Respostas dos Exercícios - 2° Ano Cap. 18

CAPÍTULO 18 - RESPIRAÇÃO E EXCREÇÃO - GUIA DE ESTUDO

1. Todas as nossas células executam respiração celular, processo em que substâncias orgânicas no interior das mitocôndrias reagem com gás oxigênio (02), liberando energia, que a célula utiliza em seus processos vitais. Os produtos da respiração celular são água (H20) e gás carbônico (C02), este último sem utilidade para as células e que deve ser eliminado do corpo. Nutrientes e 02 chegam às células pelo sangue que circula nos capilares sanguíneos. É também pelo sangue que as excreções e o C02 produzidos pelas células são levados aos órgãos encarregados de eliminá-los do corpo. As excreções, principalmente a uréia, são eliminadas pêlos rins. O C02, por sua vez, é eliminado nos pulmões, ao mesmo tempo em que o sangue se abastece de 02. Esse processo de trocas gasosas entre o ar atmosférico e o sangue, que ocorre nos pulmões, constitui a respiração pulmonar. Portanto, o termo respiração é empregado em dois níveis, um celular e outro, pulmonar.

2. Nosso sistema respiratório compõe-se de um par de pulmões e uma série de estruturas que conduzem o ar para dentro e para fora das cavidades pulmonares. Esses condutos, ou vias respiratórias, são as fossas nasais, a boca, a faringe, a laringe, a traquéia, os brônquios e os bronquíolos. Cada bronquíolo termina em um conjunto de bolsas chamadas alvéolos pulmonares, cujas paredes têm uma única camada de células, envoltas por capilares sanguíneos.

3. As fossas nasais são duas cavidades paralelas, separadas por uma parede cartilaginosa denominada septo nasal, que começam nas narinas e terminam na faringe. As células do epitélio que reveste e protege as fossas nasais produzem diariamente cerca de meio litro de muco, um fluido pegajoso que escorre continuamente para o fundo da garganta, sendo engolido junto com a saliva. O muco umedece as vias respiratórias e retém partículas sólidas e bactérias presentes no ar que inspiramos, funcionando como um filtro. Nas fossas nasais, portanto, o ar é filtrado, umedecido e aquecido. Por isso, é importante respirar sempre pelo nariz, principalmente no inverno. Respirar pela boca faz as vias respiratórias ressecarem e resfriarem, tornando-se mais suscetíveis a infecções e inflamações. No teto das fossas nasais há células sensoriais, responsáveis pelo sentido do olfato.

4. A laringe é um órgão tubular constituído por peças cartilaginosas articuladas localizado no início da traquéia, comunicando-a com a faringe. A entrada da laringe é chamada glote e acima dela há uma "lingüeta" de cartilagem, a epiglote, que funciona como válvula. Quando engolimos, a laringe sobe e sua entrada é fechada pela epiglote, de modo a impedir que o alimento engolido penetre nas vias respiratórias, causando engasgamento. O revestimento interno da laringe apresenta pregas denominadas cordas vocais, que podem produzir sons durante a passagem do ar. Graças à ação combinada da laringe, da boca, da língua e do nariz, podemos articular palavras e produzir diversos tipos de som.

5. A traquéia é um tubo de aproximadamente 1,5 cm de diâmetro por 10 cm de comprimento, com paredes reforçadas por anéis cartilaginosos. Podemos sentir esses reforços passando os dedos na região anterior da garganta, logo abaixo do pomo-de-adão A função dos reforços é manter a traquéia sempre aberta à passagem de ar para a respiração. Na região superior do peito, a traquéia divide-se em dois tubos curtos e também reforçados por anéis de cartilagem, os brônquios, que conduzem o ar aos pulmões.

6. Tanto a traquéia quanto os brônquios e os bronquíolos são revestidos internamente por um epitélio ciliado, rico em células produtoras de muco. Partículas de poeira e bactérias em suspensão no ar aderem ao muco, sendo em seguida "varridas" em direção à garganta pelo batimento dos cílios. Ao chegar à faringe, o muco e as partículas aderidas são engolidos e vão para o tubo digestório, onde são digeridas.

