Fisiologia Animal Comparada
Sangue e sistema circulatório
Principais funções do sangue
• Transferência de nutrientes;
• Transporte de excretas;
• Movimentação de hormônios;
• Transmissão de força hidráulica;
• Dissipação de calor.
Principais características inerentes
• Coagulação;
• Transporte de gases
Dissolução simples
(Mamíferos: 0,2 ml O2 /
100 ml sangue);
Substâncias
transportadoras
(Mamíferos: 20 ml O2 / 100
ml sangue).
Principais substâncias transportadoras de gases
• Proteínas associadas a um metal (ferro ou cobre);
• Geralmente coloridas (pigmentos respiratórios);
• Mais comum: hemoglobina
Proteína: estrutura primária
Aminoácido
• Oligopeptídio ou peptídio: até 30 unidades
Grupo amino
(aminoácidos);
Grupo carboxila
• Polipeptídios: Mais de 30 aminoácidos.
Cadeia lateral
Proteína: estrutura quaternária
Associação de duas
ou mais cadeias
polipeptídicas
Hemoglobina: quatro cadeias polipeptídicas (2 alfa e 2 beta)
Ocorrência de pigmentos respiratórios
Dissolvido no fluído
sanguíneo
Pigmentos respiratórios
Contido no interior
de células
(corpúsculos
sanguíneos)
Glóbulo vermelho
• Mamíferos: bicôncavos e
anucleados;
• Aves, répteis, anfíbios e
peixes: ovais e nucleados.
Curva de dissociação de oxigênio
Hb (hemoglobina) + O2
HbO2 (oxiemoglobina)
Alta saturação de oxigênio: todos os sítios de ligação de O2 (átomos de ferro
na hemoglobina) são ocupados
Afinidade hemoglobina O2
• Maior afinidade: O2 capturado com maior eficiência
nos pulmões, mas liberado com dificuldade nos
tecidos: animais com limitações no suprimento de
oxigênio ou taxa metabólica baixa
• Menor afinidade: O2 capturado com menor
eficiência nos pulmões, mas liberado com facilidade
nos tecidos: animais sem limitações no suprimento de
oxigênio ou taxa metabólica alta
Fatores que influenciam ligação O2 - Hemoglobina
• Temperatura: quanto maior a temperatura mais
fraca a ligação entre hemoglobina e O2. Portanto,
mais oxigênio é liberado nos tecidos;
• pH e dióxido de carbono: quanto maior a
quantidade de CO2, menor o pH e mais fraca a ligação
entre O2 e hemoglobina;
Sistema circulatório
• Sistema de distribuição de gases respiratórios e
nutrientes através da movimentação de um líquido
(sangue);
• Mais importante em animais relativamente grandes.
Circulação aberta
• Moluscos não-cefalópodes, Artrópodes e Tunicados;
• Coração e artérias pouco desenvolvidos;
• Não existem veias e capilares;
• Sangue circula livremente através da blastocele persistente
(hemocele) banhando órgãos;
• Sangue acumula-se em seios venosos antes de retornar ao
coração através de válvulas (óstios);
• Circulação lenta;
• Pressão baixa;
• Distribuição do sangue mal regulada.
Myxini (Feiticeiras)
• Sistema circulatório parcialmente aberto com seios
venosos;
• Corações acessórios.
Circulação fechada
• Moluscos cefalópodes, Anelídeos, Equinodermos e
Cordados;
• Sangue confinado aos vasos ao longo de todo o percurso;
• Sistema arterial de distribuição (artérias e arteríolas);
• Sistema venoso de retorno (veias e vênulas);
• Capilares conectam artérias e veias;
• Circulação relativamente rápida;
• Pressão alta;
• Distribuição do sangue bem regulada (variação no diâmetro
dos vasos sanguíneos).
Artérias e veias
Vasos que deixam o coração
(aorta – transporte de sangue
oxigenado; artéria pulmonar –
transporte de sangue venoso)
Vasos que chegam no coração
Submetidas a pressões mais
baixas. Retorno venoso
auxiliado por movimentos do
corpo e válvulas
Rede capilar: troca de gases, nutrientes e
metabólitos
• Redes extensas: mais de 2000
capilares por mm2 nos
músculos;
• Extremamente estreitos: 8 μm
(apenas um pouco mais largos
que glóbulos vermelhos)
Sistema linfático: recuperação de excesso de fluído
filtrado pelos capilares
Capilar linfático: fundo cego
Distribuição do fluxo sanguíneo
Órgão
Fluxo (litros kg-1 min-1)
Rins
4,0
Fígado
0,9
Coração
0,8
Cérebro
0,5
Pele
0,08
Músculos
0,03
Circulação simples e circulação dupla
Peixes (Chondrichthyes + Osteichthyes)
• Duas (três ?) câmaras em
série (átrio e ventrículo);
• Seio venoso regula fluxo
sanguíneo para o átrio;
• Bulbo ou cone arterial
equipado com válvula evitam
refluxo ;
Anfíbios: coração parcialmente dividido, mas
circulação dupla funcional
• Dois átrios completamente
divididos, mas apenas um
ventrículo;
• Dois tipos de sangue quase
não se misturam (válvula
espiral no cone arterial);
• Durante mergulho: menor
circulação pulmonar e
aumento do fluxo na artéria
cutânea.
Aves e mamíferos: coração com quatro câmaras
• Não-homólogos;
• Parede do
ventrículo
esquerdo mais
espessa;
Batimento cardíaco
Contração = sístole
Relaxamento = diástole
Estímulos de contração: células marca-passo
• Centro de controle
cardíaco no encéfalo
pode acelerar ou
desacelerar
batimentos
Sistema circulatório em Crocodylia
• Coração completamente dividido em quatro câmaras;
• Padrões de circulação diferenciados durante repouso, atividade e
mergulho;
• Padrão mais complexo entre os Tetrapoda.
Crocodilo americano
Crocodylus acutus
Crocodylia atuais: sistema circulatório (repouso)
Pulmões
Aorta esquerda
AD = átrio direito
AE = átrio
esquerdo
Aorta direita
FP
VD = ventrículo
direito
VE = ventrículo
esquerdo
Sangue desoxigenado
VD
VE
AD
AE
Sangue oxigenado
Crocodylia atuais: sistema circulatório (atividade)
Pulmões
Aorta esquerda
AD = átrio direito
AE = átrio
esquerdo
Aorta direita
FP
VD = ventrículo
direito
VE = ventrículo
esquerdo
Sangue desoxigenado
VD
VE
AD
AE
Sangue oxigenado
Crocodylia atuais: sistema circulatório (mergulho)
Pulmões
Aorta esquerda
AD = átrio direito
AE = átrio
esquerdo
Aorta direita
FP
VD = ventrículo
direito
VE = ventrículo
esquerdo
Sangue desoxigenado
VD
VE
AD
AE
Sangue oxigenado
Circulação simples e circulação dupla: vantagens?
• Maior pressão
sanguínea;
• Aumento das taxas
metabólicas;
• Endotermia.