Sangue, suor e lágrimas

O morcego vampiro, Desmodus rotundus, é um pequeno mamífero que se alimenta do sangue de outros mamíferos de grande porte, enquanto estes dormem. Se o morcego vampiro encontrar uma presa, ingere todo o sangue que puder, no menor período de tempo possível, antes que a vítima acorde. Após o início da refeição, a água do sangue ingerido é rapidamente absorvida e transportada para o sistema renal. Assim que a refeição termina, o morcego vampiro começa a digerir o sangue concentrado no tubo digestivo. Como este sangue é composto, essencialmente, por proteínas, é produzida uma grande quantidade de resíduos azotados, os quais são excretados sob a forma de ureia numa urina muito concentrada. Quando o morcego já não se alimenta há várias horas, produz pouca urina, muito concentrada, de forma a evitar a perda de água do corpo.

B25 regulação nervosa e hormonal em animais - osmorregulação

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Termorregulação e Osmorregulação

Muitos animais endotérmicos e alguns exotérmicos conseguem fazer variar diferencialmente o volume sanguíneo que circula no núcleo do corpo e na sua pe­riferia. Este facto está relacionado com a capacidade de vasoconstrição e vasodilatação dos vasos sanguíneos, despoletada por sinais nervosos que relaxam os músculos das paredes destes vasos.

Um outro mecanismo envolvido nas transferências de calor em seres vivos é conhecido por contracorrente. Este me­canismo é particularmente evidente em seres vivos endotérmicos marinhos, onde o meio aquático implica, normal­mente, o contacto constante com tem­peraturas inferiores às necessidades funcionais de alguns órgãos do orga­nismo.

A proximidade física entre artérias e veias possibilita permutas de calor. Regra geral, este mecanismo é utilizado para aprisionar calor nas zonas mais in­ternas do corpo e para diminuir as per­das de calor pelas extremidades. No en­tanto, estudos efectuados em golfinhos machos revelaram que este animal uti­liza o mesmo mecanismo para arrefecer as gónadas internas, isto é, os testículos.

Os animais endotérmicos, como o golfi­nho, controlam a sua temperatura cor­poral, produzindo ou perdendo calor. Este facto está intimamente relacionado com a variação da sua taxa metabólica.



B23 regulação nervosa e hormonal em animais (termorregulação e osmorregulação)

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B24 regulação nervosa e hormonal em animais (termorregulação e osmorregulação) - exercícios

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Regulação nervosa e hormonal em animais

Os animais possuem mecanismos eletroquímicos que permitem, dentro de certos limites, o controlo da temperatura corporal, e mecanismos químicos, hormonais, que possibilitam, entre outros aspectos, a regulação da pressão osmótica no interior do organismo.

B22 regulação nervosa e hormonal em animais

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Exercícios - Sistema Respiratório

B21 transformação e utilização de energia pelos seres vivos - exercícios

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Mecanismo contracorrente

A água que entra pela boca do peixe, ao passar entre as lamelas, cruza com o sangue que circula nos capilares sanguíneos em sen­tido contrário, isto é, o sangue flui num sentido contrário ao da água - mecanismo de contracorrente.

O mecanismo de contracorrente permite aumentar significativa­mente a eficiência das trocas gasosas ao nível dos capilares.

Quando o sangue flui através dos capilares torna-se cada vez mais rico em oxigénio e, porque circula em sentido contrário ao da água, vai contactando com água que é sucessivamente mais rica em oxi­génio, o que permite uma difusão eficiente.

No início do percurso a diferença entre a tensão de oxigénio no sangue e na água, apesar de pequena, é suficiente para que o oxigé­nio comece a difundir-se para o sangue. À medida que o sangue se enriquece em oxigénio, vai entrando em contacto com água que possui uma tensão cada vez maior de oxigénio, mantendo-se um coeficiente de difusão elevado, o qual, no caso considerado, permite que o sangue atinja 90% de saturação em oxigénio.

