Tema 05_Sistema respiratório
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SISTEMA RESPIRATÓRIO Figura 1 – Respiração Fonte: Microsoft CONTEÚDOS As vias respiratórias Capacidade pulmonar Hematose Movimentos respiratórios Doenças pulmonares 1 AMPLIANDO SEUS CONHECIMENTOS Conforme vimos nos capítulos anteriores, o Sistema Digestório envia nutrientes ao sangue que os distribuem para o restante do corpo, o sangue por sua vez, “se abastece” de gás oxigênio nos pulmões, processo que constitui a respiração pulmonar. Neste contexto, vamos conhecer como o corpo humano capta e distribui o gás oxigênio pelo corpo, processo fundamental para a obtenção de energia pelas células e manutenção da vida. Em seu caminho para os pulmões, o ar atmosférico faz um percurso relativamente curto. Observe no esquema abaixo, as estruturas que compõem as vias respiratórias e os pulmões. VIAS RESPIRATÓRIAS SUPERIORES Narinas Fossas Nasais Faringe Glote Laringe Traqueia VIAS RESPIRATÓRIAS INFERIORES Brônquios Bronquíolos Alvéolos Figura 2 – Percurso do ar pelo sistema respiratório Fonte: Fundação Bradesco As vias respiratórias superiores Em algumas situações, o ar entra e sai pela boca ao invés de passar pelas narinas. Embora seja uma condição comum, ela pode trazer alguns prejuízos ao 2 organismo. As células que revestem as fossas nasais possuem cílios e produzem diariamente grande quantidade de muco. Esse muco é um tipo de fluido que tem a função de umedecer as vias respiratórias e reter partículas sólidas e bactérias presentes no ar que inspiramos, exercendo, portanto o papel de um filtro. Desta forma, nas fossas nasais, o ar é inicialmente filtrado, umedecido e aquecido, o que não ocorre quando respiramos pela boca. Após passar pelas fossas nasais, o ar chega à faringe, um canal compartilhado entre o sistema digestório e respiratório que se conecta à laringe pela glote ou epiglote. A epiglote consiste em uma abertura, localizada no início da laringe, que permanece aberta enquanto respiramos, permitindo a chegada do ar aos pulmões, e se fecha quando engolimos algo. Esse mecanismo evita que alimentos ou líquidos passem para a laringe e cheguem aos pulmões. Quando esse mecanismo falha, o indivíduo engasga e a tosse auxilia a expulsar o alimento da laringe. A laringe, por sua vez, é um tubo muscular revestido por cartilagens rígidas que mantém o canal aberto e garatem Laringe sempre a livre passagem do ar. O revestimento interno da laringe apresenta pregas denominadas cordas vocais, que Traqueia produzem sons durante a passagem do ar. Ao passar pela laringe, o ar entra pela traqueia, um tubo muscular de aproximadamente 10 cm de comprimento, com paredes reforçadas por anéis cartilaginosos e revestida internamente por epitélio ciliado e rico em glândulas produtoras de muco. É possível sentir Brônquios esses reforços passando os dedos na região logo abaixo da proeminência laríngea (pomo-de-adão). A função dos Figura 3 – Laringe, traqueia e brônquios reforços de cartilagem é manter o canal Fonte: UOL sempre aberto para a passagem de ar, a traqueia se bifurca em dois tubos curtos, os brônquios, estruturas que compõem os pulmões. 3 CURIOSIDADE Por que espirramos? O ar é constituído por pequenas partículas, como poeira, pólen ou pelos de animais. Quando essas partículas penetram nas vias respiratórias, irritando o nariz e a garganta, ocorre o espirro. Durante esse ato, a garganta se fecha, enquanto os músculos do peito e do abdômen pressionam os pulmões comprimindo o ar; quando a garganta, então, se abre novamente, permite que o ar em alta pressão escape pelo nariz, expulsando as partículas invasoras. A velocidade de um espirro pode chegar até 160 km/h. Por isso, não é aconselhável segurar um espirro, pois a pressão provocada nos ouvidos e nas vias aéreas superiores é tão forte que pode causar vários problemas, como vertigens, surdez e até ruptura do tímpano. Fonte: Portal UOL – Ciência e Saúde. Disponível em: <http://noticias.uol.com.br/ciencia/ultimasnoticias/redacao/2015/05/12/clique-ciencia-por-que-espirramos-quando-esfria.htm>. Acesso em: 24 Mar. 2016. 