FISIOLOGIA ANIMAL

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Questões para estudo: 
SLIDE 1
1 – Atualmente sabemos que se uma pessoa que vive em uma altitude baixa viajar para uma local situado em uma grande altitude seu corpo aclimatizará ao ar rarefeito deste local. Descreva como você procederia para avaliar que o corpo desta pessoa aclimatizou. 
R: Por causa da baixa quantidade de oxigênio, há uma diminuição da porcentagem de saturação das hemoglobinas afetando o transporte de oxigênio aos tecidos e comprometendo o metabolismo celular, causando fadiga e até processos anêmicos. Com o processo homeostático, quimiorreceptores são acionados por causa da diminuição de oxigênio arterial e aumento do gás carbônico, estimulando o indivíduo ao aumento de ventilação aumentando a quantidade de oxigênio absorvido nos alvéolos pulmonares (aclimatização). 
2 - Dipodomys deserti, uma espécie de rato canguru do deserto, apresenta um número extra de túbulos nos seus rins que os ajudam a extrair a maioria da água do alimento. Esta característica é considerada uma adaptação para a escassez de agua, mas por que não poderia ser uma aclimatização? 
A - Como você faria para verificar se esta característica é uma adaptação ou uma aclimatização? Planeje um experimento para isso e descreva-o.
R: Não pode ser uma aclimatização pois não é uma característica reversível, é uma característica que se predominou e perdura por anos na espécie, sendo assim, uma adaptação.
R: A) Em laboratório proporcionaria a um grupo (controle) de indivíduos condições de seu habitat (deserto) e a outro grupo (experimental) disposição de água e alimento em abundância. Se houver uma diminuição na quantidade de túbulos e na quantidade de água absorvida de alimentos no grupo experimental saberei que houve uma aclimatação, provando que a característica é na verdade aclimatizada e não uma adaptação, pois foi revertida, mas caso não haja mudança nenhuma, está provado que é uma adaptação. 
SLIDE 2
1 – Explique o significado desta afirmação: “propriedades funcionais e estruturais de certos hormônios são muito conservados ao longo da evolução”. 
R: Assim como os organismos tem muitas vias bioquímicas em comum, existem muitas similaridades na estrutura química de substâncias secretadas por diferentes organismos. 
Substâncias com funções similares que são secretadas por organismos muito diferentes frequentemente tem estruturas similares.
Como por exemplo a levedura que é um fugo e não possui uma relação de parentesco próxima com mamíferos, possui o fator α enquanto os mamíferos (vertebrados) possuem o hormônio GnRH que é uma substância que tem a estrutura química parecida e conservada do fator α, e são hormônios homólogos relacionados ao processo reprodutivo, evidenciando sua conservação ao longo da evolução.
2 – De que modo um hormônio afeta o funcionamento de uma célula? (palavras-chave: receptores e genes).
R: Glândulas secretoras de hormônios, liberam os mesmos na corrente sanguínea, se ligando a receptores nas células-alvo que irão dar início a regulação gênica, fazendo a transcrição do RNAm que por sua vez será traduzido no citoplasma da célula e então é produzido o DNA. Se não há hormônios chegando as células, não haverá a transcrição dos genes. 
SLIDE 4
1 – A partir da estrutura corporal de uma esponja e de um cnidário, explique porque estes animais não apresentam um sistema respiratório.
R: A respiração destes animais é feita através de difusão.
 Animais que obtêm oxigênio apenas por difusão, mas não tem forma esférica apresentam uma superfície relativa maior e uma distância de difusão menor que uma esfera. Os problemas relacionados as distancias de difusão são superados por achatamento do corpo ou superfícies bastante extensas e complexas.
Já em animais grandes, difusão por si só não seria o suficiente para suprir as células de O2, sendo necessário movimento de massa (ex: fluxo sanguíneo), pois a velocidade de difusão de O2 nos tecidos é muito lenta.
2 – Quais diferenças encontramos na estrutura dos pulmões de anfibios, “repteis” (com exceção das aves) e mamíferos? De que forma estes animais conseguem encher de ar seus pulmões? 
R: Anfíbios: Pulmão saculiforme - pequenos sacos de paredes membranosas e vascularizadas, com divisões muito superficiais e parecem uma bexiga. 
O ar os atinge por meio de movimento peristáltico das vias aéreas, como se “engolissem” o ar, expandindo as costelas por diferença de pressão. Como não possuem o músculo diafragmático quem exerce toda a pressão são os músculos das costelas. 
