A respiração se refere tanto à troca gasosa devido à inspiração quanto à expiração do ar (rejeição de dióxido de carbono CO 2e absorção de oxigênio O 2) e a respiração celular que permite, ao degradar a glicose graças ao oxigênio, obter energia. A troca gasosa auxilia a respiração celular, fornecendo oxigênio e eliminando o dióxido de carbono produzido durante o ciclo de Krebs . No entanto, a respiração não está confinada, em sentido amplo, a uma liberação de CO 2e / ou absorção de O 2. Assim que um organismo realiza trocas gasosas, ele respira. Por exemplo, muitas das chamadas bactérias redutoras de sulfato realizam trocas gasosas por assimilação de íons sulfato e liberação de sulfeto de hidrogênio .
A respiração também desempenha um papel fundamental no equilíbrio ácido-básico no sangue, qualquer aumento na ventilação permitindo que mais dióxido de carbono seja eliminado, o que evita uma queda no pH do sangue em caso de alta atividade metabólica, por exemplo, após um esforço físico sustentado .
Várias estratégias foram desenvolvidas durante a evolução, muito variáveis; de bactérias a baleias, plantas e fungos. As plantas fotossintéticas também respiram, mas durante o dia, suas trocas gasosas líquidas são revertidas em comparação com as da respiração devido à fotossíntese (rejeição de O 2, Absorção de CO 2)
A respiração é uma cadeia de reações redox em que o aceptor final de elétrons é uma substância mineral. Falamos de respiração aeróbica se o aceptor final for o oxigênio . Nos outros casos ( nitrato , nitrito , dióxido de carbono ), é a respiração anaeróbia . A respiração é uma troca de gases (nitrogênio e oxigênio, entre outros, O 2 é consumido e o dióxido de carbono é liberado).
Em humanos, a ventilação pulmonar , ou respiração, é a renovação do ar contido nos pulmões pela ação dos músculos respiratórios, sendo o diafragma o principal. Também contribui para a regulação térmica: quando está frio o ar inspirado é aquecido na cavidade nasal. Em climas temperados, o ar é exalado pela boca ou nariz a uma temperatura média de 34 ° C (para o ar ambiente a 23 ° C) e de até 38 ° C (quando está mais quente).
A respiração é principalmente inconsciente, regulada pelo sistema nervoso autônomo que fornece uma síntese entre a ação do sistema simpático (redução da amplitude e aceleração da frequência respiratória) e a ação do sistema parassimpático (aumento da pressão arterial). Amplitude e desaceleração da frequência respiratória). Todos podem exercer, até certos limites, o controle consciente do ritmo e da amplitude de sua respiração.
Na medicina e na biologia, o termo “respiração” designa a produção de energia pelas células, o nome ventilação pulmonar é preferido para evitar qualquer confusão. Inclui dois estágios: a entrada de ar nos pulmões durante a inspiração e a liberação de ar durante a expiração.
Em um adulto, o coração bombeia cerca de 4,5 litros de sangue por minuto em repouso . O sangue contém cerca de 35% de hemoglobina em peso e a densidade do sangue é próxima de 1. O nível de oxihemoglobina é de cerca de 95% e, finalmente, 1 g de hemoglobina é capaz de transportar cerca de 1,36 mL de oxigênio, cerca de 1 mg (um mol de oxigênio é de 32 ge ocupa cerca de 24 L ).
Assim, estes 4,5 L de sangue bombeado por minuto contêm 1,5 kg de hemoglobina, ou seja, 1,45 kg de oxiemoglobina que transporta 1,5 g de oxigênio: um adulto em repouso consome cerca de 1,5 g de oxigênio por minuto.
As trocas podem ser realizadas diretamente por difusão através das paredes celulares ( esponjas , cnidários ). Quando os organismos têm uma certa espessura, a difusão simples não é mais possível e um sistema circulatório com um pigmento respiratório fixador de O 2é colocado no lugar. O sangue pode ser reoxigenado ao nível do tegumento (em anelídeos e alguns anfíbios ), mas também existem órgãos com superfícies de troca especializadas:
Uma corrente de água ou ar deve garantir a renovação do fluido rico em O 2 : isso é ventilação . Pode ser fornecido por movimentos musculares ou ciliares. No ar, a ventilação é bidirecional enquanto no ambiente aquático é unidirecional devido à alta viscosidade da água.
Observe que alguns animais possuem vários órgãos de troca gasosa, que podem usar preferencialmente dependendo das circunstâncias:
Vários campos são de interesse para a fisiologia da respiração, incluindo: