Digestão e absorção dos alimentos

A digestão é o conjunto das transformações químicas e físicas que os alimentos orgânicos sofrem ao longo de um sistema digestivo, para se converterem em compostos menores hidrossolúveis e absorvíveis.

Tipos de digestão

De acordo com o local da ocorrência, temos 3 tipos de digestão:

• Digestão intracelular: ocorre somente no interior da célula. A partícula é englobada, por pinocitoseou fagocitose, sendo então digerida no interior de vacúolos através das enzimas lisossômicas. Esse tipo de digestão é encontrado em protozoários e poríferos.
• Digestão extracelular e extracorporal: ocorre totalmente fora das células, em cavidades do organismo (tubo digestivo). A partir de nematódeos, seres heterotróficos multicelulares, a digestão é exclusivamente fora das células, podendo ocorrer fora do organismo, esta é chamada de digestão extracorporal, como os fungos. As que ocorrem no interior do organismo, digestão intracorporal, como acontece nos animais.
• Digestão extra e intracelular: inicia-se no tubo digestivo e completa-se no interior da célula. É o que acontece nos celenterados, onde a digestão inicialmente se processa no interior da cavidade gastrovascular, e em seguida, as partículas parcialmente digeridas são captadas por células da gastroderme, onde a digestão se completa intracelularmente.

Digestão em seres humanos

No homem, todo o sistema digestivo mede cerca de nove metros de comprimento. Em uma pessoa adulta saudável este processo pode levar entre 24 e 72 horas. A fisiologia da digestão varia entre indivíduos, e é influenciada por diversos outros factores tais como as características dos alimentos e o tamanho da refeição.

Fases da secreção gástrica

• Fases cefálicas– esta fase ocorre antes que a comida chegue ao estômago, e envolve a preparação do organismo para a alimentação e a digestão. A visão e o pensamento estimulam o córtex cerebral. O estímulo do sabor e do cheiro são enviados para o hipotálamo e o bulbo. Em seguida, ele é encaminhado através do nervo vago e há liberação de acetilcolina. A secreção gástrica, nesta fase, aumenta em até 40%. A acidez no estômago não é tamponada pela comida neste ponto e, assim, actua para inibir as células parietais (secretoras de ácido), e as células G (secretoras de gastrina), inibidas pela secreção de somatostatina pelas células delta.
• Fases gástricas– Esta fase dura de três a quatro horas. Ela é estimulada pela distensão do estômago devido à presença de alimento e à diminuição do pH no interior do órgão. A distensão activa reflexos longos e mioentéricos. Isso propicia a liberação de acetilcolina, que estimula a secreção de mais suco gástrico. Como as proteína que estão no interior do estômago se ligam aos iões hidrogénios, há uma elevação do pH.

A inibição da gastrina e da secreção ácido gástrico é suspensa. Isso faz com que as células G libertem gastrina, a qual, por sua vez, estimula as células parietais a secretar ácido gástrico. Este ácido é composto de cerca de 0,5% de ácido clorídrico (HCl), o que reduz o pH para o valor alvo de 1 a 3. A liberação de ácido também é desencadeada pela acetilcolina e histamina.

• Fases intestinais– Esta fase tem duas etapas: a excitatória e a inibitória. A chegada dos alimentos ao duodeno causa a inibição do esvaziamento gástrico e da secreção de HCl.. Isso desencadeia a liberação intestinal de gastrina. O reflexo vagal enterogástrica inibe núcleos, activa fibras simpáticas e faz com que o esfíncter pilórico se contraia e impeça a entrada de mais alimentos.

Na boca, a saliva já inicia o processo de digestão. A enzima amilase salivar (ptialina) “quebra” as grandes moléculas de amido (existentes nos carboidratos – pão, macarrão, etc.) em moléculas menores, de maltose. Da boca, o bolo alimentar desce pela faringe, pelo esófago e chega ao estômago.
No estômago, onde ocorre produção de suco gástrico, a pepsina (outra enzima), em meio ácido (presença de ácido clorídrico), inicia a “quebra” das proteínas. Do estômago, o bolo alimentar passa ao intestino delgado, onde será banhado por sucos digestivos produzidos pelo pâncreas, pelo fígado e pela parede do intestino.

