Termorregulação e Osmorregulação
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O documento discute os processos de termorregulação e osmorregulação em animais. A termorregulação permite que animais mantenham sua temperatura corporal constante através de mecanismos como vasodilatação e produção de calor. A osmorregulação envolve mecanismos para manter a pressão osmótica dos fluidos corporais constante apesar de variações externas, como a absorção ativa de sais. Ambos os processos envolvem feedback negativo e são regulados pelo hipotálamo.
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Termorregulação e Osmorregulação
- 1. Termorregulaçao (Exemplo de regulaçao nervosa) É a capacidade de manter a temperatura corporal dentro de certos limites, independentemente da temperatura ambiente. A temperatura é considerada um factor limitante, para além da salinidade, disponibilidade de água, gases e alimento. 1. Animal poiquilotérmico (exotérmicos): produzem reduzidas quantidades de calor e como possuem uma taxa metabólica baixa, não compensa as oscilações externas de temperatura, dependem de fontes externas de calor. A temperatura corporal interna varia em função da temperatura externa, e desta forma, regulam a temperatura por alteração de comportamentos: o Expõem-se ao sol, mas nas horas de maior calor. o Hibernação, estivação, migração. o Síntese de compostos anticongelantes. 2. Animal homeotérmico (endotérmico): produzem grandes quantidades de calor, mantêm a temperatura corporal constante, independentemente das oscilações exteriores. Regulam a temperatura por processos de aquecimento e arrefecimento, a fonte de calor está relacionada com o seu metabolismo interno. o Revestimento externos. o Espessas camadas de gordura. o Actividade metabólica aumenta se a temperatura diminuir. o Hibernação, migração, construção de ninhos e comportamentos sociais. o Mecanismos de contracorrente. Os animais endotérmicos têm uma faixa de Termo neutralidade: faixa de temperatura adequada e na qual o corpo regula a temperatura por alterações de trocas de calor, através da pele, mantendo a taxa metabólica no seu nível basal. Controlo da temperatura (Todo o mecanismo de controlo da temperatura é feito por feedback negativo.) Os mecanismos de termorregulação são regulados pelo hipotálamo, funcionando com um termóstato. Esta zona do cérebro desempenha muitas outras funções. Na pele existem células termo sensoriais, que funcionam como receptores de calor e frio. Quando estimuladas estas células geramum impulso nervoso que são conduzidos pelos nervos sensitivos e pela medula espinal até ao hipotálamo. O hipotálamo está ligado ao centro vasomotor, localizado no bolbo raquidiano. Este centro controla a vasodilatação e a vasoconstrição dos vasos sanguíneos.
- 2. Caso haja necessidade de evitar o aumento da temperatura corporal: o A vasodilatação: dilatação dos vasos sanguíneos da pele permite o aumento da perda de calor. o Sudorese: as glândulas sudoríparas são estimuladas a libertar suor, cuja evaporação permite arrefecer a superfície corporal. o Redução da produçãode calor: tremores e reacções catabólicas geradoras de calor são fortemente diminuídas. Caso haja necessidade de evitar a redução de temperatura corporal: o Vasoconstrição: ocorre constrição dos vasos sanguíneos, essencialmente da zona da pele, evitando perdas de calor. o Erecção dos pêlos: os músculos erectores dos pêlos são estimulados no sentido de colocar os pêlos o mais próximo da vertical, dessa forma cria-se uma camada de ar junto á pele, o que leva à diminuição do calor para o meio. o Aumento da produçãode calor: aumenta a taxa metabólica, que se traduz em tremores e aumento das reacções catabólicas.
