Dona Mitocôndria

A Mitocôndria em 3 actos

Respiração Celular

Respiração Aeróbia

Mitocôndria

A respiração aeróbia, ao contrário da fermentação, liberta a totalidade da energia contida na molécula de glicose, como se pode comprovar analisando os produtos finais deste processo (água e dióxido de carbono), que são exactamente os mesmos utilizados na sua síntese.
Deste modo, apesar da perda de energia sob a forma de calor, a célula ainda consegue sintetizar 38 moléculas de ATP, em vez de apenas 2. Esta enorme vantagem em rendimento energético permite um metabolismo muito mais acelerado em organismos aeróbios que o presente em seres fermentativos ou anaeróbios.
O conjunto das reacções da respiração celular aeróbia é extremamente complexo, tendo sido uma das maiores conquistas da bioquímica moderna a sua compreensão.
Consideram-se geralmente as seguintes etapas:

GLICÓLISE - decorre no hialoplasma e consiste na degradação da glicose em ácido pirúvico.

A glicólise é designada a fase anaeróbia da respiração pois é exactamente igual ao processo com o mesmo nome que decorre na fermentação;

FORMAÇÃO DE ACETIL-CoA - decorre no interior da mitocôndria, ocorrendo a produção de acetilcoenzima A. Inicia-se aqui a diferença entre a fermentação e a respiração aeróbia, pois o ácido pirúvico vai ser descarboxilado (liberta uma molécula de dióxido de carbono) e oxidado.

CICLO DE KREBS - decorre na matriz da mitocôndria e consiste numa série de reacções complexas de descarboxilações e desidrogenações. Recebe o nome do bioquímico inglês que esclareceu o seu mecanismo em 1938.
Inicia-se com a combinação do grupo acetil com o ácido oxalacético, originando ácido cítrico. Este isomeriza-se transformando-se em ácido isocítrico. A sua desidrogenação origina ácido oxalsuccínico e os átomos de hidrogénio reduzem o NAD a NADH2.
Uma descarboxilação liberta dióxido de carbono e forma ácido cetoglutárico. Este é novamente descarboxilado e desidrogenizado, originando ácido succínico e GTP (guanosina trifosfato, equivalente ao ATP) e reduzindo NAD a NADH2.
A desidrogenação transforma o ácido succínico em fumárico, com redução do FAD a FADH2. Este ácido reage com a água e forma ácido málico, que desidrogenizado recupera o ácido oxalacético, reduzindo NAD a NADH2.
Note-se que, por cada molécula de glicose decorrem 2 ciclos de Krebs pois formam-se 2 moléculas de ácido pirúvico no fim da glicólise;

CADEIA RESPIRATÓRIA - decorre na membrana interna da mitocôndria e consiste na transferência de átomos de hidrogénio, libertados durante a oxidação da glicose, para o oxigénio.
Esta transferência forma água e liberta energia. Em condições não celulares a libertação de energia seria explosiva mas este mecanismo gradual permite que esta seja utilizada. Cada conjunto completo de moléculas receptoras intermédias de hidrogénio (por vezes apenas o seu electrão, ficando o protão em solução) designa-se, então, cadeia respiratória. Além das moléculas de NAD e FAD, já referidas anteriormente, são fundamentais nesta cadeia os citocromos.
De cada vez que um electrão é transferido há libertação de energia mas apenas se forma ATP quando a energia é superior a 10000 calorias. Por vezes, a energia é suficiente para formar mais que uma molécula de ATP mas apenas uma é sintetizada.
O oxigénio, aceptador final de electrões, fica carregado negativamente e combina-se com os protões em solução, originando água.

Pode-se neste momento calcular o rendimento energético da respiração, sabendo que cada molécula de NADH2 (tal como a de NADPH2) que inicia a cadeia respiratória produz 3 moléculas de ATP e que cada molécula de FADH2 produz 2 moléculas de ATP:
Na verdade estas cerca de 38000 calorias libertadas durante a respiração celular não correspondem á totalidade da energia libertada pela combustão da glicose mas apenas à quantidade de energia que a célula consegue armazenar sob a forma de ATP (cerca de 55% do total).
A restante energia é perdida durante o processo sob a forma de calor, o que ainda o torna o mais eficiente conhecido (a maioria dos carros, por exemplo, tem uma eficiência de cerca de 25%).
No entanto, a libertação de energia não é a única função da respiração pois nas suas reacções intermédias, especialmente no ciclo de Krebs, degradam-se macromoléculas em compostos menores, posteriormente utilizados na síntese de novas biomoléculas.

