Circulação: O transporte de substâncias pelo corpo.

(1)

2007 - Caderno 3 Curso Pré-Vestibular de Nova Iguaçu

PB 1

ORIENTADOR ORGANIZADORES

BIologIa

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 encon-tram 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 substân-cias entre as diversas regiões do corpo.

É indispensável nos animais de grande porte, nos quais as substân-cias devem percorrer distânsubstân-cias 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 CO₂ 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, vasocons-trição 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 resul-tantes 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 respirató-rios (nos invertebrados dissolvidos no plasma, em vertebrados em corpúsculos especiais). A circulação deste líquido permite o con-trolo 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 cons-titui 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 cir-culatório 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 con-tacto 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 cé-lulas 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.

Jorge Edson Borja (jesborja@hotmail.com) anderson Xavier (danbarba@walla.com) Érica aragão (erica.aragao.ufrj@gmail.com ) lázaro Cassar (lazarocassar@ig.com.br)

Dau Bastos Professor Adjunto de Literatura Brasileira da Faculdade de Letras – UFRJ (daubastos@globo.com)

(2)

2 Curso Pré-Vestibular de Nova Iguaçu 2007 - Caderno 3 3

2 3

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.

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 du-pla, 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 CO₂) com sangue arterial (rico em O₂), a circulação será considerada incompleta; caso contrário, será completa.

Saiba mais:

Peixes

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 bran-quial, seguindo depois para as brânquias, onde é oxigenado. Passa para a aorta dorsal, que se ramifica pelo corpo, regressando pos-teriormente 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;

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 apre-sentandoportanto ramificações capilares. Nesse tipo de circulação, o sangue tem pouca velocidade, limitando o tamanho do animal. A circu-lação aberta é encontrado nos

artropódes

e maioria dos

moluscos

.

Saiba mais:

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 moti-vo 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 os-tíolos, por onde o sangue entra, vindo do hemocélio, quando o coração está relaxado.

O movimento do sangue é também facilitado pelas contrações mus-culares do corpo e apêndices. A presença de válvulas ou esfíncteres determina o sentido de circulação.

Sistema circulatório fechado:

Caracteriza-se pela ausência das lacunas. O sangue sempre corre no ionterior de vasos, que se ramificam ao chegar aos órgãos, forman-do capilares. Nesse tipo de circulação, a velocidade forman-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:

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.

(3)

2 3

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.

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 quan-tidade 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 pre-sente, facilitando a troca de substâncias.

a circulação no homem

Como nos outros mamíferos, a circulação do homem é dupla e com-pleta 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

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 pul-monar (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 comple-ta 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 pul-monar 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.

Répteis

Com exceção dos crocodilianos, o coração dos répteis apresenta três cavidades, duas aurículas e um ventrículo parcialmente sepa-rado 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 ven-trículo. O sangue arterial da metade esquerda do coração passa para artérias aórticas ou arcos sistêmicos. Por este motivo, a cir-culação é dupla e incompleta.

Nos répteis crocodilianos (jacaré), este septo, chamado septo de Sabatier, é completo; porém, devido a outros detalhes da circula-ção, 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 possibilida-de possibilida-de mistura possibilida-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 energéti-ca e permita a homeotermia.

(4)

4 5

forte emoção, o coração bate mais rápido. Isso ocorre porque, ape-sar de ser um órgão autônomo, o coração também sofre influencia do sistema nervoso.

3. A freqüência e a intensidade dos batimentos cardíacos são contro-ladas pelo sistema nervoso autônomo, que se divide em simpáti-co e parassimpátisimpáti-co, cujos efeitos são antagônisimpáti-cos:

- A estimulação simpática do coração faz-se por nervos aceleradores que liberam mediadores químicos, a adrenalina e a noradrena-lina, 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 freqü-ência cardíaca (bradicardia).

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 ven-trículo esquerdo.

Na grande circulação, o sangue arterial sai do ventrículo esquer-do pela artéria aorta e é distribuíesquer-do aos teciesquer-dos esquer-do corpo, onde deixa o O₂e recolhe CO₂. 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, rei-niciando seu trajeto.