A primeira porção do intestino delgado é conhecida como duodeno (por ter cerca de doze dedos de comprimento). Nessa região a tripsina, uma enzima produzida pelo pâncreas, continua o processo de “quebra” das proteínas iniciado no estômago e a amilase pancreática continua o processo de digestão do amido.

No duodeno se processa ainda a digestão das gorduras, onde a bile (fabricada pelo fígado e armazenada na vesícula biliar) é despejada e emulsifica a gordura. Ela transforma as “gotas grandes” de gordura em “gotas menores” (como o detergente faz na louça engordurada), aumentando a superfície de contacto da lípase, uma enzima produzida pelo pâncreas, com as moléculas de gordura.

Assim, os lipídeos ou gorduras são transformados em componentes mais simples, os ácidos graxos e o glicerol, os quais podem passar pelas paredes dos intestinos.

A região seguinte do intestino delgado pode ser subdividida em jejuno (por ser encontrado geralmente vazio) e íleo (palavra de origem grega que significa voltear – onde o intestino delgado faz circunvoluções no interior de nosso ventre). Nessa região, as enzimas conhecidas como peptidases completam a transformação das proteínas em aminoácidos e a maltase (uma enzima produzida pela parede do intestino) transforma a maltose em duas moléculas de glicose. Outros açúcares também são digeridos nessa região.

Na porção final (íleo) ocorre a absorção das moléculas dos alimentos que já foram quimicamente transformadas pelas enzimas e assim são capazes de passar pela parede do intestino e ganhar o sangue, que distribuirá essas moléculas a todas as células do corpo. Nessa região, grande parte da água existente no bolo alimentar também é absorvida. Os restos alimentares não digeridos chegam ao intestino grosso, onde continua ocorrendo a absorção de água, e são formadas as fezes pastosas que saem do corpo através do ânus.

O sistema digestivo dos ruminantes

O sistema digestivo dos bovinos compreende boca, faringe, esófago, pré-estômagos (rúmen, retículo, omaso), abomaso (estômago verdadeiro ou glandular), intestino delgado, intestino grosso, recto e ânus. Os órgãos acessórios são: dentes, língua, glândulas salivares, fígado e pâncreas.

Pela presença dos pré-estômagos, os bovinos, assim como a cabra, a ovelha, o búfalo, o camelo e os cervídeos, são classificados como poligástricos ou ruminantes, animais que têm capacidade de ruminar, consistindo na regurgitação dos alimentos ingeridos, na remastigação e em nova deglutição.

A língua é o principal órgão prensor, conduzindo o alimento até a boca. Ruminantes não têm dentes caninos nem incisivos superiores. A função antagonista dos incisivos inferiores se realiza pela lâmina dental constituída de tecido conjuntivo fibroso, recoberto por epitélio intensamente cornificado.

A eficácia da mastigação é uma condição prévia vital para a digestão em ruminantes porque reduz o material vegetal a partículas de tamanho pequeno, que permite o ataque de microrganismos do rúmen aos carboidratos estruturais. Os bovinos pastejam durante longos períodos de tempo, mastigam inicialmente de forma breve, ainda dispõem de amplos períodos de ruminação para reduzir as partículas de alimentos de forma a favorecer o ataque microbiano.

Os ruminantes jovens dispõem de uma dentição caduca que na maioria dos casos emerge antes do nascimento.

A função primária do trato digestivo é o de converter alimentos em componentes químicos capazes de serem absorvidos para a corrente sanguínea, para o uso como nutrientes para uma variedade de necessidades como mantença corporal, crescimento, engorda, produção de leite e reprodução. O estômago de ruminantes tem quatro compartimentos: o rúmen, retículo, omaso e abomaso. Colectivamente, estes órgãos ocupam quase 3/4 da cavidade abdominal, enchendo virtualmente todo o lado esquerdo e estendendo significativamente ao lado direito.

