sistema circulatorio e respiratorio

Prévia do material em texto

Sistema circulatório
O sistema circulatório está bem relacionado com o sistema respiratório, contribuindo com o processo de trocas gasosas;
Associação com outros sistemas
Sistema digestório
· Quando relacionado ao epitélio absortivo por meio de capilares, com o papel de transporte de nutrientes e retirando o resultado do metabolismo;
Sistema respiratório
· (Exceção para os insetos)
· Leva oxigênio para as células e retira gás carbônico, sendo importante para as trocas gasosas;
· Permite o contato entre as células e o meio extracelular, assim como o transporte e a troca de substâncias;
Funções
· Realiza a via de comunicação entre as células e o meio extracelular
· Transporte e troca de gases
· Transporte de nutrientes, produtos residuais, hormônios, sais, água e outras substâncias
· Realiza o suprimento de nutrientes para as células 
· Remove resíduos do metabolismo
Características Gerais
É constituído de 3 elementos básicos:
1. Líquido: sangue ou hemolinfa→ responsável pelo transporte de substâncias, 
· O sangue sempre circulando no meio interior nunca em contato com o meio extracelular enquanto que
· A hemolinfa pode circular/extravasar para o meio extracelular
2. Bomba propulsora (coração), tendo em dois tipos
3. Condutos (vasos)- permitem a condução do líquido.
· O fluxo é contínuo e unidirecional
· Gerado pela bomba propulsora, com presença de válvulas e/ou septos que impedem o refluxo. 
· É fundamental um local de trocas de substâncias com as células, por meio da presença de vasos capilares.
· É importante também o controle pelo sistema nervoso e endócrino, assim como controlam todos os outros sistemas.
Tipos de coração
· "bomba peristáltica" ou pulsátil –invertebrados (anelídeos)
· Com câmaras dotadas de musculatura própria e válvulas – moluscos e vertebrados 
Tipos de Circulação
1. Aberta
· Dentro e fora dos vasos
· Em animais que possuem hemolinfa
· Circula parcialmente dentro e parcialmente fora dos vasos, entre o meio extracelular nos tecidos. Circula dentro dos vasos, mas em algum momento extravasa, entrando em contato com a hemocele
2. Fechada
· Dentro dos vasos 
· Circula sempre dentro dos componentes do sistema circulatório
· Não tem contato com o fluido intersticial; 
· *as classificações simples e dupla são exclusivas dessa área;
3. Simples 
· Um único tipo de sangue pelo coração (venoso ou arterial)
· Característica de peixes;
4. Dupla 
· Dois tipos de sangue pelo coração (venoso e arterial)
· Característica de mamíferos
· *as classificações incompleta e completa são exclusivas dessa área;
5. Incompleta
· Ocorre contato de sangue arterial e venoso no coração
· Ocorre uma mistura dos dois líquidos variando o nível;
6. Completa
· Não ocorre o contato entre os dois sangues
· A presença de um septo;
7. Circulação pequena 
· (Respiratória)
· Liga a bomba propulsora à superfície de trocas gasosas;
8. Circulação grande
· (Sistêmica)
· Trajeto do coração para os tecidos e células;
Invertebrados
· Ausente em poríferos, cnidários e platelmintos, assim como o sistema respiratório-Transporte por difusão.
· A maioria possui circulação aberta, apresentando hemolinfa, 
· Alguns grupos dentro dos anelídeos e cefalóides apresentam circulação fechada, com sangue.
Mollusca
· Circulação aberta
· Apresentam pigmentos respiratórios responsáveis por carrear os gases, como hemocianina e hemoglobina;
· Possuem um coração bem desenvolvido em câmara;
· Podem utilizar a circulação como locomoção em função secundária, com seios sanguíneos que ao receber o fluxo formam uma estrutura específica;
· O coração pode variar de 1 ou 2 átrios + 1 ventrículo;
· Cefalópodes- circulação fechada;
Em cefalópodes, o sistema fechado é bem desenvolvido, com vasos distintos que permitem a regulação do fluxo circulatório. O coração em cefalópodes têm 2 átrios e 1 ventrículo. Fluxo: coração > região cefálica e partes do corpo > perde oxigenação > coração branquial sangue venoso > brânquias sangue arterial > coração, logo a circulação é simples pois só sangue arterial passa pelo coração.
Annelida
· Vários representantes apresentam circulação fechada, alguns cm circulação aberta (poliquetos);
· Apresentam pigmentos respiratórios, como hemoglobina, clorocruorina e hemeritrina, variando a estrutura.