9h As vias respiratórias inferiores Ao passar pela traqueia, o ar é conduzido aos brônquios, tubos curtos também reforçados por anéis de cartilagens, responsáveis por levar o ar aos pulmões esquerdo e direito. Assim como a traqueia, os brônquios são revestidos por células ciliadas e por células produtoras de muco. Conforme os brônquios se ramificam, formam-se tubos cada vez mais finos, denominados bronquíolos. O conjunto ramificado de bronquíolos forma o que se denomina árvore respiratória. Cada grupo de bronquíolos apresenta em sua extremidade, um grupo de pequenas bolsas denominadas alvéolos pulmonares. Cada alvéolo apresenta parede finas formadas por células achatas e recobertas por capilares sanguíneos. É exatamente na superfície dos alvéolos que ocorre as trocas gasosas, também chamada de hematose. Observe na ilustração a seguir, algumas estruturas das vias respiratórias superiores e inferiores. 4 Figura 4 – Sistema Respiratório Fonte: Fundação Cecierj Movimentos respiratórios A entrada e saída de ar nos pulmões, denominada inspiração e expiração, respectivamente, ocorre pela ação da musculatura do diafragma, uma membrana musculosa e flexível que separa o tórax do abdômen e os músculos intercostais, musculatura localizada entre as costelas. Na inspiração, entrada do ar, o músculo do diafragma abaixa e as costela se movem para fora e para cima, ampliando a caixa torácica e forçando o ar a entrar nos pulmões. Na expiração, saída do ar, ocorre o oposto da inspiração, o diafragma elevase e as costelas se movem para dentro e para baixo, reduzindo o volume da caixa torácica e forçando o ar a sair dos pulmões, conforme demonstra a figura a seguir. 5 Inspiração Expiração Cavidade torácica se contrai Cavidade torácica se expande Músculos intercostais externos se relaxam Músculos intercostais externos se contraem Diafragma Diafragma contrai Diafragma relaxa Figura 5 – Movimentos Respiratórios Fonte: Portal Info Escola As trocas gasosas: Nos alvéolos pulmonares ocorrem a troca gasosa, também chamada de hematose. Nesse processo, o gás oxigênio, presente no ar dos alvéolos, difunde-se para os capilares sanguíneos e penetra nas hemácias, onde combinando-se com a hemoglobina (proteína associada a íons de ferro). O gás carbônico (CO2) faz o caminho inverso, passa do sangue para o interior do alvéolo. O sangue rico em oxigênio é chamado de sangue arterial e o sangue rico em gás carbônico é chamado de sangue venoso. Portanto, a difusão nos alvéolos pulmonares se estabelece por diferenças no gradiente de concentração dos capilares, onde o CO2 difunde-se do sangue venoso em direção ao meio externo, de menor concentração. Logo, o gás oxigênio em maior concentração externa difunde-se no plasma sanguíneo em direção às hemácias, local onde há menor oxigenação. 6 Os alvéolos pulmonares são pequenos sacos revestidos por uma única camada de células em contato com uma rede de vasos sanguíneos, a qual facilita a difusão de gases. Suas finas paredes mantêm-se úmidas, de modo a facilitar a troca de gases entre o sangue e o ar. Estima-se que exista 300 milhões de alvéolos nos pulmões, calcula-se que a soma da superfície de todos eles, tenha cerca de 200 m2. Observe na ilustração a seguir, o processo de hematose que ocorre nos alvéolos. Rede de Capilares Sacos alveolares Duto alveolar Veia pulmonar Alvéolo Artéria pulmonar Figura 6 - Alvéolo Pulmonar Fonte: Fundação Cecierj CURIOSIDADE O perigo do monóxido de carbono O monóxido de carbono (CO), é um gás incolor, inodoro e insípido, produzido principalmente pela queima incompleta de combustíveis fósseis, é lançado em grandes quantidades pelos escapamentos dos automóveis com motores de combustão interna, também está presente em pequena quantidade no GLP (Gás Liquefeito do Petróleo), mais conhecido como gás de cozinha. O CO é um composto 7 altamente tóxico, pois possui alta afinidade pela hemoglobina. A combinação com esse composto biológico forma uma molécula estável, que impede o transporte de oxigênio para as células. Dependendo da concentração de monóxido de carbono, a falta de oxigênio pode levar à morte. Por isso, recomenda-se que em situações de engarrafamento muito longo em um túnel, por exemplo, é importante desligar o carro, para diminuir a emissão de monóxido de carbono e evitar uma intoxicação por esse gás. A capacidade pulmonar Ao realizar uma inspiração forçada e em seguida uma expiração também forçada máxima, o volume de ar que expelimos pode chegar a cerca de 4,5 ou 5 litros. Esse volume é a capacidade vital, que pode ser medida num aparelho especial, chamado de espirômetro. No