- 3. Osmorregulaçao Conjuntode mecanismosque mantêmapressãoosmóticadofluidointersticial independentemente dasvariaçõesdapressãoosmóticaexterna.Regulamapressão osmóticainternade acordocom a variaçãoda concentraçãode saisno exterior. Possibilitaamanutençãodahomeostasianecessáriaàsobrevivência. Durante o metabolismo… o São consumidassubstânciascomooxigénio,saise nutrientespeloque têm constantemente que serrepostos. o São geradassubstânciascomoexcreçõesque têmque serexpelidossobpena de se acumularemnoorganismoe comotal comprometeremasobrevivência das célulasdoorganismo. A maioriadosinvertebradosmarinhosnãoregulaaconcentraçãode saisdosseus fluidoscorporais,logoasuaconcentração variade acordo com a concentraçãoda água do mar que os rodeia– osmoconformantes. No entantohálimitesde salinidade:´ o Nenhumservivoé capaz de sobrevivercomconcentraçãointernaidênticaa água doce ou da água do mar. Issolevariaadesnaturaçãode proteínase consequentemente àmorte. o Assima salinidadeé um factor limitante. Destaforma os seresvivosapresentammecanismosque permitemamanutençãodas concentraçõesinternasface avariaçõesdasconcentraçõesexternas – osmorreguladores. Estesanimaiscontrolama entrae saída de água dos corpos,por osmose. Assim conseguemsobrevivernumagrande gamade salinidade. Osmorregulação em meio marinho Sendohipotónicosemrelaçãoaomeio,estespeixestendemaperderáguapor osmose.Paracompensarestasperdas: o Absorçãode água salgada. o Ocorre transporte activode saisemexcessoaonível dasbrânquias. o Produçãode urina muito concentrada,poucaperdade água e secreçãoactiva de sais ao nível dosistemaexcretor.
- 4. Osmorregulação em meio dulciaquícolas Em meiosdulciaquícolasospeixesapresentamummeiointernohipertónico,peloque há tendênciaàentradade água por osmose e os saissão perdidosporosmose. De modoa mantera homeostasia: o Ocorre transporte activode saisao nível dasbrânquias; o Produçãode urina muitodiluídae absorçãode saisminerais aonível do sistemaexcretor; o Absorçãode sais dosalimentos ingeridos. Osmorregulaçãoemmeio terrestre Os animaisterrestresperdemmuitaáguanatranspiração,urinae fezes. Pararepor têmque ingerirpelomenosamesmaquantidade de águaque perderam. A manutençãodaquantidade de águae saismineraisnestesseresvivoé possívelgraças ao sistemaexcretormuitoeficiente. As minhocasapresentamumsistemaexcretorconstituídoporunidadesfiltradoras chamadasde nefrídios. Cada segmentodocorpo apresentaumpar de nefrídio. Osnefrídiossãoconstituídos por um funil rodeadoporcílios,que recolhem ofluidodosegmentoanterior. À medidaque olíquidose deslocaaolongo do nefrídioocorre absorçãode algumas substânciasimportantesparaoorganismo,que passampara oscapilaresque os rodeiam. Por outrolado outras substânciassãosegregadasdoscapilaresparaos nefrídios. O fluidofinal é excretadoporporosexistentesàsuperfície docorpo,onde terminamos túbulosdosnefrídios.
- 5. A urinaproduzidaé bastante fluída,peloque asminhocasapresentamgrandesperdas de água. No entantoessasperdassãofacilmente compensadaspelaentradade água atravésda pele,porfenómenososmóticos. Osmorregulaçãonosinsectos Insectose aranhas apresentamumsistemaexcretorconstituídopor túbulosde Malpighi.Estesoperamconjuntamente comglândulasespecializadasexistentesna zona dorecto. Os túbulosde Malpighi encontram-se projectadosparaohemocélio. Ai absorvem substânciasdahemolinfa (plasmaque contêmresíduos),lançando-asnointestino onde se misturamcom as fezes. Água, outrossais minerais e resíduosazotados sãoreabsorvidospelasglândulasdo recto. As restantessubstânciassãoeliminadasnasfezes. Urinamuitoconcentrada. Osmorregulaçãonosvertebrados Nosvertebradosos órgãosexcretoressãoosrins. Cada rim é formadopor milharesde unidadesfiltradoras,que sãodiferentesde espécie paraespécie. Noentantoe de uma formageral todas as unidadesfiltradorasdosrinsdosvertebradospodemser representadaspelaseguinte imagem: Os rinsalémde eliminaremsubstânciastóxicasdosorganismossãoaindaresponsáveis pelaregulaçãodovolume e composiçãodomeiolíquidoe internodosanimais terrestres. As avesapresentamelevadastaxasmetabólicasdevidoàquantidade de energia despendidanovoo. Elevadastaxasmetabólicasresultamemgrandesperdasde água que são compensadascomproduçãode urina muitoconcentrada.