· A bomba propulsora é formada por vasos sanguíneos com dilatações contráteis;
· Vasos longitudinais-dorsal e ventral; 
· Vasos laterais-funcionam como corações acessórios, conectando os dois vasos longitudinais, com função de contração;
Arthropoda
Crustacea
· Circulação aberta
· Presença de hemolinfa e desenvolvimento bastante variável;
· O pigmento respiratório presente é a hemocianina;
· Apresentam um coração dorsal;
Pequenos crustáceos possuem sistema circulatório pouco desenvolvido, composto por um coração e um vaso que carrega a hemolinfa;
Os decápodes apresentam maior complexidade dentro do grupo, com sistema circulatório bem desenvolvido, vasos com valvas e pigmentos respiratórios, como a hemocianina;
· A circulação em crustáceos segue o seguinte fluxo: óstio (válvula) - artéria - ramificações - tecidos (sistema de seios) - brânquias - vasos - coração;
Insecta
· Circulação aberta
· Presença de um vaso principal dorsal
Região posterior é modificada em uma bomba propulsora e a região anterior é equivalente a aorta, levando a hemolinfa até os tecidos e destes para o coração.
· Existem órgãos ou corações acessórios independentes funcionalmente do vaso principal, ajudando na circulação dos apêndices (pernas e asas);
Apresentam alta atividade metabólica, com a circulação aberta a condução dos gases não seria equivalente a essa atividade, logo o sistema circulatório não está associado com o respiratório. 
A estrutura responsável pelo transporte de gases é o próprio sistema respiratório. 
· O sistema circulatório para insetos tem função de transporte de nutrientes, metabólitos e hormônios;
Arachnida
· Semelhante a de insetos
· Aberto com coração dorsal, óstios para a entrada de hemolinfa e região anterior responsável pelo transporte, funcionando como uma artéria.
· Diferença com Insecta: o sistema circulatório funciona para o transporte de gases e tem como pigmento respiratório a hemocianina;
· Associado com a locomoção, principalmente em aranhas, onde os "saltos" são realizados por um direcionamento de fluxo circulatório da hemolinfa;
Echinodermata
· Não tem um sistema circulatório propriamente dito, apresentando 3 sistemas preenchidos por fluido:
1. Sistema hemal ou sanguíneo: transporte de gases com pigmento hemoglobina, observado em alguns grupos como o pepino-do-mar;
2. Sistema celômico: associado ao digestório, pelo transporte de nutrientes;
3. Sistema vascular aquífero: relacionado com a locomoção, na realização da função de sistema ambulacrário;
Pigmentos respiratórios 
· Hemocianina 
· Hemoglobina 
· Cloroclorina
· Hemertrina 
Vertebrados 
· Circulação fechada 
· Hemoglobina
Aves e mamíferos 
· Semelhantes 
· Circulação fechada ,dupla e completa 
· Coração com 4 camaras totalmente separadas ( átrios e ventrículos)
· Lado direito circulação pulmonar 
· Lado esquerdo circulação sistêmica 
Cavidades do coração 
· Átrio direito –recebe sangue venoso
· Ventrículo direito -bombeia sangue venoso para os pulmões 
· Átrio esquerdo-recebe sangue arterial 
· Ventrículo esquerdo (parede +grossa) - bombeia sangue arterial para o corpo
· Veias –sangue chega ao coração
· Artéria –sangue sai do coração
Válvulas cardíacas
· Impedem refluxo do sangue 
· Lado direto 
· Pulmonar –impede refluxo para VD
· Tricúspide - impede refluxo para AD
· Lado esquerdo
· Aórtica - impede refluxo para VE
· Bicúspide - impede refluxo para AE
Vasos sanguíneos 
· Veia cava superior- transporta sangue venoso da cabeça e membros superiores 
· Artérias coronárias –oxigena musculo cardíaco 
· Artéria aorta- transporta sangue arterial para o corpo 
· Artéria pulmonar –transporta sangue venoso para os pulmões 
· Veia cava inferior - transporta sangue venoso dos membros inferiores 
· Veias pulmonares – recebe sangue arterial dos pulmõesPosição (giro) arco aórtico 
· Os rins de todos os vertebrados não-mamíferos recebem sangue venoso da parte posterior do corpo
· Aves mantiveram esta circulação porta renal e mamíferos não 
· Aves – direita 
· Mamíferos -esquerda 
Repteis não crocodilianos 
· Circulação fechada, dupla e incompleta
· Coração com 3 câmaras → 2 átrios e 1 ventrículo (parcialmente dividido –septo horizontal mm incompleto)
· Pouca mistura de sangue 
Repteis crocodilianos 
· Circulação fechada, dupla e completa 
· Coração com 4 câmaras → 2 átrios e 2 ventrículos
· Sem mistura de sangue – separação total fluxo sistêmico e pulmonar 
· Semelhante aves e mamíferos→ Diferença arco aórtico origina-se do VD / Foramen de panizza (entrada do sangue arterial)
· Terra Vs Mergulho 
· Em mergulho não a trocas gasosas 
· Durante o mergulho, a circulação é modificada
· O fluxo sanguíneo para os pulmões diminui e a maior parte do débito do ventrículo direito é ejetado no arco aórtico esquerdo→ desvio permite um redirecionamento do sangue durante o mergulho e um contorno parcial ou completo dos pulmões.