Inicialmente pensava-se que o ciclo de Krebs apenas explicava a degradação dos glícidos durante a respiração celular. Actualmente sabe-se que o ciclo também permite explicar a degradação de lípidos e prótidos, compostos usados igualmente na obtenção de energia pela célula.
No caso dos lípidos, estes são previamente degradados até produzirem acetilcoenzima A, enquanto os aminoácidos se incorporam directamente no ciclo de Krebs, sob a forma de moléculas com 2, 3 4 ou 5 átomos de carbono.

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Fermentação

A Fermentação

Leveduras em divisão

A fermentação é um conjunto de reacções químicas controladas enzimaticamente, em que uma molécula orgânica (geralmente a glicose) é degradada em compostos mais simples, libertando energia. Este processo tem grande importância económica, sendo utilizado no fabrico de bebidas alcoólicas e pão, entre outros alimentos.

Estudos realizados por Pasteur permitiram verificar que a fermentação alcoólica estava sempre associada ao crescimento de leveduras, mas que se estas fossem expostas a quantidades importantes de oxigénio produziriam (em vez de álcool e dióxido de carbono) água e dióxido de carbono. Destas observações, Pasteur concluiu que a fermentação é o mecanismo utilizado pelos seres vivos para produzir energia na ausência de oxigénio.
Já em 1897, o químico alemão Buchner demonstrou que a fermentação era apenas uma sequência de reacções químicas, podendo ocorrer fora de células vivas. Foi este estudo que revelou as enzimas (enzima = na levedura) e permitiu a compreensão do metabolismo celular em toda a sua globalidade.
Em 1930 os bioquímicos alemães Embden e Meyerhof descobriram a totalidade das etapas deste processo, pelo que essa sequência também é conhecida por cadeia de Embden-Meyerhof.

Dependendo do tipo de microrganismo presente, a fermentação pode ser:

Fermentação alcoólica - produz como produtos finais etanol e dióxido de carbono, produtos utilizados pelo Homem na produção de vinho, cerveja e outras bebidas alcoólicas e do pão;

Fermentação acética - produz como produto final o ácido acético, que causa o azedar do vinho ou dos sumos de fruta e sua consequente transformação em vinagre;

Fermentação láctica - produz como produto final o ácido láctico, geralmente a partir da lactose do leite. O baixar do pH causado pela acumulação do ácido láctico causa a coagulação das proteínas do leite e a formação do coalho usado no fabrico de iogurtes e queijos.

Pode-se considerar as reacções da fermentação divididas em duas partes principais:
Glicólise e Redução do Ácido Pirúvico.

A fermentação degrada a glicose em moléculas menores mas ainda ricas em energia. Um claro exemplo disso é o álcool etílico, um dos possíveis produtos da fermentação, que pode inclusivé ser usado como combustível.

A glicólise é o conjunto de reacções iniciais da degradação da glicose, semelhantes em todos os tipos de fermentação e na respiração aeróbia. Tem início com a activação da glicose, que recebe dois grupos fosfato, fornecidos pelo ATP, que se transforma em ADP.
Por este processo de fosforilação a glicose transforma-se em frutose 1,6-difosfato (molécula com 6 carbonos e dois fosfatos) que será quebrada em duas moléculas de gliceraldeído 3-fosfato (molécula com 3 carbonos e um fosfato), pois é altamente instável.
A energia desta quebra permite a ligação de um outro grupo fosfato inorgânico a cada uma destas moléculas, que se tornam gliceraldeído 1,3-difosfato. Estes grupos fosfato, energéticos, são então transferidos para moléculas de ADP, transformando-as em ATP. O gliceraldeído transforma-se, por sua vez, em ácido pirúvico.
Sabe-se que a glicólise ocorre em praticamente todos os seres vivos, mesmo que complementada com outras reacções, o que parece confirmar que deverá ter sido o primeiro fenómeno eficiente de produção de energia em células.

A segunda parte da fermentação consiste na redução do ácido pirúvico resultante da glicólise. Cada molécula de ácido pirúvico é reduzida pelo hidrogénio que é libertado pelo NADH2 produzido na glicólise, originando, conforme o tipo de organismo fermentativo, ácido láctico, ácido acético ou álcool etílico e dióxido de carbono.

