Transporte nos animais Tal como nas plantas, nem todos os animais possuem sistema de transporte, apesar de todos necessitarem de estabelecer trocas com o meio externo. As hidras têm somente duas camadas de células, possuindo no seu interior uma cavidade gastrovascular, que se estende até ao interior dos seus tentáculos. Todas as células contactam, assim, com um meio fluido que lhes proporciona, por difusão, tudo o que necessitam. As planárias têm também uma cavidade gastrovascular. No caso destes animais, esta cavidade é muito ramificada, permitindo que todas as células realizem as trocas necessárias com o meio. O aparecimento de um sistema de transporte foi necessário: Animais com grandes dimensões. Área corporal não se encontrava com a água ou com a cavidade gastrovascular. Nos animais mais complexos, o processo de difusão nas trocas com o meio é inadequado, porque se realiza muito lentamente. Os animais mais complexos possuem um sistema de transporte especializado o sistema circulatório. Sistema circulatório deve incluir: Fluido circulante (sangue ou outro fluido). Órgão propulsor (coração ou vasos com função contrátil). Sistema de vasos ou espaços (lacunas) por onde o fluido circulante circula. Funções de um sistema de transporte: Transportar o oxigénio desde as superfícies respiratórias até às células. Transportar os nutrientes desde a superfície de absorção ou órgão de reserva até às células. Remover substâncias de excreção. Transportar substâncias produzidas em algumas células específicas para outras, onde são necessárias (ex: hormonas). 1
Sistema de transportes nos animais: Sistemas de transporte abertos a hemolinfa sai dos vasos, banha os diferentes órgãos, retornando após realizar as trocas necessárias. Sistemas de transporte fechados o sangue não abandona os vasos sanguíneos, chegando aos diferentes órgãos através de uma rede de capilares. Tipos de sistema circulatórios: Sistema circulatório aberto Sistema circulatório fechado: Circulação simples durante um ciclo completo, o sangue só passa uma vez pelo coração. Circulação dupla durante um ciclo completo, o sangue passa duas vezes pelo coração: circulação sistémica e circulação pulmonar. o Incompleta nos ventrículos há mistura de sangue arterial e sangue venoso. o Completa nos ventrículos não há mistura de sangue arterial e venoso. Sistemas circulatórios fechados: O sangue não abandona os vasos sanguíneos. Devido à contração do coração, o sangue é distribuído por todo o organismo no interior dos vasos. Os vasos sanguíneos vão diminuindo de calibre até que as suas paredes apresentam apenas uma camada de células, designando-se por capilares sanguíneos. Em cada órgão os capilares formam uma densa rede de modo a atingirem um grande nº de células. Realizam-se trocas entre o sangue e a linda intersticial (fluido que envolve as células). Sistemas circulatórios fechados vs. Sistemas circulatórios abertos: Os sistemas circulatórios fechados são mais eficientes: O sangue circula sempre dentro de vasos sanguíneos -> circulação é mais rápida -> transporta mais rapidamente o oxigénio e os nutrientes e remova mais eficientemente os resíduos resultantes do catabolismo -> taxa metabólica mais elevada. Num sistema de transporte aberto o sangue flui mais lentamente e os animais que o possuem têm, em regra, movimentos lentos e taxa metabólica baixa. 2
Circulação dupla vs. Circulação simples A circulação dupla assegura um fluxo vigoroso de sangue para os diferentes órgãos, uma vez que o sangue dos pulmões volta ao coração, sendo impulsionado sob pressão para os diferentes órgãos. Circulação completa vs. Circulação incompleta A evolução para um coração com 4 cavidades, sem haver mistura de sangue venoso com sangue arterial, possibilita uma maior eficácia na distribuição dos nutrientes e na oxigenação dos tecidos, e por isso, uma maior capacidade energética característica das aves e mamíferos. Sistemas de transporte nos animais invertebrados: Sistema de transporte nos animais invertebrados insetos: Sistema circulatório aberto ocorre mistura entre fluido circulante (sangue) e o fluido intersticial (linfa) originando a hemolinfa. A hemolinfa é bombeada por um coração tubular dorsal, ao longo dos vasos, até aos tecidos. Ao chegar aos tecidos, a hemolinfa abandona os vasos e passa para um sistema de lacunas o hemocélio onde contacta diretamente com as células. 3
