Sistema respiratório em diferentes ambientes

A respiração é uma das funções básicas presente nos seres vivos, sendo o órgão respiratório por excelência o pulmão. Em geral é controlada pelo bulbo cerebral, garantindo a amplitude e presença da respiração, enquanto o nervo frênico controla o diafragma, um dos músculos participantes da respiração.

O principal objetivo da respiração é suprir as células do corpo com oxigênio e remover o dióxido de carbono produzido pelas atividades celulares. Além disso, o sistema respiratório também está relacionado com o olfato e a fonação.

O sistema respiratório humano é constituído por cavidade nasal, faringe, laringe, traqueia, pulmões, brônquios, bronquíolos e alvéolos.

- O nariz é divido em nariz externo, que se constitui de uma passagem para o ar, funcionando como uma estrutura condicionadora que filtra, aquece e umidifica o ar; a cavidade nasal de onde se estendem as narinas anteriormente e as coanas posteriormente; além dos seios paranasais que são cavidades presentes em alguns dos ossos do crânio, como o frontal, a maxila, o esfenoide e o etmoide (Fig. 1).

                                                Figura 1: Vista lateral da cavidade nasofaringe.

- A faringe é um tubo muscular situado posteriormente a cavidade nasal, oral e laringe, e está associada a dois sistemas, o respiratório e o digestório, sendo divida em três parte: nasal, oral e laríngea. As pregas vocais (Fig. 2) são um par de lábios simétricos formados por um músculo e um ligamento elástico localizado na laringe abaixo da epiglote. Quando respiramos, as pregas vocais se afastam, e quando falamos ou cantamos, se aproximam e vibram.

                                   Figura 2: Imagem endoscópica da laringe e das pregas vocais.

Curiosamente, as baleias não produzem sons da mesma maneira que nós, já que as nossas cordas vocais não funcionariam tão bem debaixo d´água. As baleias produzem sons inalando o ar através da cavidade nasal que fica na frente dos buracos respiratórios. Por outro lado, no mundo dos insetos, somente os grilos machos produzem sons e o fazem para atrair as fêmeas para a reprodução. Para tanto, os machos possuem uma série de pelos nas bordas de suas asas, alinhados como pentes, que produzem os sons roçando uma asa contra a outra, produzindo um canto peculiar que varia com a época do ano, e que é mais intenso para atrair a fêmea.

- A laringe é um órgão muscular, situado no plano mediano e anterior do pescoço, anterior a faringe e continuada pela traqueia. Suas funções incluem servir como via aerífera e participar da fonação. 

- A traqueia é uma estrutura cilindróide constituída por uma série de anéis cartilaginosos em forma de C (16 a 20 anéis). A parede posterior, desprovida de cartilagem constitui a parede membranácea da traqueia, que apresenta musculatura lisa.

- Os brônquios principais, um em cada pulmão, seguem ínfero-lateralmente do término da traqueia até os hilos pulmonares, onde subdivide-se no interior do pulmão formando a árvore bronquial. Dentro dos pulmões, os brônquios dividem-se de forma e em direções constantes, de modo que cada ramificação supre um setor claramente definido no pulmão (Fig. 3).

                                      Figura 3: Vista anterior da traqueia e dos brônquios.

- Os pulmões são órgãos essenciais na respiração. No seu interior, o ar inspirado é colocado em estreita relação com o sangue nos capilares pulmonares. Cada pulmão apresenta um ápice e uma base, três faces (costal, diafragmática e mediastinal) e três margens (anterior, posterior e inferior). O hilo do pulmão é a região onde os brônquios, vasos pulmonares, vasos bronquiais, vasos linfáticos e nervos entram e saem do pulmão (Fig. 4).

                                 Figura 4: Anatomia do pulmão. 
                                 (A) Veias e artérias pulmonares que adentram os pulmões através do hilo pulmonar.
                                 (B) Hilo pulmonar direito.