Assim, o rendimento energético líquido deste processo fermentativo é de apenas 2 moléculas de ATP por cada molécula de glicose degradada (recordemos que para activar a glicose foram investidos 2 ATP e que no final se produzem 4 ATP). Este processo é, portanto, muito pouco eficiente, pois apenas 4% da energia contida na molécula de glicose é disponibilizada para o organismo.
A fermentação não utiliza oxigénio e decorre no citoplasma das células, sendo cada etapa catalisada com a ajuda de uma enzima diferente.
A fermentação degrada a glicose em moléculas menores mas ainda ricas em energia. Um claro exemplo disso é o álcool etílico, um dos possíveis produtos da fermentação, que pode inclusivé ser usado como combustível.
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Respiração e fermentação

Metabolismo energético: Respiração e Fermentação

Um dos principais problemas dos seres vivos é a obtenção de energia para as suas actividades. De acordo com a hipótese heterotrófica, os primeiros seres vivos seriam procariontes heterotróficos vivendo num meio aquático, donde retirariam nutrientes, formados na atmosfera e acumulados nos lagos e oceanos primitivos.
Devido á sua grande simplicidade, estes seres utilizariam processos igualmente rudimentares de retirar energia dessas moléculas de que se alimentavam. Esse mecanismo seria, quase com certeza, semelhante à fermentação realizada ainda por muitos organismos actuais.
Há mais de 2 mil milhões de anos, deverão ter surgido os primeiros organismos autotróficos, procariontes ainda, mas capazes de produzir o seu próprio alimento através da fotossíntese. Este processo revolucionário, além de permitir a sobrevivência dos autotróficos, também serviu os heterotróficos, que passaram a alimentar-se deles.
A fotossíntese levou á acumulação de oxigénio na atmosfera terrestre, permitindo a algumas estirpes de procariontes tirar partido do poder oxidante dessa molécula para retirar muito mais energia dos nutrientes, através da respiração.
Os organismos retiram energia das mais diversas moléculas orgânicas (açucares, aminoácidos, ácidos gordos, etc.) mas a glicose é a mais frequente, tanto na fermentação como na respiração.

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Sistema linfático

A Linfa

A linfa é um líquido transparente e esbranquiçado, levemente amarelado ou rosado, alcalino e de sabor salgado, constituído essencialmente pelo plasma e por glóbulos brancos, que é transportado pelos vasos linfáticos em sentido unidirecional e filtrado nos linfonodos ou nódulos linfáticos. Após a filtragem, a linfa é lançada no sangue, desembocando nas grandes veias torácicas. É produzida pelo excesso de líquido que sai dos capilares sanguíneos para o espaço intersticial ou intercelular, sendo recolhida pelos capilares linfáticos que drenam aos vasos linfáticos mais grossos até convergir em condutos que se esvaziam nas veias subclávias. Percorre o sistema linfático graças a débeis contrações dos músculos, da pulsação das artérias próximas e do movimento das extremidades. Se um vaso sofre uma obstrução, o líquido se acumula na zona afetada, produzindo-se um inchaço denominado edema. A linfa é composta por um líquido claro pobre em proteínas e rico em lípidios, parecido com o sangue, mas com a diferença de que as únicas células que contém são os glóbulos brancos que migram dos capilares sanguíneos, sem conter hemácias. A linfa é mais abundante do que o sangue. Este fluido é responsável pela eliminação de impurezas que as células produzem durante seu metabolismo. Pode conter microorganismos que, ao passar pelo filtros dos gânglios linfáticos e baço são eliminados. Por isso, durante certas infecções pode-se sentir dor e inchaço nos gânglios linfáticos do pescoço, axila ou virilha, conhecidos popularmente como "íngua". Ao contrário do sangue, que é impulsionado através dos vasos através da força do coração, a linfa depende exclusivamente da ação de agentes externos para poder circular. Ao caminharmos, os músculos da perna comprimem os vasos linfáticos, deslocando a linfa em seu interior. Outros movimentos corporais também deslocam a linfa, tais como a respiração, atividade intestinal e compressões externas, como a massagem. Permanecer por longos tempos parado em uma só posição faz com que a linfa tenha a tendência a se acumular nos pés, por influência da gravidade, causando inchaço.

