Circulação: O transporte de substâncias pelo corpo.

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1 biologia ORGANIZADORES Jorge Edson Borja Anderson Xavier Érica Aragão ) Lázaro Cassar ORIENTADOR Dau Bastos Professor Adjunto de Literatura Brasileira da Faculdade de Letras UFRJ Circulação: O transporte de substâncias pelo corpo. Nos animais unicelulares e nos pluricelulares de pequeno porte, o transporte de substâncias dá-se por um simples mecanismo de difusão. Nos de maior complexidade e tamanho, porém, muitas células se encontram bastante afastadas da superfície por onde entra o oxigênio; outras se encontram distantes do tubo digestivo, por aonde chega o alimento. Surge, então, o sistema circulatório, que é um mecanismo próprio para o transporte de alimentos, excretas, gases, hormônios e outras substâncias entre as diversas regiões do corpo. É indispensável nos animais de grande porte, nos quais as substâncias devem percorrer distâncias longas, o que torna ineficiente ou fino, como poríferos, cnidários, platelmintos e nematódeos. É responsável por: - Transporte de alimentos para os tecidos; Retirada de resíduos metabólicos, excesso de água para os órgãos excretores; - Condução de hormônios das glândulas para os tecidos com as células-alvo de sua ação; - Transporte de oxigênio dos pulmões para os tecidos e retirada do CO 2 em sentido inverso; - Transporte de anticorpos para a defesa do organismo; - Transporte de água e outras substâncias inorgânicas necessárias ao metabolismo celular; - Termoregulação: calor, vasodilatação periférica; frio, vasoconstrição periférica. Um animal fisicamente ativo deve ter um sistema de transporte capaz de deslocar rapidamente grandes quantidades de substâncias, por duas razões: - Músculos consomem grande quantidade de nutrientes e geram quantidade correspondente de resíduos; - Tecidos e órgãos não possuem a capacidade de sintetizar os seus próprios nutrientes, necessitando de contínuo fornecimento. Devido a este tipo de dificuldades, surgiram ao longo da evolução animal sistemas de transporte que garantem a chegada de nutrientes e oxigênio ás células, bem como a remoção de substâncias tóxicas resultantes do metabolismo. Tipicamente, estes sistemas de transporte apresentam: - Fluido circulante geralmente designado sangue ou hemolinfa, podendo apresentar células especializadas ou não (invertebrados geralmente apresentam células amebóides tipo glóbulo branco, mas em quantidades reduzidas), bem como pigmentos respiratórios (nos invertebrados dissolvidos no plasma, em vertebrados em corpúsculos especiais). A circulação deste líquido permite o controlo da composição físico-química do meio interno; - Órgão propulsor órgão mais ou menos musculoso, geralmente designado coração, com uma parte de paredes finas para recepção de sangue (aurículas) e outra de paredes grossas e musculosas para bombeá-lo do sangue para o resto do corpo (ventrículos); - Conjunto de vasos ou espaços artérias, veias e capilares, bem como lagunas ou seios, por onde o fluido circula. O sangue e o fluido intersticial banha diretamente as células e constitui o meio interno dos animais. O grau de complexidade dos animais condiciona o tipo de transporte interno que apresenta apenas os celomados apresentam um sistema circulatório com órgãos especializados. Tipos de sistema circulatório Ausência de sistema circulatório Certos animais não apresentam sistema circulatório. Os nutrientes, gases e excretas são transportados por difusão, célula a célula. Saiba mais: Cnidários: Dada a simplicidade do corpo do animal, bem como o fato de ser aquático, não existe um sistema de transporte especializado. Tanto a gastroderme como a epiderme estão diretamente em contacto com a água, sendo os nutrientes difundidos para todo o corpo com a ajuda de contrações da cavidade gastrovascular. Após a digestão intracelular, os nutrientes difundem-se para todas as células. Oxigênio e excreções difundem-se igualmente de e para a água, respectivamente. Platelmintos: A situação é semelhante à dos cnidários, em que ocorre difusão direta de nutrientes do tubo digestivo muito ramificado para as células e trocas de oxigênio e excreções com a água. Existe um fluido circulatório que banha todos os órgãos, posto em movimento pelas contrações do corpo, mas não existem canais circulatórios Caderno 3 1

2 Sistema circulatório aberto (ou lacunar): A circulação aberta é formada por um órgão bombeador de sangue o coração-, alguns vasos e um conjunto de lacunasonde estão os orgãos. Esses orgãos estão mergulhados no sangue das lacunas, não apresentandoportanto ramificações capilares. Nesse tipo de circulação, o sangue tem pouca velocidade, limitando o tamanho do animal. A circulação aberta é encontrado nos artropódes e maioria dos moluscos. Saiba mais: O vaso dorsal funciona como coração, impulsionando o sangue com as suas contrações. Na sua parte anterior existem cinco a sete pares de corações laterais ou arcos aórticos (que não são mais que vasos laterais com um revestimento muscular), que impulsionam o sangue para o vaso ventral. Artrópodes: Neste caso, existe um verdadeiro sistema circulatório, mas é aberto: não existe diferença entre o sangue e o fluido intersticial, pois o primeiro abandona os vasos e acumula-se em lacunas no corpo. Por esse motivo alguns biólogos designam este líquido circulante como hemolinfa. Este sistema é composto por um vaso dorsal com câmaras contrácteis coração tubular - na zona abdominal, que impulsionam o sangue para a aorta dorsal. O sangue passa então para uma série de cavidades designadas lacunas ou seios, cujo conjunto cheio de sangue se designa hemocélio. Neste tipo de sistema circulatório não existem capilares. O coração tubular apresenta válvulas e orifícios laterais designados ostíolos, por onde o sangue entra, vindo do hemocélio, quando o coração está relaxado. O movimento do sangue é também facilitado pelas contrações musculares do corpo e apêndices. A presença de válvulas ou esfíncteres determina o sentido de circulação. A Circulação nos Vertebrados Nos vertebrados, a circulação é sempre fechada e o coração situa-se abaixo do tubo digestivo (coração ventral). Ela pode ser simples ou dupla, completa ou incompleta. Será simples se, num circuito completo pelo corpo, o sangue passar apenas uma vez pelo coração; se passar duas vezes será dupla. Se houver mistura de sangue venoso (rico em CO 2 ) com sangue arterial (rico em O 2 ), a circulação será considerada incompleta; caso contrário, será completa. Saiba mais: Peixes Sistema circulatório fechado: Caracteriza-se pela ausência das lacunas. O sangue sempre corre no ionterior de vasos, que se ramificam ao chegar aos órgãos, formando capilares. Nesse tipo de circulação, a velocidade do sangue é mior, podendo irrigar tecidos distantes. Por esse motivo, ela é obrigatória em animais grandes. A circulação fechada é encontrada nos anelídeos, nos moluscos cefalópodes (polvo) e nos vertebrados. Saiba mais: Coração com duas cavidades, uma aurícula e um ventrículo. O sangue venoso do corpo penetra na aurícula pelo seio venoso e sai do ventrículo pelo cone arterial, dilatação inicial da aorta branquial, seguindo depois para as brânquias, onde é oxigenado. Passa para a aorta dorsal, que se ramifica pelo corpo, regressando posteriormente ao coração. Assim, neste caso apenas circula sangue venoso no coração, por onde passa uma única vez circulação simples. O sangue passa por duas redes de capilares (branquial e dos órgãos), pelo que o sangue arterial que sai das brânquias circula lentamente e com baixa pressão; Anelídeos: Nestes animais já existe um sistema circulatório fechado, muito mais eficiente, pois todo o percurso do sangue é feito dentro do sistema de vasos. Existem dois vasos longitudinais principais, um dorsal (onde o sangue circula de trás para frente) e outro ventral (onde o sangue circula da frente para trás), ligados por vasos laterais de menor calibre com disposição circular em volta do tubo digestivo, que se ramificam em redes de capilares ao nível de todos os órgãos e sob a pele, onde ocorrem as trocas com o fluido intersticial ou ar. 2 Curso Pré-Vestibular de Nova Iguaçu

3 Anfíbios Coração com três cavidades, duas aurículas e um ventrículo. O sangue venoso chega ao coração pela aurícula direita, passa ao ventrículo e sai para os pulmões pelo cone arterial e artéria pulmonar (também designada pulmocutânea), sendo oxigenado pelos pulmões e pela pele. Regressa ao coração pela aurícula esquerda, vai novamente ao ventrículo, onde se mistura parcialmente com o sangue venoso e vai para o corpo, novamente pelo cone arterial. A contração desincronizada das aurículas evita uma mistura completa do sangue arterial e venoso no ventrículo único, bem como o fato de o cone arterial se dividir em duas vias de circulação. Neste caso existe uma dupla circulação, uma pequena circulação ou pulmonar e uma grande circulação ou sistêmica. O sangue passa duas vezes pelo coração, permitindo uma velocidade e pressão elevadas após a oxigenação. No entanto, como existe a possibilidade de mistura de sangue arterial e venoso a circulação é incompleta. Estrutura dos vasos sanguíneos em vertebrados Existem três tipos de vasos sanguíneos, veias, artérias e capilares. A estrutura dos diversos tipos de vasos é semelhante, variando apenas nos capilares, que pela sua função de local de realização de trocas sangue/ células apenas são compostos por um epitélio. Répteis Com exceção dos crocodilianos, o coração dos répteis apresenta três cavidades, duas aurículas e um ventrículo parcialmente separado por um septo incompleto. A circulação é realizada de modo semelhante á dos anfíbios, sendo a mistura de sangue minimizada pelo desfasamento de contração das aurículas e dos lados do ventrículo. O sangue arterial da metade esquerda do coração passa para artérias aórticas ou arcos sistêmicos. Por este motivo, a circulação é dupla e incompleta. Nos répteis crocodilianos (jacaré), este septo, chamado septo de Sabatier, é completo; porém, devido a outros detalhes da circulação, continua havendo mistura dos dois tipos de sangue. Aves e mamíferos Coração com quatro cavidades, duas aurículas e dois ventrículos (cujas paredes não são igualmente musculadas), sem possibilidade de mistura de sangue arterial e venoso. Por este motivo, estes animais apresentam circulação completa, sendo a metade direita do coração atravessada exclusivamente por sangue venoso e a esquerda por sangue arterial. Do ventrículo esquerdo o sangue passa para a aorta, que nas aves descreve a crossa para a direita e nos mamíferos para a esquerda. O sangue regressa ao coração pelas veias cavas. O fato das células destes animais receberem um sangue mais oxigenado e com maior pressão que as dos répteis ou anfíbios, faz com que apresentem uma maior capacidade energética e permita a homeotermia. No caso das veias e artérias, a diferença reside no maior diâmetro do lúmen das veias e na espessura das diversas túnicas. Nas paredes das artérias e veias existem diversas camadas ou túnicas: Túnica externa mais espessa nas artérias, é formada por tecido conjuntivo denso, com grande quantidade de fibras conjuntivas e elásticas; Túnica média mais espessa nas artérias, é formada por tecido muscular liso, cuja contração regula o diâmetro do vaso e a quantidade de sangue que o atravessa. Existe também tecido conjuntivo elástico com vasos sanguíneos; Túnica interna tecido epitelial de revestimento endotélio e lâmina basal, rica em proteínas e polissacarídeos. Nas artérias existem ainda fibras elásticas. Nos capilares é a única camada presente, facilitando a troca de substâncias. A circulação no homem Como nos outros mamíferos, a circulação do homem é dupla e completa e dividida em pequena circulação ou circulação pulmonar (coração pulmão coração) e grande circulação ou circulação sistêmica (coração corpo coração). Nesse percurso, os vasos que Caderno 3 3

4 saem do coração são chamados de artérias e os que chegam até ele são chamados de veias. Na pequena circulação, o sangue venoso sai do ventrículo direito pela artéria pulmonar em direção ao pulmão. Ao passar pelo pulmão ele sofre hematose e volta ao coração, chegando à aurícula esquerda pelas veias pulmonares. Daí ele passa ao ventrículo esquerdo. Na grande circulação, o sangue arterial sai do ventrículo esquerdo pela artéria aorta e é distribuído aos tecidos do corpo, onde deixa o O 2 e recolhe CO 2. Da aorta saem também às coronárias, que alimentam o coração. Este sangue venoso volta ao coração entrando na aurícula direita através das veias cavas. Passa então ao ventrículo direito, reiniciando seu trajeto. forte emoção, o coração bate mais rápido. Isso ocorre porque, apesar de ser um órgão autônomo, o coração também sofre influencia do sistema nervoso. 3. A freqüência e a intensidade dos batimentos cardíacos são controladas pelo sistema nervoso autônomo, que se divide em simpático e parassimpático, cujos efeitos são antagônicos: - A estimulação simpática do coração faz-se por nervos aceleradores que liberam mediadores químicos, a adrenalina e a noradrenalina, capazes de aumentar a freqüência cardíaca (taquicardia). - A ação parassimpática faz-se através do nervo vago, que libera em mediador químico, a acetilcolina, cujo efeito é diminuir a freqüência cardíaca (bradicardia). O controle dos batimentos cardíacos Quando o ventrículo se contrai (sístole) o sangue não pode voltar para as aurículas, pois existem válvulas (tricúspide no lado direito e mitral no esquerdo) que só dão passagem de cima para baixo. Em seguida, o ventrículo relaxa (diástole) e o sangue, nas artérias aorta e pulmonar, não volta para o ventrículo devido à presença de válvulas (semilunares), que também só dão passagem num único sentido. As batidas ou ruídos do coração devem-se justamente ao fechamento dessas válvulas. O primeiro ruído é o fechamento simultâneo das válvulas tricúspide e mitral e o seguinte é o fechamento das seminlunares. Essas batidas, que ocorrem em conseqüência das contrações musculares, são controladas por um grupo de células musculares especiais, chamado marcapasso ou nódulo sinustral, situado na aurícula direita. 1. O impulso elétrico que aí surge dirige-se aos átrios, determinando sua contração. Esse impulso também se dirige a outro grupo de células: o nódulo atrioventricular. Ali, um segundo impulso é levado aos ventrículos, através de um feixe de fibras: o feixe atrioventricular ou feixe de His. Esse feixe ramifica-se em células especializas (as fibras de Purkinje), provocando a contração dos ventrículos. 2. A freqüência das batidas cardíacas, sob condições normais e em repouso, é de 60 vezes por minuto. Após exercício intenso ou sob 4 Curso Pré-Vestibular de Nova Iguaçu

5 Fatores que aumentam a freqüência cardíaca Queda da pressão arterial inspiração excitação raiva dor hipóxia (redução da disponibilidade de oxigênio para as células do organismo) exercício adrenalina febre Fatores que diminuem a freqüência cardíaca Aumento da pressão arterial expiração tristeza As trocas entre o sangue e os tecidos A pressão sanguínea é um fator importante nas trocas de substancias que ocorrem entre os capilares e os tecidos. Essa pressão tende a expulsar água para os tecidos, enquanto que as proteínas do sangue exercem uma pressão osmótica em sentido contrário. No início do capilar, a pressão sanguínea é maior que a pressão osmótica; isso faz com que uma parte da água, do oxigênio e de pequenas moléculas presentes no sangue arterial atravessem as paredes do vaso e se espalhem pelos tecidos. Esse líquido que banha os tecidos levando água, oxigênio e alimento é chamado liquido intersticial. Como, à medida que o capilar se afasta do coração, a pressão sanguínea diminui, observamos que a partir de certo ponto ela se torna menor que a pressão osmótica. A água volta então para o capilar, levando agora o gás carbônico e os excretas produzidos pela célula. Saiba mais... ALGUNS DISTÚRBIOS CARDÍACOS Sopro no coração A pressão sanguínea e o retorno do sangue pelas veias Durante a sístole, a pressão do sangue nas artérias é de 120 mmhg e, durante a diástole, cai para 80 mmhg. Por isso, dizemos que a pressão sangüínea normal é de 12 por 8. À medida que as artérias se ramificam, ela vai diminuindo e, ao chegar aos capilares, está em torno de 1 ou 2. Essa pressão não é suficiente para trazer o sangue de volta ao coração. O retorno se deve, principalmente, à ação dos músculos esqueléticos que, ao se contraírem, espremem as veias. Como essas veias possuem válvulas que só dão passagem no sentido de volta para o coração, fica explicado o retorno do sangue. É uma alteração no fluxo do sangue dentro do coração provocada por problemas em uma ou mais válvulas cardíacas ou por lesões nas paredes das câmaras. Na maioria das vezes, não existem seqüelas. No entanto, quando o sopro é muito forte, decorrente de lesões nas paredes das câmaras, ele certamente precisará ser tratado, pois um volume considerável de sangue sem oxigênio irá se misturar com o sangue que já foi oxigenado. Algumas pessoas já nascem com válvulas anormais. Outras vão apresentar esse tipo de alteração por causa de males como a febre reumática, a insuficiência cardíaca e o infarto, que podem modificar as válvulas. Sintomas: Sopros são caracterizados por ruídos anormais, percebidos quando o médico ausculta o peito e ouve um som semelhante ao de um fole. O problema pode ser diagnosticado de maneira mais precisa pelo exame de ecocardiograma, que mostra o fluxo sangüíneo dentro do coração. Tratamento: Como existem várias causas possíveis, o médico precisa ver o que está provocando o problema antes de iniciar o tratamento que vai desde simples medicamentos até intervenções cirúrgicas para conserto ou substituição das válvulas, que poderão ser de material biológico ou fabricadas a partir de ligas metálicas Caderno 3 5

6 Prevenção: Não há uma maneira de prevenir o sopro. Mas existem formas de evitar que ele se agrave. Para isso, é importante que você saiba se tem ou não o problema, realizando exames de check-up. Infarto do miocárdio É a morte de uma área do músculo cardíaco, cujas células ficaram sem receber sangue com oxigênio e nutrientes. A interrupção do fluxo de sangue para o coração pode acontecer de várias maneiras. A gordura vai se acumulando nas paredes das coronárias (artérias que irrigam o próprio coração). Com o tempo, formam-se placas, impedindo que o sangue flua livremente. Então, basta um espasmo provocado pelo estresse para que a passagem da circulação se feche. Também pode ocorrer da placa crescer tanto que obstrui o caminho sangüíneo completamente, ou seja, pode acontecer por entupimento - quando as placas de gordura entopem completamente a artéria, o sangue não passa. Dessa forma, as células no trecho que deixou de ser banhado pela circulação acabam morrendo. A interrupção da passagem do sangue nas artérias coronárias também pode ocorrer devido contração de uma artéria parcialmente obstruída ou à formação de coágulos (trombose). cresce feito uma bola de neve com o passar do tempo. Se ficar grande demais, o coração não terá a menor chance de se recuperar. Conforme a situação, os médicos podem optar pela angioplastia, em que um cateter é introduzido no braço e levado até a coronária entupida. Ali, ele infla para eliminar o obstáculo gorduroso. Outra saída é a cirurgia: os médicos constroem um desvio da área infartada a ponte com um pedaço da veia safena da perna ou da artéria radial ou das artérias mamárias. Revascularização do miocárdio: durante a cirurgia um vaso sangüíneo, que pode ser a veia safena (da perda), a artéria radial (do braço) e/ou as artérias mamárias (direita ou esquerda) são implantadas no coração, formando uma ponte para normalizar o fluxo sangüíneo. O número de pontes pode variar de 1 a 5, dependendo da necessidade do paciente. Cateterismo (angioplastia por stent): Sintomas: O principal sinal é a dor muito forte no peito, que pode se irradiar pelo braço esquerdo e pela região do estômago. Prevenção: Evite o cigarro, o estresse, os alimentos ricos em colesterol e o sedentarismo, que são os principais fatores de risco. Também não deixe de controlar a pressão arterial. Tratamento: Em primeiro lugar, deve-se correr contra o relógio, procurando um atendimento imediato a área do músculo morta 6 1- Para ver o local da obstrução, é inserido um cateter (tubo com um visor) que identifica até onde o sangue ainda chega dentro da artéria. Curso Pré-Vestibular de Nova Iguaçu