· Menor gasto energético, vasoconstrição da artéria pulmonar e diminui fluxo de sangue para pulmão 
Anuros 
· Circulação fechada, dupla e incompleta 
· Coração 
· 3 câmaras → 2 átrios e 1 ventrículos 
· Cone arterial (prega espital)
· Pequena mistura no ventrículo → esponjoso(trabéculas) / fluxo/ prega espiral
Peixes 
· Circulação fechada e simples 
· Coração
· 2 camaras → átrio e ventrículo 
· Seio venoso (A-expansão da veia)
· Bulbo arterial (V- aorta ventral/ teleósteo)
· Cone arterial (V- mm cardíaco / elasmobrânquio)
· Válvulas- junção átrio-ventricular e saída do ventrículo 
· Respiração aérea 
· Estrutura respiratória: superfície corporal , intestino , bexiga natatória ,estomago ,pulmões 
· Mecanismos separação sangue arterial e sangue venoso- circulação dupla 
· *início divisão do coração – ventrículo esponjoso (reduz mistura)
· Pulmonados 
As brânquias recebem em parte sangue que já passou pelos pulmões.
O sangue proveniente dos pulmões retoma ao átrio esquerdo e o átrio direito recebe sangue da circulação geral
Circulação respiratória (brânquias) e sistêmica (tecidos) em série -Difere outros vertebrados (paralela/dupla)
Regulação da atividade cardíaca -Marcapasso 
· Células musculares
· Marca o ritmo do coração 
· Gênese da atividade elétrica (espontânea)
· Grupo de células especializadas 
· Peixes e anfíbios :seio venoso
· Aves e mamíferos: nodo sino-atrial
· Origem neurogênica 
· Invertebrados 
· Gânglio cardíaco 
· Regulação :L-glutamato(+) ;GABA(-) ;Acetilcolina (+) em altas concentrações 
· Origem miogênica
· Músculos e vertebrados 
· Difuso 
· Batimento pode se originar em qualquer ponto dos atrios 
· Regulação acetilcolina (-) e seretinina(+)
Sistema Respiratório
· A respiração é o processo de obtenção do oxigênio e liberação de gás carbônico (trocas gasosas), de acordo com o conceito de respiração fisiológica;
· Respiração química, que envolve o uso de O2 em conjunto com o substrato energético (vindo do processo de digestão), para contribuir com a produção de ATP pela respiração celular, resultando em CO2 + H2O;
· O ATP é utilizado no metabolismo geral, na biossíntese, no trabalho mecânico e de transporte;
Funções primárias
1. Promover o metabolismo aeróbico (captação de O2): intimamente relacionada com a respiração bioquímica;
2. Geração de energia (metabolismo): geração de ATP para suporte metabólico;
3. Manutenção da homeostase (liberação de CO2): essencial para a sobrevivência, manutenção da homeostase pela liberação de CO2 tóxico;
Características Gerais
· Precisa de contato com o meio externo, permitindo acesso a água ou ar;
· Uma diferença de pressão é necessário para que ocorram as trocas gasosas (+ diferença de pressão + trocas gasosas);
· Necessidade de uma área adequada de difusão e membranas finas, facilitando a velocidade das trocas gasosas;
· Associado com o sistema circulatório, com exceção do sistema traqueal, característico de insetos;
· As superfícies de trocas gasosas são extremamente vascularizadas;
Contato com o meio externo (ar/água)
Captação de O2 proveniente do meio externo pelos sistemas de captação
Transporte até as células pelo sistema circulatório
Eliminação de CO2;
Trocas gasosas
· Movimento de gases do meio externo para as células (O2) e do meio interno para o externo (CO2), formando o processo básico de difusão por diferença de pressão;
· Sempre do meio de maior pressão para o meio de menor pressão;
Coeficiente de Difusão
· Lei de difusão de Fick
· Evidencia os fatores que interferem na quantidade de difusão. 
