Sistema Respiratório

Metabolismo aeróbio 

O metabolismo aeróbio das células depende de um suprimento contínuo de oxigênio (O₂) e nutrientes do meio externo, associado com a remoção do dióxido de carbono (CO₂). As principais funções do sistema respiratório são obter O₂ do ambiente externo e fornecê-lo às células e remover do corpo o CO₂ produzido pelo metabolismo celular.

A respiração, como o termo é geralmente usado, inclui: respiração externa, ou seja, a absorção do O₂ e a remoção do CO₂ do organismo como um todo; e respiração celular ou interna que se refere à reação intracelular do O₂ com moléculas orgânicas para produzir CO₂, água e energia na forma de ATP:

A respiração externa é o movimento de gases entre o meio externo e as células do corpo, e requer o funcionamento coordenado dos sistemas respiratório e cardiovascular (ou circulatório). Pode ser subdividida em quatro processos integrados, ilustrados na figura ao lado:

A troca de ar entre a atmosfera e os pulmões. Este processo é conhecido como ventilação pulmonar: inspiração (inalação) é o movimento do ar para dentro dos pulmões; expiração (exalação) é o movimento de ar para fora dos pulmões. Os mecanismos pelos quais a ventilação acontece são chamados coletivamente de mecânica da respiração.

• A troca de O₂ e CO₂ entre os pulmões e o sangue.
• O transporte de O₂ e CO₂ pelo sangue.
• A troca de gases entre o sangue e as células.

Somente os dois primeiros processos da respiração externa são de responsabilidade exclusiva do sistema respiratório; porém, o sistema respiratório não pode realizar eficientemente sua função primordial de obter oxigênio e eliminar dióxido de carbono sem que todos os outros processos também ocorram. Assim, o sistema respiratório e o circulatório estão funcionalmente interligados e, se algum deles falhar, as células do corpo sofrerão lesões por falta de oxigênio e depleção de energia.

Sistema respiratório

O sistema respiratório humano é constituído por nariz, faringe (garganta), laringe (caixa de voz), traqueia (tubo de vento), brônquios principais (direito e esquerdo) e pulmões, que contêm as ramificações dos brônquios principais (brônquios lobares ou secundários e brônquios segmentares ou terciários) e suas ramificações (os bronquíolos) e os sacos terminais de ar ou alvéolos. Suas partes são classificadas de acordo com a estrutura ou a função.

Estruturalmente, o sistema respiratório consiste em duas partes: 

• o sistema respiratório superior (ou vias aéreas superiores);
• o sistema respiratório inferior (ou vias aéreas inferiores).

As vias aéreas superiores (vias acima da traqueia) começam desde o óstio da narina (orifício da narina) e vão até a borda inferior da cartilagem cricoide (na parte inferior da laringe). A faringe é dividida em três regiões: a nasofaringe (rinofaringe), a orofaringe e a hipofaringe ou laringofaringe. As vias aéreas inferiores incluem traqueia, brônquios e pulmões. 

Funcionalmente, o sistema respiratório compõe-se de duas partes: 

• uma porção condutora, que consiste em uma série de cavidades e tubos interconectados tanto fora quanto dentro dos pulmões, e compreende o nariz, a nasofaringe, a laringe, a traqueia, os brônquios e os bronquíolos;
• uma porção respiratória, que consiste em tecidos dentro dos pulmões nos quais ocorrem as trocas gasosas e é constituída pelos bronquíolos respiratórios, ductos alveolares e alvéolos; estes últimos sendo os principais locais de troca gasosa entre o ar e o sangue (são estruturas de paredes muito delgadas, que facilitam a troca do CO₂ do sangue pelo O₂ do ar inspirado).

Além de possibilitar a entrada e a saída de ar, a porção condutora exerce as importantes funções de limpar, umedecer e aquecer o ar inspirado, para proteger o delicado revestimento dos alvéolos pulmonares. 

Durante a respiração, as vias aéreas superiores e os brônquios fazem mais do que simplesmente servirem de passagem para o ar. Eles desempenham um papel importante no condicionamento do ar antes que ele alcance os alvéolos. O condicionamento possui três componentes:

• Aquece o ar até́ a temperatura do corpo (37ºC), de modo que a temperatura central do corpo não mudará e os alvéolos não são danificados pelo ar frio.
• Adiciona vapor de água até́ o ar atingir a umidade de 100%, de modo que o epitélio de troca úmido não seque.
• Filtra material estranho, de modo que vírus, bactérias e partículas inorgânicas não alcançam os alvéolos.

Funções do sistema respiratório

As funções do sistema respiratório incluem:

• Troca de gases entre os meios externo e interno (sangue): o sistema respiratório obtém O₂ do ambiente externo para distribuição para os tecidos e elimina o CO₂, produto residual produzido pelo metabolismo celular (função primária: transportar gases para dentro e para fora do corpo).
• Regulação homeostática do pH do corpo: os pulmões podem alterar o pH do corpo seletivamente retendo ou eliminando CO₂.
• Metabolização de substâncias biologicamente ativadas: há uma variedade de substâncias biologicamente ativadas que são metabolizadas no pulmão. Estas incluem substâncias que são produzidas e atuam no pulmão (p. ex., surfactante), substâncias que são liberadas ou removidas do sangue (p. ex., prostaglandinas), e substâncias que são ativadas quando passam pelo pulmão (p. ex., angiotensina II).
• Proteção contra patógenos e substâncias irritantes inalados: assim como todos os outros epitélios que têm contato com o meio externo, o epitélio respiratório é bem suprido com mecanismos de defesa que aprisionam e destroem substâncias potencialmente nocivas antes que elas possam entrar no corpo.
• Vocalização: o ar move-se através das pregas vocais criando vibrações usadas para falar, cantar e outras formas de comunicação.
• Além disso, por proporcionar o movimento do ar, o sistema respiratório também está envolvido com a olfação (olfato).