“Répteis”: Pulmões parenquimatosos – tecido esponjoso com dobramentos internos para aumentar a superfície.
Crocodilianos – “Armadura” ao redor do pulmão, perto possui um músculo similar ao diafragma, esse se contrai puxando junto consigo o fígado, que por sua vez libera espaço para que o pulmão se encha assim que o animal deglute o ar (diferença de pressão).
Tartarugas – Como nos crocodilianos e anfíbios, elas também deglutem o ar, mas não podem expandir a caixa torácica pois as costelas estão fundidas na carapaça. Há um grupo de músculos que movimentam a vísceras e consequentemente o pulmão abaixa e se infla. 
Lagartos (incluindo as serpentes) - produzem o fluxo de ar no pulmão através da expansão e contração da caixa torácica. Em algumas espécies o fluxo de ar também é produzido por bombeamento bucal. Quando as serpentes se alimentam de presas grandes, contraem as costelas longe da cabeça, então conseguem respirar mesmo com a boca cheia. Ao engolir a presa a traqueia é projetada mais a frente, continuando livre e aberta para a entrada de ar no pulmão. 
Mamíferos: Pulmão alveolar - Grande ramificações de tubos respiratórios terminados em alvéolos pulmonares. 
As costelas não possuem tão grande importância por causa do diafragma. Mamíferos produzem o fluxo de ar principalmente através da elevação e depressão do diafragma e da contração e expansão da caixa torácica. Os mecanismos que determinam a taxa de ventilação dos pulmões são os receptores de gás carbônico no sangue, que são acionados enviando estímulos ao cérebro, que por sua vez enviará um comando para que o coração acelere o ritmo dos batimentos.
3 – No slide 22 temos exemplos de peixes actinopterígios que apresentam diferentes maneiras de executar respiração aérea. Escolha duas destas maneiras e descreva. 
R: Boca e cavidades operculares: Boca – o estômago é um órgão extremamente vascularizado por capilares sanguíneos e estes absorvem o oxigênio assim que o animal o “engole”. Cavidades operculares – opérculo é uma tampa óssea protetora situada lateralmente, próxima à cabeça, que cobre as brânquias, cada brânquia é constituída por delicados filamentos branquiais. Por sua vez, esses filamentos contêm várias lamelas, ricamente vascularizadas. Através dessa rede capilar, de paredes extremamente finas, dá-se a troca de gases do sangue.
4 – Como os mamíferos regulam a taxa de ventilação dos pulmões? Explique. 
R: A ventilação pulmonar é regulada pela concentração de CO2 no sangue. Centros respiratórios formados por quimiorreceptores na medula alongada (ponte) do cérebro são sensíveis a aumentos na concentração de CO2 (ou acidez do liquido cerebroespinhal). A estimulação destes centros determina os movimentos rítmicos dos músculos respiratórios (diafragma e intercostais). Centros respiratórios acessórios e coadjuvantes que tem um efeito menor na ventilação dos pulmões e são sensíveis a concentração de O2 no sangue arterial estão presentes no corpo carotídeo (pescoço) e arco aórtico (próximo ao coração). 
SLIDE 5 
1 – Crocodilianos, lagartos e mamíferos apresentam diferentes ajustes do sistema circulatório quando estão em mergulho ou apneia. Explique que diferenças são estas. 
R: Crocodilianos - O Forâme de Panizza conecta o arco aórtico sistêmico direito e esquerdo nos Crocodilianos. Esta estrutura irá regular a mistura do sangue pobre em oxigênio e o rico em oxigênio, que será enviado para o corpo, quando em apneia.A resistência ao fluxo pulmonar aumenta devido a vasoconstrição do abastecimentovascular para os pulmões e a constrição do esfíncter na base da artéria pulmonar. Com isso a pressão sistólica no ventrículo direito aumenta, mas não a do esquerdo. Deste modo o sangue do ventrículo direito (pobre em oxigênio) tende a sair pelo arco sistêmico esquerdo (estômago e intestino) e não pela artéria pulmonar (pouco sangue indo para o pulmão), já o sangue oxigenado flui para o arco sistêmico direito (circulação do coração e cérebro).
Lagartos – O ventrículo do coração de lagartos (incluindo serpentes) e tartarugas apresentam três cavidades: cavum arteriosum, cavum pulmonale e cavum venosum. 