7 5- Depois de instalado o stent, o fio é retirado junto com o tubo do cateter que lhe deu passagem. As chances de sucesso da angioplastia com stent chegam a 98%. 2- Identificada à área obstruída, coloca-se um fio através do cateter. Há um balão vazio nesse fio, que é inflado no local de bloqueio, esmagando as placas que provocaram o entupimento. Uma evolução: o stent (tela de aço inoxidável) acompanha o balão e consegue aumentar a eficácia do procedimento. Aterosclerose 3- Além de esmagar a placa de obstrução, o balão, quando cheio, monta o stent. A tela de aço, já montada, cola na parede interna da artéria e impede que esta se feche. Doença devida ao aparecimento, nas paredes das artérias, de depósitos contendo principalmente LDL colesterol ( mau colesterol ), mas também pequenas quantidades de fosfolipídios e gorduras neutras (placas de ateroma). Trabalhos recentes indicam que o LDL se acumula no interior das paredes dos vasos, onde seus componentes se oxidam e sofrem outras alterações. Os componentes alterados dão origem a uma resposta inflamatória que altera progressiva e perigosamente os vasos. Gradualmente desenvolve-se fibrose dos tecidos situados ao redor ou no interior dos depósitos gordurosos e, freqüentemente, a combinação do cálcio dos líquidos orgânicos com gordura forma compostos sólidos de cálcio que, eventualmente, se desenvolve em placas duras, semelhantes aos ossos. Dessa forma, no estágio inicial da aterosclerose aparecem apenas depósitos gordurosos nas paredes dos vasos, mas nos estágios terminais os vasos podem tornar-se extremamente fibróticos e contraídos, ou mesmo de consistência óssea dura, caracterizando uma condição chamada arteriosclerose ou endurecimento das artérias. 4- O balão que acompanhou o fio durante a angioplastia esvazia e é retirado da artéria. Mas o stent permanece. No momento em que o balão seca, o sangue volta a circular normalmente. Descobertas recentes indicam que os efeitos protetores do HDL colesterol ( bom colesterol ) derivam não só da remoção do LDL colesterol dos vasos, mas também por interferirem na oxidação de LDL. A aterosclerose muitas vezes cauda oclusão coronária aguda, provocando infarto do miocárdio ou ataque cardíaco. Prevenção: Reduzir o peso e a ingestão de gorduras saturadas e colesterol (presente apenas em alimentos de origem animal), parar de fumar, fazer exercícios físicos. Arritmia Toda vez que o coração sai do ritmo certo, diz-se que há uma arritmia. Ela ocorre tanto em indivíduos saudáveis quanto em doentes. Várias doenças podem dispará-la, assim como fatores emocionais o estresse, por exemplo, é capaz de alterar o ritmo cardíaco. Os batimentos perdem o compasso de diversas maneiras. A bradicardia ocorre quando o coração passa a bater menos de 60 vezes Caderno 3 7

8 por minuto então, pode ficar lento a ponto de parar. Já na taquicardia chegam a acontecer mais de 100 batimentos nesse mesmo período. A agitação costuma fazê-lo tremer, paralisado, em vez de contrair e relaxar normalmente. Às vezes surgem novos focos nervosos no músculo cardíaco, cada um dando uma ordem para ele bater de um jeito. No caso, também pode surgir a parada cardíaca. Sintomas: Na taquicardia, o principal sintoma é a palpitação. Nas bradicardias ocorrem tonturas e até desmaios. Tratamento: Em alguns casos, os médicos simplesmente receitam remédios. Em outros, porém, é necessário apelar para a operação. Hoje os cirurgiões conseguem implantar no coração um pequeno aparelho, o marca-passo, capaz de controlar os batimentos cardíacos. Prevenção: Procure um médico ao sentir qualquer sintoma descrito acima. Além disso, tente diminuir o estresse no seu dia-adia. Reduzir o peso e a ingestão de gorduras saturadas e colesterol (presente apenas em alimentos de origem animal), parar de fumar, fazer exercícios físicos. 8 Arteriosclerose ou Arteriosclerose Processo de espessamento e endurecimento da parede das artérias, tirando-lhes a elasticidade. Decorre de proliferação conjuntiva em substituição às fibras elásticas. Pode surgir como conseqüência da aterosclerose (estágios terminais) ou devido ao tabagismo. O cigarro, além da nicotina responsável pela dependência, tem cerca de 80 substâncias cancerígenas e outras radioativas, com perigos genéticos. Investigações epidemiológicas mostram que esse vício é responsável por 75% dos casos de bronquite crônica e enfisema pulmonar, 80% dos casos de câncer do pulmão e 25% dos casos de infarto do miocárdio. Além disso, segundo pesquisas, os fumantes têm risco entre 100% e 800% maior de contrair infecções respiratórias bacterianas e viróticas, câncer da boca, laringe, esôfago, pâncreas, rins, bexiga e colo do útero, como também doenças do sistema circulatório, como arteriosclerose, aneurisma da aorta e problemas vasculares cerebrais. A probabilidade de aparecimento desses distúrbios tem relação direta com o tempo do vício e sua intensidade. O cigarro contrai as artérias coronárias e, ao mesmo tempo, excita excessivamente o coração; também favorece a formação de placas de ateroma (aumento de radicais livres). Prevenção: Reduzir o peso e a ingestão de gorduras saturadas e colesterol, parar de fumar, fazer exercícios físicos. Hipertensão O termo hipertensão significa pressão arterial alta. Caracterizase por uma pressão sistólica superior a 14 cm de mercúrio (14 cmhg = 140 mmhg) e uma pressão diastólica superior a 9 cm de mercúrio (9 cmhg ou 90 mmhg). A hipertensão pode romper os vasos sangüíneos cerebrais (causando acidente vascular cerebral ou derrame), renais (causando insuficiência renal) ou de outros órgãos vitais, causando cegueira, surdez etc. Pode também determinar uma sobrecarga excessiva sobre o coração, causando sua falência. Causas da hipertensão: o conceito mais moderno e aceito de hipertensão defende que a doença não tem uma origem única, mas é fruto da associação de vários fatores, alguns deles incontroláveis: hereditariedade, raça, sexo e idade. As causas se combinam, exercendo ação recíproca e sinérgica. Veja na tabela a seguir o peso de cada um desses ingredientes: Genética: fatores genéticos podem predispor à hipertensão. Etnia ou raça: Por motivos também de ordem genética talvez, a hipertensão incida mais e de forma mais severa sobre negros. Sexo: Os homens têm mais propensão à pressão alta do que as mulheres antes da menopausa. Depois empatam ou pode haver até ligeira predominância feminina. Os especialistas estão cada vez mais convencidos de que a reposição hormonal de estrógenos após a menopausa pode prevenir a hipertensão, como faz com outras doenças cardiovasculares e com a osteoporose. Idade: A maioria dos estudos mostra que a hipertensão afeta 50% da população com idade acima de 60 anos. Isso depende do grupo étnico e do sexo. O mais comum nesses casos é a elevação da pressão máxima, sem que ocorra o aumento da mínima, que é decorrente do enrijecimento das artérias. Além dos fatores incontroláveis, descritos anteriormente, obesidade, excesso de sal, álcool, fumo, vida sedentária, estresse e taxas elevadas de colesterol (LDL) são fatores que favorecem a elevação da pressão arterial. O uso de anticoncepcionais orais (pílulas anticoncepcionais) também é um fator que predispõe mais as mulheres à hipertensão. O cigarro e níveis elevados de colesterol (LDL) também estão entre os elementos de risco: cerca de 70% do colesterol existente no homem é produzido pelo próprio organismo, no fígado. O restante provém da alimentação, dos produtos de origem animal. Por isso, o distúrbio pode ter origem externa, resultante principalmente de dietas erradas e vida sedentária, ou interna, de causa genética. A conseqüência direta é a aterosclerose, que dificulta ou, às vezes, impede o fluxo sangüíneo na região. O uso abusivo de descongestionantes nasais e medicamento em spray para asma também aumentam as chances de hipertensão. Pessoas diabéticas têm tendência a desenvolver hipertensão e outras doenças que atingem o coração. Prevenção: - dieta hipossódica (com pouco sal) e hipocalórica (sem excesso de calorias); - redução de peso; - prática de exercícios físicos aeróbicos (de baixa intensidade e longa duração) ou isotônicos (com grande movimentação dos membros). Sedentários devem procurar um cardiologista antes de Curso Pré-Vestibular de Nova Iguaçu

9 iniciar qualquer tipo de exercício; - dieta balanceada rica em vegetais e frutas frescas e pobre em gorduras saturadas e colesterol; - medir periodicamente (a cada seis meses) a pressão arterial e tratar o diabetes (quando for o caso); - eliminar ou reduzir o fumo e, nos casos de mulheres hipertensas, eliminar o uso de contraceptivos orais (são uma bomba para o coração quando associados ao cigarro); - reduzir a ingestão de bebidas alcoólicas; - Consultar o médico regularmente. Questões de Vestibular 01) (UFRJ/99*) O gráfico abaixo representa a saturação da hemoglobina com oxigênio em função da pressão parcial de oxigênio no ambiente. Os dois pontos assinalados na curva representam os níveis de saturação da hemoglobina em função das pressões parciais de oxigênio no sangue arterial e no sangue venoso de um homem. Identifique qual ponto corresponde à saturação venosa e qual corresponde à saturação arterial. Justifique sua resposta. 02) (UFRJ/00*) Atualmente uma das estratégias mais promissoras no combate ao câncer é a injeção de inibidores de angiogênese (formação de vasos sanguíneos) no local do tumor. Considerando as funções do sangue, qual é o princípio dessa estratégia? 03) (UFRJ/02*) Os insetos possuem sistema circulatório aberto e em sua hemolinfa não existem pigmentos como a hemoglobina ou a hemocianina _ pigmentos responsáveis pelo transporte de oxigênio em outros animais. A maioria dos insetos é capaz de voar por períodos longos, o que implica necessariamente grande esforço muscular associado a um consumo elevado de oxigênio. Explique como é possível para os insetos, na ausência de pigmentos transportadores, obter o oxigênio necessário ao vôo. Sistema linfático Nos vertebrados, além do sistema circulatório sanguíneo, existe um sistema linfático, idêntico á parte venosa do sistema circulatório, formado por vasos linfáticos e órgãos linfóides, cujas principais funções são: Recolher e retornar o fluido intersticial ao sangue; - Absorver lipídeos e vitaminas lipossolúveis do tubo digestivo; - Contribuir para a defesa do organismo, através de mecanismos imunitários. Durante a circulação do sangue, cerca de 1% das substâncias que atravessam a parede dos capilares para o meio intercelular, bem como alguns glóbulos brancos, não regressam aos vasos sanguíneos, formando o fluido ou a linfa intersticial. O excesso deste fluido difunde-se para os capilares linfáticos (localizados entre os capilares sanguíneos, terminados em fundo de saco e de parede fina), dos diversos órgãos. Dentro desses vasos, o fluido toma o nome de linfa ou linfa circulante. Este líquido desloca-se devido á contração dos músculos esqueléticos em que se inserem. A sua composição é semelhante á do plasma sanguíneo, embora mais pobre em proteínas, pois estas não atravessam a parede dos capilares sanguíneos, e glóbulos brancos. No intestino delgado, cada vilosidade apresenta um vaso linfático quilífero para onde são retirados os lipídeos, transportados até á corrente sanguínea. Os capilares linfáticos reúnem-se em veias linfáticas com válvulas que impedem o retorno da linfa. Estas desaguam no sistema circulatório em nível das veias subclávias. Os órgãos linfóides podem ser classificados em: Órgãos linfóides primários incluem a medula óssea e o timo, locais onde os linfócitos se diferenciam e sofrem maturação; Órgãos linfóides secundários também designados por órgãos linfóides periféricos, são órgãos de passagem e acumulação de glóbulos brancos, logo aqui é desencadeada a resposta imunitária, e incluem: Baço - localizado do lado esquerdo do abdômen, armazena glóbulos vermelhos velhos e recicla o ferro da hemoglobina, bem como glóbulos brancos e filtra a linfa; Gânglios linfáticos - nódulos de tecido esponjoso muito dinâmico separados em compartimentos por tecido conjuntivo, localizados no percurso dos vasos linfáticos, nomeadamente no pescoço, axilas, abdômen e virilhas; Amídalas; Tecido linfático disperso associado a mucosas. 04) (UFRJ/02*) Dentre os compostos que regulam o fluxo sangüíneo das artérias coronárias (vasos que nutrem o músculo cardíaco) está a adenosina. A adenosina é um produto de degradação do ATP e é formada segundo a seguinte seqüência de reações: ATP ADP AMP Adenosina A adenosina promove a vasodilatação das artérias coronárias, o que aumenta o fluxo sangüíneo através do músculo cardíaco. Explique por que em situações de exercício intenso é vantajoso que a regulação local da vasodilatação seja exercida pela adenosina, e não por outros vasodilatadores produzidos por outras vias metabólicas também presentes no organismo Caderno 3 9

10 10 QUESTÕES DE VESTIBULAR 1) (Unijuí-RS) A veia cava inferior desemboca no (a): a) átrio direito b) átrio esquerdo c) ventrículo direito d) ventrículo esquerdo e) aurícula direita 2) (Fuvest/FGV-SP) Nos mamíferos, pode-se encontrar sangue venoso: na aurícula direita, na arteira pulmonar e na veia cava; b) no ventrículo direito, na veia pulmonar e na veia cava; c) na aurícula direita, na veia pulmonar e na arteira aorta; d) na aurícula esquerda, na artéria pulmonar e na veia cava; e) no ventrículo esquerdo, na veia pulmonar e n artéria aorta. 3- Comparando-se a estrutura e a fisiologia dos corações dos vertebrados, podemos considerar válida a seguinte afirmativa: a) No coração dos peixes passa apenas sangue venoso; b) O coração dos anfíbios é dotado de quatro câmaras, duas aurículas e dois ventrículos; c) No coração das aves passa apenas sangue arterial; d) O coração dos répteis apresenta-se com três câmaras: uma aurícula e dois ventrículos e) No coração dos mamíferos, as duas aurículas recebem sangue venoso e os dois ventrículos recebem sangue arterial. 4) Atualmente uma das estratégias mais promissoras no combate ao câncer é a injeção de inibidores de angiogênese (formação de vasos sangüíneos) no local do tumor. Considerando as funções do sangue, qual é o princípio dessa estratégia? 5) O comportamento da hemoglobina humana em relação ao gás oxigênio é muito diferente no adulto e no feto. a) Qual é essa diferença? b) Por que essa diferença é necessária em mamíferos placentários? Sistema Respiratório: as trocas gasosas entre o organismo e o meio Todos os animais necessitam de energia para realizar as mais diversas funções vitais.. O processo comum a todos os animais é a respiração aeróbia, pelo qual, a nível celular, se realiza a transferência da energia dos alimentos para as moléculas de ATP.. Por este motivo é fácil de entender a necessidade dos animais de um fluxo constante de oxigênio para as células, bem como da remoção eficiente de dióxido de carbono, um resíduo do metabolismo. As necessidades em oxigênio, bem como a produção de dióxido de carbono, aumentam proporcionalmente com a massa corporal e atividade do animal, ao passo que as trocas gasosas variam proporcionalmente com a área de contacto com o meio. No entanto, existem vários termos associados à respiração: Respiração externa trocas gasosas entre o organismo e o meio externo; Respiração média trocas gasosas entre o sangue e as células; Respiração interna corresponde ao verdadeiro significado do termo. O sistema respiratório é um conjunto de estruturas envolvidas nas trocas gasosas com o meio. Dessas, as estruturas onde se efetua o movimento de gases respiratórios entre os meios externo e interno designamse superfícies respiratórias. O movimento dos gases respiratórios quer nas superfícies respiratórias quer a nível celular, ocorre sempre por difusão e em meio aquoso: Difusão direta gases difundem-se diretamente através da superfície respiratória para as células, sem intervenção de fluido de transporte. Ocorre nos protozoários e nos insetos, por exemplo; Difusão indireta gases passam através da superfície respiratória para um fluido de transporte que estabelece a comunicação entre as células e o meio externo, como no caso dos anelídeos ou dos vertebrados. Este processo designa-se hematose. Apesar da grande variedade de estruturas, todas as superfícies respiratórias apresentam características comuns: Umidades todas são superfícies úmidas, o que facilita a difusão dos gases dissolvidos; Paredes finas novamente para facilitar a difusão, estas superfícies são geralmente formadas por tecido epitelial pavimentoso com uma única camada de células de espessura; Ventilação de modo a que novas moléculas de oxigênio sejam constantemente trazidas para contacto com a superfície respiratória, a água ou ar devem ser renovados frequentemente; Vascularização presente sempre que existe difusão indireta, deve ser feita por vasos de parede fina, como os capilares, para reduzir a espessura a atravessar pelos gases; Grande área de troca a superfície respiratória deve ser extensa, de modo a que o contacto com o ar ou água seja máximo e a velocidade de difusão elevada. A sobrevivência dos animais nos diferentes habitats implicou a evolução de estruturas especializadas nas trocas com o meio. Estas estruturas variam, sobretudo com o tamanho e estrutura do corpo, história evolutiva do grupo e meio em que vivem. Os animais que realizam trocas gasosas diretamente com o ar têm vantagem em relação aos que às realizam com a água, pois esta apenas transporta 5% do oxigênio presente no mesmo volume de ar e o aumento de temperatura e salinidade ainda reduz mais essa quantidade. Acresce ainda o fato que os gases se difundem mais rapidamente no ar que na água. Assim, um animal aquático, para obter a mesma quantidade de oxigênio que um terrestre, necessita de fazer passar pelas suas superfícies respiratórias uma quantidade de água muito superior á de ar. No entanto, viver ao ar não é só vantagens, pois os gases apenas atravessam as membranas respiratórias dissolvidos em água, pelo que estas devem ser mantidas úmidas. A respiração pela pele Nas esponjas, nos cnidários, nos platelmintos e nos nematódeos o corpo é pequeno ou muito fino e sua superfície é grande em relação ao volume interno. Isto garante a absorção de uma quantidade suficiente de O 2, que se difunde por todas as células. Nesses animais não há aparelho respiratório e a respiração é chamada de cutânea direta. Saiba mais: Cnidários Com apenas duas camadas de células de espessura e em contacto direto com a água em que vivem, bem como um metabolismo baixo, pois são animais de vida fixa, a difusão direta de gases não apresenta dificuldades. Curso Pré-Vestibular de Nova Iguaçu

11 Platelmintos Nestes animais a forma achatada proporciona uma relação área/ volume elevada, logo às células podem realizar trocas diretamente com o meio por difusão direta. Nos anelídeos (minhoca) já encontramos um sistema circulatório que recolhe oxigênio absorvido pela pele, transportando-o rapidamente para o interior do corpo. Essa respiração, chamada cutânea indireta, é mais eficiente do que a difusão célula a célula e possibilita que os animais que a desenvolveram atinjam tamanho maior do que aqueles em que se verifica apenas respiração cutânea direta. Saiba mais: Anelídeos Neste grupo a hematose é cutânea, as trocas são realizadas através da pele umedecida pela secreção de glândulas mucosas e os gases passados para a rede de capilares subcutâneos. Esta situação ocorre também em anfíbios. Nos anelídeos, no entanto, apenas parte do dióxido de carbono é libertado pela pele, pois parte dele é utilizado para formar carbonato de cálcio e usado para neutralizar a acidez dos alimentos durante a digestão. Os aparelhos respiratórios Nos animais de maior porte, a superfície externa do corpo é pequena em relação ao volume interno de células. Por isso, eles devem apresentar um aparelho respiratório diferenciado, que será sempre uma estrutura ramificada. Nos animais aquáticos essas ramificações crescem para fora do corpo, mas nos terrestres elas se desenvolvem para dentro, evitando a desidratação. Esses aparelhos respiratórios são de três tipos: brânquias, traquéias e pulmões. Brânquias: a respiração aquática As brânquias são típicas de animais aquáticos. Nos anelídeos, poliquetas, crustáceos, moluscos e em outros invertebrados vamos encontrar brânquias externas representadas por dobras da pele dom capilares em seu interior. Esses capilares recolhem o O 2 dissolvido na água, distribuindo-o pelo corpo. Nos peixes e nas larvas de anfíbios, as brânquias são semelhantes, porem originam-se de dobras das paredes das fendas brânquias, na faringe, sendo por isso chamadas brânquias internas. Nos peixes cartilaginosos (tubarão e raia) as fendas branquiais são visíveis externamente, mas nos peixes ósseos (maioria dos peixes) elas são cobertas por uma peça, o opérculo. A água penetra pela boca e sai pelo opérculo banhando as brânquias. Saiba mais: Peixes As brânquias são os órgãos respiratórios típicos do meio aquático, formadas por evaginações da parede do corpo e apresentando grande área de trocas. A sua estrutura filamentosa apenas poderia funcionar em meio aquático, que lhes fornece sustentação. Estas estruturas podem localizar-se no exterior ou no interior do corpo, sendo as últimas às preferidas pela evolução, já que brânquias externas não só dificultam a locomoção, como facilita os danos a uma zona de epitélio sensível e delicado. As brânquias internas estão alojadas em cavidades branquiais individuais abrindo para o exterior pelas fendas branquiais (peixes cartilagíneos) ou câmaras branquiais protegidas por opérculo e abrindo para o exterior pela fenda opercular (peixes ósseos). Este fato não só aumenta a proteção como facilita a ventilação: a água é bombeada para a boca por ação de poderosos músculos, passa pela faringe e banha as brânquias, saindo pelas fendas branquiais ou operculares, pelo que a ventilação é contínua. Cada brânquia é formada por um arco branquial cartilagíneo ou ósseo, que sustenta os filamentos branquiais, nele inseridos diagonalmente e contendo cada um duas arteríola (aferente com sangue venoso e eferente com sangue arterial), separadas por uma fina rede de capilares. A água circula em contracorrente com o sangue desses capilares, o que permite aumentar a eficiência das trocas gasosas, pois o sangue circula sempre em direção a água fresca e plenamente oxigenada, podendo-se atingir neste uma saturação de perto de 90%. Pela mesma razão o dióxido de carbono difunde-se em sentido contrário, para a água. Traquéias: a solução dos insetos As traquéias aparecem nos insetos e em outros artrópodes terrestres. São tubos ramificados dentro do corpo e que se abrem para o exterior por orifícios laterais. As ramificações vão até os tecidos, levando o oxigênio que é fornecido diretamente às células, sem passar pelo sangue. As aranhas e alguns moluscos terrestres (caracol) apresentam um pulmão primitivo. Nas aranhas, ele é formada por câmaras com ar e capilares sanguíneos e se desenvolvem a parir de traquéias que terminam em sacos achatados e superpostos como folhas de livros (filotraqueias ou brânquias terrestres) Caderno 3 11