entanto, mesmo uma expiração forçada por mais intensa que seja, não permite um esvaziamento completo dos pulmões, sobrando sempre neles um certo volume de ar residual, cerca de 1,2 a 1,5 litro. Agora, vamos analisar a capacidade pulmonar através de um espirômetro caseiro, feito com bolhas de sabão. Esta atividade ilustra a capacidade respiratória dos indivíduos por meio do cálculo do volume de uma esfera e em comparação com uma tabela de referência proposta. Para realizá-la atente-se às orientações fornecidas pelo seu monitor e siga os procedimentos a seguir: Protocolo: Espirômetro de Bolha de Sabão Material: 1 copinho 1 vidro conta-gotas com glicerina 1 vidro conta-gotas com detergente 1 placa de fórmica (35x35 cm) 4 canudinhos 1 pano Régua Procedimento: Pegue 1 copinho e coloque 20mL de água. Adicione 20 gotas de detergente e 2 gotas de glicerina. 8 Misture bem. Molhe bem a superfície da fórmica. (Esta deve estar sobre uma superfície plana). Molhe bem a ponta do canudo na água com sabão e sopre devagar, tendo o cuidado para a bolha não se afastar da ponta do canudo. Quando você não aguentar mais soprar, deixe a bolha estourar e meça com a régua, o diâmetro na marca que se forma na fórmica. Utilize a tabela a seguir para comparar o diâmetro (cm) com o valor do volume (l), exemplo: se ele for igual a 12 cm, você deverá localiza-lo na coluna e verificar o valor correspondente ao volume, que é de aproximadamente, 0,45 l. Observe as figuras que exemplificam o procedimento a ser feito: Figura 7. Produção da semiesfera de sabão e tabela de centímetro versus volume Fonte: CDCC-USP Após realizar a medição da semiesfera da bolha com o auxílio de uma régua, utilize a tabela acima para comparar o diâmetro (cm) encontrado com o valor do volume (l). Exemplo: Se ele for igual a 17 cm, você deverá localizá-lo na coluna de diâmetro e verificar o valor correspondente ao volume na outra coluna, que nesse caso é de aproximadamente 1,3 l. 9 Todos os volumes e capacidades pulmonares são cerca de 20 a 25% menores na mulher do que no homem, e evidentemente apresentam valores maiores em pessoas grandes e atléticas do que nas pessoas astênicas e pequenas. Qual foi seu volume encontrado? _____________________________________________________________________ Considerando que o comportamento mecânico dos pulmões é baseado na sua propriedade elástica, a mensuração dos volumes pulmonares oferece informações sobre as condições desse órgão. É muito comum às pessoas dizerem que uma pessoa tem mais fôlego que a outra, isso tem haver com a capacidade respiratória e com a atividade que acabamos de fazer! Durante a atividade física, ocorre um aumento na necessidade de oxigênio, o fôlego está relacionado com a sensação de falta de oxigênio ocasionado pela baixa capacidade pulmonar. Pessoas com bom condicionamento físico e que praticam atividades físicas regularmente, terão mais fôlegos durante as atividades. Consequentemente pessoas que possuem doenças pulmonares ou cardíacas, doenças musculares ou que são sedentárias, terão consequentemente menos fôlego, em função da baixa capacidade dos pulmões. Existem, no entanto, outros fatores além das doenças e do sedentarismo que podem prejudicar a capacidade pulmonar, o tabagismo e a poluição especialmente urbana, podem favorecer o aparecimento de inflamações pulmonares. A presença de componentes químicos tóxicos e de materiais particulados são responsáveis por comprometer a hematose pulmonar e está associado a um risco aumentado para o desenvolvimento de câncer de pulmão e de outros órgãos. Doenças Pulmonares Como você pode ver nas seções anteriores, o sistema respiratório é a porta de entrada e saída de ar, portanto, todo o sistema está suscetível aos corpos estranhos que existem no ambiente. Desta forma, as doenças respiratórias podem ser ocasionadas por vírus e bactérias presentes nos ambientes. Vamos conhecer algumas delas nos tópicos a seguir. 