do sistema nervoso. Os bronquíolos finais são os bronquíolos respiratórios. Os dutos alveolares são fixados ao final de cada bronquíolo respiratório. No final de cada ducto estão sacos alveolares, cada um contendo de 20 a 30 alvéolos. A troca gasosa ocorre apenas nos alvéolos. Os alvéolos têm paredes finas e parecem pequenas bolhas dentro dos sacos. Os alvéolos estão em contato direto com os capilares do sistema circulatório. Esse contato íntimo garante que o oxigênio se espalhe dos alvéolos para o sangue. Além disso, o dióxido de carbono se difundirá do sangue para os alvéolos para ser exalado. O arranjo anatômico dos capilares e alvéolos enfatiza a relação estrutural e funcional dos sistemas respiratório e circulatório. As estimativas da área de superfície dos alvéolos pulmonares variam em torno de 100 m 2. Esta grande área é sobre a área de uma meia quadra de tênis. Essa grande área de superfície, combinada com a natureza de paredes finas das células alveolares, permite que os gases se difundam facilmente através das células.

Conexão Visual

Qual das seguintes afirmações sobre o sistema respiratório humano é falsa?


Sistemas Mamíferos

Em mamíferos, a ventilação pulmonar ocorre por inalação (respiração). Durante a inalação, o ar entra no corpo através do cavidade nasal localizado dentro do nariz (Figura 20.7). Conforme o ar passa pela cavidade nasal, o ar é aquecido à temperatura corporal e umidificado. O trato respiratório é revestido de muco para vedar os tecidos do contato direto com o ar. O muco tem alto teor de água. Conforme o ar atravessa essas superfícies das membranas mucosas, ele pega água. Esses processos ajudam a equilibrar o ar com as condições do corpo, reduzindo qualquer dano que o ar frio e seco possa causar. O material particulado que está flutuando no ar é removido nas passagens nasais por meio do muco e dos cílios. Os processos de aquecimento, umidificação e remoção de partículas são importantes mecanismos de proteção que evitam danos à traqueia e aos pulmões. Assim, a inalação tem vários propósitos, além de trazer oxigênio para o sistema respiratório.

Figura 20.7. O ar entra no sistema respiratório pela cavidade nasal e faringe e, em seguida, passa pela traqueia e pelos brônquios, que levam o ar para os pulmões. (crédito: modificação do trabalho pelo NCI)

Qual das seguintes afirmações sobre o sistema respiratório dos mamíferos é falsa?

  1. Quando inspiramos, o ar viaja da faringe para a traquéia.
  2. Os bronquíolos se ramificam em brônquios.
  3. Os dutos alveolares se conectam aos sacos alveolares.
  4. A troca gasosa entre o pulmão e o sangue ocorre no alvéolo.

Da cavidade nasal, o ar passa pelo faringe (garganta) e o laringe (caixa de voz), à medida que faz o seu caminho para o traquéia (Figura 20.7). A principal função da traqueia é canalizar o ar inspirado para os pulmões e o ar expirado de volta para fora do corpo. A traqueia humana é um cilindro com cerca de 10 a 12 cm de comprimento e 2 cm de diâmetro que fica na frente do esôfago e se estende da laringe até a cavidade torácica, onde se divide em dois brônquios primários no meio do tórax. É feito de anéis incompletos de cartilagem hialina e músculo liso (Figura 20.8). A traqueia é revestida por células caliciformes produtoras de muco e epitélios ciliados. Os cílios impulsionam partículas estranhas presas no muco em direção à faringe. A cartilagem fornece força e suporte para a traqueia para manter a passagem aberta. O músculo liso pode se contrair, diminuindo o diâmetro da traqueia, o que faz com que o ar expirado suba dos pulmões com grande força. A exalação forçada ajuda a expulsar o muco quando tossimos. O músculo liso pode se contrair ou relaxar, dependendo dos estímulos do ambiente externo ou do sistema nervoso do corpo.

Figura 20.8.
A traqueia e os brônquios são constituídos por anéis de cartilagem incompletos. (crédito: modificação do trabalho de Gray & # 8217s Anatomy)


Os mecanismos respiratórios de alguns ovos de insetos

Com o uso da técnica de injeção de sulfeto de cobalto, a distribuição de ar na casca de vários ovos de insetos foi estudada. O ar é geralmente confinado a uma camada interna de proteína porosa, conectada com a atmosfera por meio de poros de vários tipos, que também são preenchidos com material esponjoso.

No Rhodnius a 'camada de proteína resistente' que reveste a casca é a estrutura porosa e os 'pseudomicrópilos' conectam esta camada ao exterior. O arranjo no Cimex é semelhante. No Oncopeltus a esponjoso paredes dos 'copos de esperma' transportam o ar para uma camada interna porosa. Após a colocação, o lúmen de cada copo (o canal micropilar) é ocluído com cimento sólido.

No Dixippus a chamada 'micrópila' na 'cicatriz' do ovo é o poro respiratório. Ele é preenchido com proteína esponjosa contendo ar e conduz o ar para a camada interna esponjosa do endocório. À medida que o ovo se desenvolve e seu conteúdo é reduzido em volume, o ar livre se acumula entre as duas camadas do endocório na região do poro.

No Blattella um elaborado aparato estigmático moldado na crista do oöheca transporta o ar para um processo esponjoso no pólo superior do ovo e, assim, para uma fina camada porosa cheia de ar que reveste o córion.

No Bombyx e Ephestia uma fina camada porosa interna do córion contendo ar se comunica com o exterior através de poros dispersos contendo material esponjoso cheio de ar.

Nos ovos de Diptera, o córion consiste em colunas afiladas com paredes esponjosas que unem a camada externa coberta de cimento a uma camada interna esponjosa contendo ar. Os chifres do Drosófila ovo e as dobras dorsais no Calliphora ovo fornecem saídas respiratórias para este sistema. Os espaços entre as colunas contêm líquido em Calliphora e Drosófila no Syrphus esses espaços são muito aumentados e contêm ar.

As camadas esponjosas podem ficar cheias de ar nos ovos que ainda estão banhados em fluido no oviduto, ou nos quais a água está presente nas partes adjacentes da casca. O mecanismo de enchimento é discutido.

No caso de Rhodnius há evidências quantitativas de que o sistema fornecerá as necessidades respiratórias do ovo.


Resumo da Seção

As principais ameaças à biodiversidade são o crescimento da população humana e o uso insustentável de recursos. Até o momento, as causas mais significativas de extinção são a perda de habitat, a introdução de espécies exóticas e a colheita excessiva. Prevê-se que a mudança climática será uma causa significativa de extinções no próximo século. A perda de habitat ocorre por meio do desmatamento, represamento de rios e outras atividades. A colheita excessiva é uma ameaça especialmente para as espécies aquáticas, enquanto a captura de carne de animais selvagens nos trópicos úmidos ameaça muitas espécies na Ásia, África e Américas. As espécies exóticas têm sido a causa de uma série de extinções e são especialmente prejudiciais para ilhas e lagos. As introduções de espécies exóticas estão aumentando por causa do aumento da mobilidade das populações humanas e do crescente comércio e transporte global. A mudança climática está forçando mudanças de alcance que podem levar à extinção. Também está afetando as adaptações ao tempo de disponibilidade de recursos que afetam negativamente as espécies em ambientes sazonais. Os impactos das mudanças climáticas são maiores no Ártico. O aquecimento global também aumentará o nível do mar, eliminando algumas ilhas e reduzindo a área de todas as outras.


Assista o vídeo: Doenças do Sistema Respiratório (Agosto 2022).