Importância do sistema digestivo

O Sistema Digestivo é responsável pelas funções de digestão e nutrição, através da nutrição e processamento de alimentos de forma que o tamanho seja tão pequeno que seja suficiente para penetração nas células dos seres humanos. Através da ingestão que nutrientes necessários para construir novos tecidos e manutenção de células danificada.

Circulação

Em animais mais complexos, organizados em tecidos e órgãos, os quais muitas vezes ficam localizados em regiões distantes do exterior e dos intestinos, o sistema circulatório é o responsável pelo transporte de substâncias.

Na maioria dos vertebrados o sangue é formado pelo plasma (parte líquida do sangue que contém diversas substâncias), pelos glóbulos brancos (células do sistema imunológico – leucócitos), pelos glóbulos vermelhos (células vermelhas, eritrócitos ou hemácias as quais possuem pigmento respiratório e fazem o transporte de gases) e finalmente pelas plaquetas (ou trombócitos, que têm por função a coagulação do sangue).

No caso especifico dos humanos o sistema circulatório ou cardiovascular, formado pelo coração e vasos sanguíneos, é responsável pelo transporte de nutrientes e oxigénio para as diversas partes do corpo.

A circulação sanguínea corresponde a todo o percurso do sistema circulatório que o sangue realiza no corpo humano, de modo que no percurso completo, o sangue passa duas vezes pelo coração.

Funcionamento do coração

Quando os átrios se contraem (sístole atrial), as válvulas que separam os átrios dos ventrículos abrem-se, permitindo a passagem do sangue para esses últimos. Em seguida ocorre a contracção dos ventrículos (sístole ventricular). Nesse momento, válvulas que separam os átrios dos ventrículos fecham-se, impedindo o retorno do sangue aos átrios. As válvulas que existem no limite do coração com as artérias pulmonar e aorta abrem-se, o sangue que sai do ventrículo direito é enviado para os pulmões e o que sai do ventrículo esquerdo ganha o restante do corpo através da artéria aorta.

Durante a diástole (ou descontração), todo o coração (átrios e ventrículos) relaxa, e o coração se enche. O átrio esquerdo é preenchido pelo sangue que acabou de ser oxigenado, proveniente dos pulmões; o átrio direito é preenchido com sangue rico em gás carbónico, proveniente do restante do corpo. Todo sangue, seja ele rico em oxigénio ou em gás carbónico, chega ao coração através das veias.

Enquanto vai passando pelas diferentes partes do nosso corpo, o sangue deixa alimento e oxigénio e recolhe os resíduos (lixo) produzidos durante o metabolismo das células dos diferentes tecidos.

Através de diminutos tubos que envolvem o intestino delgado, os capilares, o sangue leva o alimento proveniente das digestões totalmente processadas ali. O mesmo ocorre nos pulmões, onde os capilares estão em contacto íntimo com os alvéolos pulmonares, deixando sair o gás carbónico para os pulmões e passar o oxigénio para o sangue. Assim é possível perceber como o sangue consegue um novo suprimento de alimento e oxigénio.

Grande circulação e pequena circulação

Nas aves e mamíferos, que possuem um coração dividido em quatro cavidades, a circulação é totalmente separada em um circuito pulmonar e um circuito que passa pelo corpo. O coração acaba funcionando como uma estrutura dupla: do lado direito impulsiona o sangue que chega do corpo (rico em gás carbónico e conhecido como sangue venoso) e vai para os pulmões e do lado esquerdo impulsiona o sangue que chega dos pulmões (rico em oxigénio e conhecido como sangue arterial) e vai para o corpo.

Nos humanos a pequena circulação ou circulação pulmonar consiste no caminho que o sangue percorre do coração aos pulmões, e dos pulmões ao coração.

