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1 Sistemas Respiratório e Circulatório Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br Respiração por difusão em planária Sistema Respiratório As células obtêm energia a partir do processo de respiração celular. Nesse processo, moléculas de glicose, principalmente, são decompostas até gás carbônico e água, com auxílio do oxigênio, sendo formadas moléculas de ATP que são usadas no metabolismo celular e orgânico. A ocorrência da respiração envolve trocas gasosas, isto é, o organismo precisa obter oxigênio e eliminar o gás carbônico produzido no processo. Essa troca de gases é a função do sistema respiratório e o local onde essa troca ocorre constitui a chamada superfície respiratória. Tipos de Sistema Respiratório No Reino Animal, ocorrem diversos tipos de sistemas respiratórios. Difusão Simples – as trocas gasosas são feitas através do revestimento corporal, entre as células e o meio externo. Isso ocorre nos protozoários, esponjas, celenterados, platelmintos e nematelmintos. Nos celenterados, os gases difundem-se da superfície corporal para as células mais internas. Respiração Cutânea – as trocas são realizadas através da epiderme permeável, onde abaixo dela o tecido é altamente vascularizado. Os gases respiratórios migram dos capilares para o exterior através da epiderme e vice-versa. Ocorre em anelídeos oligoquetas e hirudíneos. No grupo dos vertebrados aparece nos anfíbios. Respiração cutânea 2 Si st em as R es pi ra tó ri o e C ir cu la tó ri o Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br Sistema respiratório traqueal em insetos: detalhe de uma traqueia Respiração Branquial – aparece na maioria dos animais aquáticos, como crustáceos, moluscos e peixes. As brânquias são estruturas altamente vascularizadas e as trocas gasosas ocorrem entre a água e o sangue, através do epitélio que recobre as brânquias. Respiração branquial em peixes Respiração Traqueal – este sistema é constituído por finos canais denominados traquéias. As trocas ocorrem diretamente entre o ar e os tecidos, não havendo participação do sistema circulatório. Encontrado em insetos, aracnídeos, diplópodes e quilópodes. Respiração Pulmonar – aparece nos tetrápodes e é formada pelo conduto aerífero e pelos pulmões. Estes são constituídos pelos alvéolos pulmonares, que são câmaras microscópicas envolvidas por numerosos capilares sanguíneos, onde ocorrem as trocas gasosas. 3 Si st em as R es pi ra tó ri o e C ir cu la tó ri o Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br Alvéolo pulmonar Sacos aéreos pulmonares das aves Nas aves, as membranas que revestem os pulmões, prolongam-se pela cavidade abdominal, constituindo uma adaptação ao voo. Para tornar-se mais leve, a ave preenche o espaço dos sacos aéreos, diminuindo sua densidade em relação ao ar, facilitando sua flutuação. 4 Si st em as R es pi ra tó ri o e C ir cu la tó ri o Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br Aparelho respiratório humano Respiração Humana O sistema respiratório humano é constituído pelas fossas nasais, faringe, laringe, traquéia, brônquios, bronquíolos e pulmões. As fossas nasais são duas cavidades revestidas por um epitélio que produz um muco que flui constantemente para o fundo da garganta e é engolido juntamente com a saliva. O muco desempenha papel importante no processo respiratório: retém as partículas sólidas e bactérias presentes no ar inalado. Além disso, o epitélio nasal é vascularizado para que o ar seja aquecido antes de passar para as vias aéreas posteriores. A faringe é um canal comum ao sistema respiratório e digestório. O ar inspirado pelas narinas ou pela boca passa obrigatoriamente pela faringe que o conduz até a laringe. A laringe é um conduto que apresenta anéis de cartilagem articulados. Nos mamíferos, o revestimento interno da laringe apresenta dobras, as cordas vocais, que permitem a emissão de sons. No homem, os sons produzidos na laringe são modificados pela ação da faringe, boca e língua, o que permite a articulação das palavras. 5 Si st em as R es pi ra tó ri o e C ir cu la tó ri o Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br Alvéolos pulmonares Epitélio pseudo- estratificado ciliado da traqueia A traquéia, também com anéis cartilaginosos, bifurca-se na região superior do peito, formando os brônquios que, também são reforçados por anéis cartilaginosos e conduzem o ar para dentro dos pulmões. Tanto a traquéia quanto os brônquios são revestidos por um epitélio ciliado que retém eventuais partículas sólidas e bactérias que passaram pelas narinas. Nos pulmões, os brônquios se ramificam intensamente, formando os bronquíolos, que constituem um conjunto semelhante a uma árvore, chamado por isso de árvore respiratória. Cada bronquíolo termina numa bolsa denominada alvéolo pulmonar. 6 Si st em as R es pi ra tó ri o e C ir cu la tó ri o Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br Hematose é a troca de gás oxigênio por gás carbônico nos alvéolos O pulmão é um órgão esponjoso, envolto por duas membranas: as pleuras. A interna está aderida à superfície pulmonar e a externa está aderida à parede da caixa torácica. Entre elas há um espaço preenchido por um líquido que permite o deslizamento de uma sobre a outra durante os movimentos respiratórios, ao mesmo tempo que mantém as duas unidas pela tensão superficial do líquido. Separando a caixa torácica da cavidade abdominal está o músculo diafragma, presente apenas nos mamíferos. A base dos pulmões se apóia sobre o diafragma. Cada pulmão é formado por cerca de 150 milhões de alvéolos pulmonares, pequenas bolsas formadas por uma única camada de células achatadas recobertas por capilares sanguíneos, onde ocorrem as trocas gasosas (hematose). Nesse processo, o gás oxigênio difunde-se dos alvéolos para o sangue e o gás carbônico faz o caminho inverso. Mecânica da Respiração em Mamíferos Inspiração: A entrada de ar nos pulmões se dá pela contração do diafragma e dos músculos intercostais. O diafragma abaixa e as costelas levantam o que aumenta o volume da caixa torácica, forçando o ar a entrar nos pulmões. Expiração: Na expiração os músculos intercostais se relaxam, as costelas abaixam e o diafragma, agora relaxado se eleva, diminuindo o volume da caixa torácica, expulsando assim o ar dos pulmões. A respiração é controlada automaticamente pelo sistema nervoso, apesar de que é possível, conscientemente, durante certo tempo, aumentar ou diminuir o ritmo respiratório, ou mesmo interromper os movimentos respiratórios. Após prender a respiração por um certo tempo, somos forçados a voltar a respirar, independentemente da nossa vontade. 