Simultaneamente, e pela mesma razão, o dióxido de carbono difunde-se em sentido contrário. À medida que o sangue dos capila­res sanguíneos vai perdendo CO₂ para a água, vai contactando com água cada vez mais empobrecida em CO₂, o que permite que a difu­são se continue a efectuar.

Coachar dos Sapos

Nos anfíbios, as narinas abrem-se na parte superior da cavidade bucal, em orifícios denominados coanas. Para ventilar os pulmões, os anfíbios abrem as narinas e abaixam o assoalho da cavidade bucal, fazendo o ar penetrar na boca pelas coanas.
Em seguida, fecham as narinas e contraem os músculos do tórax, fazendo com que parte do ar contido nos pulmões volte para a boca, onde se mistura ao ar recém inalado. Relaxando os músculos torácicos e elevando novamente o assoalho da boca, com as narinas ainda fechadas, forçam o ar da boca a passar para os pulmões.


Graças à presença da glote, uma válvula localizada na laringe, o ar pode ser mantido nos pulmões dos anfíbios por um certo tempo. Enquanto isso, eles abrem as narinas, eliminando o ar da boca e captando ar novo, para recomeçar outro ciclo de ventilação pulmonar.

Fonte : Biologia dos Organismos - 2. Amabis e Martho. Moderna

Bg24 transformação e utilização de energia pelos seres vivos - trocas gasosas nos animais

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Hematose Pulmonar

Hematose pulmonar: uma solução no ambiente terrestre

Os pulmões assemelham-se a sacos de ar e constituem superfícies respiratórias internas muito vascularizadas que surgiram há cerca de 450 M.a. por invaginação da superfície do corpo. Nos Vertebra­dos os pulmões são uma rede mais ou menos complexa de tubos e sacos que varia com as espécies.

Os Anfíbios têm pulmões cuja estrutura varia desde sacos de paredes finas em algumas salamandras até estruturas mais compar­timentadas nas rãs. A superfície total para as trocas gasosas é muito maior nos pulmões dos Répteis do que nos Anfíbios, pois encon­tram-se subdivididos em numerosos compartimentos que se ligam entre si. Os pulmões mais complexos são os dos Mamíferos, que são formados por uma rede complexa de milhões de alvéolos.

Filogeneticamente, no sistema respiratório dos Anfíbios, Répteis e Mamíferos pode verificar-se:

• um aumento da compartimentação dos pulmões, o que faz au­mentar a área da superfície respiratória por unidade de volume do pulmão;
• uma maior especialização do sistema de ventilação;
• um aumento de eficiência na circulação sanguínea.

Os sacos aéreos presentes no sistema respiratório das Aves, para além de permitirem uma eficaz ventilação, implicam ainda outras vantagens:

• diminuem a densidade da ave;
• ajudam a dissipar o calor resultante do metabolismo, sobre­tudo ao nível dos músculos, durante o voo;
• constituem reservas de ar enquanto o animal voa.

Nos Mamíferos os pulmões estão localizados na caixa torácica e são constituídos por alvéolos pulmonares dispostos em torno dos duetos alveolares que se ligam aos bronquíolos. É nos alvéolos que se dá a hematose. Em termos filogenéticos, a principal limitação para o progressivo aumento da área da superfície do epitélio pul­monar ocorreu devido às dificuldades na ventilação pulmonar.

Na inspiração o ar entra através das vias respiratórias até aos alvéolos, onde ocorre a hematose. Depois, o ar expirado segue um trajecto inverso.

A ventilação não é contínua mas sim faseada. Além disso, no Homem os pulmões não enchem e esvaziam completamente em cada ciclo respiratório.

Devido a esta ventilação "incompleta", após a expiração fica retida nos pulmões uma certa quantidade de ar, ar residual. O ar que chega do exterior através da inspiração mistura-se com o ar residual, o que baixa a eficiência das trocas gasosas.