Assim, o sangue venoso é bombeado do ventrículo direito para a artéria pulmonar, que se ramifica de maneira que uma segue para o pulmão direito e outra para o pulmão esquerdo.

Já nos pulmões, o sangue presente nos capilares dos alvéolos libera o gás carbónico e absorve o gás oxigénio. Por fim, o sangue arterial (oxigenado) é levado dos pulmões ao coração, através das veias pulmonares, que se conectam no átrio esquerdo.

A grande circulação ou circulação sistémica é o caminho do sangue, que sai do coração até as demais células do corpo e vice-versa.

No coração, o sangue arterial vindo dos pulmões, é bombeado do átrio esquerdo para o ventrículo esquerdo. Do ventrículo passa para a artéria aorta, que é responsável por transportar esse sangue para os diversos tecidos do corpo.

Assim, quando esse sangue oxigenado chega aos tecidos, os vasos capilares refazem as trocas dos gases: absorvem o gás oxigénio e liberam o gás carbónico, tornando o sangue venoso.

Por fim, o sangue venoso faz o caminho de volta ao coração e chega ao átrio direito pelas veias cavas superiores e inferiores, completando o sistema circulatório.

Componentes do sistema circulatório

Sangue

O sangue é um tecido líquido e exerce papel fundamental no sistema circulatório. É pela corrente sanguínea que o oxigénio e nutrientes chegam até as células.

Desse modo, ele retira dos tecidos as sobras das atividades celulares, como o gás carbónico produzido na respiração celular e conduz os harmónios pelo organismo.

Coração

O coração é um órgão muscular, que se localiza na caixa torácica, entre os pulmões. Funciona como uma bomba dupla, de modo que o lado esquerdo bombeia o sangue arterial para as diversas partes do corpo, enquanto o lado direito bombeia o sangue venoso para os pulmões.

O coração funciona impulsionando o sangue por meio de dois movimentos: contração ou sístole e relaxamento ou diástole.

As principais estruturas do coração são:

• Pericárdio: membrana que reveste o exterior do coração.
• Endocárdio: membrana que reveste o interior do coração.
• Miocárdio: músculo situado entre o pericárdio e o endocárdio, responsável pelas contracções do coração.
• Átrios ou aurículas: cavidades superiores por onde o sangue chega ao coração.
• Ventrículos: cavidades inferiores por onde o sangue sai do coração.
• Válvula tricúspide: impede o refluxo de sangue do átrio direito para o ventrículo direito.
• Válvula mitral: impede o refluxo de sangue do átrio esquerdo para o ventrículo esquerdo.

Vasos Sanguíneos

Os vasos sanguíneos são tubos do sistema circulatório, distribuídos por todo o corpo, por onde circula o sangue. São formados por uma rede de artérias e veias que se ramificam formado os capilares.

Artérias

As artérias são vasos do sistema circulatório, que saem do coração e transportam o sangue para as outras partes do corpo. A parede da artéria é espessa, formada de tecido muscular e elástico, que suporta a pressão do sangue.

O sangue venoso, rico em gás carbónico, é bombeado do coração para os pulmões através das artérias pulmonares. Enquanto o sangue arterial, rico em gás oxigénio, é bombeado do coração para os tecidos do corpo através da artéria aorta.

As artérias se ramificam pelo corpo, ficam mais finas, formam as arteríolas, que se ramificam ainda mais, originando os capilares.

Veias

As veias são vasos do sistema circulatório, que transportam o sangue de volta dos tecidos do corpo para o coração. Suas paredes são mais finas que as artérias.

A maior parte das veias transporta o sangue venoso, ou seja, rico em gás carbónico. Contudo, as veias pulmonares transportam o sangue arterial, oxigenado, dos pulmões para o coração.

Capilares

Os capilares são ramificações microscópicas de artérias e veias do sistema circulatório. Suas paredes apresentam apenas uma camada de células, que permitem a troca de substâncias entre o sangue e as células. Os capilares se ligam às veias, levando o sangue de volta para o coração.