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 des-sas 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 con-tração 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

(5)

4 5

as trocas entre o sangue e os tecidos

A pressão sanguínea é um fator importante nas trocas de substan-cias 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 ca-pilar, 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

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 se-qüelas. No entanto, quando o sopro é muito forte, decorrente de lesões nas paredes das câmaras, ele certamente precisará ser tra-tado, 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 modifi-car as válvulas.

Sintomas: Sopros são caracterizados por ruídos anormais, per-cebidos quando o médico ausculta o peito e ouve um som se-melhante 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 interven-ções cirúrgicas para conserto ou substituição das válvulas, que poderão ser de material biológico ou fabricadas a partir de ligas metálicas.

Fatores que aumentam a

freqüência cardíaca a freqüência cardíacaFatores que diminuem Queda da pressão arterial

inspiração excitação

raiva dor

hipóxia (redução da disponibi-lidade de oxigênio para as células

do organismo) exercício adrenalina febre Aumento da pressão arterial expiração tristeza

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.

(6)

6 7

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 infar-tada — 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 im-plantadas 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):

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.

Prevenção: Não há uma maneira de prevenir o sopro. Mas exis-tem 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. En-tão, 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 san-gue nas artérias coronárias também pode ocorrer devido contração de uma artéria parcialmente obstruída ou à formação de coágulos (trombose).

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 co-lesterol 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

(7)

6 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 angio-plastia com stent chegam a 98%.

aterosclerose

Doença devida ao aparecimento, nas paredes das artérias, de depó-sitos 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 com-ponentes se oxidam e sofrem outras alterações. Os comcom-ponentes alterados dão origem a uma resposta inflamatória que altera pro-gressiva 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 líqui-dos orgânicos com gordura forma compostos sólilíqui-dos de cálcio que, eventualmente, se desenvolve em placas duras, semelhantes aos ossos. Dessa forma, no estágio inicial da aterosclerose apa-recem 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 endure-cimento das artérias.

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, pro-vocando 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 arrit-mia. 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 bradi-cardia ocorre quando o coração passa a bater menos de 60 vezes 2- Identificada à área obstruída, coloca-se um fio através do

cate-ter. Há um balão vazio nesse fio, que é inflado no local de bloqueio, esmagando as placas que provocaram o entupimento. Uma evolu-ção: o stent (tela de aço inoxidável) acompanha o balão e consegue aumentar a eficácia do procedimento.

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.

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.

(8)

8 9

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. Caracteriza-se 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 deter-minar 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, exer-cendo 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 ou-tras 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 de-corrente do enrijecimento das artérias.

Além dos fatores incontroláveis, descritos anteriormente, obesida-de, 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) tam-bém 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 ou-tras 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 por minuto — então, pode ficar lento a ponto de parar. Já na

taqui-cardia 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 re-ceitam 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 batimen-tos cardíacos.

Prevenção: Procure um médico ao sentir qualquer sintoma des-crito acima. Além disso, tente diminuir o estresse no seu dia-a-dia. Reduzir o peso e a ingestão de gorduras saturadas e colesterol (presente apenas em alimentos de origem animal), parar de fumar, fazer exercícios físicos.

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 fu-mantes têm risco entre 100% e 800% maior de contrair infecções respiratórias bacterianas e viróticas, câncer da boca, laringe, esôfa-go, 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 forma-ção de placas de ateroma (aumento de radicais livres).

(9)

8 9

Sistema linfático

Nos vertebrados, além do sistema circulatório sanguíneo, existe um sistema linfático, idêntico á parte venosa do sistema circulatório, forma-do 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, forman-do o fluiforman-do ou a linfa intersticial.

O excesso deste fluido difunde-se para os capilares linfáticos (loca-lizados 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 esquelé-ticos 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 ór-gãos linfóides periféricos, são órór-gãos de passagem e acumulação de glóbulos brancos, logo aqui é desencadeada a resposta imuni-tária, e incluem:

Baço - localizado do lado esquerdo do abdômen, armazena glóbu-los vermelhos velhos e recicla o ferro da hemoglobina, bem como glóbulos brancos e filtra a linfa;

gânglios linfáticos - nódulos de tecido esponjoso muito dinâ-mico separados em compartimentos por tecido conjuntivo, locali-zados no percurso dos vasos linfáticos, nomeadamente no pesco-ço, axilas, abdômen e virilhas;

amídalas;

Tecido linfático disperso associado a mucosas.

