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.