7. Os pulmões humanos são dois órgãos esponjosos, com aproximadamente 25 cm de altura e 700 g de massa, localizados no interior da caixa torácica. O pulmão direito é ligeiramente maior que o esquerdo e está dividido em três partes, ou lóbulos; já o pulmão esquerdo tem apenas dois lóbulos. Pulmões de pessoas jovens têm cor rosada, que vai aos poucos escurecendo com a idade, devido ao acúmulo de impurezas presentes no ar. Os pulmões são envoltos por duas membranas denominadas pleuras. A pleura interna está aderida à superfície pulmonar, enquanto a pleura externa está adenda à parede da caixa torácica. Entre as pleuras há um estreito espaço, preenchido por uma finíssima camada líquida. A tensão superficial desse líquido mantém unidas as duas pleuras, mas permite que elas deslizem uma sobre a outra, durante os movimentos respiratórios.

8. Cada pulmão é constituído por cerca de 150 milhões de alvéolos pulmonares, pequenos sacos de paredes finas, formados por células achatadas e recobertos por capilares sanguíneos. É exatamente na superfície dos alvéolos que ocorrem as trocas gasosas entre o sangue e o ar. Nesse processo, denominado hematose, o gás oxigênio difunde-se do ar dos alvéolos para o sangue dos capilares, enquanto o gás carbônico difunde-se no sentido inverso.

9. O ar dos pulmões é constantemente renovado, de modo a garantir um suprimento contínuo de 02 ao sangue que circula pêlos alvéolos pulmonares. Essa renovação de ar é o que se denomina ventilação pulmonar. Na espécie humana e nos outros mamíferos, a ventilação pulmonar depende principalmente da ação dos músculos que ligam as costelas entre si (músculos intercostais) e de uma membrana musculosa, espessa e resistente, o diafragma, que separa a cavidade torácica da cavidade abdominal.

10. A entrada de ar nos pulmões, chamada inspiração, dá-se pela contração da musculatura do diafragma e dos músculos intercostais. Com isso, o diafragma abaixa e as costelas elevam-se, o que aumenta o volume da caixa torácica e força o ar a entrar nos pulmões. A saída de ar dos pulmões é chamada expiração, e nela ocorre o oposto da inspiração: a musculatura do diafragma e os músculos intercostais relaxam. Com isso, o diafragma se eleva e as costelas abaixam, o que diminui o volume da caixa torácica, forçando o ar a sair dos pulmões.

11. Os centros nervosos que controlam a respiração localizam-se no bulbo encefálico e na medula espinal. Em condições de repouso, nosso sistema nervoso produz, a cada 5 segundos aproximadamente, impulsos nervosos que estimulam a contração da musculatura torácica e do diafragma, fazendo-nos inspirar. Quando nos exercitamos, as células musculares passam a executar mais respiração celular e, com isso, liberam mais C02. Este se combina com a água e origina (H2C03), o que torna o sangue mais ácido. O aumento da acidez sanguínea estimula o sistema nervoso a aumentar o numero de impulsos enviados aos músculos envolvidos na respiração, o que causa aumento da freqüência respiratória. Se houver diminuição pronunciada da concentração de oxigênio no sangue, a freqüência respiratória também é aumentada. A diminuição no teor de oxigênio é detectada por receptores químicos localizados nas paredes da artéria aorta e da artéria carótida. Esses receptores enviam, então, mensagens ao sistema nervoso para que este aumente a freqüência respiratória.

12. Nos alvéolos pulmonares ocorre o fenômeno-chave da respiração: a hematose. Nesse processo, o 07 presente no ar dos alvéolos difunde-se para os capilares sanguíneos e penetra nas hemácias, onde se combina com a hemoglobina aí presente. Cada molécula de hemoglobina é formada por quatro cadeias poli-

peptídicas (isto é, por quatro seqüência de aminoácidos), cada uma delas combinada a um grupo químico que contém ferro, chamado de grupo heme. Geralmente, quatro moléculas de 02 ligam-se a uma única molécula de hemoglobina, formando um complexo instável, a oxiemoglobina (HbO?). Nessa forma combinada, o 02 viaja pelo corpo, chegando aos capilares sanguíneos de todos os tecidos.