12 Saiba mais: Artrópodes Típico destes animais é o sistema respiratório traqueal, fundamental para a colonização do meio terrestre, que permite uma taxa metabólica elevada. Este sistema é formado por uma série de tubos quitinosos que se vão ramificando até ás traquíolas (que estão em contacto com as células e onde se realiza uma difusão direta, através do epitélio traqueal não quitinizado) e por onde o ar circula, entrando por espiráculos na superfície do corpo. Os espiráculos podem estar permanentemente abertos ou possuir válvulas musculares e filtros. Nos insetos menores não existe ventilação ativa, mas nos maiores tal ocorre por movimentos musculares que contraem as traquéias. Grande parte do dióxido de carbono é libertado pelos tubos de Malpighi.. Pulmões: a solução dos vertebrados terrestres Os pulmões aparecem nos anfíbios adultos, répteis, aves e mamíferos. Constituem em sacos derivados da faringe, com a parede rica em dobras que aumentam a superfície de contato com o ar que provem do ambiente. São altamente irrigados de capilares sanguíneos que recolhem o O 2 do ar e o distribuem pelo corpo. Os anfíbios apresentam pulmões com poucas dobras, tornando-se necessária uma respiração complementar pela pele. Já os répteis, cujos pulmões têm dobras mais numerosas, não precisam desse tipo de respiração. Isso permitiu que eles apresentassem a pele impermeável, o que constituiu um fator de melhor adaptação à vida terrestre. As aves alem de apresentarem superfície respiratória maior ainda, dispõe de sacos aéreos. Esses sacos servem de reservatório de ar, diminuem a densidade do corpo e são responsáveis por sua refrigeração, absorvendo o calor produzido pelas vigorosas contrações musculares do vôo. Quanto à respiração dos mamíferos, podemos exemplificá-la pela do homem, que veremos a seguir. Saiba mais: brônquios, que os ligam aos sacos aéreos, anteriores e posteriores. Os sacos aéreos não intervêm na hematose, mas tornam a ventilação mais eficiente. A ventilação segue os seguintes passos, envolvendo duas inspirações e duas expirações: na primeira inspiração o ar entra para os sacos posteriores, na primeira expiração passa para os pulmões, na segunda inspiração o ar passa para os sacos anteriores (ao mesmo tempo em que entra ar fresco para os posteriores) e na segunda expiração o ar é expelido dos sacos anteriores (ao mesmo tempo em que o ar fresco entra nos pulmões). Tal como nos peixes, a difusão dos gases nos pulmões é feita em contracorrente, contribuindo para uma eficiente remoção do oxigênio do ar. Mamíferos Os pulmões muito elásticos estão alojados na caixa torácica e são formados por alvéolos pulmonares (onde ocorre a hematose), dispostos em torno de ductos alveolares e bronquíolos. A ventilação não é contínua, mas faseada, pois o ar entra e sai pelo mesmo percurso e é realizada pela variação de volume da caixa torácica e diafragma. A eficiência de trocas é baixada pelo fato de o ar não sair totalmente dos pulmões obtendo-se uma mistura de ar fresco e residual; A respiração do homem O sistema respiratório humano é constituído por um par de pulmões e por vários órgãos que conduzem o ar para dentro e para fora das cavidades pulmonares. Esses órgãos são as fossas nasais, a boca, a faringe, a laringe, a traquéia, os brônquios, os bronquíolos e os alvéolos, os três últimos localizados nos pulmões. Anfíbios O sistema respiratório destes animais revela a sua posição de transição entre o meio terrestre e aquático, pois na fase larvar respiram por brânquias (inicialmente externas e depois internas) e no adulto respiram principalmente por pulmões. Estes ainda são muito simples e apresentam pequena área pelo que a hematose ocorre também na pele e cavidade bucofaríngica, todas cobertas por epitélios úmidos e densamente irrigados. Dado que não existe tórax individualizado, a ventilação é feita por bombagem bucal e não é contínua; 12 Répteis Os pulmões são mais complexos e divididos em alvéolos. Os crocodilianos são os que apresentam estruturas respiratórias mais evoluídas, muito semelhantes ás dos animais homeotérmicos. Não existe diafragma, mas existem costelas logo a ventilação é feita por variação de volume torácico; Aves Apresentam um sistema diferente, mas muito eficiente, em que o ar apenas circula num sentido ventilação contínua. Os pulmões das aves são pequenos e compactos, basicamente formados por um conjunto de tubos. Estão abertos nas duas extremidades pelos para- Fossas nasais: são duas cavidades paralelas que começam nas narinas e terminam na faringe. Elas são separadas uma da outra por uma parede cartilaginosa denominada septo nasal. Em seu interior há dobras chamada cornetos nasais, que forçam o ar a turbilhonar. Possuem um revestimento dotado de células produtoras de muco e células ciliadas, também presentes nas porções inferiores das vias aéreas, como traquéia, brônquios e porção inicial dos bronquíolos. No teto das fossas nasais existem células sensoriais, responsáveis pelo sentido do olfato. Têm as funções de filtrar, umedecer e aquecer o ar. Curso Pré-Vestibular de Nova Iguaçu

13 Traquéia: é um tubo de aproximadamente 1,5 cm de diâmetro por centímetros de comprimento, cujas paredes são reforçadas por anéis cartilaginosos. Bifurca-se na sua região inferior, originando os brônquios, que penetram nos pulmões. Seu epitélio de revestimento muco-ciliar adere partículas de poeira e bactérias presentes em suspensão no ar inalado, que são posteriormente varridas para fora (graças ao movimento dos cílios) e engolidas ou expelidas. Pulmões: Os pulmões humanos são órgãos esponjosos, com aproximadamente 25 cm de comprimento, sendo envolvidos por uma membrana serosa denominada pleura. Nos pulmões os brônquios ramificam-se profusamente, dando origem a tubos cada vez mais finos, os bronquíolos. O conjunto altamente ramificado de bronquíolos é a árvore brônquica ou árvore respiratória. Faringe: é um canal comum aos sistemas digestório e respiratório e comunica-se com a boca e com as fossas nasais. O ar inspirado pelas narinas ou pela boca passa necessariamente pela faringe, antes de atingir a laringe. Laringe: é um tubo sustentado por peças de cartilagem articuladas, situado na parte superior do pescoço, em continuação à faringe. O pomo-de-adão, saliência que aparece no pescoço, faz parte de uma das peças cartilaginosas da laringe. A entrada da laringe chama-se glote. Acima dela existe uma espécie de lingüeta de cartilagem denominada epiglote, que funciona como válvula. Quando nos alimentamos, a laringe sobe e sua entrada é fechada pela epiglote. Isso impede que o alimento ingerido penetre nas vias respiratórias. Cada bronquíolo termina em pequenas bolsas formadas por células epiteliais achatadas (tecido epitelial pavimentoso) recobertas por capilares sangüíneos, denominadas alvéolos pulmonares. O epitélio que reveste a laringe apresenta pregas, as cordas vocais, capazes de produzir sons durante a passagem de ar Caderno 3 13

14 Transporte de gases respiratórios Diafragma: A base de cada pulmão apóia-se no diafragma, órgão músculomembranoso que separa o tórax do abdômen, presente apenas em mamíferos, promovendo, juntamente com os músculos intercostais, os movimentos respiratórios. Localizado logo acima do estômago, o nervo frênico controla os movimentos do diafragma. MOVIMENTOS RESPIRATÓRIOS O ar entra e sai dos pulmões graças à contração do diafragma (um músculo que separa a caixa torácica da cavidade abdominal) e dos músculos intercostais. Ao se contrair o diafragma se abaixa. Esse movimento aumenta o volume da caixa torácica, fazendo com que a pressão interna nessa cavidade diminua e se torne menor que a pressão do ar atmosférico. Isso faz com que o ar penetre nos pulmões. Na expiração os músculos relaxam, reduzindo o volume torácico e empurrando para fora o ar usado. Podemos controlar voluntariamente os movimentos respiratórios até certo ponto, mas não é possível prender a respiração indefinidamente. Se a concentração de CO 2 no sangue aumentar, os neurônios do centro respiratório, localizados no bulbo (encéfalo), enviam impulsos ao diafragma e aos músculos das costelas, provocando um aumento na freqüência e na intensidade dos movimentos respiratórios. Nos animais em que a difusão dos gases é indireta, estes se deslocam até ás células num fluido circulante, sangue ou hemolinfa. Geralmente existem pigmentos respiratórios no sangue, tornando-o eficiente nesse transporte. Os pigmentos respiratórios são moléculas complexas, formadas por proteínas e íons metálicos, o que lhes confere uma cor característica. Estas moléculas são boas transportadoras de gases, pois se ligam quando a pressão do gás for elevada e libertam-se dele rapidamente, se a pressão do gás for baixa. De entre os diversos pigmentos conhecidos, a hemoglobina é a mais comum e a melhor estudada. Este é um pigmento típico dos vertebrados, embora possa existir em anelídeos, nematódeos, moluscos e artrópodes. No caso dos invertebrados encontra-se dispersa no plasma, enquanto que nos vertebrados se localiza nos glóbulos vermelhos, que nos mamíferos não camelídios perdem o núcleo para conter maior volume de pigmento. Hemoglobina é um termo que atualmente corresponde a uma classe de moléculas que têm em comum um grupo heme (ferroporfirina) ligado a uma parte protéica designada globina, variável com a espécie. A hemoglobina humana apresenta quatro cadeias peptídicas, duas e duas, ligadas a grupos heme a que se pode ligar o oxigênio ou o dióxido de carbono. Assim, cada molécula pode transportar quatro moléculas de oxigênio. A hemoglobina humana tem, ainda, grande afinidade para o monóxido de carbono (cerca de 200 vezes superior á afinidade para o oxigênio), o que torna este gás muito perigoso, mesmo em baixas concentrações. A hemoglobina saturada de monóxido de carbono designa-se carboxiemoglobina. Nos mamíferos existem ainda outros pigmentos respiratórios, com maior afinidade para o oxigênio, como a mioglobina presente nos músculos. Esta molécula tem uma tão elevada afinidade para o oxigênio que o pode retirar da hemoglobina, funcionando como armazém deste gás nos músculos. Na difusão dos gases respiratórios, o fator determinante é a pressão parcial de cada gás: nos alvéolos a pressão parcial de O 2 é superior á do sangue, pelo que este gás se difunde para os capilares. No caso do CO 2, a pressão parcial deste gás é maior no sangue que nos alvéolos, pelo que a difusão se dá em sentido contrário, para os pulmões. Situação semelhante ocorrerá em nível dos tecidos. O oxigênio é transportado pelo sangue sob duas formas: Dissolvido no plasma o O 2 é pouco solúvel na água pelo que apenas cerca de 2% são transportados por esta via; Combinado com a hemoglobina nos glóbulos vermelhos existem 280 milhões de moléculas de hemoglobina, cada uma podendo transportar quatro O 2, ou seja, cerca de 100% deste gás vai por este meio até ás células. A ligação da primeira molécula de O 2 á hemoglobina altera a sua conformação, facilitando a ligação 14 Curso Pré-Vestibular de Nova Iguaçu

15 das seguintes, ou seja, aumentando a sua apetência para o O 2 por um efeito alostérico. O mesmo acontece com a libertação de uma molécula de O 2, acelera a libertação das restantes. Por este motivo, a hemoglobina é um transportador tão eficiente de gases. Quando o O 2 está ligado á hemoglobina esta se designa oxiemoglobina (HbO 2 ) e quando este está ausente designa-se desoxiemoglobina ou hemoglobina reduzida. Hb + O 2 HbO 2 Baseando-nos na pressão parcial de oxigênio (po 2 ), pode-se construir as curvas de saturação/dissociação da hemoglobina. Estas curvas são sigmóides, com acentuado declive entre 10 e 60 mmhg, ou seja, a capacidade da hemoglobina se combinar com o O 2 aumenta muito rapidamente nesse intervalo (a 40 mmhg cerca de 75% das moléculas são oxiemoglobina). Assim, mesmo que po 2 baixe de 100 para 60 mmhg, apenas se perde 10% de saturação, revelando uma considerável margem de segurança no fornecimento de gases ás células por esta via. Dado que a po 2 no sangue após as redes capilares em repouso ainda é de 40 mmhg mostra que existe O 2 de reserva para situações de atividade. Testes revelaram que após a paragem cardíaca e respiratória, a reserva de O 2 no sangue ainda permite a sobrevivência durante 5 minutos. A dissociação do O 2 da hemoglobina é facilitada pela temperatura elevada e pelo ph baixo (elevada percentagem de CO 2 ). O dióxido de carbono pode ser transportado no sangue de três modos principais: Dissolvido no plasma devido á baixa solubilidade na água deste gás, apenas 8% são transportados por esta via; Combinado com a hemoglobina uma percentagem ainda relativamente baixa, cerca de 11%, deste gás reage com a hemoglobina, formando a carbamino-hemoglobina (HbCO 2 ); Como hidrogenocarbonato (HCO 3- ) a maioria das moléculas deslocam-se como este íon, cerca de 81%. Naturalmente este processo de reação com a água é lento mas pode ser acelerado pela enzima dos glóbulos vermelhos anidrase carbônica. Quando a pco 2 é elevada, como nos tecidos, reação produz ácido carbônico (H 2 CO 3 ), que se ioniza em HCO 3-, o íon hidrogenocarbonato ou bicarbonato. Após a sua rápida formação no interior dos glóbulos vermelhos, o íon difunde-se para o plasma, onde é transportado até aos pulmões. Aí as reações são revertidas e o CO 2 é libertado para os alvéolos. O monóxido de carbono O monóxido de carbono (CO) é um gás altamente tóxico, em virtude de sua grande afinidade pela Hb. A combinação de Co com Hb formam um composto estável, que impede o transporte de O 2 para as células. QUESTÕES DE VESTIBULAr 1- Muitos animais aquáticos respiram por intermédio de brânquias que permitem a respiração mesmo quando os animais permanecem submersos. A respeito desse tipo de respiração foram feitas as seguintes afirmações: I. Estes animais são aeróbios facultativos, pois podem permanecer muito tempo sem contato com o ar atmosférico e quando estão submersos não recebem oxigênio livre. II. A hematose ocorre nestes animais ao nível das brânquias com a utilização do oxigênio dissolvido na água. III. Quando submersos, utilizam para sua respiração o oxigênio resultante do desdobramento de moléculas de água e o oxigênio resultante da respiração das plantas aquáticas IV. As brânquias são reservatórios de ar que permitem aos animais, manter, durante o período em que estão submersos, reservas de oxigênio obtido na atmosfera. Assinale a opção correta: somente I está correta somente II está correta somente III está correta estão corretas I e III somente IV está correta 2- A hematose é um processo que ocorre: a) no coração b) no fígado c) nos pulmões d) no baço e) nos leucócitos 3- Considere as seguintes etapas do processo respiratório no homem: I - Uso de oxigênio no metabolismo celular II - Ocorrência de hematose ao nível dos alvéolos III - Transporte de oxigênio aos tecidos pelas hemácias A ordem em que estas etapas se realizam, a partir do momento em que um indivíduo inspira o ar do ambiente, é: a) I, II, III d) III, I, II b)ii, I, III e) III, II, I c)ii, III, I 4- (UFRJ) Sabe-se que um atleta não terá um bom desempenho se for fumante. De modo geral, o hábito de fumar é extremamente nocivo para quem fuma e para quem convive com o fumante. Além dos problemas crônicos, como enfisema pulmonar, câncer, trombose, etc., o fumante absorve, em cada tragada, entre outro produtos tóxicos, o monóxido de carbono que tem um efeito prejudicial imediato. Explique o mecanismo do prejuízo imediato do monóxido de carbono no indivíduo. 5- (UFRJ/01) As duas curvas do gráfico abaixo representam um experimento relacionando a taxa metabólica de dois animais de espécies diferentes (animal A e animal B) com a temperatura ambiente. A taxa metabólica foi determinada pelo consumo de oxigênio Caderno 3 15

16 melhora do personagem, foi: a) aumento da concentração de N2. b) aumento da concentração de O2. c) aumento da concentração de CO2. d) diminuição da concentração de O2. e) diminuição da concentração de CO2. SISTEMA NERVOSO Qual das curvas (A ou B) pode ser associada ao animal endotérmico e qual corresponde ao animal ectotérmico. Justifique suas respostas. 6. (UFRJ/01) É muito comum que mulheres apresentem um quadro de anemia durante a gravidez. As mulheres anêmicas queixam-se de cansaço constante, além de uma acentuada falta de ar. Essa condição em geral pode ser tratada por meio da ingestão de sais de ferro, ou de uma dieta rica em ferro. Explique de que forma a dose extra de ferro alivia os sintomas de falta de ar. 7. (UFRJ) O Ministério da Saúde adverte: Fumar pode causar câncer de pulmão, bronquite crônica e enfisema pulmonar. O sistema nervoso junto com o sistema endócrino integra os diversos sistemas do organismo, mantendo estável o meio interno apesar das variações do meio externo. O sistema nervoso vale-se de mensagens elétricas que caminham através dos nervos mais rapidamente que hormônios através do sangue. Os impulsos nervosos acarretam respostas mais rápidas, breves e localizadas que as coordenadas por hormônios. TIPOS DE SISTEMAS NERVOSOS Sistema nervoso difuso Este tipo de sistema nervoso se encontra nos cnidários. Estes animais possuem uma rede de neurônios sem um controle central de mensagens. O estimulo recebido em um ponto se espalha por todo o corpo, sem coordenação. Um sistema tão simples é suficiente para animais fixos ou com pouca mobilidade e com organização corporal de simetria radiada. Sistema ganglionar ventral Os maços de cigarros fabricados no Brasil exibem advertências como essa. O enfisema é uma condição pulmonar caracterizada pelo aumento permanente e anormal dos espaços aéreos distais do bronquíolo terminal, causando a dilatação dos alvéolos e a destruição da parede entre eles e formando grandes bolsas, como mostram os esquemas a seguir: (Obs. As setas indicam o fluxo do ar.) Explique por que as pessoas portadoras de enfisema pulmonar têm sua eficiência respiratória muito diminuída. 8) (Unicamp) Um atleta morador da cidade de São Vicente (SP), que fica ao nível do mar, deveria participar de um evento esportivo em La Paz (Bolívia), a 3650 metros de altitude. Foi sugerido que ele viajasse semanas antes para aquela cidade. Explique, em termos fisiológicos, o motivo dessa sugestão. 9) (UERJ) Exibido este ano na televisão, o filme Encontros e Desencontros mostra o personagem principal dentro de uma loja, numa crise de ansiedade aguda, queixando-se de falta de ar. É socorrido por seu irmão, que lhe coloca um saco de papel aberto sobre sua boca e seu nariz e manda que ele respire lentamente. Em pouco tempo, o personagem está melhor. O procedimento está correto e pode ser explicado, pois, à medida que ele respira lentamente dentro do saco, varia a concentração de um gás, que estimula diretamente o bulbo, regulando os movimentos respiratórios. A variação do gás ocorrida dentro do saco de papel, e que permitiu a 16 Nos invertebrados mais ativos encontramos simetria bilateral, que permite um deslocamento mais rápido ao longo de determinado eixo do corpo. É necessário então uma maior coordenação nervosa, que é fornecida por os gânglios nervosos, que são aglomerados de neurônios e constituem uma forma de centralização inicial do sistema nervoso. Nos gânglios há um grande numero de neurônios de associação, que fazem à conexão entra neurônios sensitivos (que captam os estímulos do ambiente) e neurônios motores (que recebem o impulso nervoso de outro neurônio e o enviam a um músculo ou a uma glândula, provocando a resposta do organismo). Outra característica dos animais com simetria bilateral é que a extremidade do corpo que esta na frente, no sentido de deslocamento, é mais rica em terminações nervosas e em órgãos sensoriais, e vai experimentando o ambiente antes das outras partes. Surge assim uma cabeça no corpo do animal. Nos platelmintos a cabeça possui olhos simples e dos gânglios cerebrais. Desses gânglios saem dois cordões nervosos ventrais, que emitem nervos para o resto do corpo. Nos artrópodes e anelídeos, os cordões apresentam gânglios que se repetem ao longo do corpo, formando uma cadeia ganglionar dupla e ventral. Nos artrópodes, o cérebro apresenta maior numero de neurônios e tem um maior controle sobre o resto do corpo. Sistema cérebro-espinhal Este é o tipo de sistema nervoso presente nos vertebrados. Ele está constituído pelo sistema nervoso central (SNC) e pelo sistema nervoso periférico (SNP). Nos vertebrados o sistema nervoso alcança o máximo de centralização. Curso Pré-Vestibular de Nova Iguaçu

