Uma comparação entre a respiração humana e a dos mamíferos marinhos: as baleias

            A respiração é um processo fisiológico vital não só para os seres humanos, mas para todos os seres vivos, pois envolve a troca de gases com a atmosfera, processo chamado de hematose que ocorre, principalmente, nos alvéolos pulmonares. Entretanto, desde o momento em que o ar entra pelas narinas, o ar percorre um longo caminho e a troca só ocorre nos bronquíolos respiratórios e alvéolos pulmonares, devido a presença de capilares sanguíneos ao redor desses, facilitando o processo de difusão entre os componentes. 

Figura 1 – Alvéolos pulmonares e vasos sanguíneos

            O trato respiratório humano é dividido em duas partes: porção condutora, que é composta pelo nariz, faringe, laringe e traqueia, e nos pulmões, continuada pelos brônquios e bronquíolos, e a porção respiratória, composta pelos bronquíolos respiratórios e alvéolos. 

Figura 2 – Porção condutora

            Nos alvéolos, onde ocorre a hematose, através dos capilares, chega o sangue venoso, rico em gás carbônico (CO₂), que se converte em sangue arterial, rico em oxigênio (O₂), que retorna à circulação normal, passando pelo coração e sendo bombeado pelo ventrículo esquerdo através da aorta para todo o corpo, onde ele se torna, novamente, venoso, retornando ao coração, e, em seguida, ao pulmão, fechando o ciclo.

Figura 3 – Pequena e grande circulação

            Nas baleias, o processo respiratório não é diferente, pois estes animais também apresentam respiração pulmonar, mesmo vivendo sob as águas, portanto, precisam chegar até a superfície para respirar. Impressionantemente, conseguem segurar o ar a partir da inspiração (entrada do ar) até a expiração (saída do ar) por 20 minutos.

            As trocas gasosas ocorrem no momento em que a baleia vai até a superfície e afunda a ponta dorsal do crânio, e é nesse momento que os furos de sopro, encontrados nas narinas, localizadas na parte mais alta da cabeça se abrem. 

Figura 4 – Narinas da baleia azul

            Quando estão na superfície, depois de ficarem muito tempo submersas, elas expelem, também, através da narina o ar quente e úmido que antes estava nos pulmões, que quando somado ao ar frio encontrado próximo ao mar, se condensa, formando gotículas de água, o famoso jato de água das baleias, que pode chegar a 6 metros de altura. Esse jato de água pode variar conforme a espécie, por exemplo, as baleias francas formam um V e as baleias azuis, um único jato reto.

            Diferentemente dos mamíferos terrestres, as baleias apresentam um bom funcionamento da respiração, pois enchem os pulmões quase completamente, aproveitando 80% do gás inalado, influenciando nos 20 minutos totais que demoram até expelir o gás carbônico. 

Figura 5 – Jato da baleia franca

 

Figura 6 – Jato da baleia azul

Texto escrito por Maria Clara Lunardi

Referências:

TORTORA, G.J.; NIELSEN, M. Princípios da Anatomia Humana. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013.
Respiração da baleia. Disponível em: <http://animais.culturamix.com/curiosidades/respiracao-da-baleia>. Acesso em 13 jun 2018.

Referências de imagens:

Figura 1 (adaptada de): AUTOR DESCONHECIDO. Alvéolos pulmonares e vasos sanguíneos. Disponível em: http://antonioborn.com.br/artigos/cigarrinho.html. Acesso em 13 jun 2018.

Figura 2 (adaptada de): AUTOR DESCONHECIDO. Porção condutora do sistema respiratório. Disponível em: http://histoenf.blogspot.com/2011/10/sistema-respiratorio_14.html. Acesso em 13 jun 2018.

Figura 3 (adaptada de): AUTOR DESCONHECIDO. Pequena e grande circulação. Disponível em: http://vidanaspaginasdeciencias.blogspot.com/2013/03/pequena-e-grande-circulacao-revisao.html. Acesso em 18 jun 2018.

Figura 4 (adaptada de): AUTOR DESCONHECIDO. Baleia Azul respirando. Disponível em: http://gmc-creative.com.br/baleia-52-hertz-nosso-gigante-solitario/. Acesso em 13 jun 2018.

Figura 5 (adaptada de): AUTOR DESCONHECIDO. Jato em ‘V’ de uma baleia-franca. Disponível em: http://www.pousadapg.com.br/lazer/baleias. Acesso em 13 jun 2018.