A linfa tem origem no plasma sanguíneo perdido do sistema circulatório, o qual vaza nos tecidos ao redor. O sistema linfático coleta este fluido por difusão pelos capilares linfáticos, e o retorna para dentro do sistema circulatório. Uma vez dentro do sistema linfático o fluido é chamado de linfa, e tem sempre a mesma composição do que o fluido ou linfa intersticial.

Biologia é fixe

Hemáceas

O sangue

O sangue

O sangue é um tecido conjuntivo líquido que circula pelo sistema vascular sanguíneo dos animais vertebrados e que tem como função a manutenção da vida do organismo. O sangue é constituído por diversos tipos de células (ocasionalmente chamadas de corpúsculos); esses elementos figurados (ou formadores) constituem a parte "sólida" do sangue e cerca de 45% de volume total e são dividos em leucócitos (células de defesa) eritrócitos (transporte de oxigênio) e plaquetas (factores de coagulação sanguínea). Os 55% restantes são formados por uma parte líquida chamada plasma (ou soro - plasma sem fibrinogénio)

O plasma, o componente líquido, é formado por 90% de água, 1% de substâncias inorgânicas (como potássio, sódio, ferro, cálcio, ...), 7% de proteínas plasmáticas (albumina, imunoglobulinas e fibrinogénio, principalmente) e 1% de substâncias orgânicas não proteicas, resíduos resultantes do metabolismo, hormonas. Apresenta dissolvidos gases como oxigênio e dióxido de carbono. Devido à presença da molécula da hemoglobina nas hemácias, nos animais vertebrados o sangue é de cor vermelha. A quantidade total de sangue no Homem representa cerca de 8% de sua massa total.
Biologia é fixe

Como ocorre um ataque cardíaco

Arteriosclerose

Doenças do coração

As doenças cardíacas são as principais causas de mortalidade nos países desenvolvidos. Podem ocorrer em conseqüência de defeitos congênitos, infecções, estreitamento das artérias coronárias, hipertensão ou alterações no ritmo cardíaco.
A principal forma de doença cardíaca nos países ocidentais é a arteriosclerose.

A depositação de material lipídico - colesterol - pode causar uma obstrução que tampa as artérias (trombose). Esta é a causa mais importante de um ataque cardíaco, ou infarto do miocárdio, que tem conseqüências mortais com freqüência.
A alteração do ritmo cardíaco normal (arritmia) é a causa imediata de morte em muitos infartos do miocárdio.
O problema mais grave é o bloqueio cardíaco completo. Este pode ser corrigido pela implantação de um marcapasso artificial (um dispositivo que emite descargas elétricas rítmicas), para provocar a contração regular do músculo cardíaco.

Um Eletrocardiograma (ECG) registra a atividade elétrica do coração. Um impulso elétrico, gerado no nódulo sino-auricular, precede cada contração do músculo cardíaco; as ondas desenhadas em um ECG traçam o trajeto desses impulsos tal como se propagam no coração. As irregularidades do ECG refletem afecções no músculo, no fornecimento de sangue ou no controle neural do coração.
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O que diz meu coração

O Ciclo Cardíaco

Coração

O Coração Humano

No homem, a circulação é feita através de um sistema fechado de vasos sanguíneos, cujo centro funcional é o coração. O coração é um órgão musculoso oco, o miocárdio, com fibras estriadas, revestido externamente pelo pericárdio (serosa). O coração é do tamanho aproximado de um punho fechado e com peso em média de 400 g, tem cerca de 12 cm de comprimento por 8 a 9 cm de largura. O coração quase sempre continua a crescer em massa e tamanho até um período avançado da vida; este aumento pode ser patológico.

O coração se localiza no meio do peito, sob o osso esterno, ligeiramente deslocado para a esquerda. Ocupa no tórax (caixa torácica), a região conhecida como mediastino médio. O coração funciona como uma bomba, recebendo o sangue das veias e impulsionando-o para as artérias.

O coração é dividido por um septo vertical em duas metades. Cada metade é formada de duas câmaras; uma aurícula superior e um ventrículo inferior. Entre cada câmara há uma válvula, a tricúspide do lado direito, e a bicúspide (ou mitral) do lado esquerdo. Estas válvulas abrem-se em direção dos ventrículos, durante a contração das aurículas. Na aurícula direita chegam as veias cava superior e inferior, e na aurícula esquerda, as quatro veias pulmonares. Do ventrículo direito sai a artéria pulmonar e do ventrículo esquerdo sai a artéria aorta.

A atividade do coração consiste na alternância da contração (sístole) e do relaxamento (diástole) das paredes musculares das aurículas e ventrículos. Durante o período de relaxamento, o sangue flui das veias para as duas aurículas, dilatando-as de forma gradual. Ao final deste período, suas paredes se contraem e impulsionam todo o seu conteúdo para os ventrículos. A sístole ventricular segue-se imediatamente a sístole auricular. A contração ventricular é mais lenta e mais energética. As cavidades ventriculares se esvaziam quase que por completo com cada sístole, depois, o coração fica em um completo repouso durante um breve espaço de tempo. A freqüência cardíaca normal é de 72 batimentos por minuto, em situação de repouso. Para evitar que o sangue, impulsionado dos ventrículos durante a sístole, reflua durante a diástole, há válvulas localizadas junto aos orifícios de abertura da artéria aorta e da artéria pulmonar, chamadas válvulas semilunares. Outras válvulas que impedem o refluxo do sangue são a válvula tricúspide, situada entre a aurícula e o ventrículo direito, e a válvula bicúspide ou mitral, entre a aurícula e o ventrículo esquerdo. Uma sequência completa de sístoles e diástoles das câmaras do coração é chamada de ciclo cardíaco e dura cerca de 0,8 segundos.

A freqüência das batidas do coração é controlada pelo sistema nervoso vegetativo, de modo que o simpático acelera e o sistema parassimpático a retarda.
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Grande e pequena circulação

Circulação nos peixes

Circulação em Vertebrados: Simples e Dupla

A circulação nos vertebrados é fechada, ou seja, o sangue circula dentro de vasos e órgãos especializados e as artérias e veias estão ligadas por meio de capilares. Porém, em função do seu grau evolutivo, a sua circulação pode ser simples ou dupla, e neste último caso, ainda incompleta ou completa.
A circulação simples ocorre nos peixes e a dupla nos restantes vertebrados. Neste último caso, a circulação dupla incompleta ocorre nos anfíbios e répteis e circulação dupla completa, nas aves e mamíferos.

Circulação simples - Peixes

Nestes animais o sangue efectua um único trajecto, passando uma vez pelo coração sob a forma de sangue venoso.
O coração apresenta duas cavidades: uma aurícula (átrio) e um ventrículo. A aurícula recebe o sangue venoso proveniente de todo o organismo e envia-o para o ventrículo. O ventrículo impulsiona o sangue para as brânquias, onde ocorrem as trocas gasosas. Das brânquias o sangue segue para os tecidos e órgãos, com baixa velocidade e pressão. A chegada de nutrientes e oxigénio às células e a remoção de resíduos é pouco eficiente, uma vez que o sangue flui com baixa velocidade e pressão para as células dos tecidos e órgãos.

Circulação Dupla Incompleta - Anfíbios e Répteis

O sangue percorre dois trajectos distintos (ocorre mistura parcial de sangue venoso com sangue arterial devido há existência de um só ventrículo).
O coração tem três cavidades: duas aurículas e um ventrículo. A aurícula direita recebe o sangue venoso e a esquerda o sangue arterial. O ventrículo recebe sangue venoso e sangue arterial. A circulação pulmonar e a circulação sistémica não são independentes, ocorrendo mistura parcial de sangue venoso e arterial no ventrículo. O sangue, bombeado directamente do coração para os capilares dos diferentes órgãos, chega com maior velocidade e pressão aos tecidos, o que aumenta a eficácia das trocas de materiais com o líquido intersticial. Possui a desvantagem de ocorrer uma mistura parcial dos dois tipos de sangue no ventrículo, o que afecta a concentração de oxigénio no sangue arterial.
Os répteis apresentam um septo incompleto no ventrículo, supondo, uma possível evolução para formação de dois ventrículos, como ocorrem em alguns répteis (crocodilianos), aves e nos mamíferos.

Circulação Dupla Completa - Aves e Mamíferos

Não há mistura de sangue venoso com arterial e o sangue percorre dois caminhos distintos.

