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Os alvéolos são minúsculos sacos aéreos localizados nos pulmões, no final dos bronquíolos. Na parte externa dessas estrutura existem redes de capilares sanguíneos, provenientes dos vasos sanguíneos da pequena circulação.

São nesses pequenos sacos que acontecem as trocas gasosas, processo também chamado de hematose, que consiste na troca do sangue venoso (rico em gás carbônico) em sangue arterial (rico em oxigênio).

O corpo acometido pelo enfisema tem as fibras de elastina, normalmente encontradas no tecido pulmonar, destruídas. A destruição da elastina resulta em pulmões que exibem alta complacência e estiram facilmente durante a inspiração. Todavia, esses pulmões também apresentam uma elasticidade diminuída, de modo que não retornam à sua posição de repouso durante a expiração.

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Concentração de O2 e CO2 nos alvéolos pulmonares

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Concentração de O2 e CO2 nos alvéolos pulmonares

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Podemos afirmar que as concentrações e as pressões parciais do oxigênio e do dióxido de carbono nos alvéolos são determinadas pelas intensidades de absorção ou excreção dos dois gases e pelo valor da ventilação alveolar.

A Concentração de O2 (PO2) nos alvéolos é determinada pela:

1. Intensidade de absorção de oxigênio pelo sangue

2. Intensidade de entrada de novo oxigênio nos pulmões pelo processo ventilatório.

A concentração de de CO2 (PCO2) nos alvéolos é determinada pela:

1. Intensidade da excreção de dióxido de carbono

2. Ventilação alveolar

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O ar alveolar é separado do sangue capilar por meio de 4 estruturas:

1. Citoplasma do pneumócito I

2. Lâmina basal do pneumócito I

3. Lâmina basal do capilar

4. Citoplasma da célula endotelial

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Elementos da membrana alvéolo-capilar

1. Líquido que banha os alvéolos (surfactante)

2. Epitélio alveolar

3. Membrana Basal do epitélio (base do epitélio)

4. Estroma alveolar (tecido conjuntivo)

5. Membrana basal do endotélio (camada que recobre o capilar)

6. Endotélio capilar

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GUYTON, A.C. e Hall J.E.– Tratado de Fisiologia Médica. Editora Elsevier. 13ª ed., 2017.
Silverthorn, D.U. Fisiologia Humana – Uma Abordagem Integrada – Ed. Manole, 7ª edição, 2017.

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Células endoteliais dos capilares: contínuo, mais numerosas e com núcleo alongado.

Pneumócito I:  célula pavimentosa que possui uma espessura mínima que possibilita as trocas de gases e impede a passagem de líquido (zônula de oclusão).

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Pneumócito II: localizam-se entre os pneumócito I (se unem através dos desmossomos e junções de união) células ricas em RER e Golgi (produção e secreção), produz surfactante pulmonar além de fosfolipídeos, proteínas e outras substâncias. E também possuem capacidade de reparar o epitélio alveolar e recobri-lo, em caso de lesão, através da proliferação em forma de pneumócitos I.

O surfactante pulmonar é um componente do alvéolo que merece destaque.
Tem sua importância associada à função de evitar o colabamento dos alvéolos, diminuindo a tensão superficial. Ele está presente nos pneumócitos II.

O surfactante é formado por fosfolipídeos, proteínas e íons.

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O enfisema, geralmente, surge em pessoas fumantes e pessoas expostas a muita fumaça, como pelo uso do forno à lenha ou trabalho em minas de carvão, por exemplo, pois são muito irritantes e tóxicos ao tecido pulmonar. Desta forma, os pulmões tornam-se menos elásticos e com mais lesões, o que causa perda gradual da sua função, por isso, normalmente só começa a apresentar os primeiros sintomas após os 50 anos.

Após os primeiros sinais, os sintomas tendem a agravar-se se não for feito qualquer tipo de tratamento, sendo que a velocidade de piora dos sintomas variam de pessoa para pessoa, dependendo de fatores genéticos.

