Neruda Respiração

O processo respiratório

A tomada de oxigênio e a remoção de gás carbônico, ou seja, as trocas gasosas efetuadas pelos animais caracterizam o que se conhece por respiração.

O local do corpo do animal onde ocorrem as trocas gasosas com o meio é chamado de superfície respiratória. Gás oxigênio do meio se difunde através das membranas das células que reveste a superfície respiratória, sendo daí distribuído para todas as células do corpo; o gás carbônico faz o caminho inverso.

O comportamento dos gases da respiração no ar e na água são um pouco diferentes. A temperatura e a pressão também são fatores importantes no comportamento dos gases.

Quantidade de oxigênio dissolvido e temperatura da água

Temperatura (oC) Água doce Água salgada

(ml de O2/litro de água) (ml de O2/litro de água)

0 10.29 7.97

10 8.02 6.35

15 7.22 5.79

20 6.57 5.31

30 5.57 4.46

Respiração cutânea

No caso de a troca de gases respiratórios ocorrer por toda a superfície do corpo, fala-se em respiração cutânea. Animais que apresentam esse tipo de respiração são geralmente pequenos e possuem corpo cilíndrico ou achatado. Sua pele é ricamente vascularizada e contém inúmeros capilares sanguíneos espalhados por ela, o que amplia consideravelmente a capacidade para a troca de gases.

A respiração cutânea pode estar presente tanto em animais aquáticos (poríferos, celenterados e platelmintos aquáticos) como em animais terrestres (platelmintos terrestres, minhocas e anfíbios). O ambiente úmido é fundamental para a respiração cutânea ocorrer, uma vez que a superfície do corpo deve estar umedecida para permitir a difusão dos gases. Nos anfíbios a respiração cutânea complementa a respiração pulmonar.

Respiração branquial

As brânquias dos peixes ósseos são projeções laterais da faringe, localizadas em uma câmera branquial. Cada brânquia é constituída por delicados filamentos que por sua vez, contêm várias lamelas, ricamente vascularizadas. Através dessa rede capilar, de paredes extremamente finas, dá-se a troca de gases do sangue.

A maioria dos animais aquáticos respira através de brânquias. A estrutura das brânquias varia em complexidade, desde tipos simples, como a dos equinodermos, até os complexos, como a presente em crustáceos e peixes.

Nos equinodermos o gás captado pelas brânquias difunde-se para o fluido celômico, de onde si distribui para todo o corpo. Nos outros animais que respiram através das brânquias a distribuição do gás oxigênio para as células do corpo é feita pelo sistema circulatório.

Respiração traqueal

Diversos artrópodos terrestres, tais como insetos, quilópodos, diplópodos, alguns carrapatos e algumas aranhas, respiram por meio de traquéias.

As traquéias dos insetos são finíssimos túbulos condutores. Originam-se de minúsculos orifícios, os espiráculos, localizados nas regiões laterais do tórax e abdômen e terminam nas células. As contrações da musculatura corporal funcionam como fole, bombeando e expulsando ar dos túbulos. Dessa forma o ar entra com oxigênio e sai com gás carbônico.

As traquéias estão diretamente em contato com os tecidos. Isso quer dizer que, nos insetos, o sistema respiratório funciona independentemente do sistema circulatório.

Respiração pulmonar

Diversos animais terrestres, tais como caracóis, algumas aranhas, escorpiões e vertebrados, respiram por meio de pulmões. Estes são bolsas de ar localizadas no interior do corpo. O gás oxigênio presente no ar que penetra nos pulmões difunde-se para o sangue ou para a hemolinfa, distribuindo-se pela circulação.

Caracóis, aranhas e escorpiões não apresentam nenhum mecanismo especial para forçar a entrada e saída de ar dos pulmões; a renovação de gases ocorre por simples difusão. Já os vertebrados dispõem de mecanismo de ventilação pulmonar que garantem a constante renovação do ar nos pulmões.

Biomecânica da respiração

No homem e nos demais mamíferos a ventilação pulmonar depende dos músculos intercostais (situados entre as costelas) e do diafragma.

A entrada de ar nos pulmões, a inspiração, se da pela contração da musculatura do diafragma e dos músculos intercostais. O diafragma abaixa e as costelas se elevam, o que aumenta o volume da caixa torácica, forçando o ar a entrar nos pulmões.

A saída de ar dos pulmões, a expiração, se dá pelo relaxamento da musculatura do diafragma e dos músculos intercostais. O diafragma se eleva e as costelas abaixam, o que diminui o volume da caixa torácica, forçando o ar a sair dos pulmões.

Controle da respiração humana

O que acontece quando prendemos a respiração?

Imediatamente, um comando localizado no bulbo – ou medula oblonga (um órgão componente do nosso sistema nervoso central) enviaria a mensagem aos músculos respiratórios, fazendo com que se contraíssem. Esse centro de comando, conhecido como centro respiratório bulbar, é altamente sensível ao aumento de CO2 no sangue e à diminuição do pH sanguíneo decorrente do acúmulo desse gás.

Lembre-se que o CO2 em solução aquosa forma H2CO3, ácido carbônico, que se ioniza em H+ e H2CO3-. O aumento da acidez e o próprio CO2 em solução física no plasma estimulam os neurônios do centro respiratório.

Consequentemente, impulsos nervosos seguem pelo nervo que inerva o diafragma e a musculatura intercostal, promovendo a sua contração e a realização involuntária dos movimentos respiratórios.

De início, ocorre uma hiperventilação, ou seja, o ritmo dos movimentos respiratórios aumenta na tentativa de expulsar o excesso de gás carbônico. Lentamente, porém, a situação se normaliza e a respiração volta aos níveis habituais.

Estrutura

Nas aves não existem alvéolos pulmonares mas, sim, capilares aéreos que partem dos parabronquíolos. O gás oxigênio passa desses capilares para os capilares sanguíneos, ocorrendo, assim, trocas gasosas.

Na porção inferior da traqueia das aves, antes da ramificação dos brônquios, podemos encontrar a siringe, uma estrutura semelhante a uma bolsa, que possui cordas vocais responsáveis pela vocalização das aves.

De alguns brônquios secundários se estendem bolsas chamadas de sacos aéreos que se encontram tanto na região posterior quanto na região anterior do corpo do animal, penetrando, inclusive, em alguns ossos. Os sacos aéreos têm a função de ventilar ar para os pulmões, tanto no processo de inspiração quanto no processo de expiração. Esse auxílio garante um fluxo constante de ar rico em oxigênio, além de diminuir o peso específico do animal. O volume de gás nos sacos aéreos é 10 vezes maior do que nos pulmões.

Outras funções

Os sacos aéreos também auxiliam na refrigeração do corpo das aves, pois, como o gasto de energia durante o voo é muito alto, uma grande quantidade de calor acaba sendo liberada. Esse excesso de calor é absorvido pelo ar frio que se encontra no interior dos sacos aéreos, sendo eliminado do corpo através da traqueia