Sistemas Respiratórios

A análise dos diferentes sistemas respiratórios permite tirar algumas conclusões:

• Na adaptação dos animais ao respectivo ambiente é funda­mental um sistema respiratório que propicie trocas gasosas correspondentes às necessidades do seu metabolismo.
• Algumas superfícies respiratórias, como as traqueias e os pulmões, são invaginações da superfície do corpo que comunicam com o exterior através de finos canais. Este facto faz reduzir a perda de água por evaporação, o que melhora as condições de sobrevivência no ambiente terres­tre. Ao contrário, as guelras são evaginações da superfície do corpo que têm uma maior eficácia na realização de tro­cas no ambiente aquático.
• A existência de uma irrigação sanguínea especializada per­mite aumentar a eficácia da hematose.
• O aparecimento de sistemas de ventilação especializados, que asseguram a renovação do ar ao nível das superfícies respiratórias, foi um patamar crucial no processo evolutivo dos diferentes grupos de animais.

B20 transformação e utilização de energia pelos seres vivos - trocas gasosas nos animais

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Testes de Avaliação (Biologia)

Alguns testes modelo e outros realizados na minha turma de décimo ano.

Consultar as páginas nos separadores acima.

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Reflexo do mergulho

A capacidade de mergulho de mamíferos marinhos é extraor­dinária. Várias adaptações permitem às focas gastar a maior parte de seu tempo debaixo da água, tanto por incrementar seus esto­ques de oxigénio quanto por limitar a utilização do oxigénio.

As focas possuem estoques de oxigénio maiores que aque­les de outros mamíferos devido ao seu maior volume sanguíneo e as suas maiores concentrações de hemoglobina no sangue e de mioglobina nos músculos. Mesmo assim, os estoques de oxi­génio que a foca utiliza no mergulho são apenas cerca de duas vezes maiores que aqueles que um ser humano usa durante o mergulho.

As adaptações mais importantes para sustentar o mergulho das focas são mecanismos cardiovasculares que limitam o flu­xo sanguíneo para tecidos não importantes. Esse conjunto de adaptações denomina-se reflexo do mergulho, o qual deixa o coração mais lento e promove a constrição dos principais vasos sanguíneos para todos os tecidos, exceto certos tecidos fundamentais como o sistema nervoso, o coração e os olhos.

A pressão sanguínea central permanece alta, mas o fluxo sanguíneo para os tecidos diminui. Esse fluxo sanguíneo redu­zido tem dois efeitos: desviar o metabolismo dos tecidos para a atividade glicolítica (anaeróbia) e reduzir o metabolismo dos tecidos. Enquanto mergulha, a foca acumula ácido lático nos músculos, o qual constitui o "débito de oxigénio" que deve ser pago por um metabolismo elevado após o término do mergu­lho. Contudo, o "débito" metabólico total é muito menor que o metabolismo que teria ocorrido no mesmo período de tempo se a foca não tivesse mergulhado. O reflexo do mergulho torna a foca hipometabólica (com uma taxa metabólica abaixo de sua taxa basal) durante o mergulho. Hipometabolismo, estoques de oxigénio aumentados e uma elevada capacidade de metabolismo anaeróbio tornam possível para as focas a realização desses feitos incríveis no mergulho.

O reflexo do mergulho das focas pode parecer uma adaptação singular, mas fornece mais um exemplo de como a seleção natural molda as características biológicas compartilhadas entre espécies relacionadas.

Os humanos também têm um reflexo do mergulho.
Ele é controlado pelo nervo vago e pelo sistema nervoso parassimpático. Quando nossas faces são imersas na água, percebemos uma leve diminuição de nossa frequência cardíaca. Esse reflexo provavelmente funciona como resposta protetora durante o pro­cesso de nascimento, quando a pressão sobre o cordão umbilical pode privar o feto do oxigénio materno antes que ele possa co­meçar a respirar. Existem muitos casos de vítimas de afogamento que submergiram em água fria durante períodos prolongados de tempo, mas mesmo assim sobreviveram sem lesões encefálicas. O reflexo do mergulho dos humanos, juntamente com o rápido resfriamento do encéfalo por perda de calor corporal para a água, constitui a explicação provável desses extraordinários casos de so­brevivência.

