Fisiologia Animal: Nutrição, Respiração e Circulação

Nutrição e Processos Vitais

Nutrição: O processo pelo qual toda a matéria viva obtém a energia necessária para formar suas próprias estruturas e realizar suas funções vitais. Tanto a matéria quanto a energia são usadas por animais para crescer, desenvolver, brincar e socializar. A energia vem do catabolismo da matéria orgânica em animais multicelulares heterotróficos.

Processos da Nutrição:

1. Ingestão e digestão dos alimentos para liberar os nutrientes que contêm;
2. Distribuição de nutrientes para todas as células do corpo;
3. Absorção de oxigênio do ambiente externo e subsequente transporte para as células;
4. Metabolismo celular;
5. Remoção de resíduos produzidos pelas células na etapa anterior;
6. Eliminação destas substâncias para o exterior.

O Processo de Digestão

A digestão envolve a transformação das macromoléculas que formam os alimentos em pequenas moléculas simples que podem ser absorvidas pelas células.

Etapas da Digestão:

• Física ou mecânica: Fragmenta grandes pedaços de alimentos em pequenos;
• Química: Mistura o alimento com secreções digestivas; estas separam as unidades moleculares através da ação de enzimas digestivas.

Tipos de Digestão:

Digestão sem sistema digestório:

Os Porifera realizam a digestão de partículas alimentares em células especiais chamadas coanócitos, que cobrem o interior de seu corpo. Os coanócitos têm um flagelo e uma estrutura em forma de colarinho em sua extremidade livre. O alimento entra através dos poros para o animal. O flagelo impulsiona a água para o colarinho, filtrando partículas de alimento que entram nos coanócitos por endocitose. O vacúolo que se forma une-se a enzimas digestivas lisossomais que quebram os alimentos em moléculas mais simples. Os resíduos não digeridos são expelidos por exocitose. Este tipo de digestão é chamado de digestão intracelular. Este processo permite apenas partículas microscópicas de alimentos, e cada célula deve possuir o maquinário necessário para digerir e assimilar.

Digestão em uma cavidade:

Para grandes pedaços de comida, desenvolve-se uma bolsa no interior do corpo chamada cavidade gastrovascular, que tem uma única abertura que funciona como boca e ânus. Ocorre em animais com baixa demanda de energia. A comida é quebrada em partes menores pela ação de enzimas digestivas descarregadas diretamente na câmara. Este tipo de digestão chama-se digestão extracelular. Em cnidários e platelmintos, a cavidade digestiva é altamente ramificada para facilitar o transporte de nutrientes para todas as células. A digestão na cavidade gastrovascular não é completa; a comida pré-digerida entra nas células que revestem a cavidade, onde se completa a catálise (digestão intracelular).

Digestão em um tubo digestório:

A simetria bilateral é completada pela aparência de um tubo que atravessa o corpo do animal e tem duas aberturas: uma de entrada (a boca) e uma de saída (ânus). O novo dispositivo permite que o animal coma frequentemente grandes quantidades de alimento e o digira de forma mais eficiente, pois cada parte do tubo é especializada em uma etapa do processo digestivo (trituração, degradação enzimática e absorção de nutrientes).

Esquema básico em vertebrados e invertebrados:

• Região receptora;
• Região de armazenamento e transporte;
• Região de moagem e digestão inicial;
• Região de digestão final e absorção dos nutrientes;
• Região de absorção de água e eliminação de alimento não digerido.

Região Receptora:

Composta pela boca ou cavidade oral, faringe muscular e garras. Está adaptada ao tipo de alimento consumido. Animais que se alimentam de líquidos desenvolveram estruturas como a espiritromba (borboletas) ou aparelhos bucais picadores-sugadores (mosquitos). Nos crustáceos, o primeiro par de apêndices tornou-se garras poderosas. Aranhas possuem quelíceras para perfurar a presa e injetar enzimas digestivas, criando uma "sopa nutritiva" absorvida posteriormente. Cefalópodes usam tentáculos e um bico córneo. Estrelas-do-mar projetam o estômago para fora para comer bivalves. Outros exemplos incluem a rádula de gastrópodes e a lanterna de Aristóteles dos ouriços-do-mar. Nos vertebrados, surgem os dentes e a língua (substituídos por um bico em aves e tartarugas). Mamíferos iniciam a digestão na boca com a ptialina (amilase salivar), que quebra o amido em maltose.