Pelo corpo de uma pessoa adulta circula, em média, seis litros de sangue, numa ampla rede de vasos sanguíneos, bombeados pelo coração.

Tipos

O sistema circulatório é classificado em dois tipos:

• Sistema circulatório aberto ou lacunar: O líquido circulante (hemolinfa) percorre cavidades e lacunas dos tecidos, estando em contacto direto com as células. Nesse caso, não há vasos sanguíneos. Presente em alguns invertebrados.
• Sistema circulatório fechado: O sangue circula dentro de vasos, de onde percorre todo o corpo. É um processo mais eficiente do que a circulação aberta, por acontecer de forma mais rápida. Ocorre em anelídeos, cefalópodes e todos os vertebrados.

Sistema circulatório dos demais vertebrados

Os animais vertebrados tem um coração que bombeia o sangue para os vasos sanguíneos, que se ramificam formando uma ampla rede de vasos muito finos. Essa rica vascularização favorece as trocas gasosas e de nutrientes.

O coração musculoso apresenta dois tipos de câmaras intercomunicadas: o átrio ou aurícula, que recebe o sangue trazido pelas veias, e o ventrículo, que recebe sangue do átrio e o bombeia para as artérias. O sangue passa de uma cavidade a outra através de valvas cardíacas.

Aves e mamíferos

Nas aves e mamíferos o coração possui quatro câmaras, sendo dois átrios e dois ventrículos, completamente separados.

A circulação sanguínea é assim separada da circulação arterial, não havendo nenhuma mistura do sangue venoso com o arterial. É uma circulação muito eficiente.

Répteis

Os répteis, em sua maioria, possuem um coração com três câmaras. O ventrículo é parcialmente dividido, há mistura do sangue, mas em menor quantidade.

Nos répteis crocodilianos a divisão dos ventrículos é completa e a circulação é mais complexa.

Anfíbios

Nos anfíbios há três câmaras no coração: dois átrios e um ventrículo. O sangue venoso entra pelo átrio direito e o sangue arterial pelo esquerdo, em seguida passam para o ventrículo, onde ocorre a mistura dos dois tipos de sangue.

Peixes

Nos peixes, o coração tem apenas duas câmaras, um átrio e um ventrículo. O sangue venoso entra pelo átrio passa ao ventrículo e dali é bombeado para as brânquias, onde será oxigenado.

Sistema circulatório dos invertebrados

Alguns filos de animais invertebrados possuem um sistema circulatório fechado com um “coração” rudimentar que ajuda a bombear o líquido sanguíneo e vasos ramificados que o fazem chegar às diversas partes do corpo. Enquanto que em outros o sistema é aberto ou ausente.

Exemplos:

Moluscos

Os moluscos possuem um sistema circulatório simples. Em algumas classes é fechado com um “coração”, situado dentro da cavidade pericárdica, que bombeia o líquido sanguíneo (hemolinfa), fazendo-o circular das artérias às diversas partes do corpo.

Em outros, o sistema circulatório é aberto, com o líquido sanguíneo passando das artérias para cavidades entre os tecidos denominadas hemocelas. A hemolinfa possui o pigmento hemocianina, semelhante à hemoglobina que faz o transporte das substâncias.

Anelídeos

O sistema circulatório dos anelídeos é fechado, com vários “corações” na parte anterior do corpo, que são vasos cujas paredes musculosas bombeiam o líquido sanguíneo. Há um pigmento semelhante à hemoglobina, mas que não está dentro de células e sim dissolvido no líquido sanguíneo.

Artrópodes

Possuem um coração tubular dorsal dividido internamente em câmaras com válvulas que as separam, chamadas de óstios. Alguns insectos tem corações acessórios.

Respiração

A grande maioria dos seres vivos necessita do oxigénio para realizar o metabolismo celular e precisa eliminar o gás carbónico (dióxido de carbono) resultante desse processo. A essa troca desses gases damos o nome de respiração.