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Sintomas do enfisema pulmonar

Os sintomas do enfisema pulmonar surgem à medida que os pulmões perdem a elasticidade e os alvéolos são destruídos e, por isso, é mais comum que surjam após os 50 anos de idade, sendo eles:

Sensação de falta de ar;

Chiado no peito;

Tosse persistente;

Dor ou sensação de aperto no peito;

Dedos das mãos e pés azulados;

Cansaço;

Aumento da produção de muco;

Inchaço do tórax e, consequentemente, do peito;

Maior susceptibilidade à infecções pulmonares

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O que é?
O enfisema pulmonar é uma doença respiratória na qual os pulmões perdem a elasticidade devido à exposição constante a poluente ou tabaco, principalmente, o que leva à destruição dos alvéolos, que são estruturas responsáveis pela troca de oxigênio. Esse processo de perda da elasticidade pulmonar ocorre gradualmente e, por isso, na maioria dos casos os sintomas demoram a ser notados.

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Podemos entender como trocas gasosas a difusão de gases, considerando a intensidade dessa difusão. Sendo a difusão do oxigênio dos alvéolos para o sangue pulmonar e a difusão do dióxido de carbono para fora do sangue.

Difusão Efetiva de gases: é determinada pelas diferenças parciais de gases, que ocorre da área de alta concentração para a área de baixa concentração.

Pressões parciais: é a pressão individual dos gases em uma mistura de gases. A pressão parcial é diretamente proporcional a concentração do gás na mistura, já que aquele gás atingirá a superfície das vias respiratórias e dos alvéolos com mais frequência. Em água ou nos tecidos, a pressão dos gases é determinada pela por sua concentração como também pelo seu coeficiente de solubilidade, expressa pela Lei de Henry, sendo: Pressão parcial=  concentração do gás dissolvido/coeficiente de solubilidade

Difusão através dos tecidos e da membrana respiratória
Os gases que participam das trocas gasosas possuem alta lipossolubilidade, o que facilita a difusão pelas membranas celulares. Sendo assim, a difusão dos gases pelos tecidos, incluindo a membrana respiratória, é quase igual à difusão dos gases pela água tecidual.

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Relação alvéolo x capilar

A justaposição entre eles facilita a troca gasosa, com isso, eles estarem próximos (unidos) é importante, pois também forma uma barreira impedindo o movimento do líquido e das proteínas do espaço intersticial e vascular, ajudando a manter os alvéolos “secos”.

Funções da barreira alvéolo capilar:

1. delimitar o espaço aéreo x sangue

2. diminuir a permeabilidade a solutos

3. rica em junções impermeáveis

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Fatores que controlam a ligação da Hb ao oxigênio

Conteúdo de O2 no plasma

Quantidade de hemoglobina

Tais fatores determinam, respectivamente, a % de saturação de Hb e o número total de sítios de ligação da Hb.

Fatores que afetam a ligação da Hb ao oxigênio
Qualquer fator que altere a conformação proteica da hemoglobina pode afetar sua função. São exemplos:

Alterações de pH

Alterações da temperatura

Alterações do PCO2 plasmática

Efeito Bohr
Quando a (Hb) se liga ao oxigênio, ela libera prótons H+ e quando se desliga do O2, ela incorpora H+. Assim, se a Hb é colocada num com mais H+ (pH mais baixo), a afinidade com o O2 diminui; e se colocada num meio de pH mais elevado, ela aumenta sua afinidade pelo O2.

Efeito Haldane
Quando a Hb se liga ao O2 , sua afinidade pelo CO2 diminui e quando se desoxigena, sua afinidade pelo CO2 aumenta. Assim, em meio de maior pressão de CO2, a afinidade de O2 diminui, em meio de menor pressão de CO2, a afinidade pelo O2 aumenta.

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Os eritrócitos desempenham importante papel nessa função, já que a hemoglobina presente nessas células que é responsável por carrear as moléculas de gases pelo sangue.
A equação de Fick pode ser utilizada para estimar o débito cardíaco ou o consumo de oxigênio, assumindo-se que os gases do sangue arterial e venoso podem ser mensurados.

O oxigênio e a hemoglobina (Hb)
O oxigênio pode ser transportado de duas formas: dissolvido no plasma ou ligado a hemoglobina (forma mais comum).
A hemoglobina (Hb) possui quatro grupamentos heme, os quais possuem Fe que se ligarão a um oxigênio. A ligação Ferro- oxigênio pode ser considerada fraca, facilitando o rompimento da ligação sem causar mudança na hemoglobina ou no oxigênio. Quando a Hb está ligada ao oxigênio, podemos a chamar de oxi-hemoglobina (HbO2).