17 SISTEMA NERVOSO HUMANO SISTEMA NERVOSO CENTRAL O SNC está formado por pelo encéfalo e pela medula espinhal. O encéfalo está dentro do crânio e a medula espinhal está dentro da coluna vertebral. Ambos estão protegidos também por três membranas, chamadas meninges. Meninges A parte mais externa do cérebro chama-se córtex. O córtex é formado por os corpos celulares dos neurônios, que lhe conferem cor cinzenta, enquanto que a camada inferior é branca, formada por prolongações dos neurônios que saem ou chegam até o córtex. Diferentes áreas do cérebro têm funções diferentes. Algumas áreas recebem impulsos de neurônios sensoriais, vindo dos órgãos receptores, enquanto outras produzem os impulsos enviados pelos neurônios motores para os músculos e glândulas. O cérebro funciona como um todo integrado, mas as funções sensoriais e motoras têm um certo grau de localização. A sensibilidade e a motricidade de um lado do corpo são coordenadas pelo hemisfério cerebral do lado oposto. São três membranas de tecido conjuntivo propriamente dito: a duramáter (mais externa), a aracnóide (mediana) e a pia-máter (mais interna). Nesta última encontramos vasos sanguíneos que nutrem o sistema nervoso. Entre a aracnóide e a pia-máter e no interior do sistema nervoso circula o líquido cefalorraquidiano, que funciona como proteção adicional, amortecendo os movimentos do corpo. O encéfalo Cerebelo O cerebelo trabalha em conjunto com o cérebro, coordenando os movimentos do corpo e o equilíbrio deste. O impulso inicial para mover os músculos vem do cérebro, mas o cerebelo compara as ordens do cérebro com informações vidas das posições do corpo e dos músculos, fazendo os ajustes necessários e sincronizando os movimentos. Está envolvido também na memória de movimentos rotineiros, como caminhar. Bulbo Ao longo da evolução do encéfalo observa-se uma redução das regiões relacionadas com a sensibilidade e a resposta automática reflexa ao exterior e um aumento do número de interneurônios e seus circuitos. ENCÉFALO HUMANO O encéfalo recebe informações de órgãos sensórias: recebe, integra, relaciona e compara informações vindas de vários órgãos com outras armazenadas na memória e envia mensagens para os órgãos efetores, controlando as reações do organismo. O encéfalo humano é dividido em quatro partes: cérebro, cerebelo, ponte (ou protuberância) e bulbo. Cérebro O cérebro tem duas metades (hemisférios cerebrais) unidos por fibras mielinizadas (do corpo caloso). Centro da inteligência, memória, consciência e linguagem, o cérebro controla, em colaboração com as outras partes do encéfalo, as sensações e os órgãos efetores. O bulbo raquidiano, que se continua pela medula espinhal controla as funções automáticas: batimento cardíaco, respiração, pressão do sangue, etc. Controla também os reflexos, como salivação, espirros, tosse e o ato de engolir. Ponte ou protuberância Participa de algumas atividades do bulbo e é um centro de retransmissão de impulsos para o cerebelo. Serve ainda como passagem para as fibras nervosas que ligam o cérebro à medula. MEDULA ESPINHAL HUMANA A medula espinhal humana é um cordão nervoso que possui uma substância cinzenta, situada internamente, e uma substância branca, em posição externa. Encontra-se dentro do canal vertebral e vai desde o bulbo até as primeiras vértebras lombares. Emite os nervos espinhais ou raquidianos, ao longo do seu trajeto, que emergem da coluna através de orifícios entre as vértebras. Na medula, como no encéfalo, ocorrem diversas sinapses entre neurônios que chegam e saem do sistema nervoso central. Além disso, a medula é a sede de diversos atos reflexos Caderno 3 17

18 SISTEMA NERVOSO PERIFERICO Resumo das divisões do sistema nervoso Este sistema é formado por gânglios nervosos e por nervos. Os nervos são de dois tipos: cranianos (que saem do encéfalo) e raquianos (que saem da medula) Nervos cranianos Existem 10 pares de nervos cranianos nos peixes e anfíbios; nos répteis, nas aves e nos mamíferos, há 12 pares. Estes nervos emergem diretamente do encéfalo. Cada nervo é formado por dezenas e até centenas de prolongamentos de neurônios (dendritos e axônios) envolvidas por tecido conjuntivo, que levam e trazem impulsos do encéfalo. Estes nervos podem ser sensitivos, auditivos ou mistos. Estão relacionados à cabeça, pescoço e ombros. Nervos raquianos O número de nervos raquianos varia para cada grupo de vertebrados. No homem, há 31 pares de nervos cranianos. Eles emergem da medula espinhal e são todos mistos. Cada um deles esta formado por uma fibra sensitiva e outra motora. SISTEMA NERVOSO SOMÁTICO E AUTÔNOMO Desde o ponto de vista funcional, o sistema nervoso periférico pode ser dividido em sistema nervoso somático e sistema nervoso periférico. Sistema nervoso somático: O sistema nervoso somático constitui-se de nervos que controlam os músculos esqueléticos, comandando, assim, nossas respostas ao ambiente externo que podem ser conscientemente controladas. No entanto, muitas vezes essas respostas ocorrem de modo involuntário, como acontece nos atos reflexos, nos quais elas voltam pela medula antes de ir ao cérebro. Dizemos então que o sistema nervoso somático controla nossa vida de relação com o ambiente Sistema nervoso autônomo: Este sistema também é chamado de sistema nervoso vegetativo e é formado por nervos que levam impulsos aos músculos lisos, ás glândulas e ao músculo cardíaco. O sistema nervoso autônomo controla, de forma involuntária, nossa vida vegetativa: digestão, excreção, respiração, etc. A maioria dos órgãos controlados pelo sistema nervoso autônomo recebe dois tipos de nervos: um que estimula e outro que inibe o funcionamento do órgão. Assim o sistema nervoso autônomo divide em sistema nervoso simpático e parassimpático. Os nervos simpáticos originam-se na região mediana da medula. Os nervos parassimpáticos saem do bulbo e da extremidade final da medula. O efeito de cada um destes nervos varia de órgão para órgão. De modo geral podemos dizer que o sistema simpático estimula os órgãos que preparam um animal para enfrentar um perigo, deixando-o pronto para lutar o fugir; o parassimpático estimula atividades que envolvem a conservação da energia do corpo, fazendo que os órgãos ativados pelo simpático voltem ao seu ritmo normal. O sistema nervoso simpático tem os mesmos efeitos dos hormônios da medula da glândula supra-renal. Em situação de perigo, as terminações nervosas do simpático secretam noradrenalina e adrenalina nos órgãos, aumentando o ritmo cardíaco e a pressão arterial. Além disso, lançam glicose no sangue, para utilização do cérebro e dos músculos. Passado o perigo o sistema parassimpático entra em ação, mediante a liberação do neurotransmissor acetilcolina e diminuindo os batimentos cardíacos e fazendo com que as demais atividades atuem em seu ritmo normal. 18 QUESTÕES DE VESTIBULAR 1. (PUC-SP) Um macaco, que tem uma lesão no bulbo, apresenta distúrbios: a) na respiração b) na audição c) na visão d) no sono e) na temperatura corporal 2. (VUNESP-SP) Quando você termina de jogar uma partida de futebol, com 90 minutos de duração, você nota que há um aumento do numero de batidas de seu coração por minuto. O responsável por isso é o sistema nervoso: a) somático b) autônomo simpático c) autônomo parassimpático d) periférico e) autônomo somático 3. (PUC-SP) Ao localizar sua presa, um animal apresenta taquicardia, dilatação de pupila e tremor geral do corpo. Esse fato se deve à liberação de: a) adrenalina, pelo sistema nervoso simpático b) adrenalina, pelo sistema nervoso parassimpático c) acetilcolina, pelo sistema nervoso simpático d) acetilcolina, pelo sistema nervoso parassimpático 4-(UFRJ/02*) No século XIX, Hermann von Helmholtz realizou um experimento usando o seguinte dispositivo: Uma preparação de músculo de rã com o nervo ainda conectado a este foi montada, de forma que uma das extremidades do músculo ficasse presa a um suporte fixo e a outra a uma alavanca com uma pena que tocava num tambor giratório. A pena poderia assim registrar o movimento do músculo. Num primeiro momento, o nervo do músculo foi estimulado eletricamente na posição Curso Pré-Vestibular de Nova Iguaçu

19 S1. O movimento da contração muscular foi então registrado no tambor giratório, gerando a curva 1. Em seguida, o nervo foi estimulado com a mesma intensidade na posição S2, sendo este estímulo aplicado no momento em que a pena coincidia com o início da curva 1. Esse segundo estímulo gerou a curva 2. Qual a característica do impulso nervoso que foi medida neste experimento? 5-(UFRJ/03) O encéfalo humano é um dos órgãos que apresentam maior irrigação sangüínea. Isto está relacionado ao fato de suas células demandarem grande quantidade de energia. Explique de que maneira o grande volume de sangue contribui para a produção de energia nas células do encéfalo humano. O ESTUDO DA HEREDITARIEDADE: GENÉTICA A Genética é o estudo da hereditariedade. Hereditariedade é a transferência, de pai para filho, das informações (representadas pelos genes) responsáveis pelas características do organismo. As bases da hereditariedade A transferência das mensagens genéticas se faz através da reprodução. No caso da reprodução assexuada, que depende exclusivamente de mitoses, as gerações são sempre iguais (salvo diferenças resultantes de mutações). No caso da reprodução sexuada o novo indivíduo é resultado da mistura de genes paternos e maternos realizada através dos cruzamentos. Antes de analisarmos esses cruzamentos é necessário esclarecer alguns conceitos fundamentais: cromossomos homólogos, genes alelos, genoma, genótipo, fenótipo e norma de reação, caracteres hereditários, adquiridos e congênitos. Cromossomos homólogos: São pares de cromossomos do mesmo tipo, ou seja, apresentam o mesmo tamanho (salvo os cromossomos sexuais), a mesma forma, e uma coleção semelhante de genes. Num par de cromossomos homólogos, os genes situados na posição ou local correspondente controlam o mesmo tipo de característica. Gene: é a denominação que damos hoje ao fator mendeliano. O gene é um pedaço de molécula de DNA que contem informação para a produção de uma proteína, para a formação de uma característica. Os genes que se comportam segundo a primeira lei de Mendel são ditos alelos e se encontram no mesmo lócus de dois cromossomos homólogos. No cruzamento anterior V e A eram genes alelos. Genes alelos: São genes que possuem codificações para uma mesma característica, ocupando o mesmo locus gênico. O locus, por sua vez, é a posição que o gene ocupa no cromossomo. Genoma: É o conjunto de todos os genes de uma espécie. Genótipo: É a constituição gênica dos indivíduos, sendo o conjunto de genes que um indivíduo possui para determinada característica. No caso anterior dizemos que o genótipo da geração P era AA e VV, ou, VV e vv. O genótipo não se vê, ele pode ser deduzido a partir da característica apresentada pelo organismo ou através do resultado de cruzamentos. Fenótipo: É cada variedade do caráter que pode aparecer no individuo: é observável, visualmente ou por testes. Com relação ao caráter cor da semente podemos dizer que o fenótipo pode ser amarelo ou verde. Norma de reação: É a capacidade de mudar a expressão de um gene de acordo com as mudanças do meio. No desenvolvimento de um indivíduo, o potencial genético (genótipo) recebido dos pais não é o único fator em jogo. O meio ambiente também exerce influencia na formação das características (fenótipo). Assim, gêmeos univitelinos (que apresentam o mesmo genótipo), crescendo em ambientes diversos, poderão apresentar diferenças quando a cor da pela, inteligência, estatura, etc. Caracteres hereditários: É quando muitas características do indivíduo, como a cor dos olhos, o tipo de nariz, a altura, entre outros, são resultantes principalmente da ação dos genes herdados dos pais. Caracteres adquiridos: É quando o indivíduo pode apresentar características provocadas por fatores ambientais. Por exemplo, uma criança pode ficar surda devido a uma infecção como sarampo. Caracteres congênitos: É quando um caráter, adquirido durante a vida embrionária, está presente por ocasião no nascimento. Por exemplo, se uma mulher nos primeiros três meses de gravidez adquire rubéola, o virús pode atingir o embrião e a criança poderá nascer com anomalias (surdez, doenças cardíacas, etc.). A PRIMEIRA LEI DE MENDEL, O MONOIBRIDISMO: O TRABALHO DE UM PIONEIRO Hoje sabemos que o veículo da hereditariedade são os genes, trechos de moléculas de DNA presente nos cromossomos. Mesmo antes dessa descoberta, as leis básicas da hereditariedade começaram a ser desvendadas pelo monge Gregor Mendel ( ) Caderno 3 19

20 A EXPERIÊNCIA DE MENDEL Mendel supôs que, se uma planta tinha semente amarela, ela devia possuir algum elemento ou fator responsável por essa cor. Em um dos experimentos, ele procurou cruzar puras plantas de sementes amarelas com plantas puras de sementes verdes. Essa primeira geração foi chamada de parental ou P. Na geração seguinte (primeira geração ou F 1 ) todas as ervilhas apresentavam sementes amarelas. Mendel chamou a esses indivíduos de híbridos, uma vez que descendiam de pais com características diferentes. O que teria acontecido com o fator para verde? Teria se misturado? Teria desaparecido? A resposta surgiu quando Mendel realizou a auto-fecundação dos indivíduos da primeira geração. Analisando as plantas resultantes (segunda geração ou F 2 ), encontrou 75% (3/4) de sementes amarelas e 25% (1/4) de sementes verdes. O aparecimento de sementes verdes permitiu a Mendel concluir que o fator verde não tinha sido destruído: apenas não se manifestava na presença do fator amarelo. Com base nisso, resolveu chamar a característica ervilha amarela de dominante e a característica ervilha verde de recessiva. Interpretação da Primeira Lei de Mendel Mendel explicou seus resultados com as seguintes hipóteses: - Cada organismo possui um par de fatores responsável pelo aparecimento de determinada característica; - Esses fatores são recebidos dos indivíduos paterno e materno: cada um contribui com apenas um fator de cada par; - Quando um organismo tem dois fatores diferentes, pode ocorrer que apenas uma das características se manifeste (a dominante) e a outra não apareça (recessiva); - Os fatores de um par contrastante não se misturam. Durante a formação dos gametas, os fatores aparecem em dose simples, ou seja, cada gameta possui apenas um fator. Estas conclusões foram mais tarde transformadas por outros pesquisadores no enunciado da chamada primeira lei de Mendel: Cada caráter é condicionado por dois fatores. Eles se separam na formação dos gametas, indo apenas um fator por gameta. Variedade das ervilhas utilizadas por Mendel; características: Saiba mais... Homozigoto e heterozigoto: Dizemos que um indivíduo é homozigoto para um determinado caráter quando ele tem dois genes iguais para aquele caráter, ou seja, um mesmo alelo em dose dupla. As plantas da geração P são homozigotos. Heterozigoto é o individuo que possui dois alelos diferentes para um certo caráter: seriam os da geração F1 e F2. Dominância e Recessividade: Genes dominantes são aqueles que se expressam mesmo em companhia de outro alelo. O gene recessivo só tem sua expressão observada em ausência do gene dominante, na medida em que o gene dominante encobre sua expressão. HERANÇA SEM DOMINÂNCIA Depois de repetir esse procedimento para outras características (forma de semente, forma da vagem, altura do caule, etc.) e chegando ao mesmo resultado, Mendel enunciou sua Primeira Lei, conhecida como lei da segregação de um par de fatores ou lei do monoibridismo. 20 Há características para as quais os dois alelos não apresentam relação de dominância ou de recessividade. Genes desse tipo são chamados de co-dominantes. Este é o caso da flor da maravilha (Mirabilis sp). Quando plantas de flor vermelha são cruzadas com plantas de flor branca, nascem plantas com flores rosa, um fenótipo intermediário em relação aos pais. No entanto, quando se autopolinizam as plantas de F1, aparecem na F2 flores vermelhas, rosas e brancas, na proporção 1:2:1. Curso Pré-Vestibular de Nova Iguaçu

21 c) Aa, dominante, heterozigotos e aa d) Aa, recessivo, heterozigotos e aa e) Aa, dominante, hehterozigotos e AA GENES LETAIS A pelagem amarela dos camundongos é determinada por um gene dominante e a pelagem preta por um gene recessivo. Mas o cruzamento de dois camundongos amarelos heterozigotos resulta em uma descendência d 2 amarelos para 1 preto, e não na proporção esperada de 3 a 1. Qual é a explicação para esse resultado? Os embriões amarelos homozigotos formam-se, mas não se desenvolvem, pois o gene responsável pelo amarelo em dose dupla é letal. Como o gene amarelo só mata o embrião em dose dupla, dizemos que ele é recessivo para letalidade, apesar de ser dominante para a cor do pêlo. Assim, os indivíduos Pp são amarelos e sobrevivem; indivíduos pp são pretos e indivíduos PP morrem. PROBABILIDADE A probabilidade de um acontecimento pode ser definida como a número de resultados favoráveis a esse acontecimento dividido pelo número de resultados possíveis. A probabilidade indica a proporção esperada de determinado acontecimento, na prática o resultado obtido não é necessariamente igual ao esperado. Regra da multiplicação: A probabilidade de dois ou mais acontecimentos independentes acorrerem simultaneamente é o produto das probabilidades de cada um isolado. Regra da adição: Quando dois acontecimentos são mutuamente exclusivos, a probabilidade de que ou um ou outro ocorra é a soma das probabilidades de cada um isoladamente. ATENÇÃO: As proporções mendelianas só são válidas em cruzamentos que geram grande prole, ou em um universo amostral grande. Com um número pequeno de indivíduos, o acaso pode interferir e as proporções não são necessariamente obedecidas. Por exemplo, um casal heterozigoto que tenha 4 filhos, não terá obrigatoriamente 1 homozigoto dominante, 2 heterozigotos e 1 homozigoto recessivo. QUESTÕES DE VESTIBULAR 2. (UFRN) O gene que condiciona sementes de milho enrugadas é recessivo em relação ao gene para sementes lisas. Do cruzamento entre heterozigotos, originam-se 840 sementes, das quais 630 são lisas. Entre essas sementes lisas, o número esperado de heterozigotos é: a) 240 b) 210 c) 360 d) 630 e) ((FEI-SP) Para o caráter cor da plumagem, em galinhas andaluzas, não há dominância entre os genes alelos que determinam cor preta e cor branca. Indivíduo heterozigoto apresenta cor azulada. Cruzando-se dois indivíduos azulados, qual será a porcentagem fenotípica dos descendentes? 4. (UFRJ) Existe um tabu em relação aos casamentos consangüíneos na espécie humana. Segundo esse tabu, os filhos desses casamentos seriam portadores de anomalias. Na realidade, esse fato não ocorre obrigatoriamente, mas a probabilidade do aparecimento de anomalias provocadas por certos genes prejudiciais é maior nesses filhos do que nos filhos de casamentos entre pessoas de famílias diferentes. Explique o aumento da probabilidade de aparecimento dessas anomalias nos filhos de casamentos consangüíneos. A SEGUNDA LEI DE MENDEL Após estudar uma característica de cada vez, Mendel passou a se preocupar com o comportamento de duas características, uma em relação a outra, no mesmo cruzamento. Assim ele chegaria a formular a segunda lei da genética. A EXPERIÊNCIA DE MENDEL Mendel cruzou ervilhas puras para semente amarela e para superfície lisa (caracteres dominantes) com ervilha de semente verde e superfície rugosa (caracteres recessivos). A F1 resultante era totalmente constituída por indivíduos com sementes amarelas e lisas, o que era esperado, uma vez que esses caracteres são dominantes e os pais eram puros. Ao provocar autofecundação de um indivíduo da F1, observou que a geração F2 era composta de quatro tipos de sementes: amarela e lisa, 9/16; amarela e rugosa, 3/16; verde e lisa, 3/16; verde e rugosa, 1/16. Os tipos amarela e rugosa e verde e lisa não estavam presentes na geração P. O aparecimento desses fenótipos de recombinação de caracteres paternos e maternos permitiu a Mendel concluir que a herança da cor era independente da herança da superfície da semente. O par de fatores para cor se distribuía entre os filhos sem influir na distribuição do par de fatores para superfície. Essa é a segunda lei de Mendel ou lei da segregação independente: 1) (PUC-SP) Casais de pigmentação da pele normal que apresentam genótipo (I) podem ter filhos albinos. O gene para albinismo é (II) e não se manifesta nos indivíduos (III). São albinos apenas os indivíduos de genótipo (IV). No trecho acima, as lacunas I, II, III e IV devem ser preenchidas correta e respectivamente por: a) AA, dominante, homozigotos e aa b) AA, recessivo, heterozigotos e Aa Caderno 3 21