7 Si st em as R es pi ra tó ri o e C ir cu la tó ri o Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br Mecânica da respiração pulmonar O centro nervoso que controla a respiração está localizado na medula espinhal. Em condições normais, o sistema nervoso envia um impulso a cada 5 segundos, estimulando uma inspiração. Quando praticamos um exercício, os músculos necessitam de uma quantidade maior de oxigênio para produção de energia, que irá alimentar a contração muscular. O aumento da respiração celular produz maior quantidade de gás carbônico, aumentando a acidez do sangue. O aumento da acidez estimula o centro respiratório que, por sua vez, aumenta o ritmo dos movimentos respiratórios. Se acontecer uma diminuição acentuada do nível de oxigênio no sangue, o ritmo respiratório também é aumentado. A diminuição de gás oxigênio é detectada por receptores químicos existentes na aorta e na carótida. Esses receptores enviam, então, mensagens ao centro respiratório medular, afim de que este aumente o ritmo respiratório. Desta forma: 8 Si st em as R es pi ra tó ri o e C ir cu la tó ri o Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br Analisando o esquema acima, o aumento da concentração de CO2 no sangue provoca aumento de íons H+ e o plasma tende ao pH ácido. Se a concentração de CO2 diminui, o pH do plasma sanguíneo tende a se tornar mais básico (ou alcalino). Se o pH está abaixo do normal (acidose), o centro respiratório é excitado, aumentando a frequência e a amplitude dos movimentos respiratórios. O aumento da ventilação pulmonar determina eliminação de maior quantidade de CO2, o que eleva o pH do plasma ao seu valor normal. Caso o pH do plasma esteja acima do normal (alcalose), o centro respiratório é deprimido, diminuindo a frequência e a amplitude dos movimentos respiratórios. Com a diminuição na ventilação pulmonar, há retenção de CO2 e maior produção de íons H +, o que determina queda no pH plasmático até seus valores normais. A ansiedade e os estados ansiosos promovem liberação de adrenalina que, frequentemente levam também à hiperventilação, algumas vezes de tal intensidade que o indivíduo torna seus líquidos orgânicos alcalóticos (básicos), eliminando grande quantidade de dióxido de carbono, precipitando, assim, contrações dos músculos de todo o corpo. Sistema Circulatório A circulação é responsável pela disseminação de alimentos, do oxigênio e da retirada dos restos formados pelas atividades celulares. Esse trabalho é executado pelo sangue. No ser humano, como em todos os mamíferos, a circulação é feita através de um sistema fechado de vasos sanguíneos, cujo núcleo funcional é o coração. O sistema circulatório humano é formado pelo coração e pelos vasos sanguíneos: veias, artérias e capilares. Coração: O coração é um órgão muscular oco, revestido por uma dupla camada serosa chamada pericárdio, que funciona como uma “bomba” que faz o sangue circular pelo organismo. É dividido em 4 cavidades: 2 cavidades superiores chamadas átrios, que recebem sangue das veias e 2 cavidades inferiores chamadas ventrículos, que expulsam o sangue do coração através das artérias. Corte transversal de um coração humano 9 Si st em as R es pi ra tó ri o e C ir cu la tó ri o Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br Os lados direito e esquerdo do coração não se comunicam entre si. Desta forma, é possível a circulação independente em cada lado: do lado direito do coração circula apenas sangue venoso (sangue carregado de CO2) e do lado esquerdo circula apenas sangue arterial (sangue carregado de O2). O coração, como citado anteriormente, funciona como uma bomba para o sangue. Ele possui esta capacidade por ser um órgão muscular, que constantemente está “bombeando” o sangue. As sístoles são movimentos de contração do miocárdio e as diástoles são movimentos de relaxamento do miocárdio. Quando os átrios estão em sístole, os ventrículos estão em diástole e vice-versa. Desta forma, o coração o fluxo contínuo de sangue para todo o organismo. Vasos sanguíneos: São estruturas formadas por camadas de tecidos conjuntivos e musculares, cuja função é conduzir o sangue pelo organismo. Podem ser de três tipos: • Veias: Vasos de parede fina, que conduzem o sangue de diversas partes do organismo para o coração. Podem possuir válvulas que auxiliam no retorno do sangue das pernas ao coração. As veias podem se ramificar em vasos mais finos chamados vênulas. • Artérias: Vasos de parede espessa, que conduzem o sangue do coração para as diversas partes do organismo. As artérias podem se ramificar em vasos mais finos chamados arteríolas. • Capilares: São vasos de diâmetro muitíssimo reduzido, constituindo as últimas ramificações das arteríolas e vênulas. São os capilares que põem em comunicação os sistemas arterial e venoso. Vasos sanguíneos 10 Si st em as R es pi ra tó ri o e C ir cu la tó ri o Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br Pequena e Grande Circulação O sistema circulatório encontra-se dividido em: Circulação Pulmonar (pequena circulação) e Circulação Sistêmica (grande circulação). Circulação pulmonar: tem como função a descarboxilação do sangue (libertação de CO2) e a sua oxigenação (ganho de O2) nos pulmões. Esta circulação começa com a saída do sangue do ventrículo direito pela artéria pulmonar, passagem do sangue pelos pulmões (com trocas gasosas – hematose pulmonar) e o regresso do sangue ao coração, ao átrio esquerdo, através das veias pulmonares. Circulação sistêmica: tem como função a distribuição de oxigênio e nutrientes por todas as células do organismo. O sangue arterial sai do ventrículo esquerdo, pela artéria aorta para todo o corpo e regressa ao coração, mais concretamente ao átrio direito (agora rico em CO2 e pobre em O2 – venoso) pela veia cava inferior, da parte inferior do corpo e pela veia cava superior, da parte superior do corpo (cabeça). As artérias que levam o sangue ao miocárdio (nutrientes e O2) para o próprio coração chamam-se coronárias. Os vasos sanguíneos que levam o sangue do coração para a cabeça chamam-se carótidas. Esquema da circulação pulmonar e sistêmica Fenômenos Químicos da Circulação O transporte de gases respiratórios pelo sangue depende da ocorrência de reações químicas uma vez que o CO2 é muito mais solúvel em água que o O2. Logo, existem formas diferentes de transportar estes gases através do sangue. 11 Si st em as R es pi ra tó ri o e C ir cu la tó ri o Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br Trocas gasosas no organismo: 1-Pulmões; 2-Hematose Hb + 402 = HbOg; 3-Veia pulmonar; 4-Aorta; 5-O2 dissolvido -HbOg; 6-Células e tecidos; 7-Respiração dos tecidos HbOgs = Hb + 402; 8-Eliminação do anidrido carbônico Hb + C02 = HmC02; 9-Anidrido carbônico dissolvido, bicarbonatos, HbC02; 10-Veia cava; 11-Artéria pulmonar O oxigênio (O2) é transportado principalmente ligado à hemoglobina, na forma de oxi-hemoglobina, pelas hemácias. O gás carbônico (CO2) é transportado principalmente pelo plasma sanguíneo, solubilizado em água e dissociado na forma de íons carbonato (HCO3 -). Seguindo então este padrão, ocorrem diversas reações químicas ao mesmo tempo, que tem por objetivo manter a homeostase orgânica. Circulação Linfática Constitui uma via acessória pela qual líquidos podem fluir dos espaços intersticiais para o sangue ou vice- versa. Podem remover proteínas e grandes materiais particulados dos espaços teciduais. Os tecidos e órgãos que produzem armazenam e transportam células (linfócitos) que combatem infecções e doença. Desempenha papel importante nas defesas do corpo contra a infecção e alguns outros tipos de doença, inclusive o câncer. O sistema linfático inclui: 12 Si st em as R es pi ra tó ri o e C ir cu la tó ri o Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br • Medula óssea; • Nódulos linfáticos; Linfonodos (às vezes chamados de “glândulas linfáticas”) ou Gânglios linfáticos; • Vasos e Capilares linfáticos que transportam linfa, líquido rico em anticorpos; • Órgãos como amígdalas (tonsilas), adenóides, baço, e timo (tecido conjuntivo reticular linfóide: rico em linfócitos). Leitura Complementar Fatores de estilo de vida como risco para doenças cardiovasculares O fumo eleva o risco de doenças cardiovasculares. Fumar cigarros promove arteriosclerose e eleva os níveis de fatores coagulantes do sangue, como fibrinogênio. A nicotina eleva a pressão sanguínea e o monóxido de carbono reduz a quantidade de oxigênio que o sangue pode transportar. Exposição prolongada à fumaça do fumo de outras pessoas também pode elevar o risco de doenças cardiovasculares em não-fumantes. Vários aspectos dos padrõesde dieta têm sido relacionados a doenças cardiovasculares e condições relacionadas. Esses aspectos da dieta incluem ingestão alta de gordura saturada e colesterol, o que eleva o colesterol no sangue e promove arteriosclerose. Muito sal ou sódio na dieta pode ocasionar elevação na pressão sanguínea. O sedentarismo está relacionado ao desenvolvimento de doenças cardíacas. Sedentarismo também pode ter impacto em outros fatores de risco, como obesidade, pressão alta, triglicerídeos altos, baixos níveis do (bom) colesterol HDL, e diabetes. Atividade física regular pode melhorar esses fatores de risco. A obesidade está relacionada a altos níveis do colesterol (ruim) LDL e triglicerídeos, baixos níveis do colesterol (bom) HDL, pressão alta e diabetes. O consumo excessivo de álcool ocasionar elevação na pressão sanguínea e aumenta o risco de doenças cardiovasculares. Ingerir muito álcool também eleva o nível de triglicerídeos, o que contribui para arteriosclerose. Texto extraído de: http://www.copacabanarunners.net/doencas-cardiovasculares.html 13 Sistemas Respiratório e Circulatório EXERCÍCIOS. Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br FÁCIL 1. (IMED 2016) Em insetos, a troca de gases com o ambiente é realizada pelo sistema __________. Em aves, __________ suprem essa função, em minhocas __________ e em crustáceos, __________. Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do trecho acima. a) pulmonar – os pulmões – a cutícula – as brânquias b) branquial – as brânquias – os pulmões – os pulmões c) traqueal – os pulmões – as brânquias – os metanefrídeos d) traqueal – os pulmões – a superfície corporal – as brânquias e) branquial – os traqueídes – as brânquias – os pulmões 2. (UDESC 2016) O sistema circulatório no reino animal desempenha um importante papel no transporte de substâncias. Com relação a este sistema, assinale a alternativa que contém apenas animais cujo sistema circulatório é do tipo fechado. a) polvo, marisco, borboleta e abelhas. b) água viva, esponjas, sanguessuga e lambari. c) minhocas, pinguim, leão e jacaré. d) centopeia, aranhas, escorpiões e opiliões. e) camarão, lagosta, gatos e ursos. 3. (UERN 2015) Os alvéolos são responsáveis pelas trocas gasosas entre o pulmão e o sangue. O sangue que chega aos alvéolos absorve o gás oxigênio inspirado da atmosfera, elimina gás carbônico no interior dos alvéolos, que é logo expelido do corpo, por meio da expiração. É correto afirmar que o movimento desses gases na membrana plasmática das células durante as trocas gasosas é feito por: a) osmose. b) difusão simples. c) transporte ativo. d) difusão facilitada. 