Por que o gás carbônico passa do sangue para os pulmões nos alvéolos pulmonares?

A hematose é um fenômeno da respiração pulmonar que ocorre no interior dos alvéolos pulmonares e consiste na troca do sangue venoso (rico em gás carbônico) em sangue arterial (rico em oxigênio). Como nos alvéolos pulmonares a concentração de oxigênio é bem maior do que a encontrada nos capilares sanguíneos, o gás oxigênio presente nos alvéolos pulmonares passa para os capilares sanguíneos através da difusão*. Depois, penetra nas hemácias e se combina com a hemoglobina (Hb), pigmento respiratório que apresenta quatro cadeias de aminoácidos combinadas com um grupo que contém ferro (o grupo heme).

Presente no sangue de todos os vertebrados, a hemoglobina tem a capacidade de se combinar com quatro moléculas de oxigênio, formando a oxiemoglobina (HbO2). Na forma de oxiemoglobina, o oxigênio é transportado para todas as partes do corpo, sendo liberado nos tecidos, onde o oxigênio se dissocia da oxiemoglobina e se espalha no citoplasma da célula, sendo utilizado pelas mitocôndrias no processo de respiração celular. Acredita-se que existam cerca de 250 milhões de moléculas de hemoglobina no interior de uma hemácia. Dessa forma, então, podemos dizer que cada hemácia carrega em torno de um bilhão de moléculas de oxigênio.

Ao realizar a respiração celular, as células produzem gás carbônico, sendo que a concentração desse gás fica maior no interior da célula       e, por esse motivo, ele passa por difusão para os capilares sanguíneos, onde aproximadamente 23% se associam a grupos amina da hemoglobina, formando a carboemoglobina ou carbaminoemoglobina; e 7% se encontram dissolvidos no plasma sanguíneo. A maior parte do gás carbônico reagirá com a água no interior das hemácias, formando o ácido carbônico (H2CO3), reação que será acelerada pela enzima anidrase carbônica. O ácido carbônico irá se quebrar em íons H+ (que se associam a moléculas de hemoglobina, formando a desoxiemoglobina) e em íons bicarbonato (HCO3-, que se encontram dissolvidos no plasma sanguíneo, na forma de bicarbonato de sódio, onde auxiliam no controle da acidez do sangue).

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Ao chegar aos capilares sanguíneos que recobrem os alvéolos pulmonares, o íon bicarbonato (HCO3-) penetra nas hemácias novamente e se reassocia ao íon H+, formando mais uma vez o ácido carbônico (H2CO3), que se transformará em água e gás carbônico. O gás carbônico será levado para os alvéolos pulmonares através da difusão e será eliminado do organismo pelo processo da expiração.

O monóxido de carbono (CO) que é lançado pelos escapamentos dos automóveis é um gás inodoro altamente tóxico produzido pela combustão incompleta de substâncias orgânicas. Esse gás é capaz de se combinar com a hemoglobina, originando a carboxiemoglobina. Uma vez combinada com o monóxido de carbono, a hemoglobina se inutiliza de forma irreversível, não conseguindo mais transportar oxigênio, necessário a todas as células do corpo. A alta concentração de monóxido de carbono pode levar à morte por asfixia.

*difusão:movimento de partículas da região em que elas estão mais concentradas, para outra em que sua concentração é menor.

hematose pulmonar é o processo mais importante que acontece no sistema respiratório. Trata-se da troca gasosa que ocorre no interior dos alvéolos pulmonares.

Esse processo ocorre em conjunto com o sistema circulatório, pois a troca de gases como oxigênio e gás carbônico feita com o sangue que passa pelos pulmões.

Na vídeo-aula abaixo é mostrado como ocorre a chegada de ar até os pulmões, processo que se chama de ventilação pulmonar, até a realização da hematose com a troca de gases.

