Fisiologia da Troca Gasosa: Oxigênio e Gás Carbônico

O Processo de Troca Gasosa nos Pulmões

Quando a nossa hemácia circula pelo sangue e chega aos pulmões, como está a pressão de oxigênio (PO₂) no local? Ela está alta, porque estamos inspirando oxigênio do ar atmosférico.

Como é a pressão de oxigênio da hemácia que chega nos pulmões? É baixa, pois ela vem dos tecidos; logo, a PO₂ das hemácias é reduzida.

O que existe entre a hemácia e o pulmão? Temos um gradiente de pressão, chamado de delta PO₂.

O que acontece com esse oxigênio se temos um delta PO₂? Ocorre uma difusão do pulmão para a hemácia. A membrana do pulmão (alvéolos) é extremamente fina; portanto, o oxigênio, tendo essa diferença de pressão, atravessa as membranas dos alvéolos e da hemácia por difusão simples. Ao chegar na hemácia, o oxigênio encontra a hemoglobina, que contém o ferro no estado ferroso (Fe²⁺).

Transporte de Oxigênio e Monóxido de Carbono

O que acontece com o oxigênio e o ferro ferroso? Eles se ligam e formam uma proteína chamada Oxiemoglobina (O₂Hb). Esta é a principal forma de transporte de oxigênio, sendo transportado obrigatoriamente ligado ao ferro da hemoglobina.

Nota sobre o Monóxido de Carbono: O monóxido de carbono (CO), quando inalado, também se liga à hemoglobina e ao ferro ferroso. No entanto, essa ligação é extremamente estável ("eterna"). Se houver uma alta concentração de monóxido de carbono em uma região, a hemoglobina ficará inutilizada, pois não poderá mais transportar oxigênio. Isso pode levar à morte por asfixia e falta de O₂. A oxiemoglobina, junto com a hemácia, é transportada pelo corpo até chegar aos tecidos.

A Troca Gasosa nos Tecidos

Ao chegar no tecido, como está a PO₂? Está baixa, porque o tecido está consumindo o oxigênio no metabolismo celular.

Como está a PO₂ na hemácia? Está alta, porém temos um desafio: o oxigênio está ligado à hemoglobina. Para que ocorra a separação e a liberação do oxigênio para as células, são necessários três fatores:

• Alta pressão de CO₂ (PCO₂);
• Baixo pH (meio ácido);
• Alta temperatura.

O Papel do Gás Carbônico (CO₂)

Qual o principal catabólito celular? É o CO₂, produzido em grandes quantidades como produto do metabolismo celular.

Como está a concentração de CO₂? A PCO₂ está alta no tecido. Já na hemácia, a PCO₂ é baixa, pois ela vem do pulmão, onde ocorreu a troca gasosa (eliminação de CO₂ e captação de O₂). Como existe um delta PCO₂, o CO₂ passa do tecido para a hemácia.

O que ocorre com a PCO₂ na hemácia? Com a entrada do CO₂, a pressão interna aumenta. Ao entrar na célula, o CO₂ encontra água (H₂O), reagindo para formar ácido carbônico: CO₂ + H₂O → H₂CO₃. A produção deste ácido faz com que o pH da hemácia diminua.

Como o metabolismo celular influencia o processo? Se o metabolismo está alto, a produção de CO₂ e a temperatura também aumentam. Havendo esses três fatores (alta PCO₂, baixo pH e alta temperatura), o oxigênio se separa da hemoglobina e passa, por difusão, para os tecidos.

Formas de Transporte do CO₂

Como o CO₂ é transportado? Ele passa para a hemácia por diferença de pressão, mas seu trajeto envolve etapas importantes:

1. Dissolução no Plasma: Antes de chegar à hemácia, o CO₂ passa pelo plasma. Diferente do oxigênio, que não é solúvel em água e precisa da oxiemoglobina, uma parte do CO₂ dissolve-se na água do plasma.
2. Carbaminoemoglobina: Ao entrar na hemácia, o CO₂ também pode se ligar à hemoglobina, formando a carbaminoemoglobina.
3. Bicarbonato: O CO₂ reage com a água da hemácia formando ácido carbônico, que é instável e se dissocia em hidrogênio e bicarbonato. Assim, o CO₂ é transportado majoritariamente na forma de bicarbonato plasmático e hemático.