Trocas gasosas nos seres multicelularesTrocas gasosas nos seres multicelulares

Para viver os seres aeróbios necessitam daPara viver, os seres aeróbios necessitam daentrada constante de oxigénio para ascélulas e da eliminação eficaz do dióxido decélulas e da eliminação eficaz do dióxido decarbono que se forma como resíduo dasreacções metabólicasreacções metabólicas.

T       l tTrocas gasosas nas plantas

A l t li é i f õ t bóliAs plantas realizam uma série funções metabólicas,como a respiração, a fotossíntese e a transpiração,i di á i à b i ê i E t f õindispensáveis à sua sobrevivência. Estas funçõesestão associadas a trocas gasosas, que, nos órgãosé ã l d i i l t t é daéreos, são reguladas, principalmente, através dosestomas.

Os estomas pela sua capacidade de abertura e fechoOs estomas, pela sua capacidade de abertura e fecho,regulam não só as trocas de gases respiratórios com omeio mas também as trocas relativas à fotossíntese emeio, mas também as trocas relativas à fotossíntese eà transpiração.

A existência de espaços preenchidos por ar entreA existência de espaços preenchidos por ar entrecélulas do mesófilo estabelece um circuito de ar quefacilita a troca de gases com as célulasfacilita a troca de gases com as células.

I t â bi  d       i iIntercâmbio de gases nos animais

N d i i i l fí i l éNo caso de animais simples, a superfície corporal ésuficiente para o animal obter O2 suficiente para a

d ã d iprodução de energia.

Nos animais mais complexos a superfície corporaltorna‐se insuficiente para a obtenção de O22necessário. Por isso surgiram outras estruturasespecializadas em trocas gasosas – superfíciesrespiratórias.

S fí i   i tó iSuperfícies respiratórias

C j t d t t tit i tConjunto de estruturas que constituem o sistemarespiratório, do qual fazem parte superfícies

i li d t t iespecializadas nas trocas gasosas entre o meioexterno e o meio interno.

O movimento dos gases respiratórios, quer ao nívelcelular quer ao nível das superfícies respiratórias,ocorre sempre por difusãodifusão simplessimples em meio aquoso.

Que adaptações apresentam as superfícies respiratórias em relação ao meio em que vivem os animais?

Resolva o Doc. 4 da página 139 do manual

Sugestão de resposta ao Doc. 4

A t d i tó i dAs trocas de gases respiratórios podem ocorrer pordois processos:

Difusão directa – os gases respiratórios difundem‐sedirectamente através da superfície respiratória para ascélulas sem a intervenção de um fluido de transporte;células, sem a intervenção de um fluido de transporte;

Difusão indirecta – os gases passam para a superfícierespiratória através de um líquido circulante querespiratória através de um líquido circulante queestabelece a comunicação com as células e o meioexterno. Este intercâmbio designa‐se por hematose.externo. Este intercâmbio designa se por hematose.

Dif ã  di tDifusão directa

Dif ã  i di tDifusão indirecta

C í i  d   fí i   i ó iCaracterísticas das superfícies respiratórias

Sã fí i hú id ibilit d dif ã dSão superfícies húmidas, possibilitando a difusão deO2 e CO2.

Sã t t fi tit ídSão estruturas finas, constituídas, em regra, por umaúnica camada de células.

A t d t l i dApresentam‐se densamente vascularizadas;

P d fí i d t t tPossuem uma grande superfície de contacto entre o meio interno e o ambiente;

T t  Tegumento Em certos animais a superfície do corpo funciona comoEm certos animais, a superfície do corpo funciona comosuperfície respiratória.O oxigénio passa através da pele para um fluido circulante o

l i á é à él lqual o irá transportar até às células.Das células difunde‐se dióxido de carbono para o fluidocirculante, sendo depois libertado, em regra, ao nível docirculante, sendo depois libertado, em regra, ao nível dotegumento.Verifica‐se nestes casos uma difusão indirecta designada porhematose cutâneahematose cutânea.

Alé d i h d t i i i t b dAlém da minhoca e de outros animais invertebrados,esta hematose está presente também em

t b d l ã tit i dvertebrados, como, por exemplo, na rã, constituindoum complemento à hematose pulmonar.

