Biologia: Como funciona a respiração humana
A respiração é um processo fisiológico complexo realizado pelas estruturas do sistema respiratório. Há várias facetas envolvidas.
O ar deve ser capaz de entrar e sair dos pulmões. Os gases devem poder ser trocados entre o ar e o sangue, bem como entre o sangue e as células do corpo.
Todos esses fatores devem estar sob estrito controle e o sistema respiratório deve ser capaz de responder às mudanças de demanda, quando necessário.
Inalação e exalação
O ar é trazido para os pulmões por ações dos músculos respiratórios. O diafragma tem o formato de uma cúpula e atinge sua altura máxima quando está relaxado.
Esta forma reduz o volume da cavidade torácica. À medida que o diafragma se contrai, ele se move para baixo e os músculos intercostais se movem para fora. Essas ações aumentam o volume da cavidade torácica e diminuem a pressão do ar nos pulmões.
A pressão de ar mais baixa nos pulmões faz com que o ar seja puxado para os pulmões através das passagens nasais até que as diferenças de pressão se equalizem. Quando o diafragma relaxa novamente, o espaço dentro da cavidade torácica diminui e o ar é expulso dos pulmões.
Troca de gás na respiração
O ar que chega aos pulmões do ambiente externo contém o oxigênio necessário para os tecidos do corpo. Esse ar preenche os pequenos sacos de ar nos pulmões chamados alvéolos.
As artérias pulmonares transportam sangue pobre em oxigênio e contendo dióxido de carbono para os pulmões. Essas artérias formam vasos sanguíneos menores, chamados arteríolas, que enviam sangue para os capilares que cercam milhões de alvéolos pulmonares.
Os alvéolos pulmonares têm o revestimento de uma película úmida que dissolve o ar. Os níveis de oxigênio dentro dos sacos alvéolos estão em uma concentração mais alta do que os níveis de oxigênio nos capilares ao redor dos alvéolos.
Como resultado, o oxigênio se difunde através do endotélio delgado dos sacos alvéolos para o sangue dentro dos capilares circundantes. Ao mesmo tempo, o dióxido de carbono se difunde do sangue para os sacos alvéolos e é exalado pelas vias aéreas. O sangue rico em oxigênio segue até o coração, de onde é bombeado para o resto do corpo.
Uma troca semelhante de gases ocorre nos tecidos e células do corpo. O oxigênio usado pelas células e tecidos deve ser reposto. Os resíduos gasosos da respiração celular, como o dióxido de carbono, devem ser removidos. Isso acontece por meio da circulação cardiovascular. O dióxido de carbono se espalha das células para o sangue e é transportado para o coração pelas veias. O oxigênio no sangue arterial se difunde do sangue para as células.
Controle do sistema respiratório
O processo de respiração está sob a direção do sistema nervoso periférico (SNP). O sistema autônomo do PNS controla processos involuntários, como a respiração. A medula oblonga do cérebro regula a respiração. Os neurônios da medula enviam sinais ao diafragma e aos músculos intercostais para regular as contrações que iniciam o processo respiratório.
Os centros respiratórios na medula oblonga controlam a frequência respiratória e podem acelerar ou retardar o processo quando necessário.
Sensores nos pulmões, cérebro, vasos sanguíneos e músculos monitoram as mudanças nas concentrações de gás e alertam os centros respiratórios sobre essas mudanças. Sensores nas passagens de ar detectam a presença de irritantes como fumaça, pólen, ou água. Esses sensores enviam sinais nervosos aos centros respiratórios para induzir tosse ou espirros para expelir os irritantes.
A respiração também pode ser influenciada voluntariamente pelo córtex cerebral. Isso é o que permite que você voluntariamente acelere sua taxa de respiração ou prenda a respiração. Essas ações, entretanto, podem ser anuladas pelo sistema nervoso autônomo.
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