4. (Mackenzie 2015) A respeito do coração, assinale a alternativa correta. a) Os nódulos atrioventricular e sinoatrial são responsáveis pelo controle do ritmo cardíaco. b) As valvas são responsáveis por estimular a contração do miocárdio. c) A contração do miocárdio é completamente independente da ação do sistema nervoso. d) A oxigenação desse órgão é feita pelo sangue que circula em seu interior. e) Todo sangue que sai do coração é arterial. 5. (G1 - CPS 2015) Os filmes de Ficção Cientifica além de distração também possibilitam ilustrar conceitos e discutir vários temas dentro das Ciências. Entre esses filmes, destaca-se Viagem Fantástica que, em meados dos anos sessenta, criou grande sensação devido aos seus admiráveis efeitos especiais. O filme narra a história de um importante cientista, que está entre a vida e a morte, devido a um coágulo no cérebro. Um pequeno submarino com uma equipe médica a bordo é miniaturizado, isto é, reduzido a dimensões microscópicas e injetado com uma seringa na veia jugular do pescoço do cientista. Após passar por vários órgãos e cumprir a missão com êxito, a equipe sai do organismo do cientista por meio de uma lágrima. Mamão com açúcar! 14 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br Pode-se afirmar que esse submarino, ao seguir o fluxo sanguíneo normal da veia citada no texto, será levado diretamente para: a) o fígado. b) o coração. c) os pulmões. d) a artéria aorta. e) o globo ocular. 6. (UNISC 2015) A circulação sanguínea dos peixes é completa e simples. Completa, porque o sangue arterial e o venoso não se misturam; e simples, porque o fluxo sanguíneo passa somente uma vez pelo coração. Conforme estas características morfológicas e anatômicas, pode-se dizer que o coração dos peixes ósseos tem: a) um ventrículo e dois átrios. b) dois ventrículos e um átrio. c) um ventrículo e nenhum átrio. d) um ventrículo e um átrio. e) nenhum ventrículo e dois átrios. 7. (UDESC 2015) O sangue arterial circula de maneira independente do sangue venoso. Assinale a alternativa que tem exemplos de animais com este tipo de coração. a) sabiás - jararacas - rãs e salmões. b) jacarés - pardais - cavalos e leões. c) sapos - tainhas - tartarugas e hipopótamos. d) tigres - salamandras - cobras e bagres. e) gorilas - tubarões - lagartixas e golfinhos. 8. (G1 - IFPE 2014) As principais fontes geradoras de poluição atmosférica são os motores de veículos, as indústrias, a incineração de lixo doméstico e as queimadas de campos e florestas. Nas atividades humanas, são liberados anualmente na atmosfera, milhões de toneladas de gases tóxicos. Dentre esses gases, existe um que é inodoro, incolor e muito tóxico, cuja principal fonte de emissão é a queima de combustíveis fósseis nos motores dos veículos. O gás em questão, quando inalado, tem a capacidade de se combinar com a hemoglobina, formando um composto estável, impedindo o transporte de oxigênio pelo sangue. Esse gás é o: a) óxido de Nitrogênio. b) óxido de Enxofre. c) dióxido de Carbono. d) monóxido de Carbono. e) gás sulfídrico. 9. (UFPR 2014) As figuras abaixo apresentam esquemas da estrutura da parede de três tipos de vasos sanguíneos encontrados em mamíferos: a) Indique o nome de cada um dos vasos: b) Relacione, para cada vaso, características da estrutura de sua parede com a sua função. 10. (Mackenzie 2014) Assinale a alternativa correta a respeito do sistema circulatório humano. a) Hemoglobina é uma das proteínas presentes no plasma sanguíneo. b) Os anticorpos são um tipo de célula de defesa. c) A principal função da hemoglobina é transportar o CO2 produzido nos tecidos. d) O número de glóbulos brancos é constante em um indivíduo. e) As células sanguíneas são produzidas na medula óssea a partir de células tronco pluripotentes. 15 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br Vai em frente, você consegue! MÉDIO 11. (Faculdade Albert Einstein 2016) No processo de respiração humana, o ar inspirado chega aos alvéolos pulmonares. O oxigênio presente no ar difunde-se para os capilares sanguíneos, combinando-se com: a) a hemoglobina presente nas hemácias, e é transportado para os tecidos, sendo absorvido pelas células e em seguida utilizado na cadeia respiratória, que ocorre no citosol. b) a hemoglobina presente nas hemácias, e é transportado para os tecidos, sendo absorvido pelas células e em seguida utilizado na cadeia respiratória, que ocorre na mitocôndria. c) o plasma sanguíneo, e é transportado para os tecidos, sendo absorvido pelas células e em seguida utilizado na glicólise, que ocorre no citosol. d) o plasma sanguíneo, e é transportado para os tecidos, sendo absorvido pelas células e em seguida utilizado na glicólise, que ocorre na mitocôndria.12. (FATEC 2016) Dados divulgados pelo Ministério da Saúde, em 2015, indicam que o número de fumantes no Brasil caiu 31% nos últimos nove anos. No entanto, o país ainda apresenta cerca de 20 milhões de habitantes sujeitos a um maior risco de desenvolvimento de diversos tipos de câncer, doenças pulmonares e cardiovasculares devido ao tabagismo. Entre as principais doenças pulmonares relacionadas ao cigarro está o enfisema, que é uma irritação respiratória crônica, de lenta evolução, na qual as paredes internas dos alvéolos pulmonares são destruídas. O indivíduo que sofre de enfisema apresenta respiração ofegante, com chiado e falta de ar, que se agravam à medida que a doença avança. Os sintomas do enfisema estão diretamente relacionados à função das estruturas pulmonares que são afetadas por essa doença. A função principal dessas estruturas é: a) produzir muco para revestir as vias aéreas e garantir a umidificação e purificação do ar inalado. b) facilitar a passagem do ar até os bronquíolos, onde ocorre o processo de hematose. c) permitir que ocorram as trocas gasosas entre o sangue e o ar que foi inalado. d) promover o movimento de inspiração e expiração do ar. e) sustentar a estrutura interna dos pulmões. 