A ventilação pulmonar é o processo pelo qual os gases são trocados entre o meio externo e os alvéolos pulmonares no homem. O ar se relaciona entre a atmosfera e o pulmão pela diferença de pressão que existe entre os meios externo e interno. Nós inspiramos quando a pressão de dentro dos pulmões é menor que a pressão do ar na atmosfera, e expiramos quando a pressão dentro dos pulmões é maior que a do ar na atmosfera. Além disso, a troca de gases ocorre por difusão através da membrana alveolocapilar (Fig. 5).

                                          Figura 5: Pulmões e troca gasosa alveolocapilar.

Sistema respiratório em ambiente aquático: Peixes ósseos

Ao contrário dos animais terrestres que utilizam o pulmão como órgão principal para a respiração, os peixes utilizam as brânquias que exercem papéis vitais. Isso é, embora seja o principal sítio de trocas gasosas, as brânquias também estão envolvidas nos processos de osmorregulação, equilíbrio ácido-básico e excreção de compostos nitrogenados.

As fendas branquiais apresentam expansões, os rastros, direcionadas à cavidade faríngea, variando em forma, tamanho, quantidade e distribuição para cada espécie. Os peixes adquiriram grande eficiência na absorção do oxigênio da água, graças à estrutura das brânquias que permitem um fluxo constante de água pelo epitélio respiratório, em qualquer estágio da respiração. No processo respiratório dos peixes, os opérculos fecham-se e a cavidade bucal aumenta, permitindo a entrada de água pela boca. Simultaneamente, as câmaras branquiais aumentam de volume, produzem uma pressão negativa e a água passa sobre as brânquias. Em seguida, a boca se fecha e as câmaras branquiais contraem-se, forçando a água para fora através das aberturas operculares. Em resumo, a cavidade bucal e as câmaras branquiais atuam alternadamente como bombas de sucção e pressão para manter um fluxo contínuo de água sobre as brânquias (Fig. 6).

                                               Figura 6: Sistema respiratório dos peixes.

O epitélio branquial, um epitélio estratificado composto por diversos tipos celulares, reveste o arco branquial, os rastros, os filamentos branquiais e as regiões interlamelares. Além deste, o epitélio respiratório recobre as lamelas respiratórias.

É interessante sabermos que o sistema respiratório se adaptou de formas variadas para suprir a necessidade de cada espécie. Convictos de que a vida teve início na água, as adaptações que a natureza deu aos indivíduos para a saída ao ambiente terrestre são impactantes, uma vez que a pressão atmosférica, densidade do ar e noção de peso em terra são maiores e as dificuldades para se manter vivo eram grandes. Mas a evolução resolveu esse problema criando um órgão surpreendente, o pulmão.

                                                                                Escrito por: Adriele Cristiana e Priscila Ferrari 

REFERÊNCIAS CONSULTADAS 
Autor desconhecido. Como Tudo Funciona. Disponível em:<http://ciencia.hsw.uol.com.br
        /baleias3.htm> Acesso em: 20 Jun. 2014.

Autor desconhecido. Wikipédia – A Enciclopédia Livre. 2014. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Grilo> Acesso em: 20 Jun. 2014.

MACHADO, R. M. Uso de brânquias de peixes como indicadores de qualidade das águas. Disponível em: <http://revistas.unopar.br/index.php/biologicas/article/view/104/101> Acesso em 20 Jun. 2014.

SPENCE, A. P. Anatomia Humana Básica. 2ª ed. Tradução: Edson Aparecido Liberti – São Paulo. Manole, 1991.

TORTORA, G. J. & GRABOWSKI, S. R. Fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 6.ed. Porto Alegre: Artmed. 2006. 

FONTE DAS IMAGENS

Figuras 1 e 3: http://www.auladeanatomia.com/respiratorio/sistemarespiratorio.htm

Figura 2: http://www.vozecantoporfaninineves.com/tecnica-vocal-/fisiologia-da-voz/

Figura 4A: http://enfermeirosinformados.blogspot.com.br/2008/02/imagens-artrias-e-veias-pulmonares.html

Figura 4B: http://bloganatomiahumana.blogspot.com.br/2009/06/pulmoes.html

Figura 5: http://amandaraphaelabioifes.wordpress.com/2011/02/25/sistema-respiratorio/

Figura 6: http://auladecienciasdanatureza6.blogspot.com.br/2011/12/respiracao-dos-peixes.html