Nos humanos é formado pelas vias respiratórias e pelos pulmões. Os órgãos que compõem as vias respiratórias são: cavidades nasais, faringe, laringe, traqueia e brônquios.

Processos respiratórios

Em seres unicelulares, como os protozoários (ameba), as trocas gasosas são feitas através da membrana do corpo, da parede celular. Os grupamentos atómicos dos gases passam de um lado para outro da membrana, da região em que estão mais concentrados para as regiões onde estão menos concentrados. Esse processo é conhecido como difusão dos gases. Em indivíduos pluricelulares, como esponjas, águas vivas e outros, os gases se difundem pelas células dos tecidos do corpo.

No caso dos animais maiores e mais complexos, o processo de difusão apenas não é suficiente, pois neles os diferentes tecidos formam órgãos que, muitas vezes, estão distantes da superfície onde ocorre a troca gasosa.

Apesar de existirem diferentes estruturas para realizar-se nos diferentes animais, em todos os eles a respiração conta com uma membrana húmida e permeável, através da qual os grupamentos atómicos do oxigénio e gás carbónico se difundem saindo e entrando de seus corpos.

Os mecanismos respiratórios variam de acordo com as estruturas respiratórias de cada indivíduo: difusão auxiliada por um sistema de transporte através de capilares (minhoca); traqueias (barata, abelha, piolho de cobra); brânquias (peixe); pulmão (ser humanos, rato, cachorro…). O aparelho respiratório de todos os vertebrados terrestres – a maioria dos anfíbios (sapos), dos répteis (cobras e lagartos), aves (pássaros) e mamíferos (cavalos, cachorros, seres humanos) possui pulmões.

Os animais que vivem no meio terrestre enfrentam ainda o problema da perda da água. Uma grande superfície externa e húmida, que propicia as trocas gasosas, aumenta muito a perda de água. Assim essa superfície “precisou” ser reduzida. É a superfície de contacto do corpo com o ambiente. Os animais necessitam de água para sua sobrevivência, se eles estão directamente em contacto com um meio aéreo, sem protecção, perderão água com facilidade e secarão. Se não for possível repor, o animal secará mesmo e morrerá.

A pele de um anfíbio, por exemplo, é extremamente fina, quando fora de água esse animal perde muito rapidamente água para o meio ambiente. Se não retornar ao meio aquático para suprir a perda de água ressecará e morrerá. Também se podem observar as nossas mucosas nasais em tempo muito seco, que ressecam e podem até sangrar. Os problemas respiratórios aparecem nessas épocas.

Caso humano

O processo ocorre por movimentos musculares, em parte voluntários, o diafragma e as costelas são abaixados, promovendo um aumento do volume do tórax. A pressão nos pulmões fica diminuída (pressão negativa) em relação à pressão externa (atmosférica), promovendo a entrada do ar exterior nos pulmões. Posteriormente, o relaxamento do diafragma e da musculatura entre as costelas causa a diminuição do volume dos pulmões, forçando o ar para fora, o que produz a expiração.

Os brônquios chegam aos pulmões, onde se dividem formando tubos menores (os bronquíolos), os quais chegam aos alvéolos pulmonares. Os alvéolos pulmonares possuem paredes muito finas e estão recobertos por uma quantidade enorme de capilares. Dessa forma ocorre aumento grande da superfície de contacto entre o ar, que entrou nos pulmões, e o sangue.

É nos alvéolos que será feita a troca de gases entre o ar e o sangue. O sangue rico em gás carbónico (sangue venoso) chega aos alvéolos pulmonares pelos capilares, e entra em contacto com o ar que preenche os alvéolos por sua fina camada de células achatadas. Aí ocorrem as trocas gasosas. O sangue libera o gás carbónico (dióxido de carbono) e capta o oxigénio, se transformando de venoso em sangue arterial (rico em oxigénio).

Enfim, a respiração pode ser dividida em três etapas: troca gasosa entre o ambiente e os órgãos respiratórios; troca gasosa entre as células e os líquidos corporais; utilização do oxigénio como parte do metabolismo, no processo de respiração celular.

