Trocas gasosas em seres multicelulares

Seres unicelulares - a troca é feita através da membrana do organismo, nos pluri ou multicelulares a forma como efetuam a troca, vai depender da complexidade do ser vivo (a quantidade de oxigénio necessária ao ser vivo depende do volume do mesmo mas a quantidade de oxigénio que penetra no ser vivo, vai depender da sua área superficial e espessura) e das condições do seu habitat.

O caso das plantas:

As plantas fazem a respiração aeróbica e a fotossíntese.
Na respiração consomem o O2 mas como durante o dia o libertam na fotossíntese, este é mais que suficiente para a respiração. Na consequência da respiração libertam o CO2, que durante o dia, vai utilizado para a fotossíntese (fase escura). O dióxido de carbono libertado não é suficiente e as plantas têm de absorvê-lo, também, durante o dia.
Durante a noite a planta faz a respiração aeróbica mas não faz a fotossíntese, pelo que tem de absorver o Oxigénio e libertar o dióxido de carbono, tal como nos animais.
Estes dois gases vão ser absorvidos pela difusão
É através do estoma que se realizam as trocas gasosas.

O que leva à abertura e ao fecho dos estomas?

Os estomas controlam a quantidade de água que é perdida pela transpiração da planta. Os estomas estão sempre "revestidos" por água que vem das raízes. As células guarda são constituídas por uma parede que é mais espessa no local que revestem o ostíolo. Quando as células estão turgidas (cheias de água nos seus vacúolos), as células deformam-se, expandem-se no sentido das paredes mais finas das células guarda, pressão de turgência, fazendo que o ostíolo abra. Quando a pressão de turgência diminui (os vacúolos diminuem o seu volume) e fecha-se o ostíolo.

A pressão de turgência das células guarda depende de vários fatores como por exemplo:
- o Ph do meio;
- humidade do ar (pouca humidade abre o estoma);
- concentrações de iões;
-o dióxido de carbono (concentrações de CO2 leva ao fecho do estoma);
- a intensidade luminosa (estoma aberto com luz e fecha sem luz) etc.

Os iões potássio entram nas células guarda por transporte ativo e a água entra por osmose e a célula fica turgida e o estoma abre. Quando os iões potássio saem a água sai por osmose o estoma fecha.
Os ESTOMAS regulam as trocas relativas à fotossíntese e transpiração mas também as TROCAS GASOSAS. O espaço preenchido por ar entre as células também facilita a troca de gases, formando um circuito de ar.

O caso dos animais:

A troca de gases ocorre sempre em meio aquoso e por difusão simples.
Nos animais mais simples, como a hidra por exemplo, a troca gasosa faz-se diretamente do meio para as células por difusão.
Nos animais mais complexos existe um conjunto de órgãos que constituem o sistema respiratório, onde estão incluídas as SUPERFÍCIES RESPIRATÓRIAS que têm caraterísticas comuns, embora apresentem algumas diferenças, consoante a complexidade do animal.
As superfícies são sempre húmidas, constituídas por apenas uma camada de células, e com uma grande superfície de contato.
A difusão simples pode ser DIRETA quando os gases passam diretamente para a superfície respiratória e INDIRETA quando os gases passam da superfície para um fluido intermediário e deste para as células.

TIPOS DE SUPERFÍCIES:

Tegumento - a superfície do corpo do animal é a própria superfície respiratória. O oxigénio passa através da pele para o fluido circulatório que o leva às células e traz o dióxido de carbono das células para o exterior, tudo por difusão. É uma difusão indireta, pois existe um fluido intermediário e chama-se neste caso HEMATOSE CUTÂNEA.
Ex: minhoca e outros invertebrados, a rã tem também este tipo de hematose mas é um complemento à hematose pulmonar.