Região de armazenamento e transporte:

O esôfago transporta o alimento. Anelídeos, insetos e aves possuem o papo, uma dilatação do esôfago para armazenamento temporário.

Região de moagem e digestão inicial:

O estômago armazena e mistura o alimento com sucos gástricos. Animais sem dentes possuem a moela, um estômago muscular que tritura alimentos com auxílio de pedras engolidas. Crustáceos possuem o moinho gástrico e insetos possuem dentes quitinosos. Em ruminantes, o alimento passa pelo rúmen (fermentação), é regurgitado para mastigação e segue para o retículo, omaso e abomaso (estômago verdadeiro). Alguns herbívoros não ruminantes realizam fermentação no ceco.

Região de digestão e absorção de nutrientes:

No intestino delgado ocorre a maior parte da digestão química e absorção. Glândulas anexas como o fígado e o pâncreas auxiliam o processo. Estruturas como o tiflossole (anelídeos), a válvula espiral (tubarões) e as vilosidades e microvilosidades (vertebrados) aumentam a superfície de absorção.

Região de absorção de água e eliminação:

No intestino grosso ocorre a reabsorção de água. Os resíduos formam as fezes, expelidas pelo ânus ou pela cloaca (comum em anfíbios, répteis e aves).

Função Respiratória

A respiração é a troca gasosa entre o organismo e o ambiente. A respiração celular ocorre na mitocôndria para extrair energia. A troca ocorre por difusão através de superfícies que devem ser úmidas, grandes e finas.

Tipos de Respiração:

• Sem órgãos respiratórios: Difusão célula a célula (esponjas, cnidários).
• Cutânea: Troca pela pele vascularizada (minhocas).
• Branquial: Brânquias externas ou internas (peixes, moluscos). Nos peixes ósseos, são protegidas pelo opérculo.
• Traqueal: Tubos (traqueias) que levam ar às células via espiráculos (insetos).
• Pulmonar: Cavidades internas vascularizadas. Em peixes, pode atuar como bexiga natatória.

Função Circulatória

O sistema circulatório distribui nutrientes e oxigênio e coleta resíduos. É composto por sangue, vasos sanguíneos e o coração.

Sistemas Circulatórios:

• Aberto: O sangue preenche espaços intercelulares (artrópodes). O coração possui ostíolos.
• Fechado: O sangue flui apenas dentro dos vasos (vertebrados, anelídeos).

Vasos Sanguíneos:

• Artérias: Espessas e elásticas;
• Arteríolas: Regulam o fluxo via esfíncteres pré-capilares;
• Capilares: Onde ocorre a troca por difusão;
• Veias: Possuem válvulas para impedir o refluxo.

A circulação simples ocorre quando o sangue passa uma vez pelo coração por ciclo (peixes). A circulação dupla (pulmonar e sistêmica) ocorre em aves e mamíferos, cujo coração tetraventricular separa totalmente o sangue oxigenado do desoxigenado.

Função Excretora e Homeostase

A homeostase mantém o equilíbrio interno (pH, sais). A excreção remove resíduos metabólicos e atua na osmorregulação.

Estruturas Excretoras:

O rim é a unidade dos vertebrados, composto por néfrons. O néfron possui o glomérulo (filtração), a cápsula de Bowman (coleta) e o túbulo renal (reabsorção e secreção). A alça de Henle em aves e mamíferos permite a produção de urina hipertônica, essencial para a conservação de água em ambiente terrestre.