Qual é o objetivo da respiração?

A ventilação pulmonar, o termo médico para respiração, ocorre quando o ar flui para os pulmões durante a inspiração (inalação) e sai dos pulmões durante a expiração (exalação). Este processo natural e essencial não requer reflexão e geralmente muito pouco esforço. Mas respirar é muito mais complexo do que simplesmente dizer: "Inspire, expire".

A respiração move o ar rico em oxigênio para dentro e para fora dos pulmões. A respiração descreve como as células usam oxigênio para liberar energia, gerando e expelindo dióxido de carbono como um produto residual.

Pode não ser evidente, mas a respiração é, na verdade, uma parte integrante do processo metabólico. A maioria dos organismos multicelulares na Terra, mesmo aqueles sem pulmões ou estruturas semelhantes a lunglu, usa o suprimento abundante de oxigênio e dióxido de carbono na atmosfera para ajudar a alimentar a produção de energia. Isso é verdade para plantas e insetos e muitas outras formas de vida.

Quando os humanos inspiram, ambos os pulmões de cada lado do coração se expandem para fora para permitir a entrada de oxigênio. Dentro dos pulmões, existem pequenos sacos compostos por grupos de alvéolos, que são envolvidos por vasos sanguíneos. Aqui, o oxigênio se difunde para o sangue em troca de dióxido de carbono, ligando-se à hemoglobina. Quatro moléculas de oxigênio podem se ligar a um único glóbulo vermelho. O oxigênio é então bombeado para o coração através da artéria pulmonar e enviado para o resto do corpo.

Logo o oxigênio entra nos capilares do tecido e se difunde passivamente em cada célula devido à menor concentração de oxigênio dentro da membrana celular. O oxigênio é entregue à mitocôndria, que é como a casa de força da célula, bem no final do processo metabólico. Já tendo impulsionado a produção de ATP, principal transportador de energia, elétrons livres e íons de hidrogênio (partículas carregadas de hidrogênio) precisam de algo para se ligar, ou então todo o processo vai se transformar em um pare. Essas partículas podem se ligar livremente ao oxigênio, criando água como subproduto.

No início do processo metabólico, o dióxido de carbono foi criado como um subproduto devido ao constante rearranjo das moléculas. O dióxido de carbono deve então deixar o corpo, fazendo uma viagem que é muito oposta àquela que o oxigênio fez. O gás se difunde para fora da célula e diretamente para o plasma sanguíneo através dos capilares como uma forma de íon bicarbonato. Quando chega aos pulmões, é trocado por oxigênio e depois expelido para o ar.

Como a produção de energia é uma atividade quase constante nas células, a respiração também é quase constante (alguns animais, como as baleias, podem conservar oxigênio por longos períodos). Isso significa que atividades estressantes e extenuantes aumentam a taxa de respiração e o fluxo sanguíneo para levar oxigênio às células para uma maior produção de energia. Essa taxa é cuidadosamente regulada pelo cérebro.