Brânquias - O opérculo é uma tampa óssea protetora que se localiza lateralmente na cabeça do peixe. No interior do opérculo avistamos as brânquias (guelras) que são extensões da superfície do corpo e localizam-se na cavidade branquial (ou câmara branquial) . A estrutura das branquias permite que haja uma grande área de contato entre o meio interno e meio externo. Cada brânquia é constituída por filamentos branquiais e estes, por sua vez, contêm várias lamelas, ricamente vascularizadas, onde ocorre a HEMATOSE BRANQUIAL.
O fluxo de sangue flui em sentido oposto ao da entrada de água que banha as lamelas branquiais. Desta forma, à medida que o sangue pobre em oxigénio contata com a água mais rica em oxigénio, este passa por difusão para o sangue. Da mesma forma o dióxido de carbono que está em maior quantidade no sangue do que na água que banha as lamelas, passa por difusão para a água
O movimento da água é controlado pela abertura e fecho da boca coordenado com os movimentos dos opérculos. Quando as fendas operculares estão fechadas, a água entra pela boca passa para a faringe, da faringe para as câmaras branquiais e sai pelas fendas operculares que se abrem.
A maioria dos seres marinhos respiram pelas brânquias. Existe uma grande variedade de estruturas branquiais, estas dependem da complexidade dos seres vivos.

Sistema de traqueias - É constituído por uma rede de canais cheios de ar -Traqueias - que se vão ramificando ao longo de todo o corpo - Traquíolas - que contatam diretamente com os tecido. As extremidades dos traquíolas são fechadas e contêm um líquido que permite a difusão. A difusão é direta, o sistema circulatório não intervém na distribuição dos gases.
Nos pequenos insetos a difusão através das traqueias é suficiente mas para os insetos voadores que necessitam de grande consumo de oxigénio, têm uns sacos de ar que funcionam como reservas de ar e que se localizam juntos aos músculos. A este processo dá-se o nome de HEMATOSE TRAQUEAL.

Sistema pulmonar - Tal como nos outros sistemas, existe uma grande variedade de sistemas pulmonares que está diretamente ligado ao grau de complexidade do ser vivo. Existem em todos os vertebrados terrestres. O aparelho respiratório é constituído pelas vias respiratórias, pulmões e órgãos que auxiliam os movimentos respiratórios. Vias respiratórias: fossas nasais, faringe, laringe, traqueia, brônquios, bronquíolos e alvéolos pulmonares.

Pulmões: direito e esquerdo, o primeiro é constituído por 3 lóbulos e o esquerdo por 2 lóbulos.

Órgãos que auxiliam os movimentos respiratórios: diafragma, músculos intercostais e costelas.

Movimentos respiratórios: Inspiração e Expiração

Na inspiração o ar entra pelas fossas nasais, onde é aquecido e filtrado, passa pela faringe, laringe, traqueia, brônquios, bronquíolos e alvéolos pulmonares. Dá-se a hematose pulmonar (troca de Co2 por O2 através da difusão). Na expiração o ar carregado de CO2 dos alvéolos pulmonares sai para o exterior pelos bronquíolos, brônquios, traqueia, laringe, faringe, fossas nasais ou pela boca.

Movimento de inspiração- Os músculos intercostais contraem-se as costelas sobem e deslocam-se para fora, aumentando a cavidade torácica. O diafragma contrai e desce. Os pulmões expandem-se e o ar entra para os pulmões carregado de oxigénio.

Movimento de expiração- Os músculos intercostais relaxam e as costelas descem e deslocam-se para dentro. O diafragma relaxa e sobe. Os pulmões contraem e o ar sai dos pulmões carregado de dióxido de carbono.

Troca de Gases entre Alvéolos pulmonares e os Capilares

A função do sistema respiratório é trocar dois gases: oxigénio e dióxido de carbono. A troca ocorre entre os milhões de alvéolos existentes nos pulmões e os capilares que os circundam. O oxigénio inalado passa dos alvéolos para o sangue nos capilares, e o dióxido de carbono passa do sangue nos capilares para o interior dos alvéolos através de um fenómeno denominado difusão.

DIFUSÃO: Os gases passam de zonas de maior concentração para zonas de menor concentração. Os pulmões apresentam uma grande eficiência entre o meio externo (o ar que se encontra no alvéolo pulmonar) e o meio interno (sangue dentro do capilar). Esta eficiência está relacionada com: