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A sensação de sufocamento é devida à falta de oxigênio?



           A maioria conhece a sufocação como uma privação forçada de oxigênio, em um processo de agonia e sofrimento. É fácil perceber o quanto nosso corpo fica desesperado por ar ao prendermos a respiração por algum tempo. Mas e se eu disser que durante uma sufocação não é a falta de oxigênio que dispara nosso desespero por ar? Mais interessante ainda, e se eu disser que se você respirar, por exemplo, nitrogênio puro, você não sentirá nada até, do nada, cair no chão sem saber o que está acontecendo? E por que muitos suicidas decidem se sufocar através da fumaça do motor de carros? Tudo isso possui uma única explicação e não faz parte de mito algum.

           Nosso corpo é uma máquina que queima quantidades enormes de substratos energéticos para se manter ativo, permitir que todos os processos metabólicos essenciais ocorram e segurar uma temperatura razoavelmente constante (ao redor de 37°C). Esses substratos energéticos são representados pelos carboidratos (glicose, principalmente), lipídios, corpos cetônicos e aminoácidos e, na presença de oxigênio (capturador de elétrons), são quebrados em pedaços cada vez menores, liberando energia no processo. Essa energia é capturada na forma de ATP, um trifosfato orgânico, e, então, utilizada pelo corpo para tudo o que você faz, consciente ou não. Como produto final da quebra exotérmica dos substratos, é formado uma grande quantidade de gás carbônico (CO2) e água (H2O). Resumindo, você consome gás oxigênio (do ar atmosférico) e substratos energéticos (alimentos) e libera gás carbônico, água e energia.

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           A respiração, como já deu para perceber, é essencial na produção de energia. Quando inspiramos o ar, rico em oxigênio (21% de oxigênio, 78% de nitrogênio e 0,03% de gás carbônico), (1) nossos alvéolos pulmonares, cheios de capilares sanguíneos, são oxigenados. As moléculas de oxigênio se ligam ao ferro das proteínas de hemoglobina no sangue e este, quando volta para o coração, é bombeando para todo o corpo (sangue arterial), entregando oxigênio para todas as células produzirem energia. Ao mesmo tempo, o sangue que foi para os capilares em busca de oxigênio estava cheio de gás carbônico liberado pelas pelas células como resíduo da produção energética. Esse gás carbônico fica dissolvido na água do plasma sanguíneo e é liberado para o meio do ar inspirado. Assim, quando você expira, o ar estará menos oxigenado e com uma grande quantidade de gás carbônico (16% de oxigênio, 78% de nitrogênio e 4% de gás carbônico). Resumindo, você inspira ar para oxigenar o corpo e expira ar para liberar o gás carbônico residual.

Sistema circulatório, onde o sangue venoso (rico em gás carbônico) é bombeado pelo coração para o pulmão, e, neste, é oxigenado (sangue arterial) e levado ao lado esquerdo do coração para ser bombeado para o resto do corpo pela artéria aorta

           Agora que estabelecemos o básico, vem a hora de entendermos como ocorre o reflexo respiratório, ou seja, o que faz você querer respirar desesperadamente quando a respiração é presa. Enquanto você está dormindo, por exemplo, é o seu sistema inconsciente que toma total controle do ato de respirar. Mas o que avisa ao seu sistema nervoso que é hora de expirar ou inspirar? Sabe aquele gás carbônico sendo produzido a todo momento, e em grandes quantidades pelo corpo? Ele vai todo para o sangue e, devido à ação da enzima anidrase carbônica, o mesmo ficará bem estável sob a forma de ácido carbônico (H2CO3). Isso é algo importante para o corpo, já que ajuda a criar um tampão natural na corrente sanguínea, o qual impede que a acidez nesse fluído varie além dos limites suportados pelo corpo (*). Só que o gás carbônico vai se acumulando e faz com que a acidez sanguínea suba progressivamente, algo extremamente perigoso para o corpo. Desse modo, se a acidez começa a subir demais, os íons H+ do ácido, em excesso, disparam quimioreceptores centrais e periféricos na medula oblongata (vulgo ´bulbo´). Em consequência, o reflexo de expansão do diafragma é acionado, resultando na inspiração e posterior relaxamento (expiração) quando o excesso de gás carbônico é difundido para o ar no pulmão. Portanto, é a acidez sanguínea o principal fator que dispara a respiração, e não a falta de oxigênio!

O gás carbônico liberado pelas células dos diferentes tecidos no corpo (c) é transformado em ácido carbônico pela ação da enzima anidrase carbônica nas células vermelhas do sangue (a); em contato com o plasma sanguíneo, a maioria desse ácido é dissociada em íon carbonato, permitindo a construção do tampão (b)

           Sabendo disso, é possível explicar diversos sintomas comuns e incomuns no ritmo respiratório. Quando você está fazendo exercícios físicos, você sente que a sua respiração dispara, certo? Ora, você está queimando muito mais energia para o esforço físico, produzindo muito mais gás carbônico do que o normal por unidade de tempo. Isso faz seu ritmo respiratório aumentar (ofegante) por causa do excesso de ácido carbônico. Se o exercício físico é ainda mais exaustivo (musculação pesada, por exemplo), onde você sente seus músculos ´queimarem´, além de mais gás carbônico, é também produzido bastante ácido lático (a "queimação"), o que aumenta ainda mais a acidez sanguínea e, consequentemente, torna a respiração ainda mais acelerada (bufando). Você vê isso, por exemplo, depois de uma corrida explosiva ou levantamento de peso desgastante envolvendo grandes músculos (perna no agachamento, por exemplo). Fica claro, então, perceber que se o excesso de gás carbônico está sendo retirado com sucesso do corpo, a sensação de sufocação e desespero em respirar não existirá. E é aí que vem a consequência interessante e perigosa.

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            Vamos imaginar que, de repente, comece a ocorrer um enorme vazamento de gás metano do seu lado (2), em uma sala semi fechada. À medida que ele vai substituindo o ar atmosférico ao seu redor, você estará perdendo cada vez mais oxigênio. Só que aí está o interessante: sendo esse gás inodoro, incolor e inerte no seu corpo (não irá causar envenenamento), você não perceberá que está ficando com cada vez menos oxigênio! Sua respiração continuará normal mesmo com o seu corpo estando em falta crescente de oxigênio. Como o gás metano estará entrando e saindo do seu pulmão, levando o excesso de gás carbônico embora, sua acidez sanguínea continuará normalizada, evitando quaisquer sensações desagradáveis de sufocamento. Quando chegar a um limite crítico de oxigênio correndo pelo sangue, você, provavelmente, irá desmaiar do nada! (3) Se alguém estiver te vendo, não entenderá coisa alguma: uma hora bem e, de repente, desmaio. Sim, o seu corpo desliga seu cérebro para economizar energia em vista da falta de comburente (oxigênio). Se o vazamento continuar e você só tiver metano para respirar, em poucos minutos você morre. Quando o ar atmosférico normal é substituído por um inerte, com ausência de oxigênio, cerca de 50% da saturação de oxigênio no sangue é perdida depois de 1 minuto. Em 3 minutos, os níveis de oxigênio no sangue chegam próximos de zero (morte certa). Desse modo, quando você respira um ar inerte puro qualquer, leva em torno de 40 segundos para você desmaiar sem sentir sintomas nenhum.

Aquela cena do filme O Vingador do Futuro (Total Recall, 1990) é realmente acurada, guardado os devidos exageros faciais (Risos!), porque a atmosfera de Marte praticamente não possui oxigênio e é composta por cerca de 95% de gás carbônico; você, em Marte, sem um tanque de oxigênio, iria entrar em um estado desesperador de sufocamento


            Esse processo também explica a morte por asfixia com monóxido de carbono, algo bem conhecido da população pelos vários casos de suicídio dentro de garagens com o motor do carro ligado. O monóxido de carbono (CO), ao contrário dos gases inertes, reage toxicamente com o corpo, mas sem sintomas. Por ser inodoro, se houver um vazamento a pessoa continuará respirando ele sem nem perceber. Só que no caso desse gás, não é preciso existir uma falta de oxigênio para a asfixia ocorrer. O monóxido de carbono compete com o oxigênio na ligação com o íon ferro da hemoglobina. Mas o CO é um ligante muito mais poderoso do que o oxigênio e, mesmo pequenas porcentagens dele no ar, já são capazes de inutilizar diversas hemoglobinas, principalmente porque ele se liga e não tende a sair fácil (não é lábil como o O2). Com isso, o sangue vai perdendo a capacidade de capturar o oxigênio do ar inspirado, ficando cada vez mais saturado com monóxido de carbono. Porém, o gás carbônico continuará vindo e indo tranquilamente, não fazendo disparar sinal algum de sufocamento.

           Durante uma intoxicação com CO, seu corpo vai caindo no sono aos poucos (as taxas de oxigênio não caem tão rapidamente como no caso de uma retirada total de oxigênio do ambiente, exemplificado acima com o metano), chegando, depois de um tempo, ao desmaio e, logo em seguida, morte, caso não exista um corte no vazamento de monóxido de carbono ou não seja feito uma terapia de oxigênio em altas concentrações para forçar a saída do CO da hemoglobina e dar lugar ao O2 (mudança no sentido do equilíbrio químico, ou seja, o excesso de oxigênio compensa sua fraqueza como ligante frente ao CO). Por isso, em incêndios, o pessoal do resgate já coloca a máscara de oxigênio nos socorridos, por causa da inalação excessiva de monóxido de carbono da fumaça.

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            Em termos de segurança, esse é o motivo de muitas casas e instalações ao redor do mundo terem sensores de monóxido de carbono, para evitar envenenamentos repentinos. O mesmo vale para os gases inertes. No metano, por exemplo, é colocado substâncias de cheiro (mercaptanas, em sua maioria) para as pessoas ao redor perceberem eventuais vazamentos (previne asfixia e, lógico, risco de incêndio, já que o metano é inflamável). (4) Quando se trabalha em um laboratório, por exemplo, o ambiente deve sempre estar aberto, para evitar acidentes com vazamentos de gases inertes e inodoros, como o nitrogênio ou o argônio. Se você desmaia subitamente e não tem ninguém ao seu lado, é um abraço.

Detector de monóxido de carbono

            Esse fenômeno respiratório também explica o porquê de muitos suicidas escolherem o método do envenenamento por monóxido de carbono dentro de um carro fechado (ou em uma garagem fechada). Você, supostamente, não sente o sufocamento ou dor nenhuma durante o processo. Apenas fica sonolento, desmaia e morre. Essa é uma justificativa para muitos também defenderem a eutanásia e execuções de pena de morte com o uso de gases inertes. É sugerido que esse método seria um processo menos traumático e respeitaria o senso de "humanidade". Existe uma real discussão no âmbito internacional a respeito dessa questão. (OBS.: Caso esteja com pensamentos ou intenções suicidas, procure a ajuda da sua família e/ou o suporte de profissionais. O suicídio nunca deve ser uma opção, independentemente da sua situação. Para mais informações, acesse o artigo: Mitos e esclarecimentos sobre o suicídio).

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             E, para concluir, é válido também tirar uma possível dúvida nesse ponto de leitura. Por que, então, se colocarmos um saco fechado preso ao redor da cabeça de alguém, este sentirá uma grande sufocamento e desespero? Não existe ar dentro do saco o tempo todo? Sim, mas a concentração de gás carbônico aumentará no ar do saco a cada expiração da vítima, tornando-o saturado de CO2 e impedindo que o excesso do mesmo saia do sangue depois de um tempo. A angústia e fome em respirar não será causada pelo consumo de todo o oxigênio dentro do ar do saco e, sim, porque a quantidade de gás carbônico ali dentro irá aumentar rapidamente.

(1) Todo gás inerte e inodoro pode ser usado como exemplo. Além do metano, temos o nitrogênio, hélio, argônio, neônio, entre outros.

(2) Existem receptores nos quimiosensores periféricos que sentem a falta de oxigênio, porém esses só respondem na falta extrema desse gás no sangue. Algumas pessoas podem ter uma sensibilidade maior e sentirem que alguma coisa está errada no ar. No resto das pessoas, o desmaio acaba chegando primeiro.

(3) Algumas pessoas, antes de desmaiarem, podem sentir uma tontura ou dor de cabeça, por causa da falta de oxigênio. Apesar da necessidade de respirar ser controlada majoritariamente pela acidez do sangue, o corpo humano também consegue perceber, em pequena escala, o decréscimo de oxigênio  (alguns mais do que outros). Isso é feito por alguns quimioreceptores periféricos no ´bulbo´. Porém, os sintomas, quando perceptíveis antes do desmaio, são relacionados a um mal estar e não a um sufocamento. Muitos animais são bem mais sensíveis às mudanças nas concentrações de oxigênio no ar e, diferente de nós, se sentem bem incomodados em ambientes com baixa oferta desse gás.

(4) O mesmo princípio se aplica ao gás de cozinha (encanado ou em botijão), cujo componentes majoritários - butano e propano - também não possuem cheiro. Para evitar acidentes de incêndio, são colocados mercaptanas na mistura gasosa para promover um odor artificial a esse gás. Isso permite que qualquer vazamento seja detectado pelo nosso olfato. Em outras palavras, o cheiro de gás de cozinha não é do gás em si e, sim, do aditivo sulfuroso adicionado.

(*) Vídeo Recomendado:
 
               


Artigo relacionado: As terapias de oxigênio curam doenças?


REFERÊNCIAS CIENTÍFICAS
  1. Lehninger Principles of Biochemistry, David L. Nelson
  2. https://www.nhlbi.nih.gov/health/health-topics/topics/hlw/system
  3. http://www.abi.auckland.ac.nz/en/about/our-research/lungs-respiratory-system.html
  4. http://people.eku.edu/ritchisong/301notes6.htm
  5. https://www.liverpool.ac.uk/~gdwill/hons/gul_lect.pdf
  6. https://www.unm.edu/~lkravitz/Article%20folder/Breathing.html