Certas características da pele destes animaisfavorecem a hematose cutânea:

Presença de numerosas glândulas produtoras de muco,permitindo que a pele se mantenha sempre húmida;

Extensa vascularização, favorecendo a difusão dooxigénio para o fluido circulante que o transporta a todas

él l li d CO ias células, realizando o CO2 um percurso inverso.

B â i  Brânquias São os órgãos respiratórios da maiorSão os órgãos respiratórios da maiorparte dos animais aquáticos.Em regra são formadas a partir deEm regra, são formadas a partir deevaginações da superfície do corpo.A sua localização pode ser externa ouA sua localização pode ser externa ouinterna, mas, habitualmente, estãorestritas a uma região.Nos peixes, as brânquias são internas,localizando‐se, nos peixes ósseos, emd â b i i d dduas câmaras branquiais, uma de cadalado da cabeça, recobertas peloopérculo.opérculo.

C      h t  b i l?Como ocorre a hematose branquial?

Resolva o Doc. 5 da página 141 do manual

Sugestão de resposta ao Doc.5

A t t d b â i it fí iA estrutura das brânquias permite que a superfícierespiratória apresente uma grande área de contactot i t i i i tentre o meio exterior e o meio interno.

A disposição dos capilares favorece também aeficiência da hematose branquial.

O mecanismo de contracorrente (descrito na questão5 do Doc.5) torna a hematose branquial bastanteeficiente.

O d d i i t d á éO processo que desencadeia o movimento da água écontrolado pela coordenação dos movimentos dab d é lboca e dos opérculos.

Com as fendas operculares fechadas, a água entrapela boca e, por contracção desta, passa para afaringe, desta para as câmaras branquiais e sai pelasfendas operculares que se abrem.

T i  Traqueias 

R d d t b d i l iRede de tubos por onde circula o ar, os quais seramificam em canais mais finos, ao longo do corpo.

As trocas gasosas realizam‐se por difusão directa.

N i t t t i lNos insectos, o ar entra nas traqueias pelosespiráculos (aberturas situadas na superfície do

) i t d t i té àcorpo) e percorre o sistema de traqueias até àscélulas, ocorrendo aí um mecanismo de difusãodi tdirecta

P l õ  Pulmões Os vertebrados terrestres possuem como órgãos de hematoseOs vertebrados terrestres possuem como órgãos de hematoseos pulmões, onde ocorre uma difusão indirecta. Os pulmõesdos vertebrados são uma rede mais ou menos complexa deptubos e sacos que varia com a espécie. Os mais complexos sãoos dos mamíferos.

Em regra, o tamanho e a complexidade dos pulmões estãorelacionados com a taxa metabólica dos animais e,

id d d i é i á iconsequentemente, com a quantidade de oxigénio necessárianas células.

Q  f  d d i      d   ?Que factores desencadeiam a troca de gases?

Resolva o Doc. 6 da página 143 do manual

Sugestão de resposta ao Doc.6

O l õ tã l li d i t á iOs pulmões estão localizados na caixa torácica.

Constituídos por uma rede de milhões de alvéolos deespessura extremamente fina em contacto com osistema circulatório.

Os mecanismos de inspiração e expiração,desencadeados pela contracção e relaxamento dosmúsculos da cavidade torácica, nomeadamente odiafragma e os músculos intercostais, permitem arenovação de ar nos pulmões, condicionando astrocas gasosas alveolares.

Na difusão de gases respiratórios quer ao nível dosNa difusão de gases respiratórios, quer ao nível dosalvéolos pulmonares quer ao nível das células, o factorque condiciona o sentido dessa difusão depende dasq pdiferenças de pressão parcial de cada um dos gasesrespiratórios ao nível dessas superfícies. (Ver respostas às

3 4 d D 6)perguntas 3 e 4 do Doc.6)Em regra, a concentração dos gases respiratórios nosangue mantém se dentro de valores de equilíbriosangue mantém‐se dentro de valores de equilíbrio.Salientam‐se as situações de esforço físico que levam aum aumento do consumo de oxigénio e à produção deg p çmais dióxido de carbono por parte das células. Verifica‐seum aumento da ventilação pulmonar e do fluxo

í i õsanguíneo nestas situações.