Os desvios ocorrem tanto da direita para a esquerda quanto ao contrário (esquerda para a direita). 
Estudos anatômicos e medidas na pressão intra-cardíaca revelaram que a separação entre a circulação pulmonar e sistêmica ocorre (devido a crista muscular dentro do ventrículo entre o cavum venosum e cavum pulmonale), e o cavum venosum é regulado pelas duas circulações.Quando os lagartos mergulham, a resistência ao fluxo sanguíneo pulmonar impulsiona o sangue que normalmente saía para os pulmões a fluir no sentido contrário através da crista muscular e partem principalmente através do arco aórtico esquerdo.
Mamíferos – Nos mamíferos, durante a apneia ocorre a bradicardia (redução dos batimentos cardíacos), vasoconstrição periférica redirecionando o sangue para os órgãos vitais, aumento do metabolismo anaeróbico nos músculos esqueléticos, aumento da pressão arterial e conservação de O2. Adicionalmente, com o aumento da pressão os pulmões se colapsam, diminuindo o fluxo sanguíneo para eles e mantendo a circulação sistêmica alta (o que é importante para manter a filtragem renal).
Crocodilianos – Fôrame de Panizza.
Lagartos – Crista Muscular.
Mamíferos – Bradicardia, vasoconstrição periférica, aumento do metabolismo anaeróbico nos músculos esqueléticos e aumento da pressão arterial. 
 
Logo a diferença entre os 3 é que nos crocodilianos o forâme de panizza conecta ao arco aórtico direito e esquerdo, nos lagartos ocorre um desvio tanto para a direita quanto para a esquerda e não em ambos simultaneamente e por fim os mamíferos regulam seus batimentos cardíacos os desacelerando, fazendo vasoconstrição, aumento da pressão nas artérias para levar O2 aos órgãos vitais e realizando metabolismo anaeróbico nos músculos esqueléticos.
2 – Descreva o sistema de regulação da circulação sanguínea em vertebrados. (palavras-chave: barorreceptores, quimiorreceptores, arco aórtico e artéria carótida).
R: No arco aórtico e na artéria carótida encontramos os barorreceptores e os quimiorreceptores periféricos. Os barorreceptores monitoram a pressão arterial em vários locais do sistema e são sensíveis a elevação da pressão arterial (barorreceptores não mielinizados) ou a diminuição da pressão (barorreceptores mielinizados). Os quimiorreceptores periféricos 
respondem ao aumento de CO2 ou diminuição do O2 ou do pH do sangue que passa pelos corpos carotídeos e aórticos. Quando estes são acionados, mandam estímulos nervosos para a região do cérebro responsável pela taxa cardíaca, que ativará glândulas a secretarem hormônios responsáveis por comandar o nervo que regula a quantidade de batimentos cardíacos, seja para mais ou para menos, regulando assim a circulação sanguínea. 
Blood flow trought the squamate (and turtle) heart. When squamate breathe airo n band, venous blood from the right arterium enters the cavum venosum of the ventricle and crosses a muscular ridge to fill the cavum pulmonale momentanily. Upon ventricular contraction, mosto of this blood exists via the pulmonary artery. Simultaneously, blood from the left atrium enters the deep cavum arteriosum. Contraction of the ventricle squirts this blood through the interventricular canal, and then the blood departs via the left and right sustemic arches. When squamates dive, resistance to pulmonary blood flow encourages blood that would normally exit to the lungs to move instead across the muscular ridge and depart primarily via the left aortic arch. 
Mergulho - Quando os lagartos mergulham, a resistência ao fluxo sanguíneo pulmonar impulsiona o sangue que normalmente saía para os pulmões a fluir no sentido contrário através da crista muscular e partem principalmente através do arco aórtico esquerdo.
Respiração - Fluxo de sangue flui através do coração dos lagartos (e tartaruga). Quando os lagartos respiram a banda de ar no, o sangue venoso da arteria direita entra no cavum venosum do ventrículo e cruza com a crista muscular para encher o cavum pulmonale momentaneamente. Após a contração ventricular, o maior parte deste sangue sai através da artéria pulmonar. Simultaneamente, o sangue do átrio esquerdo entra no cavum arteriosum profundo. A contração do ventrículo esguicha este sangue através do canal interventricular, e então o sangue sai pelos arcos sistêmicos esquerdo e direito.