10 A Tuberculose A tuberculose é uma doença pulmonar infectocontagiosa causada pela bactéria Mycobacterium tuberculosis (ou bacilo de Koch). A infecção é transmitida de uma pessoa para outra, através da aspiração de gotículas de secreção respiratória eliminadas durante tosse, espirro ou fala. O risco de transmissão é maior durante contatos prolongados em ambientes fechados e com pouca ventilação. O infectado perde a capacidade respiratória pois a bactéria destrói partes do tecido pulmonar, tornando-o fibroso e pouco elástico. O sintoma mais comum é a tosse persistente (por três semanas ou mais), podendo ou não ser acompanhado por expectoração1 com sangue, redução do peso e sensação de cansaço excessivo. Algumas condições que debilitam o sistema imunitário podem contribuir para o aparecimento da tuberculose, tais como, infecção pelo HIV, diabetes; tratamento prolongado com corticosteróides; terapia imunossupressora; doenças renais crônicas; neoplasias; desnutrição. No Brasil, a tuberculose foi um grande problema de saúde pública no século XIX até o início do século XX. Os dados epidemiológicos2 de algumas cidades brasileiras indicavam que 9% das mortes eram causadas pela doença. Após o advento da vacina contra alguns tipos de bacilos e de remédios mais eficazes, houve uma grande redução no número de casos, bem como de óbitos. Historicamente o número de casos é sempre maior em regiões brasileiras que carecem de condições sanitárias satisfatórias em comparação com regiões onde há esses serviços de forma adequada. 1 Expulsão, por meio da tosse, de secreções provenientes da traqueia, brônquios e pulmões. Relativo a epidemiologia, ramo da medicina que estuda os diferentes fatores que intervêm na difusão e propagação de doenças, sua frequência, seu modo de distribuição, sua evolução e a colocação dos meios necessários a sua prevenção. 2 11 Figura 8 – Infecção pulmonar causada pelo bacilo Mycobacterium tuberculosis Fonte: Wikipédia A Gripe A influenza, também conhecida como gripe, é uma das doenças respiratórias que mais acometem o homem. Sua principal complicação é a pneumonia, um processo inflamatório no pulmão que pode levar à morte. Apesar de frequentemente apresentar a imagem de uma doença “tranquila”, a gripe é uma doença potencialmente grave, que mata milhares de pessoas todos os anos. Nessa seção vamos tratar especificamente de um tipo de gripe, a Gripe H1N1. O vírus H1N1 é resultado da combinação de segmentos genéticos do vírus humano da gripe, do vírus da gripe aviária e do vírus da gripe suína, que infectaram porcos simultaneamente e depois o homem. Nos últimos anos, essa doença vem causando grande preocupação dos órgãos de saúde em função dos surtos recorrrentes da doença, especialmente no inverno, com óbitos. A gripe causada pelo novo vírus Influenza A/H1N1 (inicialmente chamada de gripe suína) é uma doença transmitida de pessoa a pessoa através de secreções respiratórias, principalmente por meio da tosse ou espirro. A transmissão pode ocorrer quando houver contato próximo, principalmente em locais fechados, com alguém que apresente sintomas de gripe (febre, tosse, coriza nasal, espirros, dores musculares). Caso ocorra transmissão, os sintomas geralmente se iniciam no período de 3 a 7 dias após o contágio. Não há registro de transmissão da Influenza A/H1N1 para pessoas por meio da ingestão de carne de porco e produtos derivados. 12 CURIOSIDADE Gripe e Resfriado são a mesma coisa? Não, não são a mesma doença! Embora muitas pessoas confundam gripe com resfriado e vice-versa, o resfriado apresenta sintomas mais brandos, pois acomete as vias áreas superiores, podendo ser causado por vários tipos de vírus, o mais comum é rinovírus. ATIVIDADES 1 - Complete as frases preenchendo cada espaço com um dos termos a seguir. (1) faringe (2) epiglote (3) laringe (4) traqueia ( ) é um tubo oco constituído por cartilagem, onde se localizam as cordas vocais. A peça cartilaginosa que se fecha quando engolimos, evitando que o alimento penetre nas vias respiratórias é a ( ). ( ) é um órgão comum ao sistema digestivo e ao sistema respiratório, que conduz o alimento ao esôfago e o ar às vias respiratórias. O tubo reforçado por peças cartilaginosas que se ramifica em dois brônquios é a ( ). 2 - A ventilação pulmonar, ou seja, a entrada e saída de ar ocorre em função da movimentação de dois tipos de musculatura. Quais são essas musculaturas e quais mudanças ocorrem durante a inspiração? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 13 3 - Analise o infográfico a seguir: Foto: NIEMAN, D. Exercício e saúde. São Paulo: Manole, 1999 (adaptado) a) Diminuição da frequência cardíaca em repouso e aumento da oxigenação do sangue. b) Diminuição da oxigenação do sangue e aumento da frequência cardíaca em repouso. c) Diminuição da frequência cardíaca em repouso e aumento da gordura corporal. d) Diminuição do tônus muscular e aumento do percentual de gordura corporal. e) Diminuição da gordura corporal e aumento da frequência cardíaca em repouso. 