13. As moléculas de C0? geradas na respiração celular difundem-se para o líquido que banha os tecidos e são absorvidas pêlos capilares. Cerca de 5% a 7% do CO, permanece dissolvido no plasma sanguíneo. Outros 23% se associam a grupos amina da própria hemoglobina, formando a carboemoglobina. A maior parte do C02, também no interior das hemácias, reage com água e forma ácido carbônico (H2C03), que rapidamente se dissocia em íons H" e íons bicarbonato (HC03). Essa reação é catalisada pela enzima anidrase carbônica. Os íons H' associam-se a moléculas de hemoglobina, que passa a ser chamada de hemoglobina reduzida e é representada pela sigla Hhb. Os íons bicarbonato saem das hemácias e vão para o plasma sanguíneo, onde ajudam a controlar o grau de acidez do sangue.

14. As trocas gasosas entre o ar e as superfícies respiratórias ocorrem por difusão. Em linhas gerais, difusão é o movimento de partículas da região em que elas estão em maior concentração para outra, em que sua concentração é menor. Os químicos costumam expressar a concentração de um determinado gás no ar em termos de sua pressão parcial de difusão. No ar que inspiramos, a pressão parcial de 02 (p02) é cerca de 160 mm Hg e a pressão parcial de CO, (pC02) é cerca de 0,23 mm Hg. No interior dos pulmões, o ar inspirado mistura-se ao ar residual ali presente e, com isso, as pressões parciais do 02 e do C07 passam a ser, respectivamente, da ordem de 104 mm Hg e 40 mm Hg. No sangue que chega aos capilares sanguíneos pulmonares, a p02 é da ordem de 40 mm Hg e a pC02 da ordem de 45 mm Hg. Assim, como a pO? do ar pulmonar (104 mm Hg) é maior que a do sangue dos capilares pulmonares (40 mm Hg), ocorre difusão de 02 do ar alveolar para o sangue. Por outro lado, como a pC02 do sangue dos capilares (45 mm Hg) é maior que a pC02 do ar alveolar (40 mm Hg), ocorre difusão de C02 do sangue para o ar alveolar. Ao passar pêlos capilares dos tecidos corporais, onde a p02 é da ordem de 40 mm Hg e a pC02 da ordem de 45 mm Hg, o sangue oxigenado nos pulmões (p02 = 100 mm HgepC02 = 45 mm Hg) cede 02 e adquire C02.

15. Mantendo experimentalmente o pH de um meio constante e variando a concentração de oxigênio (p02), verifica-se que a quantidade de moléculas de oxigênio ligadas à hemoglobina aumenta progressivamente até que não haja mais sítios de ligação disponíveis, quando se atinge a saturação completa da hemoglobina pelo 07. Representando-se os dados obtidos em um gráfico, com a porcentagem de oxi-hemoglobina expressa no eixo das abscissas e a concentração de 02 (p02) expressa no eixo das ordenadas, obtém-se uma curva em forma de letra S (curva sigmóide), convencionalmente denominada curva de dissociação do oxigênio da hemoglobina.

16. A capacidade de a hemoglobina se ligar e se desligar das moléculas de oxigênio depende da p02 no meio, mas é também influenciada pelo pH local; o aumento da acidez do meio reduz a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio. Como o pH varia em função da concentração de C02, quanto maior a pC02 no local, menor a capacidade de a hemoglobina se manter ligada às moléculas de oxigênio. Assim, dois fatores contribuem para a liberação do oxigênio nos tecidos: a baixa pO, e a grande acidez local devida â alta concentração de ácido carbônico (H2CO.), que se forma pela combinação da água com o C02 liberado pelas células.

17. A curva de dissociação do O, da mioglobina situa-se bem à esquerda da curva da hemoglobina indicando que ela se liga mais fortemente ao oxigênio do que à hemoglobina. Assim, quando o sangue circula pêlos capilares dos músculos, as fibras musculares absorvem oxigênio com maior avidez, uma vez que ele se liga mais fortemente à mioglobina presente nessas células que à hemoglobina presente nas hemácias. A curva correspondente à hemoglobina fetal também esta a esquerda da curva da hemoglobina de adulto indicando sua maior avidez por oxigênio. Isso contribui para dar maior eficiência à passagem de oxigênio do sangue da mãe para o sangue do feto, através da placenta.