22 Em um cruzamento em que estejam envolvidos dois ou mais caracteres, os fatores que determinam cada um se separam (se segregam) de forma independente durante a formação dos gametas, se recombinam ao acaso e formam todas as combinações possíveis. INTERPRETAÇÃO DA SEGUNDA LEI O genótipo do indivíduo de sementes lisas e amarelas é VVRR, e o genótipo do indivíduo de sementes verdes e rugosas é vvrr. Os genes V e R estão situados em pares homólogos diferentes. Por meiose o indivíduo VVRR produz gametas VR e o indivíduo vvrr células vr. A união destas gametas produz apenas um tipo de indivíduo na geração F1: VvRr. Este indivíduo produz por meiose quatro tipos de gametas: VR, Vr, vr e vr. Todos podem ocorrer com a mesma freqüência: 25%. Os filhos resultantes da autofecundação desses indivíduos serão as possíveis combinações entre esses quatro tipos de gametas. Para encontrar todos os genótipos e fenótipos de um cruzamento: 1) Achamos os gametas que cada indivíduo produz; 2) Esquematizamos um quadrado de Punnett. A proporção genotípica do cruzamento de dois diíbridos é 1 : 2 : 1 : 2 : 4 : 2 : 1 ; 2 ; 1. O número 4 indica a quantidade de diíbridos (VvRr); o 2 indica os monoíbridos e o 1 os homozigotos. A proporção fenotípica de F2 do diíbridismo é 9: 3 : 3 : 1, onde 9 é a proporção de indivíduos duplo dominantes; 3 os indivíduos com uma característica dominante e outra recessiva e 1 de duplos recessivos. em F2, basta multiplicar ¾ (pb para semente amarela) por ¾ (pb para semente lisa) por ¾ (pb para planta alta). O resultado é 27/64, que é a proporção do fenótipo em F2. Para calcular a proporção de um genótipo procedemos da mesma forma. Por exemplo, o indivíduo VvRrBb ocorrerá na proporção de 2/4 (Vv) x 2/4 (Rr) x 2/4 (Bb) = 8/64 OBSERVAÇÕES SOBRE A SEGUNDA LEI Quando os genes para os diferentes caracteres estão no mesmo cromossomo, a segunda lei não funciona. Quando dois genes para caracteres diferentes estão no mesmo cromossomo, dizemos que estão ligados, e na hora de formarem os gametas eles viajam juntos. Um jeito de eles viajarem separados é quando acontece crossing over, mas isso só acontece em algumas células. QUESTÕES DE VESTIBULAR 1) Qual a probabilidade de um casal de indivíduos híbridos ter uma filha com fenótipo dominante ou um menino com fenótipo dominante, porém, heterozigoto? 2) Um macho de drosófila, de genótipo Mm Nn Rr ss tt UU foi cruzado com uma fêmea de genótipo MM Nn Rr TT Uu. Nesse cruzamento: a) Quantos tipos de gametas cada um dos progenitores pode gerar? b)quantos genótipos diferentes podem surgir na descendência? C)Qual é a probabilidade de que resulte um indivíduo de genótipo Mm nn Rr ss Tt UU? 3) (UFRJ) Na espécie humana a característica campodactilia (dedos anormais) é causada por um gene dominante com 75% de penetrância. A penetrância é a proporção de genótipos que apresentam o fenótipo esperado. No cruzamento entre um heterozigoto para o gene campodactilia com um indivíduo normal, qual a proporção esperada de indivíduos com campodactilia. Justifique sua resposta. 4) (UFRJ/99) A formação de uma característica fenotípica depende, em alguns casos, apenas de fatores genéticos. Em outros casos, prevalece a influência de fatores ambientais. Na maioria das vezes há uma interação entre fatores genéticos e ambientais. Um dos métodos utilizados para avaliar a importância relativa dos genes e dos fatores ambientais na formação de uma característica é o estudo comparativo entre irmãos gêmeos monozigóticos criados juntos e criados separados. A tabela a seguir, elaborada a partir de um grande número de pares de gêmeos, indica o grau de concordância de quatro características. Uma concordância significa que quando um irmão possui a característica, o outro também a possui. Indique a característica que mais depende de fatores ambientais. Justifique sua resposta. TRIIBRIDISMO E POLIIBRIDISMO Imagine um cruzamento em que estejam em jogo três características da ervilha: cor da semente (amarela ou verde), superfície da semente (lisa ou rugosa) e altura da planta (alta ou baixa). Quais as combinações possíveis para F2 desse cruzamento? Podemos encontrar a proporção de qualquer fenótipo ou genótipo multiplicando as probabilidade de cada monoibridismo. Para saber a proporção de indivíduos de semente amarela, superfície lisa e planta alta 05) (UFRJ/00*) Uma determinada característica depende de um locus que possui 4 alelos (A1, A2, A3, A4). Outra característica também depende de 4 genes (B1, B2 e C1, C2), porém são dois pares de alelos localizados em pares de cromossomos homólogos diferentes. Um desses dois tipos de determinismo genético apresenta um número maior de genótipos possíveis na população. Identifique esses genótipos. 06) (UFRJ/02*) Considere a existência de dois locos em um indivíduo. Cada loco tem dois alelos A e a e B e b, sendo que A e B são dominantes. Um pesquisador cruzou um indivíduo AaBb com um indivíduo aabb. A prole resultante foi: 40% AaBb; 40% aabb; 10% Aabb; 10% aabb. O pesquisador ficou surpreso, pois esperava obter os quatro genótipos na mesma proporção, 25% para cada um deles. Esses resultados contrariam a segunda lei de Mendel ou lei da segregação independente? Justifique sua resposta. 22 Curso Pré-Vestibular de Nova Iguaçu

23 Biologia II Sistemas de Classificação ou sistemática A sistemática é a ciência dedicada a inventariar e descrever a biodiversidade e compreender as relações filogenéticas entre os organismos. Inclui a taxonomia (ciência da descoberta, descrição e classificação das espécies e grupo de espécies, com suas normas e princípios) e também a filogenia (relações evolutivas entre os organismos). Em geral, diz-se que compreende a classificação dos diversos organismos vivos. Em biologia, os sistematas são os cientistas que classificam as espécies em outros táxons a fim de definir o modo como eles se relacionam evolutivamente. O objetivo da classificação dos seres vivos, chamada taxonomia, foi inicialmente o de organizar as plantas e animais conhecidos em categorias que pudessem ser referidas. Posteriormente a classificação passou a respeitar as relações evolutivas entre organismos, organização mais natural do que a baseada apenas em características externas. Para isso se utilizam também características ecológicas, fisiológicas, e todas as outras que estiverem disponíveis para os táxons em questão. É a esse conjunto de investigações a respeito dos táxons que se dá o nome de Sistemática. Nos últimos anos têm sido tentadas classificações baseadas na semelhança entre genomas, com grandes avanços em algumas áreas, especialmente quando se juntam a essas informações aquelas oriundas dos outros campos da Biologia. A classificação dos seres vivos é parte da sistemática, ciência que estuda as relações entre organismos, e que inclui a coleta, preservação e estudo de espécimes, e a análise dos dados vindos de várias áreas de pesquisa biológica. Nomenclatura é a atribuição de nomes (nome científico) a organismos e às categorias nas quais são classificados. O nome científico é aceito em todas as línguas, e cada nome aplicase apenas a uma espécie. Reinos Tradicionalmente os seres vivos eram divididos em dois reinos: Plantas e Animais. Como muitos seres simples não cabem nesta divisão, em 1866 Ernest Heinrich Haeckel propôs à categoria Protista, incluindo algas, fungos, protozoários e bactérias, No século XX a classificação mais aceita passou a ter cinco reinos: Protista (protozoários e algumas algas), Monera (bactérias procariontes, e cianobactérias ou algas azuis), Fungos, Plantas e Animais. Recentemente a análise genética levou a propor o grupo Archaea para as Archaebactérias, e mais dois grupos: as outras bactérias e os eucariontes (organismos que têm núcleo celular: fungos, plantas e animais). No entanto, estudos recentes (Cavalier-Smith 1998, 2004) passaram a aceitar o sistema de seis reinos (Bactéria, Protista, Animalia, Fungi, Plantae e Chromista). O reino Chromista engloba alguns grupos de algas como as Phaeophyta, Chrysophyta e Bacillariophyta (Diatomáceas) que possuem cloroplasto com 4 membranas, localizado no lúmen do retículo endoplasmático rugoso e originado de uma simbiose secundária. Considerando-se os organismos fotossintetizantes envolvidos nesta nova divisão dos reinos, uma das principais características definidoras das linhagens evolutivas é justamente a origem do cloroplasto: - Cianobactérias: Sem cloroplasto, pigmento difuso no citoplasma - Plantas: Simbiose primária (Protista + cianobactérias), cloroplasto com duas membranas. - Protistas (Euglenas e Dinoflagelados): Simbiose secundária ou terciária (Protista + planta), cloroplasto com 3 membranas - Cromistas: Simbiose secundária (Protista + Planta), cloroplasto com 4 membranas. Categorias Os reinos são divididos num sistema hierárquico de categorias chamadas táxons. Cada táxon inclui os que o sucedem. Tradicionalmente são eles: - Domínio (mais recente) - Reino - Filo (ou divisão, em botânica) - Classe - Ordem - Família - Gênero - Espécie Há categorias intermediárias, incluídas quando é necessário fazer distinções. Assim, por exemplo, em botânica, além de divisão, que equivale ao filo no reino animal, existem também série e secção. Domínio (superregnum, super-reino ou império) é a designação dada em biologia ao táxon de nível mais elevado utilizado para agrupar os organismos numa classificação científica. O domínio agrupa os diferentes reinos, sendo a mais inclusiva das divisões taxonômicas em que se dividem as espécies que compõem a vida na Terra, o universo por vezes designado por superdomínio Biota. Apesar do número de domínios e do respectivo nome ser arbitrário, variando com a evolução do conhecimento científico e com as opiniões dominantes entre os sistematas, a estrutura adaptada, por definição, reflete obrigatoriamente as diferenças evolucionárias fundamentais contidas no genoma dos seres vivos, agrupando-os de acordo com a sua estrutura biológica mais básica. Com o aparecimento da cladística, o conceito de domínio aparece associado ao da clade mais inclusiva em que se pretenda dividir o mundo vivo. A classificação de Carl Woese Carl Woese propôs em 1990 o agrupamento dos diferentes reinos da taxonomia tradicional em três grandes clades que designou por domínios. Nessa classificação, a categoria domínio é o segundo nível hierárquico de classificação científica dos seres vivos, depois da categoria suprema que enquadra todos os seres vivos, o superdomínio Biota Caderno 3 23

24 Naquele sistema de classificação, freqüentemente designado pelo Sistema dos Três Domínios, são considerados os seguintes agrupamentos: - Domínio Eubacteria, que inclui as bactérias; - Domínio Archaea, anteriormente chamado Archaebacteria, que inclui os procariontes que não recaem na classificação anterior; - Domínio Eukaria, que inclui todos os eucariontes, os seres vivos com um núcleo celular organizado. A classificação anterior não inclui os vírus dada à dificuldade em integrá-los entre os seres vivos dada a ausência de algumas das características definidoras de vida. Não obstante essas dificuldades, a que acresce que a nomenclatura utilizada é não binomial, surgiu uma classificação alternativa, criando um quarto domínio chamado Aphanobionta, composto exclusivamente pelos vírus. 24 Outras classificações Em alternativa à classificação de Carl Woese e suas variantes, tem vindo a ganhar favor uma classificação que divide a vida na Terra em três domínios, geralmente designados como os três super-reinos, tendo como base a estrutura fundamental do organismo: - Super-reino Acytota, incluindo os organismos acelulares (vírus e príons); - Super-reino Eukaryota, incluindo os organismos com célula eucarionte - Super-reino Prokaryota, incluindo os organismos com célula procarionte Alternativa consiste no agrupamento dos seres vivos nos seguintes domínios: - Acytota, que engloba somente os vírus, - Prokaryota, que engloba Eubacteria e Archaea; - Eukaryota, que engloba somente os Eukaria. Uma forma mais simples, mas também menos realista pois ignora diferenças metabólicas básicas, é o sistema dos dois impérios, classificando os organismos em duas categorias básicas: - Prokaryota ou Monera; - Eukaryota. No outro extremo da complexidade, mas com grande aceitação, sendo o sistema de uso mais generalizado, está o sistema dos seis reinos, no qual os domínios de topo são simplesmente os reinos tradicionais da biologia moderna: - Protista; - Archaebacteria; - Eubacteria; - Fungi; - Plantae; - Animalia. Reino: é a maior das categorias taxionômicas, que reúne filos com as características comuns a todos, mesmo que existam diferenças enormes entre eles. Possui apenas cinco divisões: Animalia (Metazoa), Vegetalia (Plantae), Fungi, Protistis e Monera. Filo (Ramo): é a reunião de classes com características em comum, mesmo que muito distintas entre si. Classe: é a reunião de ordens que possuem fatores distintos de outras, mas comum às ordens que a ela pertencem. Ordem: é um grupamento de famílias que têm semelhanças. Família: é o conjunto de gêneros afins, isto é, muito próximos ou parecidos, embora possuam diferenças mais significativas do que a divisão em gêneros. Gênero: é o conjunto de espécies que apresentam semelhanças, embora não sejam idênticas. Espécie: é um grupamento de indivíduos com profundas semelhanças morfológicas e fisiológicas entre si, mostrando grandes similaridades bioquímicas, e no cariótipo (quadro cromossomial de células haplóides), com capacidade de se cruzarem naturalmente, originando descendentes férteis. A partir destes conjuntos, a ordem é: Espécies < Gêneros < Famílias < Ordens < Classes < Filos (Ramos) < Reinos Onde se lê que as espécies estão inseridas nos gêneros, que estão inseridos nas famílias, que estão inseridas nas ordens, que estão inseridas nas classes, que estão inseridas nos filos (ramos), que por sua vez estão inseridos nos reinos. Uma observação deve ser feita: os VÍRUS são seres que são classificados à parte, sendo considerados como seres sem reino. Isto acontece devido às características únicas que eles apresentam, como a ausência de organização celular, ausência de metabolismo próprio para obter energia, reproduz-se somente em organismo hospedeiro, entre outras. Mas eles possuem a faculdade de sofrer mutação, a fim de adaptar-se ao meio onde se encontram. Com estas noções, espero que seja possível um melhor entendimento da complexidade do mundo das ciências biológicas, em especial da Paleontologia. Classificação Geral dos Seres Vivos Até a metade do século XX, os seres vivos são classificados em apenas duas categorias: reino animal e reino vegetal. Com o progresso da biologia, a classificação se amplia para incluir organismos primitivos que não têm características específicas só de animais ou de vegetais. A partir da década de 60, o critério internacionalmente aceito divide os organismos em cinco reinos: Moneras Seres unicelulares (formados por uma única célula) procariontes (células sem núcleo organizado). O material hereditário é constituído por ácido nucléico no citoplasma. São as bactérias e as cianófitas (algas azuis), antes consideradas vegetais primitivos. Protista Seres unicelulares ou pluricelulares eucariontes (que possuem núcleo individualizado). Seu material genético está organizado nos cromossomos, dentro do núcleo. Representados por protozoários, como a ameba, o tripanossomo (causador do mal de Chagas) o plasmódio (agente da malária), que até a metade do século XX eram considerados animais primitivos e algas unicelulares e pluricelulares. Fungos Seres eucariontes uni e pluricelulares como as leveduras, o mofo e os cogumelos. Já foram classificados como vegetais, mas sua membrana possui quitina, molécula típica dos insetos e que não se encontra entre as plantas. São heterótrofos (não produzem seu próprio alimento), por não possuírem clorofila. Animais São organismos multicelulares e heterótrofos (não produzem seu próprio alimento). Englobam desde as esponjas marinhas até o homem, cujo nome científico é Homo sapiens. Plantas São os vegetais, desde as algas verdes até as plantas superiores. Caracterizam-se por ter as células revestidas por uma membrana de celulose e por serem autótrofas (sintetizam seu próprio alimento pela fotossíntese). Existem cerca de 400 mil espécies de vegetais classificados. Curso Pré-Vestibular de Nova Iguaçu

25 Características do Reino Monera - As células dos organismos deste reino carecem de membrana nuclear; - Estes seres não apresentam cromossomos complexos; - Estes seres não se reproduzem sexuadamente, mas há processos de recombinação genética; - Apresentam paredes celulares rígidas. Tais paredes celulares, diferentemente dos fungos e dos animais superiores, não apresentem parede constituídas de quitina e sílica; - Todos os seres são unicelulares (mesmo sendo unicelulares, as bactérias podem formar colônias e, as algas azuis, podem unirse em filamentos; - O citoplasma desses organismos são desprovidos de organelas citoplasmáticas. Por exemplo, nas bactérias não há mitocôndrias (organela responsável pela respiração celular, em uma célula animal), mas há mesossomos (que seria mais ou menos equivalente a uma organela); - Possuem membrana plasmática, DNA, ribossomos, clorofila, etc. Habitat Em todos os tipos. Essa capacidade de conseguir viver em muitas condições ambientais extremamente diferentes, deve-se ao metabolismo bacteriano, que é altamente versátil. Nutrição As bactérias em geral ficam impossibilitadas de produzir seu próprio alimento, ou seja, a maioria é heterótrofa. Isso implica o saprofitismo. Outras, são levadas às associações (simbiose) a outros seres e, há ainda bactérias que são parasitas, mas a grande maioria é saprófita. Há bactérias autotróficas (mas estas são em número reduzido). Elas produzem matéria orgânica a partir de matéria inorgânica e luz, ou seja, realizam fotossíntese. São poucas as bactérias que realizam fotossíntese. Entretanto, todas as bactérias autotróficas, realizam a quimiossíntese, ou seja, produzem matéria orgânica não a partir de clorofila, como na fotossíntese, mas utilizam para tal compostos nitrogenados. Todas as bactérias são patológicas? Não. Igualmente aos fungos, as bactérias realizam a decomposição de matérias, devolvendo ao meio ambiente o material antes vivo. Mas, há muitas bactérias que causam doenças no ser humano. Dentre as doenças causadas por bactérias, podemos citar: cólera, tétano, difteria, etc. As bactérias ainda são muito utilizadas em antibióticos. Formas e Ambientes São encontrados em lugares inabitáveis, como o gelo antártico (a 440 m de profundidade), nas águas ferventes de fontes terminais, nas profundezas dos oceanos. Quanto à forma, as bactérias possuem as mais variadas formas, que veremos em seguida. Célula Bacteriana - A estrutura interna só é possível ser visualizada por microscópios eletrônicos pois, como você sabe, estes são possuem capacidade bem maior de visualização do que os microscópios ópticos. - As bactérias são unicelulares (mas podem constituir colônias). - O núcleo não chega a ser um núcleo verdadeiro, pois não apresenta carioteca. Esse falso núcleo é conhecido como nucleóide. - Apresenta uma região conhecida como mesossomo, que é uma invaginação da membrana plasmática bacteriana, onde, nessa invaginação, encontram-se enzimas respiratórias, pois as bactérias não possuem mitocôndrias, como em uma célula animal. - Externamente à membrana plasmática, há uma parede celular. Essa parede, diferentemente da parede celular dos vegetais superiores, não é de celulose, mas sim de ácido murânico e glicosina. - No citoplasma da célula bacteriana, não há organelas, como em uma célula animal, mas pode-se encontrar estruturas que substituem essas organelas. No citoplasma também se pode encontrar ribossomos (para a síntese protéica), vacúolos (que servem para acumular substâncias de reserva e RNA), tilacóides (com pigmentos fotossintetizantes) e nucleóide (um núcleo sem carioteca, onde há DNA em forma de círculo). Protistas Protoctista É um dos reinos biológicos comumente reconhecidos, inclui os seres unicelulares eucariontes, como é o caso dos protozoários e das algas unicelulares e pluricelulares que não possuem tecidos verdadeiros, como é o caso das algas multicelulares. Alguns são organismos unicelulares, com 0,01 a 0,5 mm de tamanho, muito pequenos para serem vistos sem um microscópio, outros são enormes, como certas algas castanhas, com mais de 30 metros de comprimento. Protistas são onipresentes em todos os ambientes aquáticos e terrestres, comumente sobrevivendo períodos secos na forma de vida latente; alguns são parasitas importantes. Os protistas apresentam-se nas seguintes formas: - Formas aquáticas, anteriormente classificadas no Reino Plantae - as algas; - Organismos amebóides semelhantes aos fungos - os mixomicetes e oomicetes; - Formas unicelulares - os protozoários, geralmente divididos pela morfologia e locomoção em: - Flagelados (Ex. Euglena); - Amebóides (Ex. Ameba); - Apicomplexa (parasitas); e - Ciliados (Ex. Paramécia) Fungos Paramecium aurélia:um ciliado. Os fungos são organismos eucariontes, majoritariamente multicelulares, embora alguns possam ser unicelulares (leveduras). Todos os fungos são heterotróficos, não podendo fabricar matéria orgânica a partir de carbono inorgânico pois não apresentam pigmentos fotossintéticos, e são essencialmente terrestres. São imóveis, na sua grande maioria, embora alguns possam apresentar flagelos, fato que conduziu á sua inclusão no reino das plantas, no tempo de Lineu. A diferenciação somática é mínima ou mesmo nula mas existe diferenciação dos tecidos reprodutores Caderno 3 25