O ar inspirado é mais frio que o organismo e seu grau de humidade é baixo. Para diminuir as diferenças de temperatura e humidade entre o ar do meio ambiente e o sangue, o ar é filtrado, aquecido e humedecido ao longo do trajecto que percorre. Disso, podemos concluir que a expiração “rouba” do corpo energia térmica e água.

O circuito dos gases em nosso corpo

O transporte de gases pelo sangue é feito por pigmentos respiratórios e pelo plasma. Na maioria dos vertebrados a hemoglobina (pigmento respiratório dos glóbulos vermelhos – hemácias) combina-se com o oxigénio formando a oxiemoglobina na superfície de troca respiratória. Nos tecidos, a hemoglobina libera o oxigénio, seguindo de volta aos pulmões.

Nos alvéolos pulmonares, a concentração de oxigénio do ar é elevada, e no sangue, que circula nos capilares, a concentração de oxigénio é baixa. Essa diferença resulta na difusão do oxigénio para dentro do sangue. O gás carbónico é constantemente produzido pelas células durante o metabolismo celular (respiração celular), gerando uma diferença de concentração entre o interior da célula e seu exterior (espaço intercelular ou interstícios), e uma consequente difusão desse gás carbónico para o líquido intersticial.

Agora o líquido intersticial passa a ter uma concentração maior de gás carbónico que o plasma sanguíneo, o que causa uma difusão para o capilar. O gás carbónico é transportado pela hemoglobina ou dissolvido no plasma.

Transformações químicas

A concentração de gás carbónico, no plasma, modifica a afinidade da hemoglobina ao oxigénio. Nos tecidos, onde a concentração de gás carbónico é alta, a hemoglobina tem sua afinidade pelo oxigénio diminuída, liberando-o para os tecidos; nos pulmões, onde a concentração de gás carbónico é baixa, a afinidade pelo oxigénio aumenta, fazendo com que a hemoglobina se ligue a ele.

Funções do Sistema Respiratório

Cada um dos órgãos do Sistema Respiratório ajuda a manter o equilíbrio do organismo. Algumas funções do aparelho respiratório são:

Troca gasosa

Quando inspiramos o ar atmosférico, que contém oxigénio e outros elementos químicos, ele passa pelas vias respiratórias e chega aos pulmões.

É nos pulmões que acontece a troca do dióxido de carbono pelo oxigénio. E, graças aos músculos respiratórios que este órgão cria forças para o ar fluir. Tudo isso a partir de estímulos e comandos emitidos pelo Sistema Nervoso Central.

Equilíbrio ácido-base

O equilíbrio ácido-base corresponde à remoção do excesso de CO₂ do organismo.

Nesta função, novamente temos a actuação do Sistema Nervoso, que é responsável por enviar informações para os controladores da respiração.

Produção de sons

A produção e emissão de sons é realizada pela acção conjunta do Sistema Nervoso e dos músculos que trabalham na respiração. São eles que permitem o fluxo do ar das cordas vocais e da boca.

Defesa pulmonar

Ao respirar, é praticamente impossível eliminar as impurezas contidas no ambiente atmosférico. A inspiração de microrganismos se torna inevitável. Para evitar problemas de saúde, o Sistema Respiratório apresenta mecanismos de defesa, que por sua vez, são realizados a partir da actuação dos diferentes órgãos.

Excreção e osmorregulação

Osmorregulação é a capacidade que alguns animais têm de manter de forma activa o equilíbrio da quantidade de água e dos sais minerais no organismo, isto é, a manutenção da homeostasia através da regulação da pressão osmótica interna dentro de certos limites, independentemente da concentração do meio externo.
É importante para perceber os mecanismos de osmorregulação relembrar que as membranas plasmáticas são permeáveis à água e que o movimento da água através da membrana depende das diferenças de potencial osmótico. Se o potencial osmótico no fluido extracelular for negativo (o fluido contem menos solutos dissolvidos – meio hipotónico) em relação ao fluido intracelular (contem mais solutos – meio hipertónico), então as células tendem a ganhar água e volume. Os organismos de ambientes aquáticos e terrestres para manterem as concentrações de solutos (e a quantidade de água) óptimas nos seus fluidos utilizam vários mecanismos nomeadamente a excreção usando órgãos tão distintos como a pele e os rins.