13. (UERJ 2016) Um morador de uma cidade situada no nível do mar decidiu passar um período de férias em uma cidade com altitude de 2500m. Antes da viagem, os resultados de seu exame de sangue eram compatíveis com a normalidade em todos os parâmetros medidos. No entanto, logo nos primeiros dias da viagem, sentiu fortes tonturas e dores de cabeça, apesar de não ter entrado em contato com agentes infecciosos ou com substâncias químicas nocivas ao organismo. As condições ambientais responsáveis pelo surgimento desses sintomas são também responsáveis por estimular o organismo dessa pessoa a produzir um maior número de células denominadas: a) linfócitos b) hemácias c) plaquetas d) megacariócitos 14. (PUCRJ 2015) Sobre a respiração nos mamíferos, considere as afirmativas a seguir. I. Mamíferos utilizam respiração por pressão negativa, que consiste em expandir a cavidade torácica diminuindo assim a pressão nos pulmões permitindo a entrada do ar. II. Durante a inspiração, os músculos intercostais e o diafragma se contraem. III. Durante a inspiração, os músculos intercostais e o diafragma relaxam. IV. O relaxamento dos músculos intercostais e do diafragma provoca a redução do volume da caixa torácica. É correto o que se afirma em: a) Somente I, III e IV. b) Somente I e III. c) Somente II e IV. d) Somente I, II e IV. e) Somente III e IV. 16 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br 15. (PUCRJ 2015) Quando uma pessoa prende a respiração, ocorrem alterações sanguíneas que levam à necessidade de respirar. A esse respeito, considere as alterações abaixo: I. Aumento de O2. II. Diminuição de O2. III. Aumento de CO2. IV. Diminuição de CO2. Na situação descrita acima, ocorrem as alterações: a) Apenas I e II. b) Apenas I e III. c) Apenas I e IV. d) Apenas II e III. e) Apenas III e IV. 16. (UFPR 2015) A pressão parcial de oxigênio (pO2) no sangue foi medida simultaneamente em diferentes pontos do sistema circulatório de um mamífero. Em condições normais espera-se que: a) pO2 Veia pulmonar < pO2 Ventrículo direito. b) pO2 Átrio esquerdo > pO2 Veia cava. c) pO2 Átrio esquerdo < pO2 Ventrículo direito. d) pO2 Artéria pulmonar > pO2 Veia pulmonar. e) pO2 Artéria pulmonar > pO2 Veia cava. 17. (UEMG 2015) O gráfico seguinte representa as pressões sanguíneas ao longo do corpo de uma pessoa saudável. Os números representam compartimentos nos quais foram tomadas as pressões nos intervalos de tempo. Considerando as informações fornecidas e outros conhecimentos sobre a fisiologia circulatória humana, o ventrículo esquerdo do coração está representado pela pressão medida em: a) I. b) II. c) III. d) IV. 18. (FGV 2015) A figura ilustra um coração artificial mecânico, cujos números indicam os orifícios para a entrada e saída do fluxo sanguíneo. Ao ser implantado em um ser humano, os números: a) 1 e 2 indicam, respectivamente, os locais de conexão com as veias cavas e pulmonares. b) 3 e 4 indicam, respectivamente, os locais de conexão com a artéria aorta e as artérias pulmonares. c) 1 e 3 indicam, respectivamente, os locais de conexão com as veias cavas e/pulmonares. d) 2 e 4 indicam, respectivamente, os locais de conexão com as artérias pulmonares e a artéria aorta. e) 2 e 3 indicam, respectivamente, os locais de conexão com as artérias e veias pulmonares. 19. (UEMA 2015) A velocidade de circulação do sangue nos vasos varia dependendo do seu diâmetro. Quanto maior o diâmetro e mais próximo do coração, menor será a velocidade de circulação de sangue por ele, como no caso da aorta. De outra forma, quanto menor o diâmetro e mais longe do coração, maior será a velocidade de circulação do sangue. Com base no texto, justifique a taxa alta de mortalidade em indivíduos com rompimento da aorta. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Leia o texto para responder a(s) questão(ões): A vida das células está diretamente associada ao transporte de substâncias. Na respiração humana, por exemplo, o gás oxigênio do ar inspirado é transportado até os alvéolos pulmonares, de onde passa para o interior de capilares sanguíneos. 17 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br Dentro dos capilares sanguíneos alveolares, o gás oxigênio penetra nos glóbulos vermelhos (hemácias) e se combina com a molécula de uma proteína denominada hemoglobina, formando a oxiemoglobina, que é um composto químico instável. Dessa forma, o gás oxigênio é transportado pelo sangue até os capilares sanguíneos dos tecidos do corpo humano. Nos capilares dos tecidos, o gás oxigênio se separa da hemoglobina e difunde-se para o interior das células, onde é utilizado na respiração celular. Assim, finalmente dentro das células, o gás oxigênio reage com substâncias orgânicas, tais como carboidratos e lipídios, a fim de liberar a energia que será utilizada na manutenção dos processos vitais. 20. (G1 - CPS 2015) Em sentido oposto, dos tecidos para o pulmão, as hemácias transportam uma pequena fração de gás carbônico que, também de forma instável, se une à hemoglobina (carboemoglobina), a qual retorna aos alvéolos liberando esse gás e deixando a hemácia livre para um novo ciclo. <http://tinyurl.com/p7u8txb> Acesso em: 27.03.2015. Adaptado. O gás transportado pela hemoglobina dos tecidos para o pulmão é o a) CO, denominado óxido de carbono. b) CO, denominado monóxido de carbono. c) CO2, denominado dióxido de carbono. d) CO2, denominado monóxido de carbono. e) CO2, denominado trióxido de carbono. DIFÍCIL 21. (UERJ 2016) A temperatura e a pressão afetam a solubilidade do oxigênio no sangue dos organismos. Alguns animais marinhos sem pigmentos respiratórios realizam o transporte de oxigênio por meio da dissolução desse gás diretamente no plasma sanguíneo. Observe a variação da solubilidade do oxigênio no plasma, em função da temperatura e da profundidade a que o animal esteja submetido, representada nos gráficos abaixo. Um estudo realizado sob quatro diferentes condições experimentais, para avaliar a dissolução de oxigênio no plasma desses animais, apresentou os seguintes resultados: Parâmetros avaliados Condições experimentais W X Y Z Temperatura Baixa Baixa Alta Alta Profundidade Alta Baixa Baixa Alta O transporte de oxigênio