26 Os fungos multicelulares são formados por uma rede micélio - de filamentos, formados por células alinhadas topo a topo, ramificados hifas -, que podem ser septados ou asseptados. A estrutura em micélio confere aos fungos uma elevada relação área/ volume, facilitando a aquisição de alimento, pois esta estrutura rapidamente se estende em todas as direções sobre o alimento, podendo crescer mais de um quilômetro por dia, no total, e afastar-se mais de 30 metros do local de inicio do crescimento. Por este motivo, um fungo tem um importante efeito no meio, nomeadamente na degradação de substrato e na acumulação de partículas. O crescimento das hifas ocorre apenas nas extremidades, podendo as zonas mais antigas estar livres de conteúdo citoplasmático. As hifas septadas têm paredes septos a separar os compartimentos celulares entre si. Os septos não são, no entanto, completos, existem poros que permitem a comunicação, e mesmo o movimento de organitos, entre os citoplasmas adjacentes. Este tipo de hifa pode apresentar um único núcleo por compartimento monocariótica ou dois núcleos por compartimento dicariótica. Importâncias : Aspectos ecológicos : decompositores (reciclagem de matéria orgânica). Farmacológico. Medica : causadores de doenças. Produção de alimentos (indústria) Agrícola : associação com plantas, adubos, doenças. Genética : biotecnologia. Reino Animalia São organismos multicelulares e heterótrofos (não produzem seu próprio alimento). Englobam desde as esponjas marinhas até o homem, cujo nome científico é Homo sapiens. Reino Plantae São os vegetais, desde as algas verdes até as plantas superiores. Caracterizam-se por ter as células revestidas por uma membrana de celulose e por serem autótrofas (sintetizam seu próprio alimento pela fotossíntese). Existem cerca de 400 mil espécies de vegetais classificados. Questões de Vestibular As hifas asseptadas são sempre multinucleadas, encontrando-se os núcleos, centenas ou mesmo milhares, dispersos numa estrutura cenocítica ou sincícial. Esta estrutura resulta da divisão contínua do núcleo, sem citocinese. A reprodução assexuada desses seres pode ser por brotamento (nas formas unicelulares), por fragmentação do micélio originando vários indivíduos, ou pela produção de esporos. O esporo é uma célula capaz de se desenvolver por mitoses, sem previa fertilização, dando um indivíduo adulto. Nos fungos a produção de esporos é bem característico, existindo grande variedade deste tipo de estrutura reprodutora. A reprodução sexuada é frequentemente resultado da fusão de duas hifas, designadas como positivas e negativas. Esta designação é preferida devido ao fato de não haver entre elas diferenças que permissão a classificação entre machos e fêmeas. O principal ramo do reino dos fungos é o Eumycophyta (eumicófitos) ou fungos verdadeiros, que está subdividido em várias classes: - Zygomycetes (zigomicetos) Mofo negro do pão e de outros alimento; - Ascomycetes (ascomicetos) Levedo de cerveja, usado na fabricação de pão, vinho, cerveja e álcool; o gênero Penicillium é usado na produção de penicilina; - Basidiomycetes (basidiomicetos) Neste grupo estão os fungos conhecidos como cogumelos, muitos comestíveis e outros venenosos ou parasitas, como o que causa a ferrugem do café; - Deuteromycetes (deuteromicetos) Este grupo inclui vários parasitas de animais e vegetais. Provocam diversas micoses na espécie humana, como pé-de-atleta e a munilíase; - Lichenes (liquens) São formados pela associação de um fungo com uma alga. Crescem em troncos, rochas, etc. Reproduzem-se por fragmentos (cerídeos) levados pelo vento. 01) (UFSC) Considerando-se as categorias taxonômicas, podemos dizer que os seres vivos de uma mesma classe pertenceram à (ao): a) mesma ordem b) mesmo filo c) mesma família d) mesma espécie e) mesmo gênero 02) (UFES) Na classificação dos seres vivos, a nomenclatura binomial (difundida por Lineu) é empregada quando se quer escrever o nome de: a) uma espécie b) um gênero c) uma família d) uma ordem e) uma classe 03) (CESGRANRIO-RJ) As cianofíceas são procariontes. Do ponto de vista estrutural, tipicamente suas células demonstrariam ausência de: a) membrana plasmática b) polissomos c) membrana nuclear d) inclusões celulares e) parede celular 04) (Méd. Taubaté-SP) Entende-se por micélio: a) um conjunto de hifas emaranhadas b) o corpo de frutificação dos fungos c) o mesmo que basidiósporo d) um processo de união sexual das hifas 05) (Cescea-SP) A característica comum a todos os fungos é: a) serem heterótrofos b) parasitismo c) terem clorofila d) patogenicidade e) reprodução por aspósporo 26 Curso Pré-Vestibular de Nova Iguaçu

27 Reino Animalia O reino Animalia, Reino Animal ou Reino Metazoa é composto por seres vivos multicelulares cujas células formem tecidos biológicos, com capacidade de responder ao ambiente que os envolve ou, por outras palavras, pelos animais. Ao contrário das plantas, os animais são heterotróficos, ou seja, buscam no meio onde vivem seu alimento, como plantas e outros animais para sobreviverem. A maioria dos animais possui um plano corporal que se determina à medida que se tornam maduros, e, exceto em animais que metamorfoseiam, esse plano corporal é estabelecido desde cedo em sua ontogenia quando embriões. Os gametas, na maioria dos casos, quando constituem a linhagem germinativa, são produzidos em órgãos externos, cujas células, com exceção das esponjas, não participam da reprodução. Características gerais Corpo com forma semelhante a um vaso. O revestimento se faz pela epiderme constituída por fina camada de células achatadas, os pinacócitos. Fixa num substrato, a água entra por numerosos poros (porócitos) na superfície do seu corpo e após circular na cavidade do átrio ou espongiocele (paragáster) sairá pelo ósculo, que é a abertura no pólo superior. Esse sentido de movimentação da água é determinado pelo batimento unidirecional (direção oposta ao corpo celular) de flagelos dos coanócitos. Outra função destas células em colarinho é fagocitar os alimentos que estão em suspensão na água e realizarem a única forma de digestão desses animais: intracelular. A sustentação é garantida por mesênquima gelatinoso, interno à camada de pinacócitos: no mesênquima estão mergulhadas espículas de calcário ou silício, células indiferenciadas ou amebócitos.o endoesqueleto é formado por espículas minerais (calcárias ou silicosas, secretadas pelas células escleroblastos) e por filamentos da proteína espongina. Os amebócitos são células móveis que participam da digestão, além de desempenharem função de transporte de alimentos; podem também se diferenciar em gametas. Metazoa Filo Porífera São pluricelulares simples, sem organização em tecidos verdadeiros; poros em toda a superfície do corpo, sem cavidade digestiva; exclusivamente aquáticos, sésseis, filtradores; coanócitos promovem corrente de água dentro do corpo; reprodução sexuada com desenvolvimento indireto; larva; anfiblástula. A grande maioria é marinho. Uma só família de H 2 0 doce (Demospongeae). Fixos (sésseis) quando adultos. Isolados ou coloniais. Colorações várias, devido a associações com algas: acinzentadas, avermelhadas, amareladas, transparentes. As esponjas menores e simples mostram simetria radial, enquanto a maioria é assimétrica! Algumas são de grande valor comercial, pois o esqueleto inteiramente protéico é usado como esponja (Demospongeae - subgrupo Keratosa), após decomposição de todas as células vivas. Os poríferos, ou espongiários, constituem o filo mais primitivo dos metazoários: embora sejam pluricelulares, suas células formam agregados frouxos, não constituindo tecidos verdadeiros. Os amebócitos são células indiferenciadas que poderão repor (regenerar) todos os demais tipos celulares. A circulação da água pelo interior do átrio garante aos poríferos a realização das funções de nutrição, respiração, excreção e reprodução. Os variados agregados celulares frouxos têm funções especiais, mas não há tecidos, isto é, conjunto de células semelhantes que executam funções específicas. Faltam, ainda, células nervosas e uma cavidade digestiva (não há digestão extracelular?!). Daí, muitos autores considerarem as esponjas um grupo à parte dos demais metazoários PARAZOÁRIOS. Reprodução assexuada - Por brotamento, dando origem a colônias com numerosos indivíduos. As espécies de água doce poderão formar gêmulas (estruturas de resistência contendo numerosos amebócitos) que permanecerão em estado de vida latente até terminar o período desfavorável do ambiente, quando passarão a desenvolver novos indivíduos Caderno 3 27

28 - Regeneração é uma característica de todos os seres vivos, porém aqui ocorre facilmente, pois de uma esponja dividida em vários fragmentos, cada parte (contendo amebócitos) poderá reconstituir um novo indivíduo. Reprodução Sexuada - Os poríferos são hermafroditos, porém não possuem gônadas. Os gametas, que se formam a partir de amebócitos que sofrem meiose, são lançados no átrio, onde ocorre a fecundação. Cada indivíduo apresenta maturação de óvulos e espermatozóides em épocas diferentes, o que evita a autofecundação. - O desenvolvimento é indireto: após a fecundação o zigoto se desenvolve em uma larva ciliada típica, livre-nadante - anfiblástula - que sai pelo ósculo, fixa-se em um substrato e cresce, originando novo indivíduo. O zigoto desenvolve-se até blástula flagelada móvel; a gastrulação será diferente dos outros metazoários. enquanto que outras absorvem a matéria digerida. Na mesogleia, encontram-se dispersas células nervosas e outras com função muscular que promovem o fluxo de água para dentro e fora do animal. Existem duas formas básicas de quinidários: o pólipo, que é fixo, e a medusa que é livre e flutua na água. Possuem reprodução sexuada e assexuada, com alguns caso de metagênese. Esse ramo se divide em três classes: Hydrozoa (hidrozoários) - possuem espécies coloniais e espécies simples com formas pólipo e forma a medusa. As formas fixas formam colônias por brotamento, exemplo: Hidra, Obelia (colônia) e caravela (colônia); Filo Cnidaria O filo Cnidaria inclui os animais aquáticos (conhecidos popularmente como celenterados ou cnidários) de que fazem parte as hidras de água doce, as medusas ou águas-vivas, que são normalmente oceânicas, e os corais e anémonas-do-mar. O filo era também chamado Coelenterata (das palavras gregas coela, o mesmo que cela ou espaço vazio e enteros, intestino ), que originalmente incluía os pentes-do-mar, atualmente considerado um filo separado, composto por animais também gelatinosos como as medusas, mas com algumas características próprias. O corpo dos cnidários é basicamente um saco formado por duas camadas de células - a epiderme, no exterior, e a gastroderme no interior - com uma massa gelatinosa entre elas, chamada mesogleia e aberto para o exterior. Por esta razão, diz-se que os cnidários são diploblásticos. Syphozoa (cifozoários) São representados basicamente pela forma de medusa, que é mais desenvolvida que a dos hidrozoários. A reprodução também inclui um ciclo com alternância de gerações, mais a forma pólipo, passageira, não chega propriamente a constituir ma colônia. A este grupo pertence às águas-vivas, muito comuns nas praias; 28 Ao redor da abertura, chamada arquêntero, os celenterados ostentam uma coroa de tentáculos com células urticantes, os cnidócitos, capazes de ejectar um minúsculo espinho, o nematocisto que pode conter uma toxina ou material mucoso. Estes aparelhos servem não só para se defenderem dos predadores, mas também para imobilizarem uma presa, como um pequeno peixe, para se alimentarem - os cnidários são tipicamente carnívoros. Algumas células da gastroderme da cavidade central (o celêntero) segregam enzimas digestivas, Anthozoa (antozoários) São representados essencialmente pela forma pólipo. Podem ter vida isolada, como a anêmona, ou formar colônias, como os corais, que secretam esqueleto calcário, responsável pela formação dos recifes de corais. Reprodução - Os cnidários reproduzem-se sexuada e assexuadamente. A reprodução sexuada dá-se na fase medusa (com exceção dos antozoários, os corais e as anémonas-do-mar, e hidra e algumas outras espécies que não desenvolvem nunca a fase de medusa): os machos e fêmeas libertam os produtos sexuais na água e ali se conjugam, dando origem aos zigotos. Curso Pré-Vestibular de Nova Iguaçu

29 Dos ovos saem larvas pelágicas chamadas plânulas, em forma de pêra e completamente ciliadas que, quando encontram um substrato apropriado, se fixam e se transformam em pólipos. Em alguns celenterados, como os corais, a fase de pólipo é a fase definitiva. O corpo dos cnidários é basicamente um saco formado por duas camadas de células - a epiderme, no exterior, e a gastroderme no interior - com uma massa gelatinosa entre elas, chamada mesogleia e aberto para o exterior. Nos platelmintos de vida livre, a epiderme apresenta cílios, relacionados com a locomoção. Já nos parasitas, há a cutícula envolvendo o tubo músculo-dermático, conferindo-lhe resistência à ação dos sucos digestivos. Alguns Platelmintos são parasitas, entretanto, existem Platelmintos de vida livre, que se alimentam de pequenos insetos e vivem em local úmido no meio ambiente. Esses vermes são triblásticos acelomados. Como conseqüência disso, não formam completamente alguns sistemas (respiratório, digestório). Outra conseqüência é a sua forma achatada. Suas células têm que ficar próximas ao meio externo (para respirar) e próximas ao intestino (para obter nutrientes). Sistema respiratório e circulatório. São destituídos de Sistema Respiratório e circulatório. Nas espécies de vida livre a respiração é aeróbia, sendo que as trocas são feitas por difusão através do epitélio permeável. Já nos parasitas a respiração é anaeróbia. Pela ausência do sistema circulatório, as ramificações do sistema digestivo auxiliam a distribuição do alimento. Os pólipos reproduzem-se assexuadamente formando pequenas réplicas de si mesmos por evaginação da sua parede, chamadas gomos. No caso dos corais, estes novos pólipos constroem o seu esqueleto e continuam fixos, contribuindo para o crescimento da colônia. No entanto, em certos casos, os gomos começam a dividir-se em discos sobrepostos, num processo conhecido por estrobilação, sendo esta também uma forma de reprodução assexuada. Estes discos libertam-se, dando origem a pequenas medusas chamadas éfiras que eventualmente crescem e se podem reproduzir sexualmente. Anatomia - Como todos os cnidários, o corpo das medusas é basicamente um saco com simetria radial formado por duas camadas de células - a epiderme, no exterior, e a gastroderme no interior - com uma massa gelatinosa entre elas, chamada mesogleia e aberto para o exterior. Ao redor da abertura, chamada arquêntero, as medusas ostentam uma coroa de tentáculos com células urticantes, os cnidócitos, capazes de ejetar um minúsculo espinho que contém uma toxina, o nematocisto. As medusas usam estes aparelhos não só para se defenderem dos predadores, mas também para imobilizarem uma presa, como um pequeno peixe, para se alimentarem. O corpo das medusas é formado por 95-99% de água. Excreção e digestão - Estes animais não têm um verdadeiro sistema digestivo, nem sistema excretor - são as células da gastroderme que executam essas funções. A troca de fluidos e gases é efetuada através da expansão e redução do celêntero, realizada por células musculares na parede do corpo, que assim promovem a entrada e saída de água, para além do seu próprio movimento na água. Por esta razão, diz-se que as medusas têm um esqueleto hidrostático. Filo Platyhelminthes São vermes achatados dorsoventralmente, tipo folha, devido à ausência de sistema respiratório/circulatório. Apresentam simetria bilateral. Têm como habitat ambientes muito úmidos, a água doce e o mar. Também parasitam alguns animais. O corpo é constituído por três camadas. Primeiramente, há a epiderme uniestratificada. Abaixo, há duas camadas musculares, sendo a primeira composta por músculos circulares e a segunda por músculos longitudinais. A esse conjunto dá-se o nome de tubo músculo-dermático. Tal tubo atua na proteção, locomoção e como esqueleto. Sistema digestivo e excretor. Possui apenas uma abertura em todo o sistema, portanto é incompleto. Constitui-se por boca, faringe e intestino ramificado que termina em fundo cego. Os cestóides não possuem sistema digestivo. A digestão é extra e intracelular. A excreção é feita por células-flama (ou solenócitos, ou protonefrídios). Estruturas típicas dos platelmintos, as células-flama eliminam os excretas para a superfície corpórea. São amoniotélicos, isto é, secretam amônia e não uréia como nós seres humanos. Reprodução Geralmente são hermafroditas (podendo ou não fazer a autofecundação) monóicos sendo que alguns se reproduzem por partenogênese. Nos tuberlários e trematódeos monogenéticos, o desenvolvimento é direto. Já nos digenéticos e cestóides é indireto. Os platelmintos de menor porte podem se dividir por fissão (também chamada de bipartição). As planárias sofrem fissão longitudinal, e cada metade se regenera e forma uma nova planária. Trata-se de uma forma de reprodução assexuada. Os platelmintos também podem realizar reprodução sexuada. Novamente como exemplo as planárias, elas se unem e trocam semens masculinos podendo assim fecundar. Os exemplos mais característicos de platelmintos são a tênia, a planária e o esquistossomo. - Turbellaria (Turbelários) - Platelmintos de vida livre, com epitélio ciliado. Exemplo: Planária (Digesia tigrina) Caderno 3 29

30 30 - rematódea (Trematódios) - Vermes parasitas com epiderme nãociliada e uma ou mais ventosas. Exemplo: Schistosoma. Cestoda (Cestódios) - Formas parasitas com corpo dividido em anéis ou proglotes. Exemplo: Taenia solium. Nematoda Os nematódeos ou nemátodos (Nemathelminthes) (também chamados de vermes cilíndricos) são considerados o grupo de metazoários mais abundante na biosfera, com estimativa de constituírem até 80% de todos os metazoários (Bongers, 1988 apud Boucher & Lambshead, 1995), com mais de espécies já descritas, de um número estimado em mais de 1 milhão de espécies atuais (Briggs, 1991), que incluem muitas formas parasitas de plantas e animais. Apenas os Arthropoda apresentam maior diversidade. O nome vem da palavra grega nema, que significa fio. Anatomia - Os nematódeos de vida livre são pequenos, geralmente menores do que 2,5 mm de comprimento (Nicholas, 1984) e têm o corpo construído no mesmo plano fundamental, um cilindro quase perfeito, nu, delgado e alongado, com aspecto filiforme, em sua maioria, ou fusiforme. O animal é essencialmente um tubo dentro de outro tubo: o tubo externo é a parede corpórea, constituída, externamente, por uma cutícula complexa e, internamente, por uma camada de músculos longitudinais. O tubo interno é o trato digestivo, que é terminal na extremidade anterior mas subterminal posteriormente. Entre a parede e o tubo digestivo há a cavidade corpórea ou pseudoceloma, preenchida por líquido, que funciona como um esqueleto hidrostático, além de favorecer a distribuição de nutrientes e recolher excretas, e na qual se encontram os órgãos reprodutores. Sistema circulatório e respiratório - Assim como os platelmintos, os nematelmintos são avasculares (não possuem sistema circulatório). A cavidade corporal (o pseudoceloma) contém um líquido, e a contínua movimentação desse líquido, propiciada pela contração da musculatura longitudinal do corpo, permite uma relativa distribuição de materiais entre as diferentes partes do corpo. Eles não possuem órgãos respiratórios. As trocas gasosas acontecem na superfície corporal, por difusão. Os nematelmintos de vida livre são aeróbicos e obtêm o oxigênio no meio onde vivem. Os parasitas são geralmente anaeróbicos e fazem fermentação. Dessa forma não requerem oxigênio e a maioria não elimina CO 2, porque realizam a fermentação láctica, que não libera esse gás. Digestão e excreção - O tubo digestivo dos nematelmintos é completo, ou seja, possui um orifício de entrada de alimentos (a boca) e um outro orifício de saída de dejetos (o ânus) - são enterozoários completos. Na boca, podem ser encontradas placas cortantes semelhantes a dentes, com as quais os nematelmintos podem perfurar os tecidos de outros seres vivos. A faringe é musculosa e serve para esmagar os alimentos e também para dirigi-los para o intestino, que não possui qualquer musculatura. O alimento é completamente digerido pelas enzimas que atuam sobre ele no interior do tubo digestivo, e os nutrientes são passados para a cavidade do corpo para serem distribuídos pelas células. Os resíduos metabólicos são excretados a partir do líquido que ocupa o pseudoceloma, por meio de dois tubos longitudinais ligados por um menor, transversal. A distribuição desses tubos, no corpo, dá a eles o nome de tubos em H. Os dois ramos longitudinais do sistema se abrem em orifícios próximos da boca. Reprodução - A maioria das espécies são dióicas, (realizam fecundação interna), ocorrendo em algumas nítido dimorfismo sexual: normalmente os machos são menores que as fêmeas, apresentam espinhos copulatórios e possuem a cauda encurvada. Na cópula, os machos depositam os seus espermatozóides no poro genital das fêmeas. Os machos não possuem poro genital, e a saída dos espermatozóides ocorre pelo ânus. Também são características exclusivas dos nematódeos a ausência de células ciliadas e os espermatozóides amebóides, sem flagelo, deslocando-se por pseudópodos. A fecundação acontece dentro do corpo da fêmea (fecundação interna). Depois de fecundado, o zigoto se desenvolve dentro de um ovo com a casca resistente. Muitas espécies eliminam os ovos fecundados para o ambiente, onde as primeiras divisões se processam e o ovo se torna embrionado. O ciclo evolutivo pode ser direto ou indireto, dependendo da formação de larvas por dentro ou fora dos ovos. Filo Annelida. Vulgarmente chamam-se anelídeos (Annelida - latim annelus, pequeno anel) aos vermes segmentados - com o corpo formado por anéis - do filo Annelida como a minhoca e a sanguessuga. Existem mais de espécies destes animais em praticamente todos os ecossistemas, terrestres, marinhos e de água doce. Os anelídeos são animais triblásticos, ou seja, em seu desenvolvimento embrionário, formam-se três folhetos embrionários, que dão origem a todas as partes do seu corpo. São celomados (possuem uma cavidade corporal delimitada pelo mesoderma). Pelo celoma, circulam líquidos que facilitam a distribuição de materiais entre as várias partes do corpo. Na cavidade celomática, ficam alojados os órgãos do animal. Em toda a extensão do corpo,a maioria dos anelídeos apresenta cerdas, expansões de quitina que se projetam externamente à cutícula. Elas comportam-se como apêndices de locomoção ou de fixação ao substrato sobre o qual o animal se encontra apoiado. Ocorrem na água doce, salgada e solo úmido; podendo ser de vida livre, habitando galerias ou tubos. Os anelídeos de vida livre são encontrados no solo, na água doce ou em ambientes marinhos. Algumas espécies marinhas são fixas, habitando no interior de tubos calcários secretados pelo próprio verme. Outros se locomovem ativamente, explorando o ambiente à procura de alimento. Também podem ser ectoparasitas de vertebrados. A epiderme é constituída por epitélio simples, cilíndrico contendo células glandulares e sensoriais. Recobrindo-a encontramos uma cutícula permeável e não quitinosa. Anatomia - Os anelídeos são animais de corpo alongado, segmentado, triploblásticos, protostómios e celomados, ou seja, com a cavidade do corpo cheia de um fluído onde o intestino e os outros órgãos se encontram suspensos. Os oligoquetas e os poliquetas possuem celomas grandes, mas, Curso Pré-Vestibular de Nova Iguaçu