Fonte do texto : Biologia - Vida, a ciência da Biologia. Artmed

B19 transformação e utilização de energia pelos seres vivos (respiração celular)

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Ratos e Maratonas

Assim como o êxito académico, a vitória numa maratona importante só vem após trabalho árduo. Os músculos das pernas de maratonistas de elite contêm mais mitocôndrias do que os da maioria das pessoas.  

A energia química libertada pela hidrólise de ATP nessas mitocôndrias pode ser convertida em energia mecânica para movimentar os músculos.

As células do tecido muscular  reúnem-se em dois tipos de fibras.

A maioria das pessoas possui propor­ções aproximadamente iguais de fibras de cada tipo. Todavia, nos maratonistas de topo, 90% dos músculos do corpo possuem as assim chamadas fibras de contração lenta. As células dessas fibras têm muitas mito­côndrias e utilizam oxigénio para decompor gorduras e glícidos, formando ATP.

Por outro lado, os múscu­los de velocistas são formados por aproximadamente 80% de fibras de contração rápida, que apresentam menos mitocôndrias. As fibras de contração rápida geram "explosões" de ATP na ausência de O₂, mas o ATP é logo utilizado. Pesquisas extensivas com atletas mostram que o treino pode melhorar a eficiência da circulação do sangue nas fibras musculares, pro­porcionando mais oxigénio e até mesmo uma mudança

da relação entre fibras de contração rápida e fibras de contração lenta.

Agora entra o rato da maratona. Não se trata de um desenho animado ou jogo de computador, mas um rato bem real, programado genetica­mente por Ron Evans, do Salk Instituto, para expressar níveis altos da proteína PPARd nos seus músculos.

Essa proteína normalmente controla a decomposição de gordura em tecidos adiposos e também está presente em músculos de contração lenta, onde estimula a de­composição controlada de gorduras para produzir ATP. O rato de Evan foi concebido para decompor melhor as gorduras e, portanto, ser mais magro - mas o resultado dessa pesquisa trouxe um bónus inespe­rado, Com níveis altos de PPARd, houve aumento em fibras de contração lenta e decréscimo em fibras de contração rápida. Era como se, por um longo período, o rato tivesse sido treinado para maratona!

Os ratos maratonistas são mais magros e mais hábeis do que os ratos comuns.

Mais magros, pois são eficientes na queima de gordura; e mais hábeis em termos de capacidade de correr por longas distâncias. Numa roda giratória de exercício, um rato normal pode correr por 90 minutos, aproximadamente meia milha (900 metros), antes de fatigar-se, Os ratos com aumento de PPARd podem percorrer distâncias quase duas vezes mais longas e duas vezes mais rápido - marcas de ver­dadeiros corredores de longas distâncias. Poderíamos também manipular genes a fim de aumen­tar o desempenho (e a queima de gordura) em humanos?

A engenharia genética de pessoas, se exequível, provavelmente situa-se num futuro distante. Todavia, o implante de tecido muscular geneticamente alterado de fato não é uma ideia inconcebível, e já tem provocado preocupa­ções quanto ao aumento inadequado do estado atlético, Mais provável, a curto prazo, é o uso de uma droga ex­perimental denominada GW501516 (desenvolvida pela indústria Glaxo-Smith/Kline), que ativa a proteína PPARd, Ao utilizar a droga em ratos normais, Evans e colaboradores alcançaram os mesmos resultados obti­dos com ratos geneticamente modificados. Por estimular a decomposição de gorduras, essa droga está a ser testada no tratamento da obesidade. A energia armazenada no ATP é a que você sempre utiliza para suprir ações conscientes, correr uma mara­tona ou clicar em links deste post, por exemplo, e ações automáticas do seu corpo, como respirar ou contrair os músculos do coração.

Texto Adaptado de : Vida, a ciência da Biologia. Artmed

B18 transformação e utilização de energia pelos seres vivos (fermentação)

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