- 6. Avesmarinhase algunsrépteisingeremáguadomar (água salgada),juntamente com o alimento. Istosignificaque estesanimaisingeremgrandesquantidadesde saispara o seucorpo, osquaisnão conseguemsertodosexcretadospelosrins. Assimestesseresvivosdesenvolveramummecanismode excretaractivamenteo excessode sal atravésdasglândulasnasais. Os mamíferosapresentamumsistemaexcretorconstituídopor: o Um par de rins o Um par de uréteres o Bexiga o Uretra Rim Nosrins sãopossíveisdistinguirtrêsregiões: o Córtex – zona maisexternae de aspectogranuloso; o Medula– zonainternade aspectoestriado radial e onde se distinguem estruturasdenominadasde ConesouPirâmidesde Malpighi; o Bacinete – cavidade interiorcontínuacomo urétere para onde é enviadaa urinaproduzida.
- 7. Nefrónio Em cada rim existemmaisde ummilhãode unidadesfuncionaisdenominadosde nefrónios(onde ocorre a filtração do sangue e a transformação do filtradoem urina). Constituídospor: o Cápsulade Bowman; o Glomérulo; o Tubo proximal; o Tubo distal; o Ansade Henle; o Tubo Colector. Processo de excreçao nos Rins 1. Filtração O sangue chegaao nefróniopelaarteríolaaferente,que se ramifica,originandoum novelode capilares –glomérulode Malpighi.Aqui ocorre a filtraçãodo sangue,pois os capilaresdeixampassarparaa capsulade Bowmandiversassubstâncias:água, ureia,glicose, aminoácidos,vitaminas,sais… Formandoo filtradoglomerular. A composiçãodofiltradoglomerularé semelhanteao do plasmasanguíneo,nãoapresentandonoentantomacromoléculas. Pordiaformam- se cerca de 180 litrosde filtradoglomerular.
- 8. 2. Reabsorção O filtradoglomerularsegue entãopelotubocontornadoproximal,ansade Henle e tubocontornadodistal. Cerca de 60% do volume dofiltrado,praticamentetodaa glicose,aminoácidose vitaminassãoreabsorvidosaolongodestestubos. A reabsorçãofaz-se emgrande parte atravésde transporte activopara a rede de capilaresenvolventes. 3. Secreção Ao mesmotempoque ocorre absorção,ocorre tambémsecreção. É um fenómenoidênticoàabsorçãomas emsentidoinverso. Ascélulasdostubos transportam,selectivamente e de formaactiva,substânciasdoscapilaresperi tubularesparao filtrado. Controlo daprodução de urina A quantidade de águareabsorvidae aconcentração final daurinadependemda permeabilidade dasparedesdotubocontornadodistal e essencialmentedotubo colector. Porsua veza permeabilidade destestubosé controladopela hormona antidiurética(ADH). Ao nível dohipotálamoexistemneuróniosque detectamalteraçõesnapressão osmótica. o Elevadapressãoosmótica Elevadasquantidadesde solutosnosangue; Baixasquantidadesde águanosangue. o Baixapressãoosmótica Baixasquantidadesde solutosnosangue; Grande quantidade de águano sangue. Ao acontecerreabsorçãodos sais,o meiotende aser hipertónicoe assimaágua movimenta-se porosmose dos tuboscontornadose ansa de Henle para oscapilares.
- 9. Quandoessascélulasdetectamelevadaspressõesosmóticas,levamaohipotálamoa produzirADH,que são libertadaspelahipófise(lóbuloposterior). A ADHé então levadapelacorrente sanguíneaaté àscélula-alvo(célulasdaparede dotubocolector), aumentandoapermeabilidadedostubos. o Permite apassagemda água dostubospara os capilares. o A urinatorna-se maisconcentrada. O processoinversoverifica-se,quandoovolume sanguíneoaumentainibealibertação de ADH por parte da hipófisee comoconsequênciaaumentaaperdade água. Verifica-se assimque este processose tratade um exemplode feedbacknegativo. Tambémneste casoverifica-se que acomunicaçãoentre osórgãosenvolvidos neste processoocorre atravésde hormonas – sistema neurohormonal.