· ↑superfície ↑velocidade
· ↑Diferença de pressão ↑ velocidade.
· ↑ espessura ↓ velocidade 
· A difusão é proporcional à área, diferença de pressão e ao coeficiente de pressão
· Sendo inversamente proporcional à espessura das membranas de trocas gasosas.
Sistemas de Captação
· =estruturas respiratórias;
· São superfícies que aumentam a superfícies de trocas gasosas
· Altamente vascularizadas.
· Exemplos: brânquias, pulmão, traqueia, epitélio respiratório.
· Podem existir estruturas que primariamente não têm funções de trocas gasosas, mas podem vir a realizá-las.
Brânquias
· Evaginações da superfície respiratória;
· Podem estar protegidas dentro de cavidades (câmaras operculares) ou externas (menos comum);
· Associada a respiração aquática, devido à baixa rigidez mecânica fora da água as brânquias colabam em decorrência do aumento de sua espessura (exceções: crustáceos (respiração aérea);
Pulmões
· São invaginações da superfície respiratória;
· Associado à respiração aérea, com exceção de pulmões aquíferos em equinodermos;
· Existem alguns tipos de pulmões;
Traqueias
· É um sistema de tubos, ramificado e distribuído por todo o corpo.
· Têm função de trocas gasosas e, em alguns grupos, de transporte de gases.
· Formado por aberturas na superfície corporal, as quais recebem o nome de espiráculos.
· Relacionado à respiração aérea, no entanto alguns grupos apresentam modificações para ambientes aquáticos.
· Típico de artrópodes, principalmente insetos.
Epitélio Respiratório
· Superfície corporal, com regiões bastante vascularizadas com modificações estruturais, onde acontece o processo básico da respiração: a difusão.
· Possui íntima associação com o sistema circulatório, devido a necessidade de vascularização, estando associado à respiração aérea e aquática.
· Pode ser exclusiva e única ou associada a outra estrutura respiratória (mais comum), dependendo do estágio de desenvolvimento do animal.
· Exemplos: anelídeos e anfíbios.
Padrões de Fluxo nas Superfícies de Trocas Gasosas
1. Fluxo paralelo
· Representado pelo fluxo do meio e fluxo circulatório de forma paralela correndo no mesmo sentido
· Bem característico de mamíferos.
· Diferença de pressão mantem por menos tempo → pressão se iguala mais rápido 
· Menor aproveitamento de oxigênio 
 
2. Fluxo contra-corrente
· Representado pelo fluxo do meio e fluxo circulatório de forma paralela, no entanto o fluxo do meio está correndo de forma contrário ao fluxo circulatório;
· Sentido diferente 
· Bem característico de animais de respiração aquática
· Diferença de pressão se mantem por mais tempo 
· Maior aproveitamento de oxigênio.
3. Corrente cruzada
· O fluxo circulatório não caminha paralelamente ao fluxo do meio, sendo intermediário aos dois fluxos mencionados anteriormente
· Típico dos pulmões das aves.
· Aproveitamento intermediário 
Invertebrados
· Ausência de sistema respiratório em poríferos, cnidários e platelmintos, contando com estruturas especializadas. Assim como, não apresentam sistema circulatório.
· O processo de trocas gasosas acontece por meio do processo de difusão pela superfície corporal.
· Vale destacar que não podemos considerar como respiração cutânea, já que não são áreas especializadas da superfície corporal para isso.
Mollusca
· Brânquias- ctenídeos → estruturas decorrentes de evaginação intimamente associados ao sistema circulatório.
· Associado ao meio aquático→fluxo contra-corrente- facilita ainda mais a captação de oxigênio.
· O fluxo de água é gerado pelo batimento ciliar e pela contração da musculatura, para alguns grupos.
· Alguns grupos apresentam pulmões de difusão, como os gastrópodes terrestres, possuindo uma pequena abertura para o meio externo, chamada de pneumóstoma.
Anelídeos
· Respiração por meio do epitélio corporal→ respiração cutânea- trocas gasosas por meio da difusão, em regiões muito vascularizadas.
