Tipos de sistemas circulatórios em animais
Os sistemas circulatórios dos animais diferem no número de câmaras cardíacas e no número de circuitos através dos quais o sangue flui.
Objetivos de aprendizagem
Descreva como a circulação difere entre peixes, anfíbios, répteis, pássaros e mamíferos
Principais pontos de vista
Pontos-chave
- Os peixes têm um único circuito sistêmico para sangue, onde o coração bombeia o sangue para as guelras para ser reoxigenado (circulação branquial), após o que o sangue flui para o resto do corpo e volta para o coração.
- Outros animais, como anfíbios, répteis, pássaros e mamíferos, têm um circuito pulmonar, onde o sangue é bombeado do coração para os pulmões e de volta, e um segundo circuito sistêmico onde o sangue é bombeado para o corpo e para trás.
- Os anfíbios são únicos por terem um terceiro circuito que leva sangue desoxigenado para a pele para a liberação de gás nge para ocorrer; isso é chamado de circulação pulmocutânea.
- O número de câmaras cardíacas, átrios e ventrículos atenua a quantidade de mistura de sangue oxigenado e desoxigenado no coração, pois mais câmaras geralmente significam mais separação entre os circuitos sistêmico e pulmonar.
- Animais de sangue quente requerem o sistema mais eficiente de quatro câmaras que tem o sangue oxigenado completamente separado do sangue desoxigenado.
Termos-chave
- átrio: uma câmara superior do coração que recebe sangue das veias e o força para um ventrículo
- ventrículo: uma câmara inferior do coração
Sistemas Circulatórios Simples
O sistema circulatório varia de sistemas simples em invertebrados a sistemas mais complexos em vertebrados. Os animais mais simples, como as esponjas (Porifera) e os rotíferos (Rotifera), não precisam de sistema circulatório porque a difusão permite a troca adequada de água, nutrientes e resíduos, bem como gases dissolvidos (figura a). Organismos mais complexos, mas que ainda possuem apenas duas camadas de células em seu corpo, como geleias (Cnidaria) e geleias de favo (Ctenophora), também se difundem pela epiderme e internamente pelo compartimento gastrovascular. Ambos os seus tecidos internos e externos são banhados em um ambiente aquoso e trocam fluidos por difusão em ambos os lados (figura b). A troca de fluidos é auxiliada pela pulsação do corpo da água-viva.
Animais sem sistema circulatório sistemas: Animais simples constituídos por uma única camada de células, como a (a) esponja, ou apenas algumas camadas de células, como a (b) água-viva, não possuem sistema circulatório. Em vez disso, gases, nutrientes e resíduos são trocados por difusão.
Para organismos mais complexos, a difusão não é eficiente para o ciclo de gases, nutrientes e resíduos de forma eficaz através do corpo; portanto, sistemas circulatórios mais complexos evoluíram. Os sistemas circulatórios fechados são uma característica dos vertebrados; no entanto, existem diferenças significativas na estrutura do coração e na circulação do sangue entre os diferentes grupos de vertebrados devido à adaptação durante a evolução e diferenças associadas na anatomia.
Sistemas circulatórios de peixes
Os peixes possuem um único circuito para o fluxo sanguíneo e um coração com duas câmaras, que possui apenas um átrio e um único ventrículo (figura a). O átrio coleta o sangue que retornou do corpo, enquanto o ventrículo bombeia o sangue para as guelras, onde ocorre a troca gasosa e o sangue é reoxigenado; isso é chamado de circulação branquial. O sangue então continua pelo resto do corpo antes de voltar ao átrio; isso é chamado de circulação sistêmica. Este fluxo unidirecional de sangue produz um gradiente de sangue oxigenado para desoxigenado em todo o circuito sistêmico do peixe. O resultado é um limite na quantidade de oxigênio que pode atingir alguns dos órgãos e tecidos do corpo, reduzindo a capacidade metabólica geral dos peixes.