31 nas sanguessugas, o celoma está preenchido por tecidos e reduzido a um sistema de estreitos canais; em alguns arquianelídeos o celoma está completamente ausente. O celoma pode estar dividido numa série de compartimentos por septos. Em geral, cada compartimento corresponde a um segmento e inclui uma porção dos sistemas nervoso e circulatório, permitindo-lhes funcionar com relativa independência. A quantidade de cerdas classifica os anelídeos em três categorias. De acordo com o número e a distribuição das cerdas na superfície do corpo, os anelídeos são classificados em quatro classes: Archiannelida; Oligochaeta (poucas cerdas), Polychaeta (muitas cerdas) e Hirudinea (sem cerdas). CLASSE ARCHIANNELIDA - Inclui pequenos verme que vivem ao longo das praias marinhas. Possuem o corpo cilíndrico com segmentação externa pouco nítida; geralmente não apresentam parapódios, nem clitelo. CLASSE POLYCHAETA -São verme marinhos distintamente segmentados, apresentando na porção anterior do corpo uma cabeça nítida com apêndice sensitivo (tentáculos), e ao longo dos metâmeros numerosas cerdas implantadas em um par de parapódios laterais. Os sexos são separados, com fecundação externa fundindo-se óvulos e espermatozóides na água do mar. A evolução é indireta com um estágio larval trocófora de natação livre. Nutrição, digestão e excreção - O sistema digestivo é completo e apresenta forma tubular. Os poliquetos são carnívoros e possuem mandíbulas para a captura de alimentos, que muitas vezes são outros poliquetos. As minhocas nutrem-se de vegetais em decomposição no solo. Apresentam tiflossólis (prega intestinal) que tem como função, aumentar a área de absorção do intestino. As sanguessuga possuem ventosas por onde sugam o sangue de vertebrados, sendo ainda necrófagas e predadoras de minhocas. É constituído por unidades denominadas nefrídeos, que removem excretas do celoma e corrente sangüínea diretamente para o exterior. Cada segmento ou metâmero possui um par de nefrídeos. CLASSE HIRUDINEA - São vermes de água doce, mais conhecidos como sanguessugas. Vivem principalmente em brejos, sendo ectoparasitas hematófagos ocasionalmente do homem e dos animais domésticos. CLASSE OLIGOCHAETA - A minhoca (Pheretima hawayana) é o exemplo mais conhecido, e apresenta as seguintes características externa: Possui corpo cilíndrico e alongado, afilando nas extremidades; Lado dorsal, normalmente mais exposto; Apresenta cor de tonalidade marrom, com reflexos violeta; No lado ventral apresenta cor mais clara, chegando à tonalidade semelhante ao branco leitoso; Apresenta zona de crescimento próximo da extremidade posterior; Não apresenta cabeça diferenciada; No ultimo seguimento encontramos o ânus, em forma de fenda vertical. Sistema circulatório e respiratório - Consiste de uma série de tubos ou vasos sangüíneos (sistema circulatório fechado). O sangue é bombeado através de vasos sangüíneos para outros órgãos do corpo por cinco pares de arcos aórticos ou corações. O sangue é constituído por placas que contém amebócitos livres e hemoglobina dissolvida A respiração pode ser por meio de brânquias em alguns habitantes de tubos, ou pela epiderme onde o oxigênio penetra e é transportado pelo sangue para outras partes do corpo. De maneira semelhante o dióxido de carbono e é eliminado através da cutícula. Reprodução - A forma de reprodução dos anelídeos varia de espécie para espécie, podendo ser tanto assexuada como sexuada. Embora as minhocas sejam animais hermafroditas, são necessárias duas minhocas para a reprodução. Elas se unem de forma a ficarem os poros masculinos de uma encostados aos receptáculos seminais de outra, possibilitando, assim, a fecundação dos óvulos pelos espermatozóides. Filo Mollusca Os moluscos (latim científico: Mollusca = mole.) constituem um grande filo de animais invertebrados, marinhos, de água doce ou terrestres, que compreende seres vivos como os caramujos, as ostras e as lulas Caderno 3 31

32 Tais animais têm um corpo mole e não-segmentado, muitas vezes dividido em cabeça (com os órgãos dos sentidos), um pé muscular e um manto que protege uma parte do corpo e que muitas vezes secreta uma concha. A maior parte dos moluscos são aquáticos, mas existem muitas formas terrestres como os caracóis. Os moluscos são variados e diversos, incluindo várias criaturas familiares conhecidas pelas suas conchas decorativas ou como marisco. Variam desde os pequenos caracóis e amêijoas até ao polvo e à lula (que são considerados os invertebrados mais inteligentes). A lula-gigante é possivelmente o maior invertebrado, e, excetuando as suas larvas e, para além de alguns espécimes jovens recentemente capturados, nunca foi observada viva. A lula-colossal poderá ser ainda maior. - Anatomia - Por todo o filo a estrutura do corpo é similar. Tem simetria bilateral, todos os organismos das diversas classes possuem uma cabeça para alimentação, um pé ventral e muscular usado para movimentação e víceras que compõem o resto do corpo acima do pé. As víceras também contêm órgãos internos que acomodam a cavidade do manto de onde todo o lixo é excretado. Os moluscos são divididos em 8 (oito) classes, mas apenas 3 (três) possuem importância geológica. Estes são os bivalves, os cefalópodes e os gastrópodes. - Bivalves: apresentam duas valvas interligadas por fortes músculos formando a sua concha, seu corpo mole fica protegido no interior destas valvas. Não apresentam cabeça e seu pé se expande para fora ou se recolhe completamente quando ele se fecha. São chamados de animais filtradores, já que retiram da água as partículas de alimento e o oxigênio que circula entre as suas brânquias. São exemplos mariscos, lepas e ostras Gastrópodes: apresentam uma única concha e seu corpo é mole, mas apresenta uma forte musculatura que o ajuda a se locomover. Seu sistema digestivo é bem desenvolvido e apresentam um par de tentáculos na cabeça com olhos nas pontas. A boca apresenta uma mandíbula e a rádula usada para ralar o alimento, seu pulmão é em forma de câmara. São exemplos de gastrópodes a lesmas, o caracol e o caramujo. - Cefalópodes: O aspecto de seu corpo justifica seu nome, os pés na cabeça. Apresenta uma concha interna no interior do corpo. A massa visceral é na realidade a cabeça e os pés são modificados em tentáculos. Estes animais se locomovem auxiliados pelo movimento da água que passa por um tubo ou sifão que fica junto à cabeça. São carnívoros e a sua respiração é branquial. Apresentam ventosas para fixação nos tentáculos. São exemplos o polvo, a lula, o Nautilus e o Argonauta. Digestão e excreção - Possuem sistema digestivo completo (da boca ao ânus). Os gastrópodes os cefalópodes apresentam uma estrutura chamada rádula, formada por dentículos quitinosos que raspam o alimento. Os bivalves apresentam um estilete cristalino, responsável por colaborar na digestão ao libertar enzimas digestivas. Sistema circulatório - O sistema circulatório é aberto, com exceção dos cefalópodes, que exigem alta pressão por se locomoverem rapidamente. Reprodução - A grande maioria dos moluscos apresenta os sexos separados, com fecundação externa nos animais aquáticos. Algumas espécies, no entanto, apresentam fecundação interna ou metamorfose. Exercícios 01)(PUC-SP) O doente que apresenta cisticercose: a) foi picado por Triatoma. b) nadou em água com caramujo contaminado. c) andou descalço em terras contaminadas. d) comeu carne de porco ou de vaca com larvas de tênia. e) ingeriu ovos de tênia. 02)(VUNESP) Na questão abaixo, relativa às verminoses, são feitas as seguintes afirmações. I - Andando descalço, o homem pode adquirir a ancilostomose. II - Comendo carne crua de porco, o homem pode adquirir a cisticercose cerebral. III - Elefantíase, doença de Chagas e malária são doenças transmitidas por insetos. Assinale: a) se I e II estiverem corretas d) se apenas II estiver correta. b) se I e III estiverem corretas e) se I, II e III estiverem corretas. c) se II e III estiverem corretas. 03)(UFU-MG) Analise as seguintes medidas profiláticas: I - Uso de sapatos e eliminação higiênica das fezes humanas. II - Cozinhar totalmente a carne de porco. III - Destruição de caramujos planorbídeos. As medidas I, II e III previnem, respectivamente: a) o amarelão, a teníase e a esquistossomose. b) a ascaridíase, a cisticercose e a esquistossomose. c) a ascaridíase, a esquistossomose e a cisticercose. d) o amarelão, a cisticercose e a esquistossomose. e) a elefantíase, a teníase e a barriga-d água. 04)(UNICAMP-SP) Os parasitas podem alcançar o organismo humano de várias maneiras. Trichomonas vaginalis, Plasmodium falciparum e Schistosoma mansoni são exemplos representativos de três destas maneiras. Explique, resumidamente, cada uma das três. 05)(UFF-RJ) No Brasil, a esquistossomose encontra-se em franca expansão, com focos surgindo nas cidades do sul e noroeste de Minas Gerais. Esta doença tem no homem seu principal hospedeiro definitivo, sendo que as modificações ambientais, introduzidas pelo mesmo, favorecem a sua proliferação. Quais as medidas profiláticas disponíveis no combate a esta parasitose? Curso Pré-Vestibular de Nova Iguaçu

33 06)(UNICAMP) Uma das maneiras de diagnosticar parasitoses em uma pessoa é através do exames de fezes. As parasitoses abaixo podem ser diagnosticadas por este exame? Justifique sua resposta em cada: a)esquistossomose; b)ascaridíase; c)doença de Chagas. 07)(FAAP) Em que doenças parasitárias: a) o verme adulto vive, preferencialmente, no sistema linfático humano? b) a larva do parasita passa pelo meio aquático, após sair do caramujo? Filo Echinodermata O filo Echinodermata (do grego echínos, espinho, e derma, pele) reúne animais invertebrados exclusivamente marinhos, que podem ser encontrados em praias e costões rochosos. A característica mais marcante do grupo é a sua simetria radial pentameral, ou seja, quando adulto o corpo geralmente pode ser dividido em cinco partes ao redor do eixo central. Entretanto, as larvas apresentam simetria bilateral. Os equinodermos apresentam esqueleto interno que comumente porta espinhos que dão a superfície corporal uma aparência verrugosa ou espinhosa, por isso o nome equinodermo. Os equinodermos apresentam celoma espaçoso e não apresentam órgãos excretores, os tratos reprodutivos são muito simples, pois não há cópula e a fertilização é geralmente externa na água marinha. Assim como os cordados, os equinodermos são animais deuterostômicos, ou seja, o ânus é o primeiro orifício a surgir no tubo digestivo, a partir do blástoporo. Os echimodermatas mais conhecidos são as estrelas-do-mar, ouriços-do-mar, e pepinos-do-mar (fig.1). Classe Crinoidea (lírio-do-mar): têm corpo em forma de cálice de onde saem os cinco braços que podem se ramificar em dois. Classe Ophiuroidea (serpente-do-mar): possuem cinco braços que saem do disco, os braços têm duas fileiras de placas laterais com espinhos. A boca fica na superfície ventral do corpo e não possuem ânus. A locomoção é por meio de movimentos ondulantes dos braços. Fisiologia e anatomia dos equinodermos - Os Echinodermatas são animais triblásticos, celomados e dotados de endoesqueleto de origem mesodérmica. A maioria desses animais possui espinhos articulados, ligados ao esqueleto e recobertos por uma fina epiderme. Emergindo de orifícios do endoesqueleto há centenas de estruturas tubulares, finas e flexíveis os pés ambulacrais que estão relacionados à movimentação (fig.2). Fig.2: Estrela-do-mar, no detalhe a esquerda esta mostrando os pés ambulacrais. Nutrição e digestão e excreção - O sistema digestivo é completo, exceto nos ofiúros que não apresentam ânus. As estrelasdo-mar são carnívoras e predadoras, seu alimento preferido são as ostras. Apesar da potente musculatura das ostras, as estrelasdo-mar conseguem abrir-lhe as valvas, introduzir seu estômago e lançar enzimas, ocorrendo digestão externa. Os ouriços-do-mar alimentam-se de algas, que são trituradas pelos cinco dentes calcários que apresentam. Os equinodermos não possuem um sistema excretor definido, lixos metabólicos são removidos por difusão direta ou transferidos via celomócitos através de certas partes do corpo como, por exemplo, pés ambulacrais, brânquias. Fig.1: Alguns representantes do filo Echinodermata. Classificação dos Equinodermos O filo Echinodermata é dividido em cinco classes: Asteroidea, Echinoidea, Holoturoidea, Crinoidea e Ophiuroidea. Classe Asteroidea (estrela-do-mar): são achatados dorsoventralmente e em forma de estrela, o corpo apresenta disco central com cinco ou mais braços radiais. A boca esta localizada na superfície ventral do corpo, onde estão presentes também os pés ambulacrais usados na locomoção. Classe Echinoidea (ouriço-do-mar e bolacha-do-mar): apresentam corpo circular ou achatado (bolacha), sem braços, a locomoção é feita pelo movimento dos espinhos e dos pés ambulacrais. Apresentam, na região ventral, uma boca com cinco dentes pontudos para raspar as rochas e retirar alimento. Classe Holothuroidea (pepino-do-mar): possuem corpo alongado em forma de salsicha, sem braços. A boca é rodeada por pequenos tentáculos e localiza-se em pólo oposto ao do ânus. A locomoção também é feita por pés ambulacrais. Fig.3: Anatomia interna de um ouriço-do-mar. Sistema respiratório - A respiração ocorre por meio de brânquias. O gás oxigênio absorvido difunde-se para o líquido celômico, por aonde chega a todas as partes do corpo. Além da participação nas trocas gasosas entre a água e o fluido celômico, as brânquias também participam da eliminação das excreções. Sistema nervoso e sensorial - O sistema nervoso consiste de um anel nervoso situado em torno da boca. O sistema sensorial é reduzido e tem poucos receptores químicos e táteis localizados ao redor da boca e nos pés ambulacrais Caderno 3 33

34 Sistema ambulacral ou hidrovascular - Esse sistema é exclusivo dos equinodermos e consiste em um conjunto de tubos e ampolas cheios de água do mar e funciona pela pressão de água em seu interior. O sistema hidrovascular pode ter função de locomoção, aquisição de alimento, sensação, excreção, transporte de nutriente e respiração. Reprodução - São animais de sexos separados, dióicos, e de fecundação externa. Os órgãos sexuais são simples, existindo geralmente apenas gônadas sem ductos genitais que se localizam na cavidade celômica. O desenvolvimento é indireto, aparecendo em cada classe um tipo característico de larva. A simetria é bilateral nas larvas, passando a radial nos animais adultos. Alguns echinodermatas como as estrelas-do-mar têm a capacidade de regenerar partes perdidas do corpo. Questões de vestibular 1- (Cesgranrio). O sistema hidrovascular exclusivo de um determinado filo de invertebrados desempenha funções de locomoção, fixação e captura de alimento, além de contribuir decisivamente na respiração e na excreção. O filo a que se refere à descrição acima é: a) Nemathelminthes b) Arthopoda c) Echinodermata d) Annelida 2- (UEBA). Nas colunas abaixo, I, II, III, IV correspondem a grupos de invertebrados e, a,b,c, d, a estruturas características desses grupos. Moluscos Anelídeos Artrópodes Equinodermos a) Exoesqueleto quitinoso b) Sistema ambulacrário c) Clitelo d) Manto Assinale a alternativa que associa corretamente as duas colunas. a) Ia, IId, IIIc, IVb b) Ib, IIc, IIId, IVa c) Ic, IIa, IIIb, IVd d) Id, IIb, IIIa, IVc e) Id, IIc, IIIa, IVb etc), Atelocerata (inclui os Insetos - como besouros, barata, etc, e os Myriapodas como os Quilópodes: lacraias, e os Diplópodes: gongolos ou piolhos de cobra). As principais características consideradas nessa classificação são a organização corporal, o número e os tipos de apêndices articulados e a presença e o número de antenas. Abaixo podemos ver as principais classes de artrópodes com as características e os exemplos mais importantes: Classes Subfilo Chelicerata Exemplos: aranha, escorpião e carrapato; Corpo: Prossoma e opistossoma; Patas: Quatro pares no prossoma; Antenas: Ausentes; Respiração: Traqueal ou filotraqueal; Excreção: Glândulas coxais e túbulos de Malpighi; Habitat mais comum: Terrestre. Subfilo Atelocerata Exemplos: formiga, abelha, gafanhoto, etc; Corpo: Cabeça tórax e abdômen; Patas: Três pares no torax; Antenas: Um par; Respiração: Traqueal; Excreção: Túbulos de Malpighi (lançam excretas no intestino); Habitat mais comum: Terrestre. Filo Arthropoda O filo Arthopoda (do grego árthron, articulação, e podós, perna) tem um vasto conjunto de animais. A grande diversidade de adaptação dos artrópodes tem lhes permitido sobreviverem praticamente todos os habitats e são, talvez, os animais que invadiram o habitat terrestre com mais êxito. As principais características desses animais são o exoesqueleto quitinoso que cobre todo o corpo, patas articuladas, e sistema circulatório aberto. Ao crescer, eles fazem a muda que nada mais é do que abandonar o esqueleto velho e pequeno e fabricar outro, novo e maior. Este fenômeno ocorre várias vezes para que o animal possa chegar à fase adulta. Classificação dos Artrópodes O filo Arthropoda é dividido nos seguintes subfilos: Chelicerata (aranhas, ácaros, escorpiões, etc.), Crustacea (camarões, siris, lagostas, 34 Subfilo Crustacea Exemplos: Camarão, lagosta, siri, etc. Corpo: Geralmente cefalotórax e abdômen; Patas: Variável; Antenas: Dois pares; Respiração: Branquial; Curso Pré-Vestibular de Nova Iguaçu

35 Excreção: Glândulas verdes ou glândulas antenais; Habitat mais comum: aquático. Subfilo Myriapoda Classe Chilopoda Exemplo: Lacraia; Corpo: cabeça e corpo (vermiforme); Patas: Um par por segmento; Antenas: Um par; Respiração: Tranquial; Excreção: Túbulos de Malpighi Habitat mais comum: Terrestre. Fisiologia e Anatomia dos artrópodes - Os artrópodes são invertebrados com corpo metamerizado, ou seja, dividido em segmentos, a metameria na maioria dos casos é evidente somente nas fases embrionárias. Eles são triblástico, celomado e apresentam simetria bilateral. O corpo desses animais é constituído por três partes básicas: cabeça, tórax e abdome. Nos crustáceos e aracnídeos a cabeça e o tórax são fundidos originando o cefalotórax. Os artrópodes apresentam apêndices corporais articulados, especializados em várias funções, como andar, nadar, obter alimento, perceber estímulos químicos ou mecânicos, copular, etc. O exoesqueleto é constituído de proteínas e do polissacarídeo quitina. Sua função é proteger os órgãos internos e fornecer apoio rígido para a fixação da musculatura, o que permite grande eficiência na movimentação. Classe Diplopoda Exemplo: Gongôlo; Corpo: cabeça e corpo (vermiforme); Patas: Dois pares por segmento; Antenas: Um par; Respiração: Tranquial; Excreção: Túbulos de Malpighi Habitat mais comum: Terrestre. Muda ou ecdise e crescimento - Para crescer, um artrópode precisa abandonar o seu exoesqueleto antigo e produzir outro maior, ajustando ao novo tamanho do corpo. Esse fenômeno denominado de ecdise ocorre periodicamente ao longo da vida do animal (fig.1). Durante a muda, a epiderme se solta do exoesqueleto e produz um novo, o exoesqueleto velho se rompe ao longo de linhas predeterminadas e o animal sai do envoltório antigo. Depois da muda o exoesqueleto novo é mole e maleável e se estira para se adaptar ao novo tamanho do animal. Esse estiramento ocorre devido à pressão de crescimento dos tecidos e também pela absorção de água ou ar pelo animal. O estágio entre as mudas (instars) e a duração aumenta à medida que o animal envelhece. A muda está sobre controle hormonal, quando o exoesqueleto endurece o crescimento do animal cessa. Sistema muscular - A musculatura dos artrópodes é bem desenvolvida.os músculos se fixam na parte interna do exoesqueleto e funcionam em antagonismo, a atuação dos músculos antagônicos que permite a grande variedade e eficiência dos movimentos dos artrópodes Caderno 3 35