18. O monóxido de carbono (CO) é produzido pela combustão incompleta de substâncias orgânicas, combinando-se com moléculas de hemoglobina e originando um composto estável, conhecido como carboxiemoglobina. A combinação do CO com a hemoglobina a inutiliza irreversivelmente para o transporte de O.,. Assim, a respiração de ar rico em CO pode levar à morte, pois, nesse caso, grande parte da hemoglobina fica inutilizada e as células do corpo deixam de receber o suprimento necessário de O, para se manterem ativas. Os sintomas da intoxicação por CO são os mesmos que ocorrem quando a pessoa é impedida de respirar; ele produz asfixia.

19. Sinusite é a inflamação de cavidades existentes nos ossos da face, chamadas seios da face (em latim, s/nus). Essas cavidades têm comunicação com as fossas nasais e podem ser invadidas por bactérias, que podem causar infecção. Na sinusite aguda, a pessoa tem dor em diversas regiões da face e há corrimento nasal mucoso.

20. A asma brônquica é uma doença pulmonar que se caracteriza pela diminuição do diâmetro dos bronquíolos. A asma pode ter diversas causas, sendo a mais comum a alérgica. A crise asmática ocorre quando a musculatura lisa dos bronquíolos se contra espasmodicamente. A mucosa que reveste internamente esses condutos respiratórios incha e passa a produzir mais secreção, o que contribui para diminuir ainda mais o diâmetro dos bronquíolos. Essa obstrução causa sufocamento parcial, com aumento do esforço respiratório. A dificuldade respiratória prejudica a oxigenação do sangue e, em casos muito graves, pode ocorrer cianose (coloração azulada da pele e das mucosas), provocada pelo acúmulo de CO, no sangue.

21. Bronquite crônica e enfisema pulmonar são doenças causadas por obstrução pulmonar e estão ligadas ao hábito de fumar e à poluição do ar. Mais de 75% dos pacientes com bronquite crônica são ou foram fumantes. O enfisema é muito raro em pessoas que nunca fumaram. Na bronquite crônica, os bronquíolos secretam quantidade excessiva de muco, tornando-se comprimidos e inflamados Os cílios do epitélio bronquiolar deixam de bater, e muco e partículas de sujeira vão-se acumulando. Com isso a passagem de ar é dificultada, a respiração torna-se curta e são constantes os acessos de tosse. Pessoas com bronquite crônica, em geral, acabam por desenvolver enfisema, que é a obstrução completa dos bronquíolos, com aumento da resistência a passagem de ar, principalmente durante as expirações. Pode ocorrer, então, rompimento das paredes dos alvéolos, com formação de grandes cavidades nos pulmões. Isso diminui a eficiência dos pulmões em absorver oxigênio, e há sobrecarga do coração como forma de compensar a deficiência pulmonar. A sobrecarga leva a maioria dos pacientes com enfisema a morrer de insuficiência cardíaca

22. O termo excreção refere-se a qualquer processo por meio do qual um organismo se livra dos produtos indesejáveis produzidos em seu metabolismo. Por meio do sistema urinário nosso corpo se livra de diversas substâncias que podem prejudicar o organismo, principalmente da uréia, uma substância gerada no fígado como produto do metabolismo de compostos nitrogenados, especialmente de ammoácidos.

23. O sistema urinário humano e formado por um par de rins, órgãos responsáveis pela filtração do sangue e formação da urina; pelas vias riníferas, compostas por um par de pelves renais, ou bacinetes, e um par de ureteres, cuja função é levar a urina até a bexiga urinaria, onde ela fica armazenada até ser eliminada do corpo através da uretra

24. Nefros são as unidades responsáveis pela formação da urina. Eles ficam localizados na porção mais externa dos rins, o córtex renal; são estruturas tubulares que possuem, em uma das extremidades, uma expansão em forma de taça, a cápsula renal, onde ocorre a filtração do sangue.

25. O sangue a ser filtrado chega ao rim pela artéria renal, que se ramifica muito no interior do órgão, originando grande número de pequenas artérias, denominadas arteríolas aferentes Cada uma dessas arteríolas penetra na cápsula renal de um nefro, onde se ramifica formando um enovelado de capilares, o glomérulo renal. O sangue penetra nos capilares do glomérulo sob alta pressão (entre 70 mm Hg e 80 mm Hg), o que forca a saída de líquido sanguíneo para a cápsula renal. Esse líquido que extravasa do sangue, conhecido como filtrado glomerular, ou urina inicial, constitui-se de diversas moléculas de pequeno tamanho, tais como água, uréia, glicose, ammoácidos, sais etc., dissolvidas em água O filtrado passa da cápsula para o túbulo renal, onde sua composição química ainda é semelhante à do plasma sanguíneo, com a diferença de que não possui células, nem proteínas e lipídios; estas duas últimas substâncias têm moléculas grandes e por isso incapazes de atravessar as paredes dos capilares glomerulares. Diariamente, passam pêlos rins de uma pessoa quase 2.000 L de sangue, formando-se cerca de 160 L de filtrado glomerular.