Hematose pulmonar é o processo de troca de gasosa  que ocorre com o sangue no interior do pulmão em estruturas chamadas de alvéolos pulmonares. Depois da troca de gases o sangue venoso passará a ser sangue arterial e o oxigênio poderá ser enviado para as células.

Segundo o livro Pneumologiaprincípios prática, podemos definir assim:

A função primordial do sistema respiratório é a hematose: transferência eficaz de oxigênio do alvéolo para o sangue capilar e de dióxido de carbono do sangue para o alvéolo.

A imagem abaixo ilustra como ocorre a troca de gases entre o sangue e os alvéolos. Observe:

Por que o gás carbônico passa do sangue para os pulmões nos alvéolos pulmonares?

Caminho do ar até chegar ao ponto de troca gasosa

Para chegar até os alvéolos, o ar deve percorrer todos os órgãos do sistema respiratório. Depois chegar nessas estruturas, o ar deve sair para sempre garantir a sua renovação.

Esse processo é chamado de ventilação pulmonar e é um movimento feito em duas fases: a inspiração e expiração.

Antes de iniciar a hematose pulmonar, o ar entra pelas narinas, passando pelas fossas nasais, faringe, laringe, traqueia até chegar nos brônquios.

Assim como nos vasos sanguíneos, cada brônquio se ramifica em tubos cada vez mais finos, denominados bronquíolos, os quais ficam tão fino quanto um fio de cabelo.

Cada bronquíolo está conectado a minúsculas bolsas de ar denominadas alvéolos. As paredes dos alvéolos são muito finas e cobertas por uma malha de capilares sanguíneos.

Como ocorre a hematose pulmonar

A hematose ocorre entre as células das paredes dos alvéolos e as paredes dos capilares. O sangue venoso libera gás carbônico para o interior dos alvéolos enquanto o oxigênio dos alvéolos passam para o sangue que agora será chamado de sangue arterial.

Dentro das células, o açúcar absorvido na digestão e o gás oxigênio presente no ar inspirado se combinam para produzir energia.

A troca de gases, denominada hematose, ocorre nos alvéolos pulmonares. O gás oxigênio difunde-se para os capilares e penetra nas hemácias, nas quais se combina com uma proteína conhecida por hemoglobina.

As hemácias do sangue que deixam os pulmões vão para o coraçãoe de lá são bombeadas, transportando grande quantidade de gás oxigênio para todo o corpo.

E dessa forma que o gás oxigênio chega a todas as células, nas quais ele reage com a glicose, desencadeando uma reação química que libera energia e produz gás carbônico e água.

Por que o gás carbônico passa do sangue para os pulmões nos alvéolos pulmonares?

Difusão é o movimento de gases e moléculas de uma região mais concentrada para uma região menos concentrada sem gasto de energia.

É por isso que o gás oxigênio passa das hemácias para as células do corpo e o gás carbônico passa das células do corpo para as hemácias.

Nas células dos tecidos também ocorre o processo inverso: o gás carbônico nelas produzido passa para as hemácias (onde ele também se liga à hemoglobina) e segue para o coração.

Esse sangue, que transporta grande quantidade de gás carbônico, é bombeado para os pulmões, onde é novamente oxigenado.

Os capilares permitem que o sangue entre em contato com os alvéolos e, a partir desse momento, o gás carbônico faz o caminho inverso ao do gás oxigênio: passa dos alvéolos para os bronquíolos, depois pelos brônquios, pela traqueia, pela boca e pelas narinas, das quais é expelido.

Coloque a palma de uma das mãos na frente da sua boca quando você expira. Note que o ar expirado é quente, pois a temperatura do corpo geralmente é maior que a do ambiente. O ar é aquecido à medida que é transportado pelo corpo.

O muco, além de evitar que substâncias danosas penetrem nos pulmões, contribui para a umidificação do ar. Para que a troca gasosa ocorra, é importante que o ar chegue úmido aos pulmões. Além disso, quando a respiração se dá pelo nariz, o ar chega mais aquecido aos pulmões.

