Fisiologia Animal Comparada Sangue e sistema circulatório
Principais funções do sangue
• Transferência de nutrientes;
• Transporte de excretas;
• Movimentação de hormônios;
• Transmissão de força hidráulica;
• Dissipação de calor.
Principais características inerentes
• Coagulação;
• Transporte de gases
Dissolução simples (Mamíferos: 0,2 ml O2 / 100 ml sangue);
Substâncias transportadoras (Mamíferos: 20 ml O2 / 100 ml sangue).
Principais substâncias transportadoras de gases
• Proteínas associadas a um metal (ferro ou cobre);
• Geralmente coloridas (pigmentos respiratórios);
• Mais comum: hemoglobina
Proteína: estrutura primária
Aminoácido
Grupo amino
Grupo carboxila
Cadeia lateral
• Oligopeptídio ou peptídio: até 30 unidades (aminoácidos);
• Polipeptídios: Mais de 30 aminoácidos.
Proteína: estrutura quaternária
Associação de duas ou mais cadeias polipeptídicas
Hemoglobina: quatro cadeias polipeptídicas (2 alfa e 2 beta)
Pigmentos respiratórios
Dissolvido no fluído sanguíneo
Contido no interior de células (corpúsculos sanguíneos)
Ocorrência de pigmentos respiratórios
Glóbulo vermelho
• Mamíferos: bicôncavos e anucleados;
• Aves, répteis, anfíbios e peixes: ovais e nucleados.
Curva de dissociação de oxigênio
Hb (hemoglobina) + O2 HbO2 (oxiemoglobina)
Alta saturação de oxigênio: todos os sítios de ligação de O2 (átomos de ferro na hemoglobina) são ocupados
• Maior afinidade: O2 capturado com maior eficiência nos pulmões, mas liberado com dificuldade nos tecidos:
• Menor afinidade: O2 capturado com menor eficiência nos pulmões, mas liberado com facilidade nos tecidos:
Afinidade hemoglobina O2
animais com limitações no suprimento de oxigênio ou taxa metabólica baixa
animais sem limitações no suprimento de oxigênio ou taxa metabólica alta
Fatores que influenciam ligação O2 - Hemoglobina
• Temperatura: quanto maior a temperatura mais fraca a ligação entre hemoglobina e O2. Portanto, mais oxigênio é liberado nos tecidos;
• pH e dióxido de carbono: quanto maior a quantidade de CO2, menor o pH e mais fraca a ligação entre O2 e hemoglobina;
Sistema circulatório
• Sistema de distribuição de gases respiratórios e nutrientes através da movimentação de um líquido (sangue);
• Mais importante em animais relativamente grandes.
Circulação aberta
• Moluscos não-cefalópodes, Artrópodes e Tunicados;
• Coração e artérias pouco desenvolvidos;
• Não existem veias e capilares;
• Sangue circula livremente através da blastocele persistente (hemocele) banhando órgãos;
• Sangue acumula-se em seios venosos antes de retornar ao coração através de válvulas (óstios);
• Circulação lenta;
• Pressão baixa;
• Distribuição do sangue mal regulada.
Myxini (Feiticeiras)
• Sistema circulatório parcialmente aberto com seios venosos;
• Corações acessórios.
Circulação fechada
• Moluscos cefalópodes, Anelídeos, Equinodermos e Cordados;
• Sangue confinado aos vasos ao longo de todo o percurso;
• Sistema arterial de distribuição (artérias e arteríolas);
• Sistema venoso de retorno (veias e vênulas);
• Capilares conectam artérias e veias;
• Circulação relativamente rápida;
• Pressão alta;
• Distribuição do sangue bem regulada (variação no diâmetro dos vasos sanguíneos).
Artérias e veias
Vasos que deixam o coração (aorta – transporte de sangue oxigenado; artéria pulmonar – transporte de sangue venoso)
Vasos que chegam no coraçãoSubmetidas a pressões mais
baixas. Retorno venoso auxiliado por movimentos do
corpo e válvulas
Rede capilar: troca de gases, nutrientes e metabólitos
• Redes extensas: mais de 2000 capilares por mm2 nos músculos;
• Extremamente estreitos: 8 μm (apenas um pouco mais largos que glóbulos vermelhos)
Sistema linfático: recuperação de excesso de fluído filtrado pelos capilares
Capilar linfático: fundo cego
Distribuição do fluxo sanguíneo
Órgão Fluxo (litros kg-1 min-1)
Rins 4,0
Fígado 0,9
Coração 0,8
Cérebro 0,5
Pele 0,08
Músculos 0,03
Circulação simples e circulação dupla
Peixes (Chondrichthyes + Osteichthyes)
• Duas (três ?) câmaras em série (átrio e ventrículo);
• Seio venoso regula fluxo sanguíneo para o átrio;
• Bulbo ou cone arterial equipado com válvula evitam refluxo ;
Anfíbios: coração parcialmente dividido, mas circulação dupla funcional
• Dois átrios completamente divididos, mas apenas um ventrículo;
• Dois tipos de sangue quase não se misturam (válvula espiral no cone arterial);
• Durante mergulho: menor circulação pulmonar e aumento do fluxo na artéria cutânea.
Aves e mamíferos: coração com quatro câmaras
• Não-homólogos;
• Parede do ventrículo esquerdo mais espessa;
Batimento cardíaco
Contração = sístoleRelaxamento = diástole
Estímulos de contração: células marca-passo
• Centro de controle cardíaco no encéfalo pode acelerar ou desacelerar batimentos
• Coração completamente dividido em quatro câmaras;
• Padrões de circulação diferenciados durante repouso, atividade e mergulho;
• Padrão mais complexo entre os Tetrapoda.
Sistema circulatório em Crocodylia
Crocodilo americano Crocodylus acutus
Crocodylia atuais: sistema circulatório (repouso)
VEVD
AEAD
Sangue oxigenadoSangue desoxigenado
Pulmões
Aorta direita
Aorta esquerda
FP
AD = átrio direito
AE = átrio esquerdo
VD = ventrículo direito
VE = ventrículo esquerdo
Crocodylia atuais: sistema circulatório (atividade)
VEVD
AEAD
Sangue oxigenadoSangue desoxigenado
Pulmões
Aorta esquerda
Aorta direita
FP
AD = átrio direito
AE = átrio esquerdo
VD = ventrículo direito
VE = ventrículo esquerdo
Crocodylia atuais: sistema circulatório (mergulho)
VEVD
AEAD
Sangue oxigenadoSangue desoxigenado
Pulmões
Aorta esquerda
Aorta direita
FP
AD = átrio direito
AE = átrio esquerdo
VD = ventrículo direito
VE = ventrículo esquerdo
Circulação simples e circulação dupla: vantagens?
• Maior pressão sanguínea;
• Aumento das taxas metabólicas;
• Endotermia.
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