Exemplos de sistemas circulatórios animais: (a) Os peixes têm os sistemas circulatórios mais simples dos vertebrados: o sangue flui unidirecionalmente do coração de duas câmaras através das guelras e depois para o resto do corpo. (b) Os anfíbios têm duas vias circulatórias: uma para oxigenar o sangue através dos pulmões e da pele e a outra para levar oxigênio para o resto do corpo. O sangue é bombeado de um coração com três câmaras, dois átrios e um único ventrículo. (c) Os répteis também têm duas vias circulatórias; no entanto, o sangue é oxigenado apenas pelos pulmões. O coração tem três câmaras, mas os ventrículos são parcialmente separados, de modo que ocorre alguma mistura de sangue oxigenado e desoxigenado, exceto em crocodilianos e pássaros.(d) Os mamíferos e as aves têm o coração mais eficiente, com quatro câmaras que separam completamente o sangue oxigenado e o desoxigenado; ele bombeia apenas sangue oxigenado através do corpo e sangue desoxigenado para os pulmões.
Sistemas circulatórios de anfíbios
Em anfíbios, répteis, pássaros e mamíferos, o fluxo sanguíneo é direcionado em dois circuitos: um através dos pulmões e de volta ao coração (circulação pulmonar) e o outro por todo o resto do corpo e seus órgãos, incluindo o cérebro (circulação sistêmica).
Anfíbios tem um coração de três câmaras com dois átrios e um ventrículo em vez do coração de peixe com duas câmaras (figura b). Os dois átrios recebem sangue dos dois circuitos diferentes (os pulmões e os sistemas). Existe alguma mistura do sangue no ventrículo do coração, o que reduz a eficiência da oxigenação. A vantagem desse arranjo é que a alta pressão nos vasos leva o sangue aos pulmões e ao corpo. A mistura é mitigada por uma crista dentro do ventrículo que desvia o sangue rico em oxigênio através do sistema circulatório sistêmico e o sangue desoxigenado para o circuito pulmocutâneo, onde a troca gasosa ocorre nos pulmões e através da pele. Por esta razão, os anfíbios são frequentemente descritos como tendo dupla circulação.
Sistemas circulatórios de répteis
A maioria dos répteis também tem um coração com três câmaras semelhante ao coração de anfíbio que direciona o sangue para o pulmão e circuitos sistêmicos (figura c). O ventrículo é dividido de forma mais eficaz por um septo parcial, o que resulta em menos mistura de sangue oxigenado e desoxigenado. Alguns répteis (crocodilos e crocodilos) são os animais mais primitivos a exibir um coração de quatro câmaras. Os crocodilianos têm um mecanismo circulatório único em que o coração desvia o sangue dos pulmões para o estômago e outros órgãos durante longos períodos de submersão; por exemplo, enquanto o animal espera pela presa ou fica debaixo d’água esperando que a presa apodreça. Uma adaptação inclui duas artérias principais que saem da mesma parte do coração: uma leva sangue para os pulmões e a outra fornece uma rota alternativa para o estômago e outras partes do corpo. Duas outras adaptações incluem um orifício no coração entre os dois ventrículos, chamado forame de Panizza, que permite que o sangue se mova de um lado do coração para o outro, e tecido conjuntivo especializado que retarda o fluxo sanguíneo para os pulmões. Juntas, essas adaptações fizeram dos crocodilos e crocodilos um dos grupos de animais mais evoluídos com sucesso na Terra.
Sistemas circulatórios de mamíferos e pássaros
Nos mamíferos e pássaros, o coração também está dividido em quatro câmaras: dois átrios e dois ventrículos (figura d). O sangue oxigenado é separado do sangue desoxigenado, o que melhora a eficiência da circulação dupla e é provavelmente necessário para o estilo de vida de sangue quente de mamíferos e pássaros. O coração de quatro câmaras de pássaros e mamíferos evoluiu independentemente de um coração de três câmaras.