O coração tem quatro cavidades : duas aurículas e dois ventrículos. No lado direito do coração circula apenas sangue venoso e no lado esquerdo apenas sangue arterial. A circulação pulmonar e a circulação sistémica são independentes, não ocorrendo misturas de sangue no coração.

Esta circulação garante um maior aporte de oxigénio às células do organismo, o que permite uma maior produção de energia de energia. Este aumento reflecte-se numa maior capacidade de produção de calor corporal, que é distribuído de modo uniforme por todo o organismo, mantendo constante a sua temperatura corporal – animais homeotérmicos. Esta aquisição contribui para uma melhor adaptação destes animais a uma grande variedade de ambientes.
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Circulação de hemolinfa em insectos

Sistemas circulatórios abertos e fechados

CIRCULAÇÃO ABERTA NUM INSECTO
Este sistema circulatório é aberto, isto é, não existe diferença entre o sangue fluido e o fluido intersticial, pois o primeiro abandona os vasos e acumula-se em lacunas no corpo. Por esse motivo alguns biólogos designam este líquido circulante como hemolinfa. Este sistema é composto por um vaso dorsal com câmaras contrácteis – coração tubular – na zona abdominal, que impulsionam a hemolinfa para a aorta dorsal. A hemolinfa passa então para uma série de cavidades designadas lacunas ou seios, cujo conjunto cheio de sangue se designa hemolécio. Neste tipo de sistema circulatório não existem capilares.
Quanto ao coração tubular este apresenta válvulas e orifícios laterais designados ostíolos, por onde entra a hemolinfa, vinda do hemocélio, quando o coração está relaxado. O movimento da hemolinfa é também facilitada pelas contracções musculares do corpo e apêndices. A presença de válvulas determina o sentido de circulação. Nos artrópodes com traqueias (insectos) a hemolinfa não transporta gases, pois estes são entregues directamente às células, nos artrópodes branquiados (crustáceos) a hemolinfa proveniente do hemocélio passa pelas brânquias onde é oxigenado.

CIRCULAÇÃO FECHADA NA MINHOCA

Nestes animais já existe um sistema circulatório fechado, muito mais eficiente pois todo o percurso do sangue é feito dentro do sistema de vasos. Existem dois vasos longitudinais principais, um dorsal (onde o sangue circula de trás para a frente) e outro ventral (onde o sangue circula da frente para trás), ligados por vasos laterais de menor calibre com disposição circular em volta do tubo digestivo, que se ramificam em redes de capilares ao nível de todos os órgãos e sob a pele, onde ocorrem as trocas com o fluido intersticial ou ar. O vaso dorsal funciona como coração, impulsionando o sangue com as suas contracções. Na sua parte anterior existem cinco a sete pares de corações laterais ou arcos aórticos (que não são mais que vasos laterais com um revestimento muscular), que impulsionam o sangue para o vaso ventral. O sistema circulatório é fechado e apresenta um coração, realizando o transporte de nutrientes, de gases respiratórios e hormonas, bem como a remoção das excreções, defesa do organismo e distribuição do calor metabólico. O coração é sempre ventral mas com número variável de cavidades e vasos a ele ligados. No entanto, é comum que o sangue chegue às aurículas por veias, passe pelos ventrículos e saia do coração por artérias, que se ramificam em arteríolas e capilares. Estes reúnem-se em vénulas, que convergem até formar as grandes veias e daí para o coração novamente.

Sistemas de transporte corporal

Todas as células de um animal necessitam de nutrientes e de oxigénio. Os nutrientes são utilizados como fonte de matéria prima para o crescimento e reposição de partes gastas, e também como fonte de energia necessária à vida. Para que determinados nutrientes possam libertar energia, tem de reagir quimicamente com o oxigénio, no processo da respiração celular. Os nutrientes absorvidos pela cavidade digestiva e o oxigénio absorvido pela superfície corporal ou pelos órgãos respiratórios necessitam de chegar rapidamente em quantidades adequadas, a todas as células do corpo. As células animais estão rodeadas por líquido intersticial com o qual efectuam trocas de materiais. Elas retiram do líquido intersticial os nutrientes e oxigénio, libertando para ele produto resultantes do seu metabolismo, como o dióxido de carbono e os produtos azotados.
Os animais resolveram o "problema" do transporte dessas e de outras substâncias pelo corpo de diversas maneiras, como veremos a seguir.