A hemolinfa entra no coração, através dos ostíolos, devido à força de sucção originada pelo relaxamento deste órgão. Os ostíolos fecham, o coração contrai e a hemolinfa é novamente impulsionada ao longo dos vasos. Nota: Nos insetos o oxigénio e o dióxido de carbono não são transportados pelo líquido circulante; apresentam um sistema respiratório traqueias que conduz os gases diretamente até aos tecidos e por isso apresentam uma taxa metabólica elevada. Sistema de transporte nos animais invertebrados minhoca: Sistema circulatório fechado não ocorre mistura entre fluido circulante (sangue) e o fluido intersticial (linfa). O sangue circula sempre no interior de vasos. O sistema de transporte da minhoca apresenta dois vasos dispostos longitudinalmente, um vaso dorsal (funciona como coração) e um vaso ventral, que estão ligados por vasos laterais. Na zona anterior do vaso dorsal existem alguns pares de vasos laterais, designados arcos aórticos ou corações laterais, que têm zonas contrácteis. Os corações laterais impulsionam o sangue para o vaso ventral. Os diferentes vasos ramificam-se, originando-se outros que vão formando redes de capilares ao nível de todos os órgãos onde se efetuam as trocas de substâncias com fluido intersticial. Sistema de transportes nos animais vertebrados: 4
Todos os vertebrados apresentam: Sistema circulatório fechado Coração dividido em câmaras Sistema de transporte nos animais vertebrados peixes: Circulação simples. Coração: 1 aurícula e 1 ventrículo dispostos linearmente. As veias transportam sangue venoso (oriundo dos diferentes órgãos) para a aurícula através do seio venoso. A contração da aurícula bombeia o sangue para o ventrículo (cavidade mais musculosa). O sangue passa para o cone arterial e depois vai para as brânquias ocorre a hematose branquial o sangue torna-se arterial. O sangue arterial, pelas ramificações da artéria aorta, é conduzido a todo o corpo. A passagem de sangue pela rede de capilares branquiais conduz a uma diminuição da pressão sanguínea. Assim, nos peixes, o sangue atinge a artéria aorta com uma baixa pressão, diminuindo a eficácia de oxigenação dos restantes tecidos. Sistema de transporte nos animais vertebrados: Os outros vertebrados anfíbios, répteis, aves e mamíferos) têm circulação dupla o sangue percorre dois circuitos diferentes, passando pelo coração em cada um dos circuitos. Os animais com circulação dupla apresentam: Circulação pulmonar ou pequena circulação o sangue venoso sai do coração, vai para os pulmões onde é oxigenado e regressa à aurícula esquerda pelas veias pulmonares. Circulação sistémica ou grande circulação o sangue arterial sai do coração, dirige-se para todos os órgãos e regressa venoso à aurícula direita. Sistema de transporte nos animais vertebrados anfíbios: Circulação dupla e incompleta. Coração: 2 aurículas e 2 ventrículos. Circulação sistémica (grande circulação) e circulação pulmonar (pequena circulação). 5
Na aurícula direita entra sangue venoso vindo dos diferentes órgãos. Depois é bombeado para o ventrículo e deste para o cone arterial que possui uma prega helicoidal que encaminha o sangue para uma artéria que se ramifica para os pulmões (hematose pulmonar) e/ou para a pele (hematose cutânea) sangue arterial. Na aurícula esquerda entra sangue arterial que regressa dos pulmões/pele. O sangue é depois bombeado para o ventrículo, em seguida para o cone arterial, sendo lançado nas artérias que o conduzem para a cabeça e restantes partes do organismo. Devido à existência de um só ventrículo, seria de esperar que ocorresse mistura completa do sangue arterial com o sangue venoso mas só ocorre mistura parcial de sangue no ventrículo devido à contração não simultânea das aurículas. Sistema de transporte nos vertebrados répteis: Circulação dupla e incompleta. Coração: 2 aurículas e 1 ventrículo que já possui um septo incompleto (exceto os crocodilos). Circulação sistémica (grande circulação) e circulação pulmonar (pequena circulação). Os répteis embora apresentem uma circulação dupla e incompleta, esta é mais eficaz do que a dos anfíbios. Como os ventrículos não estão completamente divididos, há possibilidade de mistura de sangue arterial como venoso. O desfasamento na contração das aurículas ajuda a reduzir a mistura de sangue arterial com o sangue venoso. A circulação é realizada de forma semelhante à dos anfíbios. Sistema de transporte nos crocodilos: Circulação dupla e incompleta. Coração: 2 aurículas e 2 ventrículos. Circulação sistémica (grande circulação) e circulação pulmonar (pequena circulação). Apesar de o coração ter 4 cavidades, há ligação entre duas crossas aórticas (foramen de Panizza), podendo ocorrer mistura parcial de sangue venoso e arterial, dependendo das situações. 6
Sistema de transporte nos animais vertebrados aves e mamíferos: Circulação dupla e completa. Coração: 2 aurículas e 2 ventrículos. Circulação sistémica (grande circulação) e circulação pulmonar (pequena circulação). A única diferença entre estas duas classes encontra-se na crossa da artéria aorta, que nas aves curva para a direita e nos mamíferos curva para a esquerda. Sistema de transporte nos animais resumo: Transporte nos vertebrados caso particular do Homem Anatomia do coração: 7
