Transformação e utilização de energia pelos seres vivos Trocas gasosas em seres multicelulares 1 Trocas gasosas nas Plantas 2 Estoma Localizados, principalmente, nas folhas. Regulam as trocas gasosas com o meio externo. Lábios do estoma ou células - guarda 3 Abertura e Fecho dos Estomas Quando as células – guarda , células estomáticas ou lábios do estoma perdem água, ficam plasmolisadas , a pressão de turgescência diminui sobre as paredes que limitam o ostíolo e o estoma fecha. Quando as células – guarda 4 adquirem água , ficam túrgidas , e exercem pressão sobre a parede (pressão de turgescência). A região mais fina da parede deforma-se mais facilmente do que a região espessa e o ostíolo abre. Concentração do ião K+ nas células estomáticas Os iões K+ entram para o interior das células estomáticas por transporte activo e a água é obrigada a entrar, as células ficam túrgidas e o ostíolo abre. 5 Os iões K+ saem das células estomáticas por difusão e a água é obrigada a sair, as células ficam plasmolisadas e o ostíolo fecha. Outros factores Concentração em CO2 Luz pH Temperatura Vento Conteúdo de H2O no solo Humidade do ar 6 TROCAS GASOSAS NOS ANIMAIS Os gases respiratórios (CO2 e O2 ) entram e saem do meio interno 7 dos organismos através das superfícies respiratórias. Essas superfícies respiratórias, bem como o conjunto de órgãos envolvidos no desempenho dessa função constituem o SISTEMA RESPIRATÓRIO. As trocas gasosas realizam-se por difusão , movimento a favor do gradiente de concentração, isto é da alta concentração para a baixa concentração. Se as trocas se fazem diretamente entre as células e o meio exterior, sem intervenção de um fluido transportador, chama-se Difusão Direta. Se as trocas se fazem entre as células e o meio exterior com intervenção de um fluido transportador, chama-se Difusão Indireta. Características das Superfícies respiratórias O termo hematose é utilizado para designar as trocas o o o o 8 gasosas ocorridas nas superfícies respiratórias. Apesar da grande diversidade das superfícies respiratórias, é possível encontrar em todas elas um conjunto de características que aumentam a eficácia das trocas gasosas que lá ocorrem: São superfícies húmidas , o que permite a dissolução dos gases, necessária à sua difusão. São superfícies finas , constituídas apenas por uma camada de células epiteliais. São superfícies vascularizadas , no caso da difusão indireta. Possuem uma área grande relativamente ao volume dos órgãos em que se situam . Difusão Direta “Superfície corporal “ Trocas diretas através da superfície corporal; Contacto direto da maioria das células com o meio exterior; Animais aquáticos e alguns terrestres com baixa taxa metabólica. 9 Difusão Direta ( Cont.) “Hematose traqueal “ o Sistema respiratório é constituído por uma rede de traqueias . o O O2 difunde-se diretamente através das traqueias, permitindo uma elevada taxa metabólica. o O facto das traqueias se encontrarem no interior do corpo, permite que haja uma perda mínima de água por evapotranspiração - adaptação ao ambiente terrestre. 10 Difusão Indireta “Hematose Cutânea” Os gases difundem-se entre a superfície do corpo do animal e o sangue. Grande vascularização da pele. Corpo – tegumento – húmido Anelídeos (Minhoca) Anfíbios (Rã) . 11 e Minhoca: Difusão Indireta (Cont.) “ Hematose Branquial “ Brânquias ou Guelras - órgãos respiratórios da maioria dos animais aquáticos , que se encontram em contacto direto com a água. Nos peixes ósseos , as brânquias ( C) dispõem-se ao longo dos arcos branquiais ( B ) e estão protegidos pelo opérculo ( A ). 12 Hematose Branquial (Continuação ) 13 Mecanismo de Contracorrente A água que entra pela boca do peixe passa por entre as lamelas, cruzando-se em sentido contrário com o sangue que circula nos capilares sanguíneos. Á medida que o sangue flui através dos capilares, vai ficando cada vez mais rico em O2 , e , vai contactando com a água que é sucessivamente mais rica em O2. Assim permite que cerca de 80% do O2 se difunda da água para o sangue. Pelo mesmo mecanismos , o CO2 difunde-se em sentido contrário. Este mecanismo é importante, porque a quantidade de O2 dissolvido na água é muito inferior à que existe na atmosfera. 14 Difusão Indireta “ Hematose Pulmonar “ Nos Vertebrados terrestres, a hematose ocorre em órgãos especializados, os pulmões. Tendências evolutivas : o Aumento da compartimentação dos pulmões; o Aumento da área da superfície respiratória; o Especialização dos sistemas de ventilação; o Aumento da eficiência da circulação sanguínea. 15 Pulmões – Vertebrados terrestres 16 Aparelho Respiratório - Aves Os sacos aéreos são uma reserva de ar, melhorando a eficácia da ventilação; Tornam as aves mais leves para facilitar o voo. A hematose ocorre nos parabrônquios (Pulmões); Aí o ar circula em sentido oposto ao da circulação sanguínea (Mecanismo de contracorrente) , o que aumenta a eficiência da hematose. 17 Aparelho respiratório - Mamíferos 18 Aparelho Respiratório - Homem Nos dois pulmões existem cerca de 300 milhões de alvéolos, o que garantem uma área de hematose superior à superfície do corpo. Os alvéolos, recobertos de muco, estão separados do sangue pela fina membrana dos capilares sanguíneos. 19 Aparelho respiratório –homem (Continuação) A contracção do diafragma e dos músculos intercostais, aumenta o volume da caixa torácica; O ar entra para os pulmões (Inpiração) O relaxamento dos músculos faz diminuir o torácica ; volume da caixa A pressão do ar no interior dos pulmões fica superior à pressão atmosférica e o ar sai para o exterior ( Expiração ) 20