dissolvidono plasma sanguíneo foi mais favorecido na condição experimental representada pela seguinte letra: a) W b) X c) Y d) Z 22. (UNESP 2016) Na figura, uma demonstração feita com garrafa pet, tubos e balões de borracha simula o funcionamento do sistema respiratório humano. Sobre o sistema respiratório humano e as estruturas que o representam na demonstração, é correto afirmar que: a) o movimento da mão esticando a borracha corresponde ao relaxamento do diafragma, em resposta a estímulos de quimiorreceptores Agora é sangue no olho! 18 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br localizados no bulbo, que detectam a baixa concentração de O2 no sangue e promovem a inspiração. b) o movimento da mão esticando a borracha corresponde à contração do diafragma, por ação do bulbo quando o pH do sangue circulante diminui em razão da formação de ácido carbônico no plasma. c) a garrafa pet corresponde à pleura, membrana dupla que envolve os pulmões e que apresenta quimiorreceptores sensíveis à variação de O2 e CO2 nos capilares alveolares, desencadeando os movimentos de inspiração e expiração. d) a garrafa pet corresponde à parede da caixa torácica que, ao manter o volume torácico constante, permite que os pulmões, representados pelos balões, se inflem na inspiração e se esvaziem na expiração, expulsando o ar rico em CO2. e) os tubos que penetram na garrafa correspondem à traqueia e aos brônquios que, embora não apresentem movimentos de contração e relaxamento, favorecendo a movimentação do ar nas vias respiratórias, possuem válvulas que impedem a mistura do ar rico em O2 com o ar rico em O2 . 23. (Uerj 2016) Os mergulhadores de profundidade rasa, ou seja, de menos de 7m, com o objetivo de aumentar o tempo de permanência em apneia sob a água, realizam a manobra conhecida como hiperventilação: inspirar rapidamente, várias vezes, a fim de remover da corrente sanguínea uma quantidade de CO2 maior do que o organismo é capaz de produzir. No entanto, como a concentração de CO2 é responsável por produzir a necessidade de respirar, essa mesma manobra pode, também, provocar desmaios sob a água, com risco de morte para o mergulhador que a pratica. Observe nos gráficos as diferentes concentrações de O2 e CO2 em duas situações de mergulho. Indique a principal estrutura do sistema nervoso central envolvida no controle involuntário da respiração e, também, a principal alteração do sangue detectada por essa estrutura. Em seguida, com base nos gráficos, explique por que, ao realizarem a hiperventilação, esses mergulhadores podem sofrer desmaios. 24. (UERJ 2016) Observe as figuras a seguir, que relacionam pressão sanguínea e pressão osmótica em quatro diferentes condições ao longo da extensão de um vaso capilar. Na extremidade arterial (PA) do vaso capilar, a pressão sanguínea é maior que a pressão osmótica, e o líquido sai do interior do capilar para os tecidos, ocorrendo o fluxo oposto na extremidade venosa desse vaso, onde a pressão sanguínea venosa (PV) é menor que a osmótica. Considere um quadro de desnutrição prolongada, em que um indivíduo apresenta baixa concentração de proteínas no sangue. A representação mais adequada da relação entre a pressão sanguínea e a osmótica ao longo do capilar desse indivíduo corresponde à figura de número: 19 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br a) I b) II c) III d) IV 25. (UEL 2016) Além do transporte de gases, a circulação sanguínea transporta outros solutos, calor e nutrientes. Cada classe de vertebrados tem um tipo muito uniforme de circulação, mas as diferenças entre as classes são substanciais, principalmente quando se comparam os vertebrados aquáticos com os terrestres. As figuras a seguir representam dois tipos de circulação sanguínea observados em vertebrados. A letra V representa os ventrículos e a letra A representa os átrios. As setas indicam a direção do fluxo sanguíneo. Com base na figura e nos conhecimentos sobre circulação sanguínea, responda aos itens a seguir. a) Que órgãos são representados pelos números 1 e 2? Cite uma classe animal à qual pode pertencer o organismo X e outra à qual pode pertencer o organismo Y. b) Que vantagens apresenta a circulação dupla completa, no organismo Y, em relação à circulação encontrada no organismo X? 26. (UPE 2015) Maria, uma mergulhadora iniciante, em jejum, resolveu fazer um percurso mais longo que o de costume nos naufrágios da costa pernambucana e assustou-se com um tubarão. Na ocasião, reteve a respiração por um tempo prolongado, seguida de inspirações rápidas. Após algum tempo, sinalizou para José, seu companheiro, que precisava subir. José, mais experiente, ficou preocupado, pois ela poderia desmaiar. José pensou nessa possibilidade, porque: a) a hiperventilação, provocada pelas inspirações curtas e retenção de ar, aumenta a concentração de O2, fazendo o sistema nervoso diminuir o número de ventilações, resultando em uma parada de quase todas as reações metabólicas, visto que o O2 é o produto final dessas reações. b) uma vez no sangue, o O2 se combina com a hemoglobina, sendo levado ao coração, onde é bombeado para todos os tecidos. O CO2 é metabolizado juntamente com a glicose para a produção de energia e síntese de ATP, e o O2, produto desse metabolismo, passa das células para o sangue, retornando em seguida ao pulmão, a fim de ser distribuído para as células. 20 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br c) o principal estímulo respiratório não é o excesso de CO2, mas a falta de O2, pois os íons de bicarbonato ativam quimiossensores, que comandam os impulsos nervosos no bulbo raquiano, o que pode levar ao desmaio. d) a pressão sobre o tórax dificulta a difusão de gases nos alvéolos pulmonares, aumentando a concentração de CO2 no sangue e diminuindo a de O2. Isso compromete a respiração celular, a qual necessita de glicose e O2, visando à transformação de energia e síntese de ATP para o metabolismo celular. e) no processo de respiração externa, o ar alveolar não é trocado completamente por um novo ar, apenas parte dele. O ar inalado passa, respectivamente, pela boca ou nariz, brônquios, bronquíolos, traqueia, até chegar aos alvéolos, que perdem continuamente CO2 para o sangue, o qual é substituído pelo O2, que se difunde do sangue para os alvéolos. 