TRANSPORTE POR DIFUSÃO

Em poriferos, cnidários (figura abaixo), platelmintas e nematelmintas, a distribuição de substâncias ocorre por difusão de célula a célula.

Embora lento, nesses animais, o processo de difusão é eficiente, porque eles são relativamente pequenos e todas as suas células estão próximas da cavidade digestiva e das superfícies respiratórias. O oxigénio absorvido pela superfície do corpo e os nutrientes assimilados pela parede da cavidade digestiva difundem-se pelo líquido intersticial, atingindo todas as parte do corpo.
Nos grupos mais evoluídos da escala animal, o elevado grau de diferenciação tecidular e orgânica faz com que as distâncias entre as superfícies de absorção dos nutrientes e as diferentes células sejam muito grandes, o que impossibilita a sua difusão simples. Nestes animais existem sistemas circulatórios mais ou menos complexos que permitem um intercâmbio de materiais entre as células e o meio externo do organismo.

SISTEMA CIRCULATÓRIO ABERTO

Na maioria dos animais mais complexos, o transporte de substâncias ocorre através de um sistema circulatório, um conjunto de tubos ramificados, os vasos sanguíneos, no interior dos quais circula um fluido. Este é impulsionado dentro dos vasos por meio de uma ou mais estruturas musculosas que contraiem ritmicamente, os corações.

Na maioria dos moluscos e nos artrópodes, os vasos circulatórios tem extremidades abertas e o fluido passa para cavidades corporais que constituem as lacunas ou hemocélio. Fala-se, neste caso, em sistema circulatório aberto. O fluido que se desloca neste tipo de sistema, chama-se hemolinfa. No hemocélio, a hemolinfa entra em contacto directo com os tecidos, trocando substâncias.


SISTEMA CIRCULATÓRIO FECHADO

Nos anelídeos e cordados (ex.ave), os vasos do sistema circulatório são contínuos, de modo que o fluido circula em circuito fechado, constituindo o que se chama sistema circulatório fechado. O fluido que se desloca nos vasos dos sistemas circulatórios fechados chama-se sangue.

Os vasos que recebem o sangue bombeado pelo coração são chamados artérias. À medida que se distanciam do coração, as artérias ramificam-se, tornando-se cada vez mais finas. Junto dos tecidos corporais, os vasos são tão finos que passam a ser chamados de capilares sanguíneos. Os capilares sanguíneos permitem que nutrientes e oxigénio se difundam através das suas paredes e cheguem às células. O dióxido de carbono e substâncias excretadas pelas células também penetram nos capilares sendo levados pelo sangue. os capilares juntam-se originando vasos cada vez mais grossos, chamados veias, que levam o sangue de volta ao coração.

Tudo começou com o Big Bang!!

Do Big Bang à Terra

Dança celestial

Viagem fora do sistema Solar - Galáxias

Starry starry night

Universo - Galáxias

As galáxias com suas estrelas e matéria interestelar constituem a unidade de povoamento do Universo.
No começo, o Universo era muito quente, muito denso e concentrado em um volume muito pequeno. Entrou em expansão a aproximadamente 15 bilhões de anos. As teorias seriam de que o universo teria surgido após o big bang, com o tempo, a temperatura foi diminuindo e se tornou da ordem de 109K, reações termonucleares estabeleceram-se e realizaram a síntese de núcleos atômicos leves. Aproximadamente 1 bilhão de anos depois do big bang, as primeiras galáxias se formaram. Um dos problemas não resolvidos no modelo do Universo em expansão é saber se o Universo é aberto ou fechado (isto é, se expandirá indefinidamente ou se voltará a se contrair). A figura ao lado mostra o Universo, com uma galáxia no centro e muitas estrelas. Para os antigos, o Sol era o centro do Universo.
Cosmologia é o estudo do Universo em seu conjunto, incluindo teorias sobre sua origem, evolução, estrutura em grande escala e seu futuro. As primeiras teorias cosmológicas importantes devem-se ao astrônomo grego Ptolomeu e à Nicolau Copérnico, que propôs em 1543 um sistema em que os planetas giravam em órbitas circulares ao redor do Sol. Tal sistema foi modificado pelo sistema de órbitas elípticas descrito por Johannes Kepler.
Em 1917 o astrônomo holandês Willen de Sitter desenvolveu um modelo não estático do Universo. Em 1922, esse modelo foi adotado pelo matemático russo Alexander Friedmann e em 1927 pelo sacerdote belga Georges Lemaitre, que afirmava que as galáxias são fragmentos proporcionados pela explosão do núcleo, dando como resultado a expansão do Universo.