36 Sistema circulatório - O sistema circulatório dos artrópodes é do tipo aberto ou lacunar. O coração é encontrado na região dorsal, que bombeia o sangue, ou hemolinfa, através das artérias. Estas se abrem em espaços entre os tecidos, hemocelas ou lacunas sanguíneas. Das lacunas a hemolinfa retorna ao coração através das veias. Alguns insetos apresentam corações acessórios, para bombear o sangue para extremidades do corpo, particularmente para as asas. A função da hemolinfa varia nos diferentes artrópodes: a. Crustáceos Além de transportar nutrientes e excreções celulares, apresentam pigmentos respiratórios que transportam gases. b. Insetos transportam apenas nutrientes e excreções. Os gases circulam em uma rede separada, que fica em comunicação direta com o ar. Sistema respiratório - O sistema respiratório varia de acordo com o grupo de artrópodes, refletindo a adaptação aos diversos ambientes. 36 Questões de Vestibular 1- (UFF 99). No gráfico a seguir, uma das curvas ilustra o crescimento dos artrópodes e a outra, o dos demais animais. a) Observe as curvas indicadas por I e II e assinale, nos parênteses correspondentes, toda alternativa que se refere, corretamente, ao crescimento dos artrópodes. ( ) A curva II corresponde ao crescimento dos artrópodes, pois revela etapas de crescimento rápido e de não crescimento. ( ) A curva I está relacionada aos artrópodes pois, por possuírem exoesqueleto rígido, têm o crescimento lento e gradativo ao longo do tempo. ( ) A curva II corresponde ao crescimento dos artrópodes, pois no gráfico está representada a ocorrência de ecdises. b) Explique cada escolha feita no item anterior. 2- (UFRJ 2000). Para alguns cientistas os artrópodes teriam surgido a partir dos anelídeos. Os peripatos (Peripatus) seriam os representantes atuais dos possíveis ancestrais dos artrópodes, uma vez que reúnem características dos anelídeos e dos artrópodes. Os peripatos apresentam corpo vermiforme, são dotados de traquéias, possuem nefrídios, têm circulação aberta e cutícula de quitina. Quais dessas características são próprias dos anelídeos e quais características pertencem aos artrópodes? 3-(UFRJ 2002). Os insetos possuem sistema circulatório aberto e em sua hemolinfa não existem pigmentos como a hemoglobina ou a hemocianina _ pigmentos responsáveis pelo transporte de oxigênio em outros animais. A maioria dos insetos é capaz de voar por períodos longos, o que implica necessariamente grande esforço muscular associado a um consumo elevado de oxigênio. Explique como é possível para os insetos, na ausência de pigmentos transportadores, obter o oxigênio necessário ao vôo. Metazoa (cordados) Os cordados (latim científico: Chordata) constituem um filo animal que compreende os anfioxos, os tunicados e os vertebrados, que são dotados, ao menos durante uma das fases de suas vidas, de uma notocorda, fendas branquiais na faringe e de um cordão nervoso completo, e uma cauda muscular que se estende para trás do ânus. Alguns cientistas argumentam que a verdadeira característica de qualificação desse grupo devem ser as fendas branquiais. O filo chordata é subdividido em quatro subfilos: Urochordata, Cephalochordata, Myxini e Vertebrata. No subfilo Urochordata, as larvas têm notocórdio e tubos neurais, desaparecendo ambas no estado adulto. Os Cefalocordados têm notocórdio e tubo neural, mas sem vértebras. Nos vertebrados,exceto nos peixes-bruxa, o notocórdio foi substituído por uma coluna vertebral óssea. São animais triblásticos, enterocelomados, deuterostômios, com segmentação heterônoma, esqueleto interno. Os cordata e dois filos aparentados, os hemichordata e os echinodermata, se unem no grupo dos deuterostômios, um superfilo. Todos os Chordata têm: - Uma notocorda ao menos no início da vida. - Uma cauda que se estende além do seu ânus. - Uma corda dorsal completa. - Estruturas na faringe. O filo Chordata tem dez classes extintas: uma no subfilo Urochordata, um no subfilo Cephalochordata, e oito no subfilo Vertebrata. A classificação tradicional dos vertebrados contém uma larga variedade de grupos parafiléticos que, nos novos sistemas taxonômicos, foram consideravelmente alterados, devido a novos dados filogenéticos. Outros grupos usados frequentemente (em ordem alfabética): - Agnatha vertebrados sem mandíbula - Amniota répteis, aves e mamíferos. - Anapsida - tartarugas - Archosauria crocodilos, aves, dinossauros, etc. - Craniata - vertebrados e enguias-de-casulo - Diapsida - lepidossauros e arcossauros - Dinosauria - dinossáurios, incluindo, por vezes, aves - Gnathostomata vertebrados com mandíbula - Lepidosauria lagartos e cobras - Lissamphibia salamandras (Caudata), sapos (Anura) e cobrascegas. - Osteichthyes peixes ósseos: actinopterígeos e sarcopterígeos na análise cladística, inclui todos os Tetrápodes (Tetrapoda) - Sarcopterygii peixes com barbatanas lobadas, como o celacanto e o peixe-pulmonado, na análise cladística, inclui todos os Tetrápodes (Tetrapoda). - Synapsida mamíferos e outros animais aparentados, extintos. - Tetrapoda vertebrados com quarto membros (ou descendentes de animais com quatro membros, como as cobras). Curso Pré-Vestibular de Nova Iguaçu

37 4) Os cordados vertebrados atuais são representados pelos Agnatha, Chondricthyes, Osteichtyes, Amphibia, Reptilia, Aves e Mammalia. Assinale a(s) alternativa(s) correta(s) sobre esses animais. (001) Os peixes cartilaginosos são desprovidos de escamas, a fecundação é interna e o seu desenvolvimento é indireto. (002) As lampreias, bem como a maioria dos peixes ósseos, apresentam válvula espiral no interior do intestino. (004) Os anfíbios geralmente apresentam fecundação externa, desenvolvimento indireto na maioria das espécies e a respiração pode ser branquial, cutânea ou pulmonar. (008) Os répteis, possuem respiração pulmonar, fecundação interna e desenvolvimento direto. (016) As aves adultas fazem muda das penas a cada três anos, apresentam ossos pneumáticos e os sacos aéreos não estão conectados aos pulmões. (032) A maioria das espécies de mamíferos apresenta um par de glândulas mamárias na região torácica, e todas são placentárias. Questões de Vestibular 1) Considerar os seguintes três grupos de animais, abaixo relacionados, e suas características. I - Marsupiais da Austrália têm formas adaptadas a correr, cavar, pular, trepar ou plantar. II - Vertebrados marinhos, como tartarugas, golfinhos e tubarões, têm forma e extremidades do corpo adaptadas a natação. III - Tatus, tartarugas e muitos gastrópodes têm carapaças ou conchas adaptadas a protegê-los, inclusive de predadores. Dos grupos acima, exemplifica(m) uma irradiação adaptativa apenas: a) I b) II c) III d) I e II e) II e III 2) O filo dos Cordados compreende quatro subfilos: Hemicordados, Urocordados, Cefalocordados e Vertebrados. Os três primeiros são, costumeiramente, agrupados sob a designação de Protocordados. A notocorda existe: a) Somente na fase embrionária dos vertebrados e durante toda a vida dos Protocordados. b) Na fase adulta dos Vertebrados e na vida embrionária dos Protocordados. c) Nos embriões de todos os Cordados e no estágio adulto de apenas alguns Protocordados. d) Durante toda a vida dos Cordados. e) Somente na fase embrionária dos Cordados. Reino Plantea Classificação das Plantas: As plantas são divididas em dois grupos: as fanerógamas e as criptógamas. Fanerógramas São plantas com sementes, por meio das quais elas se reproduzem também chamadas espermatófitas ou espermáfitas. Possuem raiz, caule, folhas e sementes. Algumas tem folhas e frutos, outras não. Um exemplo desse grupo são: a mangueira, o pinheiro, o capim, a roseira, a alface, o agrião, a mandioca, etc. As fanerógamas dividem-se em dois subgrupos: Angiospermas: são plantas que possuem frutos. Exemplos: limoeiro, tomateiro, pessegueiro. É o grupo vegetal mais bem adaptado ao planeta. São plantas que possuem raiz, caule, folhas, flores, frutos e sementes. A flor é a estrutura reprodutiva dessa plantas. Nela, encontramos o ovário e os óvulos. Após a fecundação, os óvulos se transformam em fruto. Os frutos auxiliam a dispersão das sementes, mesmo quando alguns animais, como aves e mamíferos, os ingerem. Nesse caso, a casca impede a digestão da semente, a semente é depositada, com fezes do animal, longe da planta-mãe. A semente germina e da origem a uma nova planta. Nas sementes, existe uma estrutura chamada cotilédone. Com base nessa estrutura, as angiospermas são divididas em duas classes: Monocotiledôneas: plantas em cujas sementes há apenas um cotilédone. Exemplos: lírios, orquídea e milho. 3) Uma evolução importante dos répteis em relação aos anfíbios, na conquista do hábitat terrestre, é o fato de os répteis possuírem: a) queratinização da camada superficial da epiderme b) coração dividido em quatro cavidades c) ovos com casca dura e com pouco vitelo d) respiração pulmonar e)fecundação interna e desenvolvimento interno do ovo Caderno 3 37

38 Dicotiledôneas: plantas em cujas sementes há dois cotiledôneas. Exemplos: rosa, girassol e feijão. CICLO NAS BRIÓFITAS 38 Gimnospermas: são plantas sem frutos. Tem folhas pequenas e pontiagudas. O grupo de gimnospermas mais conhecido é o das coníferas. Exemplos: pinheiro, o cipestre, e a sequóia. As gimnospermas possuem estruturas especiais de reprodução chamadas estróbilos, ou cones (daí o nome colíferas). Algumas espécies apresentam árvores só com estróbilos masculinos e árvores só com estróbilos femininos. Na maioria os estróbilos femininos e masculinos se encontram nas mesmas árvores. Quando o estróbilo masculinos se abre, ele libera grande quantidade de grãos de pólen. Os grãos de pólen são as estruturas reprodutora masculina, que contém a célula sexual. Levados pelo vento, os grãos de pólen vão fecundar os óvulos nos estróbilo feminino. Os óvulos fecundados desenvolvem-se dando origem às sementes, que no pinheiro-do-paraná, recebem o nome de pinhão. As sementes permanecem protegidas nos estróbilos femininos, que passam a ser denominados pinhas. Ao amadurecer, a pinha se abre liberando as sementes. Estas ao germinar darão novas plantas. Criptógamas São plantas que não possuem sementes, nem flores e frutos. Algumas não possuem raiz, nem caule, nem folhas verdadeiras; outras são formadas apenas por um talo. São exemplo desses grupos as algas, os musgos ( briófitas) a avenca e a samambaia (pteridófitas). Briófitas: compreendem os musgos e as hepáticas. São vegetais extremamente pequenos, sendo formados por rizóides, caulóides e filóides. São plantas avasculares (sem condutores de seiva ou alimento). Pteridófitas: compreendem samambaias e avencas. São os primeiros vegetais vasculares. Possuem o corpo dividido em raiz, caule e folhas. BRIÓFITAS Primeiros vegetais que se adaptaram à vida terrestre, apresentando tecidos verdadeiros, porém não possuem tecidos de condução (são avasculares) ou flores. Seus órgãos reprodutores são os anterídios e os arquegônios, que são protegidos pela epiderme. Uma característica importante é que apresentam uma alternância obrigatória de gerações em que a fase haplóide ou gametofítica (protonema) é perene e tem vida relativamente longa, enquanto que a fase diplóide, o esporófito é pequeno e tem vida curta, vivendo como um parasita sobre o gametófito. São os musgos e as hepáticas. Veja abaixo o ciclo de vida de uma Briófita. A parte sombreada representa a fase de vida haplóide, também chamada de geração gametofítica ou gametófito, começa com a meiose, onde são produzidos esporos haplóides. Estes esporos germinam e dão origem a uma estrutura denominada protonema (n), que forma estruturas parecidas com folhas: os filóides (n). Nas extremidades destes filóides são formados os órgãos reprodutores masculinos (anterídios) e femininos (arquegônios). O anterídio forma um gameta flagelado que depende de uma gota de água para nadar até o gameta feminino, que se encontra no arquegônio. Após a união dos gametas(fecundação), forma-se uma estrutura diplóide - o esporófito, ou geração esporofítica- com vida curta, que produz em sua extremidade uma cápsula(2n) onde ocorre meiose, produzindo esporos, (haplóides) e o ciclo recomeça. PTERIDÓFITAS As pteridófitas (samambaias e plantas afins) constituem um grupo de plantas relativamente importantes, estimando-se o total de espécies no mundo como sendo (há quem estime a espécies), das quais cerca de ocorrem nas Américas. Destas, cerca de 30% podem ser encontradas no território brasileiro, que abriga inclusive um dos centros de endemismo e especiação de pteridófitas do Continente. São vegetais terrestres, com tecidos verdadeiros, inclusive os de condução. Foram os primeiros vegetais a formarem grandes florestas que dominaram a terra. Seus fósseis deram origem à hulha ou carvão mineral. Também não têm flores e seus órgãos reprodutores também são os anterídios e arquegônios. Possuem alternância de gerações obrigatória onde, ao contrário das Briófitas, a fase perene e mais desenvolvida é o esporófito, formado por raízes, caules e Curso Pré-Vestibular de Nova Iguaçu

39 folhas; a fase gametofítica (protalo) é pequena e tem vida curta. Isso é o que veremos mais tarde. No caso das samambaias, uma das características é o desenvolvimento das frondes (folhas) a partir de uma estrutura em que os órgãos em desenvolvimento se encontram espiralados, formando o que se chama de báculas. Na figura acima, vemos frondes em desenvolvimento apresentando báculas nos ápices. Visto que as pteridófitas no seu ciclo de vida necessitam de água livre que permita a natação do anterozóide até o arquegônio, de uma maneira geral, devemos procurá-las em ambientes ou substratos que possam reter água ao menos parte do tempo. Isto pode parecer uma séria restrição, mas na prática podemos encontrar representantes deste grupo nos mais diversos hábitats, inclusive nas caatingas nordestinas, se bem que neste caso apenas algumas espécies é que estão adaptadas a ocorrer em tal ambiente. CICLO NAS PTERIDÓFITAS ça pela formação de esporos haplóides que caem no chão e germinam. Ao germinar o esporo dá origem a uma pequena lâmina em forma de coração - o protalo - onde são produzidos os órgãos reprodutores os anterídios e os arquegônios. Aqui também o gameta masculino, produzido no anterídio, precisa de uma gota de água para atingir o gameta feminino localizado dentro do arquegônio. Esta é a geração gametofítica, pois forma gametas. Ao se fundirem os gametas, começa a fase de vida diplóide - esporófito - formado por raízes, caules e folhas. Na face inferior de algumas folhas formam-se conjuntos de esporângios, os soros, onde as células mãe de esporo, diplóides, sofrem meiose, produzindo esporos haplóides, que ao germinarem vão produzir um novo protalo, recomeçando o ciclo. Algumas Pteridófitas são heterosporadas e produzem dois tipos de esporos que dão origem a dois tipos de protalo: o megaprotalo (feminino) que produz arquegônios e o microprotalo (masculino) que produz anterídios. Aqui também o gameta masculino (anterozóide) precisa de uma gota de água para nadar até o gameta feminino. GIMNOSPERMAS Primeiros vegetais a apresentarem flores, que são incompletas e não formam ovário. Por isso mesmo produzem sementes nuas, sem frutos. Sua inflorescência é chamada de estróbilo. Há anterozóides ou núcleos masculinos e neste caso não dependem mais de qualquer líquido para a fecundação (sifogamia). Compreendem as árvores monopodiais, com crescimento terminal, arbustos e também lianas com flores desprovidas de envoltório protetor ou perianto. Apenas numa de suas ordens, a das Gnetales, podem aparecer 2 a 4 folhas brasais ou brácteas. O transporte do pólen é pelo vento. Há poliembrionia, e as sementes possuem endosperma primário, haplóide. As mais conhecidas são as coníferas (pinheiros, cedros, ciprestes). CICLO DAS GIMNOSPERMAS Aqui, a fase de vida haplóide (gametófito), também mostrada em sombreado, é que é pequena e tem vida curta, enquanto que a fase diplóide(esporófito) é permanente e tem vida longa. O ciclo come- Acima vemos o ciclo da gimnosperma Pinus.A reprodução das gimnospermas é bastante diferente das briófitas e pteridófitas. As gimnospermas tem estróbilos (flores) e ainda formam arquegônios. Há anterozóides ou núcleos masculinos e neste caso não dependem mais de qualquer líquido para a fecundação (sifonogamia). Há poliembrionia e as sementes possuem endosperma primário, haplóide Caderno 3 39

40 ANGIOSPERMAS Angiospermas são vegetais cujos óvulos estão encerrados no interior do ovário e que, consequentemente tem suas sementes encerradas no interior dos frutos (angios=vasos e sperma=semente). São plantas extremamente importantes, principais produtores dos ecossistemas terrestres, servindo para alimentação (cenoura, alface, mamão, feijão), aplicações industriais (jacarandá, algodão), ornamentação (orquídea) e fabricação de produtos farmacêuticos (camomila). Se dividem em dois grupos: Monocotiledôneas e Dicotiledôneas, cujas características são: Monocotiledôneas Um cotilédone na semente Dicotiledôneas Dois cotilédones na semente 40 Raízes fasciculadas com células com reforço em u na endoderme. Geralmente não engrossam. Caules com estrutura astélica (atactostélica), com feixes condutores em que o xilema e o floema não estão separados pelo câmbio(colaterais fechados), e por isso, salvo raras exceções, não engrossam. Folhas com nervuras pararelas, estômatos nas duas epidermes (anfiestomáticas), mesófilo indiferenciado ou simétrico. Flores geralmente homeoclamídeas (com perigônio formado por sépalas) e trímeras. CICLO NAS ANGIOSPERMAS Raízes axiais com estrias de Caspari nas células da endoderme. Geralmente engrossam Caules com estrutura eustélica, com feixes de condutores em que o xilema e o floema estão separados pelo câmbio. Normalmente engrossam. Folhas com nervuras ramificadas (reticuladas ou peninervas), estômatos apenas na epiderme inferior (hipoestomáticas). Flores heteroclamídeas (com perianto formado por sépalas e pétalas diferentes). Dímeras, tetrâmeras ou pentâmeras. O processo reprodutivo das angiospermas é algo mais elaborado do que o das coníferas. A planta adulta representa a geração esporofítica. A flor contém pistilo e estames, que produzem os esporos masculinos e femininos. O esporo masculino é produzido na antera, que fica na extremidade superior do estame. Este esporo desenvolve-se formando o grão de pólen. O pistilo compõem-se de três partes: o estigma (extremidade superior), estilo ou estilete e o ovário. No interior do ovário localizam-se os óvulos que abrigam o esporo feminino. Ã medida que a flor se desenvolve, o esporo feminino se transforma em gametófito, sendo uma das células a célula-ovo (oosfera). O pólen é levado pelo vento, inseto ou outros, até o estigma, onde fica retido por uma secreção. Começa a formarse um tubo que penetra no estilo e se alonga até encontrar o ovário. Um núcleo do tubo abre o caminho seguido por dois núcleos gaméticos. Ao atingir o óvulo, o conteúdo do tubo é descarregado. Um dos núcleos gaméticos une-se ao óvulo, produzindo o zigoto, enquanto o outro se une aos dois núcleos polares, iniciando a formação do tecido chamado endosperma. Após a fertilização, o gametófito feminino contribui para formar a semente. A parede do ovário começa então a crescer, pois as células aumentam de número e vão ficando repletas de substâncias açucaradas. Juntas, a semente e a parede madura do ovário constituem o fruto. Ele oferece proteção à semente até a maturidade e são apetitosos aos animais que ajudam na dispersão das sementes. Questões de Vestibular 1) A polinização é um processo essencial à reprodução sexuada de plantas. Nesse processo, além dos vetores responsáveis pelo transporte, estão envolvidas as seguintes estruturas das plantas: antera, pólen e estigma. Assinale a alternativa CORRETA. a) A antera, produzida pelo pólen, é levada para o estigma. b) O pólen, produzido pelo estigma, é levado para a antera. c) O estigma, produzido pela antera, é levado para o pólen. d) O estigma, produzido pelo pólen, é levado para a antera. e) O pólen, produzido na antera, é levado para o estigma. 2) Na conquista do meio terrestre pelos vegetais, as adaptações referentes à reprodução foram fundamentais. No contexto da propagação dos gametas, indique se são as Angiospermas ou as Pteridófitas as que apresentam menor dependência da água. Justifique sua resposta. 3) (UFPB) Entre as adaptações dos vegetais à vida terrestre, uma das mais importantes está relacionada com o desenvolvimento da reprodução sexuada independente do meio aquático. Sob este aspecto, os vegetais terrestres que conseguiram superar a dependência da água para a fecundação dos gametas foram apenas as: a) pteridófitas. b) gimnospermas. c) briófitas. d) angiospermas. e) gimnospermas e angiospermas. 4) (UCDB-MT) São plantas vasculares: a) pteridófitas, musgos e hepáticas. b) hepáticas e angiospermas. c) antóceros, hepáticas e musgos. d) pteridófitas, gimnospermas e angiospermas. e) apenas as angiospermas. 5) (Cefet-MG) Raízes, caules, flores, folhas, sementes e frutos estão presentes apenas nas: a) gimnospermas. b) coníferas. c) briófitas. d) pteridófitas. e) angiospermas. Curso Pré-Vestibular de Nova Iguaçu