Controle da respiração pulmonar

A respiração é um processo automático, controlado pelo sistema nervoso autônomo. Normalmente esse centro nervoso envia um sinal para que a pessoa respire a cada cinco segundos.

O organismo também conta com diversos receptores que medem a taxa de gás oxigênio no sangue.

Quando a concentração de gás oxigênio é muito baixa, os receptores enviam sinais químicos ao centro nervoso do controle da respiração, acelerando o ritmo respiratório. Quando isso ocorre, a pessoa fica ofegante e a taxa de gás oxigênio no sangue aumenta.

Onde ocorre a hematose

Há diferentes tipos de hematose. E sendo assim a sua ocorrência pode variar dependendo da espécie de animal que nos referimos.

As trocas gasosas não ocorrem apenas nos pulmões. A pele e as brânquias, por exemplo, são locais onde pode haver a troca de gases com o sangue.

Tipos de trocas gasosas

Existem outros tipos de trocas gasosas além da hematose pulmonar. Por exemplo com os peixes. Nesse caso, as trocas gasosas são feitas entre a água e as brânquias.

Esse tipo de respiração é chamada de respiração branquial. O oxigênio presente na água passa pelas brânquias e para o sangue. O gás carbônico passará do sangue para brânquias e depois para a água.

Pode-se ter ainda a hematose cutânea, como acontece em anelídeos, por exemplo. A troca gasosa nesse caso é feita diretamente entre a pele e o ar.

Nesse caso, chamamos essa troca gasosa  de respiração cutânea.

Atividades e exercícios sobre hematose

1 – Qual o processo ocorre nos capilares ao redor dos alvéolos pulmonares?

Nesses capilares ocorrem as trocas gasosas no processo de respiração pulmonar, em que o sangue libera gás carbônico para os alvéolos, os quais, por sua vez, também liberam gás oxigênio para as hemácias do sangue.

2 – Onde ocorre a hematose?

A hematose ocorre entre os alvéolos pulmonares e os capilares sanguíneos adjacentes.

Leitura sugerida

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  • Sistema urinário
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Referências bibliográficas

DA SILVA, Luiz Carlos Corrêa et al. Pneumologia: princípios e prática. Artmed Editora, 2009. Link

Olá. Meu nome é Daniel Pereira. Sou biólogo e o fundador do site Planeta Biologia. Se você curte ciências como eu, você veio ao lugar certo. Vamos aprender juntos?

Porque o gás carbônico passa do sangue para os pulmões nos alvéolos pulmonares?

Inspiramos oxigênio porque sua pressão é maior na atmosfera do que dentro dos pulmões. E expiramos gás carbônico porque sua pressão é maior dentro dos pulmões do que na atmosfera. Já a diferença de pressão entre os alvéolos e os capilares sanguíneos, promove a difusão dos gases entre eles.

O que acontece com o oxigênio e o gás carbônico nos alvéolos pulmonares?

A hematose acontece quando o oxigênio proveniente da respiração pulmonar chega aos alvéolos pulmonares. Nesse local, o oxigênio difunde-se para o sangue presente nos capilares à sua volta e o gás carbônico presente no sangue dos capilares difunde-se para o interior dos alvéolos (trocas gasosas).

Qual a importância da passagem do sangue aos alvéolos?

Nos alvéolos ocorrem trocas gasosas, fazendo com que o sangue que chega aos pulmões seja oxigenado. Nos alvéolos pulmonares, ocorre o processo conhecido como hematose (troca gasosa), que garante que o sangue pobre em oxigênio torne-se oxigenado.

O que acontece com o gás carbônico presente no sangue ao chegar nos pulmões?

Ao chegar aos alvéolos, o oxigênio difunde-se para o sangue dos capilares. Enquanto, o gás carbônico, presente no sangue dos capilares difunde-se para o interior dos alvéolos. Assim, a hematose ocorre devido à difusão do gás oxigênio do ar dos alvéolos para o sangue dos capilares.