Os sistemas excretores consistem num conjunto de órgãos que auxilia a regulação do potencial osmótico e do volume de fluidos extracelulares. São também responsáveis pela composição dos fluidos extracelulares através da excreção de moléculas em excesso ou da conservação de moléculas em défice no organismo. Podem também ser responsáveis pela eliminação de produtos tóxicos resultantes do metabolismo, por exemplo, nos organismos terrestres.
Entre os animais que osmorregulam podem-se identificar dois grandes grupos: os osmoconformantes e os osmorreguladores.

Os animais osmoconformantes, geralmente invertebrados marinhos, não regulam activamente a sua pressão osmótica, variando consoante o potencial osmótico da água envolvente. Existem contudo limites para a osmoconformacão, dado que nenhum animal marinho sobreviveria a uma pressão osmótica semelhante à da água doce ou com as mesmas concentrações de sal internas como as que se podem encontrar quando ocorre evaporação de uma salina. Estas concentrações extremas levariam à desnaturação das proteínas e causariam a morte do animal. A salinidade é neste caso um factor limitante à sobrevivência.

Os animais osmorreguladores, por seu lado, mantém o seu potencial osmótico interno muito diferente do meio. Têm assim de controlar activamente a quantidade de água que entra e sai do organismo por osmose, o que lhes permite viver em condições extremas de salinidade. Os osmorreguladores de água doce, excretam a água por osmose mas mantém os sais nela dissolvidos, produzindo uma urina bastante diluída. No caso dos que vivem em água salgada, o processo é contrário, a urina é muito concentrada, para conservar a maior quantidade de água e eliminar os sais.

Osmorregulação em meio aquático

Peixes ósseos de água salgada: o meio interno é hipotónico em relação à água do mar, por isso, tendem a perder água por osmose para o meio principalmente a nível das brânquias durante a hematose. Para compensar estas perdas de água e ganho de sais por difusão, apresentam algumas adaptações:

• Ingerem grandes quantidades de água
• Excretam o excesso de sais por transporte activo, a nível das brânquias
• Possuem rins reduzidos, com glomérulos pouco desenvolvidos ou inexistentes, diminuindo as perdas de água por filtração, e formando pequenas quantidade de urina
• Excretam sais pelos rins, produzindo uma urina muito concentrada

Peixes ósseos de água doce: o meio interno é hipertónico em relação ao meio externo, tendendo a absorver muita água por osmose. Esta tendência é contrariada pela eliminação do excesso de água e pela absorção activa de sais do meio a nível das brânquias, apresentando para isso algumas adaptações:

• Ingerem muito pouca água
• Captam activamente sais da água e dos alimentos ingeridos
• Produzem grandes quantidades de urina em rins com glomérulos bem desenvolvidos
• Produzem urina muito diluída, reabsorvendo grande quantidade de sais pelos rins

Osmorregulação em meio terrestre

Os animais terrestres estão sujeitos a uma grande perda de água por evaporação ao nível da pele e das superfícies respiratórias. A tendência evolutiva foi no sentido desenvolver estruturas capazes de reduzir estas perdas de água associadas ao sistema excretor, nomeadamente:

• Redução da taxa de filtração de água por redução dos glomérulos
• Aumento da capacidade de reabsorção da água filtrada nos sistemas excretores, com produção de urina hipertónica
• Produção de substâncias de baixa solubilidade em água (ureia ou ácido úrico), reduzindo os potenciais osmóticos e consequente gasto de água na excreção
• Ingestão de grandes quantidades de água
• Excreção activa de sal através de estruturas especializadas, como as glândulas do sal nas aves aquáticas