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O dióxido de carbono é um subproduto da respiração e necessita ser excretado do corpo, uma vez que o aumento do PCO2 diminui o pH do organismo, causando acidose.

Formas de transporte do CO2

Dissolvido no plasma do sangue venoso

Associado a hemoglobina

Como forma de bicarbonato

A maior parte do CO2 é transportado para os pulmões em forma de bicarbonato (HCO3-), possibilitando uma via adicional de transporte e servindo como um sistema tampão para os ácidos metabólicos. Tal reação ocorre graças a enzima anidrase carbônica, que forma o ácido carbônico, o qual se dissociará em H+ e HCO3.

A hemoglobina se liga ao CO2 (através do grupamento amino) nos tecidos quando o O2 se dissocia. Quando a Hb está ligada ao CO2, nós a chamamos de carbaminoemoglobina.

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Membrana alvéolo-capilar

É a estrutura principal do parênquima pulmonar, formada pelo epitélio alveolar e o endotélio capilar. Ela separa o ar inspirado rico em oxigênio de um lado, com o sangue rico em gás carbônico do outro. Por meio dela são processadas as trocas gasosas da respiração.

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Difusão de gases

É a principal função do sistema respiratório e consiste na movimentação de gás entre o alvéolo e o capilar por meio da difusão passiva simples. A barreira é extremamente fina e possui uma área de 75 a 100 m2.

Essa difusão é garantida e sua direção é determinada pela diferença de pressão parcial do gás no estado difundido no sangue e da fase gasosa presente nos alvéolos.

Lei de Fick: a velocidade de transferência de um gás através de um tecido é diretamente proporcional à área de superfície (A), à diferença entre a pressão arterial e alveolar (ΔPgás), a constante de difusão (D), e inversamente proporcional à espessura da barreira.

Fatores que afetam a velocidade

1. Espessura da membrana

2. A área de superfície da membrana

3. Coeficiente de difusão do gás

4. Diferença de pressão do gás entre os dois lados

Capacidade de difusão da membrana respiratória

É afetada pelos fatores anteriores e é o volume de gás que se difunde através da membrana a cada minuto para uma diferença de pressão de 1 mmHg.

Capacidade de difusão do gás

É a mesma tanto no líquido quanto no tecido, mas a quantidade de líquido altera na velocidade da difusão desse gás.

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No pulmão, as artérias pulmonares encaminham o sangue desoxigenado para os capilares, o qual irá sofrer hematose na barreira hematoaérea dos capilares e esses, portanto, seguirão para veias pulmonares com o sangue oxigenado.

Artérias pulmonares se ramificam acompanhando a árvore brônquica → ramos das artérias são envolvidos pela túnica adventícia dos brônquios e bronquíolos  → os ramos arteriais originam os capilares dos septos interalveolares que entram em contato com o epitélio alveolar.

Capilares

Os vasos capilares se anastomosam livremente, formando uma rede ampla que interconecta as arteríolas e vênulas. Essa circulação é controlada por excitação neural e hormonal.

Vasos linfáticos

Responsáveis por drenar o excesso de líquido alveolar, presente no interstício pulmonar após a pressão mecânica atuar sobre os alvéolos nas aberturas entre suas células epiteliais. Esse líquido dirige-se para os linfonodos hilares. Acompanham os brônquios e vasos pulmonares.

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Quais são os componentes da parede interalveolar?

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Quais são os componentes da parede interalveolar?

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Encontrados nos sacos alveolares, ductos alveolares e bronquíolos respiratórios; é a última porção da árvore brônquica.
São responsáveis pela estrutura esponjosa do parênquima pulmonar. Possuem paredes constituídas por fina camada epitelial que se apoiam no tecido conjuntivo com rica rede de capilares.

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É comum a dois alvéolos e quem os separa é o septo interalveolar; com duas camadas de pneumócitos tipo I, presença de pneumócitos do tipo 2 e de células de defesa como os macrófagos (responsáveis pela fagocitose).