Figura 6 (adaptada de): AUTOR DESCONHECIDO. Jato de uma baleia-azul. Disponível em: http://www.achetudoeregiao.com.br/animais/baleia_azul.htm. Acesso em 13 jun 2018.

 

Sistema Digestório Humano X Insetos

O sistema digestório humano é responsável pela apreensão, mastigação, deglutição, digestão, absorção e eliminação do alimento ingerido, que durante esses processos será transformado em energia para o corpo. Para executar tais funções o sistema digestório possui um conjunto de órgãos principais e anexos que auxiliam no processo de digestão, sendo eles:

·         Tubo digestório: é por onde o alimento entra no corpo para sofrer reações como trituração, umidificação, ação de ácidos e enzimas digestórias, para se tornar partículas menores que possam ser absorvidas pelo organismo, até chegar a porção final onde o que não foi absorvido será eliminado. O tubo digestório é dividido em:

Boca - entrada do alimento que será umidificado pela saliva, que também fara a quebra dos carboidratos (digestão), e triturado (mastigado) pelos dentes. A movimentação do alimento dentro da boca é auxiliada pela língua. As glândulas salivares que secretam a saliva, os dentes e a língua são órgãos anexos que são de grande importância para o início da digestão e formação do bolo alimentar.

Faringe - conduz o bolo alimentar até o esôfago, essa condução é chamada de deglutição. Durante a passagem do bolo alimentar pela faringe a epiglote se fecha como uma tampa impedido que o bolo alimentar entre pela traqueia e vá para o pulmão.

Esôfago - é composto por músculo estriado esquelético e estriado liso por onde o bolo alimentar é guiado por movimentos peristálticos até o estômago.

Estômago - é onde o bolo alimentar fica aprisionado, devido aos esfíncteres pilórico e cárdico, por uma média de tempo de 3 horas para receber um banho de suco gástrico (extremamente ácido) e onde as enzimas, principalmente a pepsina, que quebram as proteínas, transformando o bolo alimentar em uma mistura de sólidos e líquido, o quimo.

Intestinos - é recoberto pelo peritônio. Após o quimo ficar um tempo no estômago o esfíncter pilórico se abre e o quimo entra na primeira porção do intestino delgado, o duodeno, nessa parte é liberado no quimo a bile, secretada pelo fígado, e o suco pancreático, secretado pelo pâncreas. O suco pancreático tem solução de bicabornato de sódio que aumenta o pH do quimo e o deixa mais básico para que as enzimas possam agir, o suco pancreático também continua o processo de digestão dos carboidratos e proteínas e atua na digestão das gorduras; a bile faz a emulsificação das gorduras aumentando a eficiência da digestão das gorduras pelo suco pancreático. No intestino delgado também é liberado, por ele mesmo, o suco entérico que finaliza a digestão dos carboidratos e proteínas. Ao longo do intestino delgado, conforme a digestão vai ocorrendo, há a absorção de água, substratos orgânicos, vitaminas e íons. Após a ação de todas as substancias do intestino delgado o quimo passa a se chamar quilo, que é conduzido para o intestino grosso onde é desidratado e compactado sendo preparado para eliminação.

Canal anal e ânus - o canal anal liga a parte terminal do intestino grosso, colo sigmoide, a região externa do corpo, ânus, por onde as substâncias que não foram absorvidas serão descartadas.

Figura 1- Sistema Digestório Humano

O aparelho digestivo dos insetos é formado por um tubo que percorre todo o corpo do indivíduo no sentido longitudinal ligando a boca ao ânus. Os insetos podem ter um variado cardápio alimentar, como sangue, insetos hematófagos, plantas, insetos herbívoros, e matéria orgânica em decomposição, insetos decompositores. Alguns insetos que se alimentam de madeira têm em seu trato digestivos simbiontes, como bactérias e protozoários, que ajudam na decomposição da celulose. Há a presença de aparelhos bucais diversificados de acordo com a alimentação de cada inseto, como aparelho bucal sugador, mastigador e picador.

O sistema digestório dos insetos é dividido em: Estomodeu, Mesêntero e Proctodeu.

·         Estomodeu – é formado pela faringe, esôfago, papo, proventrículo e válvula cardíaca.

• No papo o alimento é armazenado o e sofre as primeiras reações enzimáticas.

• O proventrículo apresenta dentes quitinosos em insetos mastigadores.

• A válvula cardíaca impede que o alimento retorne ao estomodéu depois de já ter sido enviado para o mesêntero.     

·         Mesêntero – é formado pelo ventrículo, cecos gástricos e válvula pilórica.

• No ventrículo a digestão iniciada no estomodéu é completada. Ocorre a liberação de quase todas as enzimas digestivas como lipase, protease, amilase, maltase e invertase.

• Os cecos gástricos são anexos digestivos que têm a função de manter os simbiontes e ampliar a área de secreção e absorção de substancias. São divertículos em forma de bolsa em número de 2-8.

•  Válvula pilórica impede que o alimento volte ao mesêntero.

·         Proctodeu – é formado pelo piloro, íleo, colón, reto e ânus. Possui glândulas retais que absorvem água e nutrientes. 

·         Anexos digestivos

•  Glândulas salivares, presentes na cabeça ou tórax, secretam saliva que é lançada na hipofaringe. A saliva, umidifica os alimentos, limpa os estiletes presentes no aparelho bucal e nos insetos hematófagos impede a coagulação do sangue do qual o inseto está se alimentando.

• Tubos de Malpighi são os principais órgãos excretores dos insetos, ele retira substancias, como toxinas em forma de compostos nitrogenados, da hemolinfa (sangue do inseto), assim como sais minerais e água. Depois de retirar as substancias da hemolinfa os tubos de Malpighi direcionam essas substancias para o reto onde a agua e os sais minerais são reabsorvidos e os compostos nitrogenados são eliminados junto as fezes.

Figura 2-Sistema Digestório dos Insetos

Escrito por Taís Alves da Cruz

Referências Bibliográficas:

FILGUEIRA, M. Sistema Digestivo dos Insetos. Disponível em: <http://marcosfilgueira.wikidot.com/aparelho-digestivo-dos-insetos>. Acesso em 17 de junho de 2018.

TORTORA, G.J.; NIELSEN, M. Princípios da Anatomia Humana. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013.

Figura 1 (adaptada de): AUTOR DESCONHECIDO. Sistema Digestivo Humano – Aparelho Digestório | Resumo da Anatomia. Disponível em: < http://www.anatomiadocorpo.com/sistema-digestorio-aparelho-digestivo/>. Acesso em 03 de junho de 2018.

 

Figura 2 (adaptada de ): AUTOR DESCONHECIDO. Sistema Digestório. Disponível em: < https://pt.slideshare.net/Adenomar/sistema-digestrio-9430535>. Acesso em 17 de junho de 2018.

 

COMPARANDO AS TERMINAÇÕES NERVOSAS LIVRES DE HUMANOS X TRUTA ARCO-ÍRIS (Oncorhynchus mykiss)

As terminações nervosas livres são terminações neuronais presentes nos mamíferos, responsáveis, entre outras sensações, pela percepção de estímulos nocivos, sendo conhecidas como nociceptores ou receptores da dor (do latin nocere, "machucar"), que são ativados por estímulos intensos mecânicos, térmicos, e químicos aplicados sobre a superfície corporal. Eles estão presentes em diversos tecidos como pele, articulação, meninges, ossos, vísceras, etc. Quando um estímulo de alta intensidade de qualquer uma dessas classes atinge um nociceptor, inicia-se o processo de transdução, que é o mecanismo de conversão de estímulos nocivos em sinais eletroquímicos que serão levados para o sistema nervoso central (SNC) em forma de potenciais de ação. No SNC haverá o processamento elaborado da sensação aversiva que, em seguida, gera respostas adequadas para defender o corpo do estimulo nocivo, mesmo que não ocorra a percepção consciente da situação.

Os nociceptores são caracterizados pela ausência ou pouca quantidade de mielina que revestem seus axônios. Aqueles com pouca mielina e que conduzem a informação nociceptiva a uma velocidade de 5-30 m/s, são os de fibra tipo Aδ e aqueles com axônios não mielinizados e que conduzem a informação nociceptiva a uma velocidade de 2 m/s são os de fibra tipo C. Geralmente os primeiros respondem a estímulos mecânicos de intensidade perigosa, ou a estímulos intensos tanto mecânicos quanto térmicos e o segundo a estímulos térmicos, mecânicos e químicos e por isso também são conhecidos como nociceptores polimodais.

Figura 1: Terminações nervosas sensitivas. O círculo indica a localização e estrutura das terminações nervosas livres. 
 

Figura 2: Condução da informação nociceptiva para o SNC. Em b está esquematizado os dois tipos de nociceptores cujo corpos celulares passam dentro do gânglio da raiz dorsal e em seguida projetam-se para o corno dorsal da medula espinhal.