O coração é constituído fundamentalmente por tecido muscular cardíaco o miocárdio. O músculo cardíaco é irrigado pelas artérias coronárias, que são ramificações da artéria aorta. A função do coração é gerar pressão, que condiciona o fluxo sanguíneo através dos vasos. A espessura do miocárdio é maior ao nível dos ventrículos do que ao nível das aurículas, e é maior a do ventrículo esquerdo do que a do ventrículo direito. A maior espessura do ventrículo esquerdo permite maior impulso ao sangue que inicia o circuito sistémica, o qual é maior que o circuito pulmonar. As válvulas auriculoventriculares deixam passar o sangue das aurículas para os ventrículos e impedem o seu refluxo dos ventrículos para as aurículas. As válvulas arteriais (semilunares aórtica e pulmonar) impedem o refluxo do sangue das artérias para os ventrículos. Algumas patologias: O enfarte do miocárdio é uma das maiores complicações decorrentes da aterosclerose, ou seja, do endurecimento e estreitamento lento e progressivo das artérias coronárias. A aterosclerose é provocada por depósitos de lípidos, cálcio e outras substâncias nas paredes das artérias, formando a placa aterosclerótida. Defeito do septo ventricular (VSD) a pressão gerada durante a contração do ventrículo esquerdo é maior do que a gerada pela contração simultânea direito. A presença de um orifício entre os 2 ventrículos, desvia sangue do ventrículo esquerdo para o direito. O ventrículo direito tem que fazer trabalho extra para lidar com o volume de sangue adicional. Para além disso, os pulmões recebem muito sangue sob pressão. As arteríolas nos pulmões dilatam em resposta ao excesso de sangue sob pressão. Se esta pressão extra persistir, pode ocorrer danos permanentes nos pulmões. 8
Ciclo cardíaco: O ciclo cardíaco corresponde ao período compreendido entre o início de um batimento cardíaco até ao início do batimento seguinte. Os movimentos rítmicos de contração do coração sístoles e de relaxamento diástoles geram diferenças de pressão responsáveis pela circulação do sangue. Fases do ciclo cardíaco: Diástole (enchimento das aurículas) -> sístole auricular (enchimento dos ventrículos) -> sístole ventricular (contração dos ventrículos) O número de ciclos cardíacos por minuto designa-se ritmo cardíaco. Vasos sanguíneos: Diferença entre artérias e veias: Artérias possuem mais tecido muscular liso e mais fibras elásticas. 9
As artérias não possuem válvulas e as veias possuem. As artérias levam sangue (arterial ou venoso) do coração; as veias levam sangue (arterial ou venoso) para o coração. Capilares: Os mais numerosos. Constituídos só por uma camada de células. Esta característica facilita o intercâmbio de diferentes substâncias que se efetua entre o sangue e os tecidos. As artérias ramificam-se em arteríolas que originam redes de capilares ao nível dos diferentes tecidos. Os capilares reunem-se formando vénulas que convergem formando veias pelas quais o sangue regressa ao coração. Velocidade e pressão do sangue nos vasos sanguíneos: Artérias alta velocidade e alta pressão. Veias - alta velocidade e baixa pressão. Capilares baixa velocidade e pressão mais elevada que nas veias. Os ventrículos ao contrairem-se bombeiam o sangue, com grande pressão, para os vasos sanguíneos. À pressão exxercida pelo sangue sobre a parede dos vasos sanguíneos dá-se o nome de pressão sanguínea. Quando esta pressão se faz sentir nas paredes das artérias designa-se tensão ou pressão arterial. Esta pressão, quando ocorre em sístole ventricular, atinge o valor máximo pressão arterial máxima ou pressão sistólica (120 mmhg). Quando ocorre a diástole, atinge o valor mínimo pressão arterial mínima ou pressão diastólica (80 mmhg). 10
A circulação sanguínea é possível nas veias porque: Estes vasos localizam-se entre os músculos esqueléticos que, quando contraem, impulsionam o sangue. As veias possuem válvulas que impedem o retrocesso do sangue. Os movimentos respiratórios: durante a inspiração, o abaixamento da pressão na caixa torácica provoca uma expansão da veia cava inferior e de outras veias próximas do coração, que se enchem de sangue vindo das veias mais afastadas. O abaixamento da pressão nas aurículas durante a diástole também provoca um movimento do sangue na direção do coração. Circulação sanguínea: A circulação sanguínea, por convenção, é dividida em dois circuitos: circulação pulmonar e circulação sistémica. Circulação pulmonar: A circulação pulmonar, ou pequena circulação, é responsável pela reoxigenação do sangue e pela irrigação dos pulmões. Inicia-se no ventrículo direito e termina na aurícula esquerda. Circulação sistémica: A circulação sistémica, ou grande circulação, é responsável pela irrigação sanguínea a todo o organismo, à exceção dos pulmões. Inicia-se no ventrículo esquerdo e termina na aurícula direita. 11