· Alguns apresentam brânquias externas na superfície, onde o fluxo de água é proveniente do movimento aleatório ou ciliar- Está associado com o sistema circulatório.
Crustáceos
· Existem especializações de apêndices torácicos e abdominais.
· Possuem um fluxo de corrente cruzada, recebendo um nome diferente: fluxo reverso. 
· O fluxo não acontece de forma paralela, sendo uma ramificação de vasos do sistema circulatório que permitem a captação de O2.
Insetos
· Possuem um sistema traqueal formado por tubos: traqueia e traquéolas, espalhando-se pelo corpo do animal. 
· Relacionado com a respiração aérea, porém conta com uma modificação para respiração aquática.
· Independente do sistema circulatório, sendo um sistema de trocas e transporte de gases, com dupla função.
· Quelicerados- pulmões foliares (filotraquéias), com lamelas como superfície de troca, estando associado ao sistema circulatório.
Equinodermos
· A entrada e saída de água ocorre pela madreporita, sendo levado por estruturas de trocas gasosas nos pés ambulacrais, possuindo pápulas respiratórias.
· Alguns grupos possuem pulmões aquíferos, porém não captam O2 do ar, estando intimamente ligados ao trato digestório. A entrada de água na superfície de trocas gasosas acontece pelo sistema digestório.
Vertebrados 
Mamíferos 
· Pulmão 
· Fluxo bidirecional 
· Câmara de sucção (contração muscular)
· Diferença de pressão ↑ pressão para ↓pressão – modulado pelo diafragma 
Via respiratória 
· Condução
· Narina, cavidade nasal (conchas com quimioceptores), faringe (nasofaringe), laringe , traqueia, brônquios e bronquíolos 
· Ar sofre o acondicionamento-filtração, aquecimento e umidificação
· *órgão vomero nasal
· Trocas gasosas 
Bronquíolos respiratórios, ductos alveolares, sacos alveolares e alvéolos
Hematose-Troca gasosa de oxigênio por gás carbônico nos alvéolos 
Ventilação pulmonar 
· Contração e relaxamento muscular 
· Inspiração 
· Expiração 
Aves 
· Estruturas diferente de mamíferos 
· Pulmões pequenos e compactos → Parabrônquios (passagem continua de ar)
· Fluxo unidirecional e continuo
· Sacos aéreos 
· Adaptação ao voo 
· Armazenamento de ar 
· Caudais e craniais
· De paredes finas 
· Volumosos 
· Corrente cruzada 
· Rede regular e complexa 
· Maior aproveitamento de oxigênio 
Ciclo respiratório 
· Fluxo unidirecional :posterior- anterior 
· Fluxo de única massa de ar – 2 ciclos respiratórios 
· Externo – caudal – pulmão – cranial – externo 
· As ramificações mais finas parabrônquios permitem a passagem contínua de ar → ar pode fluir através do pulmão das aves, passando continuamente pela superficie de troca
· No pulmão das aves, as ramificações mais finas são tubos abertos em ambas as extremidades, permitindo o fluxo con1ínuo de ar
Repteis 
· Pulmões faveolares 
Quelônios 
· Contração muscular 
· Diferença de pressão 
· Diafragma –septo não muscular 
Músculos associados aos membros posteriores e anteriores contraem → diafragma se rebaixa→ aumenta volume da cavidade torácica→ pressão diminui →ar entra – expiração 
Musculatura relaxada a diafragma sobe →diminui cavidade torácica e diminui volume→ pressão aumenta →ar sai – inspiração 
Respiração cloacal –cutânea *acessoria 
Crocodilianos 
Musculo diafragmático -Ligação fígado a região pélvica 
Expiração-Musculo relaxa→ Diminui volume →aumenta pressão →ar sai
Inspiração -Musculo contrae →aumenta área e aumento volume →diminui pressão→ ar entra
Respiração cutânea e associada
Anfíbios 
· Variedade de sistemas respiratórios 
· Brânquias, pulmão , pele 
· Pulmão –saco simples → compartimentalização
· Mecanismo de bomba bucal – câmara de pressão 
Peixes 
Respiração aquática 
· Brânquias 
· Arcos branquiais, filamentos branquiais, lamelas secundarias (trocas gasosas)
· Fluxo de sangue e agua em direção oposta 
· Fluxo contracorrente 
Respiração aérea 
· Depende da quantidade de oxigênio e temperatura 
· Acessória 
· Obrigatória 
· Ex: brânquia, pele, boca, cavidade opercular, estomago, intestino, bexiga natatória e pulmão