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 hemo-cianina _ 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 pig-mentos transportadores, obter o oxigênio necessário ao vôo. 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 au-menta 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.

(10)

10 11

O sistema respiratório é um conjunto de estruturas envolvidas nas trocas gasosas com o meio. Dessas, as estruturas onde se efetua o movi-mento de gases respiratórios entre os meios externo e interno designam-se superfícies respiratórias.

O movimento dos gases respiratórios quer nas superfícies respirató-rias quer a nível celular, ocorre sempre por difusão e em meio aquoso:

Difusão direta – gases difundem-se diretamente através da su-perfície 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 respira-tória 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 respi-ratórias apresentam características comuns:

Umidades – todas são superfícies úmidas, o que facilita a difusão dos gases dissolvidos;

Paredes finas – novamente para facilitar a difusão, estas superfí-cies 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 respirató-ria, 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 exten-sa, 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 evo-lução de estruturas especializadas nas trocas com o meio. Estas estru-turas 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 superfí-cies 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 O₂, 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 contac-to direcontac-to 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.

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 vertebra-dos, 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 veno-so 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 san-güíneos) 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 oxigê-nio 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 diver-sas 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 ativida-de 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.

(11)

10 11

Saiba mais:

Peixes

As brânquias são os órgãos respiratórios típicos do meio aquáti-co, 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 brân-quias 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 in-dividuais 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 bran-quiais 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 dia-gonalmente e contendo cada um duas arteríola (aferente com san-gue venoso e eferente com sansan-gue arterial), separadas por uma fina rede de capilares.

A água circula em contracorrente com o sangue desses capila-res, 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 sen-tido contrário, para a água.

Traquéias: a solução dos insetos

As traquéias aparecem nos insetos e em outros artrópodes ter-restres. São tubos ramificados dentro do corpo e que se abrem para o exterior por orifícios laterais. As ramificações vão até os tecidos, levan-do o oxigênio que é fornecilevan-do 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 ca-pilares sanguíneos e se desenvolvem a parir de traquéias que terminam em sacos achatados e superpostos como folhas de livros (filotraqueias ou brânquias terrestres).

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 rapida-mente para o interior do corpo. Essa respiração, chamada cutâ-nea 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 ga-ses 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 car-bonato 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: brân-quias, traquéias e pulmões.

Brânquias: a respiração aquática

As brânquias são típicas de animais aquáticos. Nos anelídeos, poliquetas, crustáceos, moluscos e em outros invertebrados vamos en-contrar brânquias externas representadas por dobras da pele dom capilares em seu interior. Esses capilares recolhem o O₂ 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 bran-quiais 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.

(12)

12 13

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 en-tra 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, contri-buindo 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), dis-postos 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 cavi-dades 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.

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, responsá-veis pelo sentido do olfato. Têm as funções de filtrar, umedecer e aquecer o ar.

Saiba mais:

artrópodes

Típico destes animais é o sistema respiratório traqueal, fundamen-tal para a colonização do meio terrestre, que permite uma taxa me-tabólica 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 es-piráculos na superfície do corpo. Os eses-piráculos podem estar per-manentemente abertos ou possuir válvulas musculares e filtros. Nos insetos menores não existe ventilação ativa, mas nos maio-res tal ocorre por movimentos musculamaio-res que contraem as tra-quéias. 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 mamí-feros. 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 reco-lhem o O₂ 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 respi-ração. 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:

anfíbios

O sistema respiratório destes animais revela a sua posição de transi-ção entre o meio terrestre e aquático, pois na fase larvar respiram por brânquias (inicialmente externas e depois internas) e no adulto res-piram 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;

Répteis

Os pulmões são mais complexos e divididos em alvéolos. Os cro-codilianos 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

(13)

12 13

Traquéia: é um tubo de aproximadamente 1,5 cm de diâmetro por 10-12 centímetros de comprimento, cujas paredes são reforçadas por anéis cartilaginosos. Bifurca-se na sua região inferior, origi-nando 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 brô-nquios 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.