26. No decorrer do trajeto do filtrado glomerular através do túbulo contorcido proximal, ocorre reabsorção de grande parte das substâncias e da água que o constitui. Em condições normais, retornam ao sangue; toda a glicose, todos os ammoácidos, todas as vitaminas e grande parte dos sais, entre outras substâncias. No caso de alguma dessas substâncias estar em concentração anormalmente elevada no sangue, esta não é totalmente absorvida e parte é excretada na urina, É isso que acontece quando a pessoa é portadora de diabete melito; a alta concentração de glicose no sangue faz com que parte desse açúcar não seja reabsorvido pelo túbulo renal, sendo eliminado na urina. Na região da alça néfrica, ocorre principalmente reabsorção de água do filtrado, que vai se tornando cada vez mais concentrado. As células da parede do túbulo contorcido distai absorvem ati-vamente dos capilares ao redor substâncias indesejáveis como ácido único e amônia, entre outras, e as lançam na urina em formação. Ao fim do percurso pelo túbulo do nefro, o filtrado glomerular está transformado em um fluido aquoso, de cor amarelada, que contém predominantemente uréia, além de quantidades menores de amônia, acido único e sais; é a urina Dos 160 L de filtrado glomerular produzidos diariamente nos uns de uma pessoa, forma-se apenas cerca de 1,5 L de urina

27. A urina produzida nos nefros é despejada em duetos coletores que se agrupam na medula renal originando estruturas com forma triangular, conhecidas como pirâmides renais No vertice de cada pirâmide, denominado papila renal, localizam-se os orifícios dos duetos coletores da urina produzida pêlos nefros Através deles a urina é lançada nos cálices menores, que se reúne" para formar os cálices maiores. Desses a urina passa para a pélvis renal que a conduz ao ureter

28. O hormônioantidiurético, conhecido como ADK controla a reabsorção de água pêlos rins. Esse hormônio e sintetizado no hipotálamo (uma região do encefalo1 e armazenado na parte posterior da glândula hipófise, que o 'ibera no sangue O ADH atua sobre os túbulos renais, provocando aumento da reabsorção de água do filtrado glomerular

29. A quantidade de sódio (Na+) no sangue é controlada pelo hormônio aldosterona, secretado pelo córtex da glândula supra-renal. Quando a quantidade de sódio no sangue baixa, aumenta a secreção do hormônio aldosterona, o qual atua sobre os túbulos contorcidos distais e sobre os duetos coletores, estimulando a reabsorção de sódio do filtrado glomerular. A secreção do hormônio aldosterona, por sua vez, é regulada pela enzima renina e pelo peptídio angiotensina. Se a pressão sanguínea diminuir ou se a concentração de sódio no sangue abaixar, os rins liberam renina no sangue. A renina é uma enzima que catalisa a formação de uma proteína sanguínea chamada angiotensina a partir de um precursor denominado angiotensinogênio, presente no sangue e produzido pelo fígado. A angiotensina causa diminuição do calibre dos vasos sanguíneos, o que provoca aumento da pressão arterial, estimulando a secreção de aldosterona. Essa, por sua vez, induz um aumento na reabsorção de sódio pêlos rins.

30. Quando o volume de sangue aumenta, por exemplo, pela ingestão de grande quantidade de água, há uma expansão maior dos átrios cardíacos, o que induz o coração a liberar um hormônio conhecido como peptídio natriurético atrial (PNA). Esse hormônio, sintetizado principalmente por células do átrio, inibe a secreção de renina, aldosterona e ADH, e aumenta a excreção de sódio e o fluxo de urina. O PNA também antagoniza a ação vasoconstritora da angiotensina e outras substâncias vasoconstritoras, o que reduz a pressão arterial.