27. (UDESC 2015) A figura representa o esquema de um coração humano, no qual estão indicadas algumas de suas estruturas. Analise as proposições em relação a este órgão. I. O sangue arterial circula dentro das artérias e o venoso dentro das veias. II. As artérias pulmonares esquerda e direita conduzem o sangue venoso aos pulmões. III. O ventrículo direito do coração possui paredes mais espessas do que o ventrículo esquerdo, pois tem que impulsionar o sangue rico em oxigênio para todo o corpo. IV. As veias cavas trazem o sangue venoso dos pulmões ao átrio direito do coração. V. As paredes das veias possuem músculos que auxiliam na impulsão do sangue. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas II, III e IV são verdadeiras. b) Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras. c) Somente a afirmativa II é verdadeira. d) Somente as afirmativas I, III e V são verdadeiras. e) Somente as afirmativas III e V são verdadeiras. 28. (PUCRS 2014) Para responder à questão, considere as figuras abaixo, bem como seus conhecimentos a respeito dos músculos e dos processos envolvidos na ventilação pulmonar basal, que ocorre num estado de repouso. Com base nas figuras e em seus conhecimentos, é correto afirmar:a) Na figura 1, podemos observar o relaxamento do diafragma, enquanto a 2 representa sua contração. b) Os movimentos do diafragma e das costelas, na figura 2, geram uma pressão intratorácica inferior à atmosférica, favorecendo a expansão pulmonar e a entrada de ar nesse órgão. c) O diafragma é considerado o principal músculo ventilatório, porque se acopla diretamente ao pulmão, expandindo-o durante sua contração. d) A elevação das costelas e o abaixamento do diafragma, apresentados na figura 1, são representativos das alterações da caixa torácica durante a inspiração. e) Os processos representados na figura 1 dizem respeito à fase passiva da ventilação, enquanto a 2 representa a fase ativa da ventilação. 29. (IFSC 2014) Os sistemas respiratórios e circulatórios atuam em conjunto para realizar a troca e distribuição de gases pelo corpo dos seres humanos. Sobre esses sistemas, assinale a soma da(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01) O coração dos seres humanos é o órgão responsável pelo bombeamento do sangue pelo corpo e, assim como em todos os demais vertebrados, possui quatro cavidades. 02) Nos seres humanos não há mistura entre 21 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br sangue venoso e arterial no coração: no átrio e ventrículo direito ocorre o bombeamento de sangue venoso, e no átrio e ventrículo esquerdo o de sangue arterial. 04) Na circulação sistêmica, o sangue arterial sai do ventrículo esquerdo para a aorta e segue em direção do corpo, e o sangue venoso retorna pelas veias do corpo para o átrio direito. 08) As hemácias são as células sanguíneas responsáveis pelo transporte de gases pelo corpo. Nessas células, a proteína que se liga ao oxigênio é a hemoglobina. 16) No pulmão ocorre o transporte de dióxido de carbono do sangue para os alvéolos e de oxigênio dos alvéolos para o sangue. A troca gasosa ocorre por difusão simples através das membranas das células do epitélio alveolar e das hemácias. Total: _____ 30. (FUVEST 2014) As Figuras I, II e III esquematizam a circulação sanguínea em diferentes vertebrados. a) Analise a Figura II. A partir da cavidade apontada pela seta, ordene as demais cavidades cardíacas e os circuitos 1 e 2, na sequência correspondente à circulação do sangue. b) Faça o mesmo, em relação à Figura III. c) Qual(is) das três figuras mostra(m) o coração em que há mistura de sangue arterial e sangue venoso? d) Dê um exemplo de grupo de vertebrados para o tipo de circulação esquematizado em cada uma das três figuras. 22 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br gabarito. Resposta da Questão 1: [D] Os insetos, aves, minhocas e crustáceos apresentam, respectivamente, respiração traqueal, pulmonar, cutânea (tegumentar) e branquial. Resposta da Questão 2: [C] Apresentam sistema circulatório fechado os representantes dos filos anelídeos (minhocas, sanguessugas, nereis etc.) e do subfilo Craniados do filo cordados (peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos). Resposta da Questão 3: [B] As trocas gasosas entre os capilares sanguíneos e as células alveolares dos pulmões ocorre por difusão simples, sem gasto energético. Resposta da Questão 4: [A] Os nódulos atrioventribular (AV) e sinoatrial (SA) são regiões do miocárdio que geram os impulsos que determinam o ritmo cardíaco. Resposta da Questão 5: [B] As veias jugulares transportam o sangue venoso da cabeça em direção ao coração, desembocando na veia cava superior. Resposta da Questão 6: [D] O coração dos peixes é bicavitário, isto é, possui um átrio e um ventrículo. Resposta da Questão 7: [B] A circulação dupla e completamente separada ocorre no coração dos répteis crocodilianos (jacarés e crocodilos), bem como em todas as aves e mamíferos. Resposta da Questão 8: [D] O gás monóxido de carbono (CO) pode matar por asfixia por se combinar com a hemoglobina impedindo o transporte de oxigênio dos pulmões aos tecidos do corpo. Resposta da Questão 9: a) i – artérias; ii – capilares e iii – veias. b) As artérias (i) possuem a parede mais espessa (túnicas média e adventícia) para suportar e manter a pressão arterial determinada pela sístole do ventrículo esquerdo do coração. Os capilares (ii) são formados por um epitélio simples e pavimentoso para permitir as trocas entre o sangue e os tecidos do corpo. As veias (iii) apresentam a parede mais delgada do que as artérias porque, geralmente, transportam sangue com baixa pressão. Resposta da Questão 10: [E] Os elementos figurados do tecido sanguíneo (hemácias, leucócitos e plaquetas) são produzidos na medula óssea vermelha, a partir de células tronco pluripotentes. Resposta da Questão 11: [B] O oxigênio absorvido nos capilares dos alvéolos pulmonares combina-se com a hemoglobina presente nas hemácias, e é conduzido aos tecidos do corpo, sendo absorvido pelas células e utilizado no processo de respiração celular aeróbia que ocorre nas mitocôndrias. Resposta da Questão 12: [C] O enfisema é uma doença que afeta o funcionamento dos alvéolos pulmonares. Nessas estruturas ocorre a hematose, isto é, as trocas gasosas entre o sangue e o ar que foi inalado. Resposta da Questão 13: [B] A altitude é um fator ecológico abiótico que provoca o aumento do número de hemácias. https://goo.gl/JpSxFr Resposta da Questão 14: [D] Clique sobre o ícone abaixo da resposta para assistir à resolução em vídeo. 