Cada bronquíolo termina em pequenas bolsas formadas por célu-las epiteliais achatadas (tecido epitelial pavimentoso) recobertas por capilares sangüíneos, denominadas alvéolos pulmonares. 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 articula-das, situado na parte superior do pescoço, em continuação à farin-ge. 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 es-pécie de “lingüeta” de cartilagem denominada epiglote, que fun-ciona 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.

O epitélio que reveste a laringe apresenta pregas, as cordas vo-cais, capazes de produzir sons durante a passagem de ar.

(14)

14 15

Transporte de gases 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 pres-são do gás for elevada e libertam-se dele rapidamente, se a prespres-são 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 dióxi-do 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 hemoglo-bina saturada de monóxido de carbono designa-se carboxiemoglohemoglo-bina.

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 par-cial de cada gás: nos alvéolos a pressão parpar-cial de O₂ é superior á do sangue, pelo que este gás se difunde para os capilares. No caso do CO₂, 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 O₂ 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 po-dendo transportar quatro O₂, ou seja, cerca de 100% deste gás vai por este meio até ás células. A ligação da primeira molécula de O₂ á hemoglobina altera a sua conformação, facilitando a ligação Diafragma:

A base de cada pulmão apóia-se no diafragma, órgão músculo-membranoso 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 pres-são interna nessa cavidade diminua e se torne menor que a prespres-são 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 CO₂ no sangue aumentar, os neurônios do centro res-piratório, localizados no bulbo (encéfalo), enviam impulsos ao diafragma e aos músculos das costelas, provocando um aumento na freqüência e na intensidade dos movimentos respiratórios.

(15)

14 15

QUESTÕES DE VESTIBUlar

1- Muitos animais aquáticos respiram por intermédio de brânquias que permitem a respiração mesmo quando os animais permanecem sub-mersos. 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 utili-zação do oxigênio dissolvido na água.

III. Quando submersos, utilizam para sua respiração o oxigênio resultan-te do desdobramento de moléculas de água e o oxigênio resultanresultan-te da respiração das plantas aquáticas

IV. As brânquias são reservatórios de ar que permitem aos animais, man-ter, 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 expe-rimento 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.

das seguintes, ou seja, aumentando a sua apetência para o O₂ por um efeito alostérico. O mesmo acontece com a libertação de uma molécula de O₂, acelera a libertação das restantes. Por este motivo, a hemoglobina é um transportador tão eficiente de gases.

Quando o O₂ está ligado á hemoglobina esta se designa oxiemoglo-bina (HbO₂) e quando este está ausente designa-se desoxiemoglobina ou hemoglobina reduzida.

Hb + o

₂

Hbo

₂

Baseando-nos na pressão parcial de oxigênio (pO₂), pode-se cons-truir 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 O₂ aumenta muito rapi-damente nesse intervalo (a 40 mmHg cerca de 75% das moléculas são oxiemoglobina). Assim, mesmo que pO₂ 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 pO₂ no sangue após as redes capilares em repouso ainda é de 40 mmHg mostra que existe O₂ de reserva para situações de atividade.

Testes revelaram que após a paragem cardíaca e respiratória, a reser-va de O₂ no sangue ainda permite a sobrevivência durante 5 minutos. A dissociação do O₂ da hemoglobina é facilitada pela temperatura elevada e pelo pH baixo (elevada percentagem de CO₂).

O dióxido de carbono pode ser transportado no sangue de três mo-dos 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 hemo-globina, formando a carbamino-hemoglobina (HbCO₂);

Como hidrogenocarbonato (HCO₃-_{) – a maioria das}

molécu-las 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 pCO₂ é elevada, como nos tecidos, reação produz ácido carbônico (H₂CO₃), que se ioniza em HCO₃-_{, 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 CO₂ 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 O₂ para as células.

(16)

16 17

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

O sistema nervoso junto com o sistema endócrino integra os diver-sos 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 hor-mônios 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 ani-mais 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 ra-diada.

Sistema ganglionar ventral

Nos invertebrados mais ativos encontramos simetria bilateral, que permite um deslocamento mais rápido ao longo de determi-nado eixo do corpo. É necessário então uma maior coordenação nervosa, que é fornecida por os gânglios nervosos, que são aglo-merados 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 ex-tremidade do corpo que esta na frente, no sentido de deslocamen-to, 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.

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 can-saço 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 pul-monar.

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 termi-nal, 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 Desencon-tros” 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