Terminações nervosas livres na Truta arco-iris

A presença das terminações nervosas livres na truta arco-íris (Oncorhynchus mykiss) foi demonstrada através de um estudo realizado no nervo trigêmeo, que consistia em determinar se nessa estrutura havia a presença das fibras Aδ e C e se as mesmas poderiam atuar como nociceptores. Ambas foram encontradas nos três ramos deste nervo (nervo oftálmico, nervo mandibular e nervo maxilar). As fibras C compreendia 4% do total do tipo de fibra (3,8% oftálmica, 4,1% maxilar e 4,1% mandibular) e apresentaram diâmetros entre 0,1 e 1,2 μm, já as fibras Aδ correspondiam a 33%, com diâmetros entre 0,4 a 5,8 μm.

A atividade neural do nervo trigêmeo foi registrada e desta maneira foi demostrada a presença de mecanorreceptores de adaptação rápida e polimodais de adaptação lenta que respondiam a estímulos mecânicos, térmicos e químicos, assim como mostrado nos mamíferos.

A baixa presença das fibras C na truta em relação aos seres humanos (50% do total de fibras do nervo) pode estar associada a evolução dos vertebrados, em que a passagem do ambiente aquático para o ambiente terrestre aumentou a exposição dos animais a estímulos nocivos como grandes mudanças de temperatura, maior exposição a gases nocivos e maiores chances de haver lesão mecânica devido à gravidade. Tudo isso faz com que a presença de um sistema nociceptivo desempenhe um papel vital maior nos animais terrestres em relação aos animais aquáticos.

Em outro estudo posterior, também foi demonstrado a presença desses receptores. Foram encontrados mecanorreceptores de adaptação rápida com velocidade de condução variando entre 1,62 a 6,32 m/s e mecanorreceptores de adaptação lenta com velocidade de condução variando entre 1,4 e 6 m/s, em ambos os casos a velocidade indicou que as fibras eram do tipo Aδ. Os receptores não responderam à estímulos químicos e térmicos. Os nociceptores polimodais encontrados responderam ao calor e estimulação química nocivos e apresentaram resposta de adaptação lenta ao estimulo mecânico. A velocidade de condução variou entre 0,67 a 8,5 m/s. Dentro dos polimodais encontrados, apenas uma fibra era do tipo C e as demais eram do tipo Aδ. Também foram encontrados nociceptores mecanotérmicos e receptores mecânoquimicos, o primeiro respondeu ao calor nocivo e ao estimulo mecânico e o segundo respondeu ao estimulo químico e mecânico. A velocidade de condução variou entre 4 e 4,7 m/s e 2,58 e 5 m/s respectivamente entre entes receptores caracterizando-os como do tipo Aδ.

Figura 3: Truta Arco-iris.

Escrito por Rafael Galisa de Oliveira

Referências:

MENESCAL-DE-OLIVEIRA, L. Neurobiologia da dor e da analgesia. In: Reflexões em torno da dor. 1 ed., p. 131-168. Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto-USP: Ribeirão Preto, 2008.

PURVES, D. et al. Neurociências. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010.  p. 231-251.

SNEDDON, Lynne U. Anatomical and electrophysiological analysis of the trigeminal nerve in a teleost fish, Oncorhynchus mykiss. Neuroscience letters, v. 319, n. 3, p. 167-171, 2002.

SNEDDON, Lynne U. Trigeminal somatosensory innervation of the head of a teleost fish with particular reference to nociception. Brain research, v. 972, n. 1-2, p. 44-52, 2003.

YOUNG, R. F. Fiber spectrum of the trigeminal sensory root of frog, cat and man determined by electron microscopy. Pain in the trigeminal region, p. 137-160, 1977.

Imagens:

Figura 1 (adaptada de): CONCURSO E FISIOTERAPIA. Corpúsculo de Ruffini. Disponível em: <http://www.concursoefisioterapia.com/2016/12/corpusculo-de-ruffini.html>. Acesso em: 01 de junho 2018.

Figura 2 (adaptada de): STUGINSKI-BARBOSA, J. Neurofisiologia da dor. 2010. Disponível em: <https://julianadentista.com/2010/06/24/neurofisiologia-da-dor/>. Acesso em: 31 maio 2018.

Figura 3: PESCARIA BRASIL. Truta Arco-íris. 2010. Disponível em: <http://www.pescariabrasil.com.br/2010/11/03/truta-arco-iris/>. Acesso em: 31 maio 2018.