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Componentes do Sistema Respiratório: Estruturas, Pigmentos, Enzimas e Controle

Materiais respiratórios abrangem as estruturas anatômicas, a maquinaria molecular e os sistemas regulatórios que permitem a troca gasosa e a respiração celular em organismos.

1. Superfícies Respiratórias (Troca Gasosa)

• Mamíferos: Alvéolos (pneumócitos tipo I) – finos, vasta superfície (~70 m²), rede capilar densa, surfactante.
• Peixes: Brânquias – troca contracorrente, filamentos/lamelas.
• Insetos: Traqueias – tubos cheios de ar entregando O₂ diretamente aos tecidos.
• Anfíbios: Pele (cutânea), pulmões, cavidade bucal.
• Plantas: Estômatos, lenticelas.

Características universais: Fino (<1 µm), úmido, altamente vascularizado/perfundido.

2. Pigmentos Respiratórios (Transporte de O₂)

• Hemoglobina (Hb): Tetrâmero (α₂β₂), ferro hemo-Fe²⁺ liga 4 O₂. Ligação cooperativa (curva sigmoidal). Vertebrados, alguns invertebrados.
• Mioglobina: Monômero, maior afinidade por O₂. Reserva de O₂ muscular.
• Hemocianina: Baseada em Cu²⁺, azul quando oxigenada. Moluscos, artrópodes.
• Hemeritrina, Clorocruorina: Outros pigmentos invertebrados.

3. Enzimas Respiratórias (Respiração Celular)

• Glicólise: Hexoquinase, PFK-1, piruvato quinase.
• Complexo de piruvato desidrogenase: Liga glicólise → ciclo de Krebs.
• Ciclo de Krebs: Citrato sintetase, isocitrato desidrogenase, α-cetoglutarato desidrogenase, malato desidrogenase.
• ETC / Fosforilação oxidativa: Complexo I–IV (citocromo c oxidase = Complexo IV), ATP sintase (Complexo V).
• Lactato desidrogenase (LDH): Anaeróbico piruvato → lactato (regeneração de NAD⁺).

4. Músculos Respiratórios (Ventilação)

• Primários: Diafragma (75% do volume corrente), intercostais externos.
• Acessórios (inspiração): Escalenos, SCM, peitoral menor, serrátil anterior.
• Expiração (forçada): Intercostais internos, abdominais (reto, oblíquos, transverso).

5. Vias Aéreas (Zonas Condutora + Respiratória)

Narino → faringe → laringe → traqueia → brônquios → bronquíolos → bronquíolos terminais (fim da condutora) → bronquíolos respiratórios → ductos alveolares → alvéolos.

6. Centros de Controle Respiratório

• Medula: Grupo respiratório dorsal (inspiração), grupo respiratório ventral (expiração/inspiração forçada).
• Ponte: Pneumotáxico (limita inspiração), apneústico (promove inspiração).
• Quimiorreceptores: Centrais (medula, pH/CO₂), periféricos (corpos carotídeo/aórtico, PO₂/pH/CO₂).

7. Moduladores Respiratórios

• Estimulantes: Cafeína (antagonista de adenosina), nicotina (nAChR), anfetaminas, progesterona, hipoxia.
• Depressores: Opioides (receptor μ → ↓ sensibilidade ao CO₂), benzodiazepínicos, álcool, barbitúricos, anestésicos.

Este sistema integrado sustenta a vida aeróbica da molécula ao organismo.