23 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br [III] Falsa. Durante a inspiração, os músculos intercostais e o diafragma contraem. Resposta da Questão 15: [D] A parada voluntária da ventilação pulmonar causa a diminuição da concentração do oxigênio (O2) na corrente sanguínea e, consequentemente, o aumento na concentração do dióxido de carbono (CO2). Resposta da Questão 16: [B] A pO2 do sangue arterial presente no átrio esquerdo do coração é maior do que a pO2 do sangue venoso contido no ventrículo direito, câmara cardíaca que recebe o sangue venoso das veias cavas superior e inferior. Resposta da Questão 17: [A] A pressão sanguínea máxima é determinada pela sístole do ventrículo esquerdo do coração. Resposta da Questão 18: [A] No coração artificial mecânico os números 1 e 2 indicam, respectivamente, as veias cavas que recebem o sangue venoso (rico em CO2) do corpo e veias pulmonares que transportam ao coração o sangue arterial (rico em O2) vindo dos pulmões. Resposta da Questão 19: A artéria aorta é a artéria com o maior diâmetro no corpo humano. O seu rompimento causa um quadro hemorrágico grave, porque a velocidade de fluxo do sangue em seu interior é baixa, porém a pressão exercida em sua parede é máxima. Resposta da Questão 20: [C] O gás transportado pela hemoglobina é o dióxido de carbono (CO2). Resposta da Questão 21: [A] Os gráficos mostram que para avaliar a dissolução de oxigênio no plasma dos animais desprovidos de pigmentos respiratórios, a temperatura da água deve ser baixa e a profundidade alta. https://goo.gl/mXspGa Resposta da Questão 22: [B] O esticamento da borracha corresponde à contração do músculo diafragma, sob comando de neurônios situados no bulbo, quando ocorre um ligeira queda no pH do sangue, em função da formação de ácido carbônicos no plasma. https://goo.gl/xgiL3m Resposta da Questão 23: Bulbo. Uma das respostas: - redução do pH no sangue - aumento da concentração de CO2 Como os níveis de CO2 elevados demoram mais a ser alcançados, a zona de desmaio por falta de oxigênio é atingida antes da sensação urgente de respirar. Resposta da Questão 24: [D] Em situação de desnutrição proteica severa,a pressão osmótica do plasma sanguíneo fica abaixo do normal e, consequentemente, ocorrera acúmulo de líquido intersticial nos tecidos periféricos do organismo humano. https://goo.gl/pu3ndX Resposta da Questão 25: a) O número 1 representa as brânquias e o número 2 representa os pulmões. O organismo X pode ser um peixe ou um anfíbio e o organismo Y pode ser uma ave ou um mamífero (o candidato pode citar apenas um exemplo de classe para o organismo X e um exemplo de classe para o organismo Y). b) Maior disponibilidade de oxigênio e, consequentemente, aquisição de níveis metabólicos mais elevados. Respostas alternativas: - Maior disponibilidade de oxigênio e maior capacidade energética. - Maior disponibilidade de oxigênio e manutenção da temperatura corporal constante (homeotermia). 24 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br Resposta da Questão 26: [D] A retenção da respiração provoca o aumento da concentração de CO2 no sangue e, consequentemente, a diminuição da concentração do O2. O oxigênio é necessário para a produção de energia (ATP) utilizada no metabolismo celular. Resposta da Questão 27: [C] [I] Falsa. As artérias pulmonares e umbilicais transportam sangue venoso. A veia umbilical e as veias pulmonares transportam sangue arterial. [III] Falsa. O ventrículo esquerdo do coração possui paredes mais espessas do que o ventrículo direito, pois impulsionam o sangue arterial para todo o corpo. [IV] Falsa. As veias cavas trazem o sangue venoso do corpo para o átrio direito do coração. [V] Falsa. As paredes das artérias apresentam uma túnica musculosa mais espessa do que a parede das veias, fato que auxilia o transporte do sangue rico em oxigênio para todo o corpo. Resposta da Questão 28: [D] A figura 1 representa a fase ativa da ventilação. Nessa fase ocorre a contração dos músculos intercostais e do diafragma. Com a expansão da caixa torácica a pressão intrapulmonar fica menor do que a pressão atmosférica e, consequentemente, o ar é sugado para o interior dos pulmões. Resposta da Questão 29: 02 + 04 + 08 + 16 = 30. [01] Falsa: O coração tetracavitário ocorre em mamíferos, aves e répteis crocodilianos. Resposta da Questão 30: a) O sangue venoso presente na cavidade X (átrio esquerdo), da figura II, passa para o ventrículo e é bombeado para os pulmões (circuito 1). O sangue arterial retorna ao coração para a cavidade Z (átrio esquerdo), é bombeado para o ventrículo (Y) e é enviado para o circuito 2, correspondente à circulação sistêmica. b) O sangue venoso presente na cavidade X (átrio direito) é enviado para a cavidade Y (ventrículo direito) e é bombeado para as artérias pulmonares atingindo o circuito 1 (pulmões). O sangue arterial retorna para a cavidade W (átrio esquerdo) e é enviado para a cavidade Z (ventrículo esquerdo), de onde é bombeado para a artéria aorta em direção ao circuito 2, correspondente à circulação sistêmica. c) Figura II. d) Figura I: peixes. Figura II: répteis não crocodilianos Figura III: mamíferos