14 4 - A figura a seguir representa uma vista frontal de parte do sistema respiratório, observe: Assinale a alternativa que completa corretamente a afirmação: As setas com os números 1, 2 e 3, indicam respectivamente o(a) a) traqueia, lobo pulmonar direito, brônquio principal. b) traqueia, lobo pulmonar esquerdo, bronquíolo. c) esôfago, lobo pulmonar direito, bronquíolo. d) esôfago, lobo pulmonar direito, brônquio principal. e) traqueia, lobo pulmonar esquerdo, alvéolo. 15 INDICAÇÕES Podcasts Inimigos do pulmão Mais de 125 anos depois da descoberta de seu agente causador e do desenvolvimento de medicamentos eficazes, a tuberculose continua sendo um flagelo para a humanidade. A ocorrência e o combate dessa e de outras doenças pulmonares são tema deste podcast com pneumologista José Roberto Lapa e Silva, professor da UFRJ. Disponível em: <http://cienciahoje.uol.com.br/podcasts/021-Inimigos-do- pulmao.mp3/view?searchterm=Pulmão>. Acesso em: 24 mar. 2016. Câncer de Pulmão O câncer de pulmão é uma das principais causas de mortes no Brasil. Por ano, milhares de pessoas são diagnosticadas com este tipo de câncer. Que tal ouvir um pouco sobre essa doença? Ouça todo o programa disponível no link abaixo: Disponível em: <https://www.ufmg.br/naondadavida/?p=3957>. Acesso em: 24 mar. 2016. 16h51min. Artigos Mulheres fumantes mais vulneráveis ao câncer Disponível em: <http://cienciahoje.uol.com.br/noticias/medicina-e-saude/mulheres-fumantes-maisvulneraveis-ao-cancer/?searchterm=Pulmão>. Acesso em: 24 mar. 2016. 16h39min. Atividade física beneficia pacientes com câncer de pulmão Disponível em: <http://www.cccancer.net/atividade-fisica-beneficia-pacientes-comcancer-de-pulmao/>. Acesso em: 234 mar. 2016. 16h49min. Vídeo Modelo Didático de Pulmão O vídeo propõe a montagem de um modelo didático de pulmão em uma garrafa pet. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=5T1bbbwF5z8>. Acesso em: 24 mar. 2016. 16h55min. 16 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS INFO ESCOLA. Movimentos Respiratórios. Disponível em: <http://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2009/09/movimentosrespiratorios.jpg>. Acesso em: 24 mar 2016. 09h26min. UOL. Estruturas das Vias Respiratórias Superiores. Disponível em: <http://alunosonline.uol.com.br/biologia/sistema-respiratorio.html>. Acesso em: 23 mar. 2016. 16h48min. USP. Produzindo a bolha de sabão. Disponível em: <http://www.cdcc.usp.br/exper/fundamental/roteiros/aresp2.pdf.> Acesso em: 24 mar. 2016. 11h21min. WIKIPÉDIA. Bacilo. Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Bacilo>. Acesso em: 24 mar. 2016. 15h29min. WIKIPEDIA. Infecção pulmonar causada pelo bacilo Mycobacterium tuberculosis. Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Tuberculose#/media/File:Tuberculosis-xray-1.jpg>. Acesso em: 24 mar. 2016. 14h57min. GABARITO: 1( 3 ) é um tubo oco constituído por cartilagem, onde se localizam as cordas vocais. A peça cartilaginosa que se fecha quando engolimos, evitando que o alimento penetre nas vias respiratórias é a ( 2 ). ( 1 ) é um órgão comum ao sistema digestivo e ao sistema respiratório, que conduz o alimento ao esôfago e o ar às vias respiratórias. O tubo reforçado por peças cartilaginosas que se ramifica em dois brônquios é a ( 4 ). 2 - As duas musculaturas responsáveis por promover a respiração pulmonar são os músculos intercostais e o diafragma. Na inspiração, isto é, na entrada de ar, o diafragma e os intercostais se contraem, com isso a caixa torácica se expande para a entrada do ar. Na expiração, a dinâmica muscular é oposta, o diafragma e os intercostais relaxam e a caixa torácica se contrai para a saída do ar. 3 - Alternativa A. A prática de atividade física acarreta uma melhora na condição física do organismo, pois estimula o músculo do coração, tornando-o mais eficiente em transportar o oxigênio. Com isso quando esse indivíduo ficar em repouso, o coração irá 17 bombear mais sangue com menos batidas, levando a uma redução da frequência cardíaca, e em consequência, haverá mais passagem do sangue pelos pulmões, aumentando a oxigenação do sangue. 4 - Alternativa A. 18