Esse foi o começo da teoria da Grande Explosão (Big Bang) para explicar a origem do Universo, modificada em 1948 pelo físico russo naturalizado americano George Gamow, que disse que o Universo se criou numa gigantesca explosão e que os diversos elementos foram produzidos durante os primeiros minutos depois dessa Grande Explosão, quando a densidade e a temperatura extremamente alta fundiram partículas subatômicas, transformando-as nos elementos químicos. Por causa de sua elevadíssima densidade, a matéria existente nos primeiros momentos do Universo expandiu-se rapidamente. Ao expandir-se, o hélio e o hidrogênio esfriaram e se condensaram em estrelas e galáxias
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Assim nasce um cometa

No espaço - Cometas

Os Cometas - Viajantes longínquos

Os cometas são uma mistura de gelo e pedra, que se mantêm quase inalterados desde a formação do Sistema Solar. Consistem num núcleo sólido, geralmente com apenas alguns quilómetros de diâmetro, formado essencialmente por pedaços de gelo e rocha aglutinados, podendo possuir um centro rochoso.
Quando se aproximam mais do que a órbita de Júpiter o calor do Sol vaporiza parte do gelo, que forma uma nuvem em torno do núcleo a que se chama cabeleira. Frequentemente, muito do gelo encontra-se aprisionado em cavidades rochosas e a sua sublimação provoca jactos de gás que o espalham por milhares de quilómetros, contribuindo assim para a difusão da cabeleira. A pressão da luz solar e o vento solar empurram o material da cabeleira na direcção oposta ao Sol, formando a cauda. A cauda do cometa pode estar dividida em duas, uma formada por poeiras e que pode ser curva, a outra formada por partículas electricamente carregadas e de forma rectilinea, mas ambas apontam sempre no sentido oposto ao do Sol, qualquer que seja o movimento do cometa. Depois de várias órbitas todo o gelo e poeira foi perdido para o espaço e tudo o que resta é uma rocha escura.
As particulas de poeira que os cometas libertam sao as principais responsaveis pelos meteoros, tambem conhecidos por estrelas cadentes. Quando a Terra atravessa uma zona do espaço percorrida por um cometa, onde estas particulas se encontram mais concentradas, os meteoros sao muito mais frequentes originando, assim, as famosas "chuvas de estrelas".
Para além da órbita de Plutão existe uma cintura de pequenos asteróides e cometas, a cintura de Kuiper, que conterá vários milhares de milhões de cometas. As diferentes excentricidades das suas órbitas faz com que as suas durações sejam muito diferentes, o que leva à divisão em cometas de curto período (uma revolução em menos de 200 anos) e de longo período (uma revolução pode demorar 30 milhões de anos).
Apesar de a grande maioria de cometas passar a uma distância "segura" do Sol (se não fosse assim, ao longo dos 4500 milhões de anos de existência do Sistema Solar já teriam sido quase todos destruidos), por vezes a interacção gravítica com os planetas pode alterar as suas orbitas e causar a sua destruição no Sol.
Da mesma forma, estas alterações orbitais podem levar um cometa a colidir com um planeta, como foi possivel observar recentemente em Júpiter.

Um dos cometas mais famosos é o de Halley, isto por ter sido o primeiro cuja reaparição no firmamento foi prevista, pelo astrónomo de quem herdou o nome. Edmund Halley acreditava que alguns dos cometas brilhantes que tinham sido já registados não eram mais do que passagens sucessivas do mesmo cometa, e reparou que alguns dos registos tinham datas espaçadas de aproximadamente 76 anos. Particularmente, se os cometas de 1531, 1607 e 1682 fossem o mesmo corpo celeste, então ele deveria passar novamente em 1758. Na realidade, todas as passagens do cometa Halley desde o ano 248 AC foram registadas. A sua última visita ao centro do Sistema Solar foi em 1986, esperando-se o seu regresso em 2061.
Cometas como o Hyakutake ou o Hale-Bopp, que nos visitaram recentemente, têm a sua origem na Nuvem de Oort, uma concha de "detritos", que contém, estima-se, um bilião de cometas (milhão de milhões) e começa a cerca de 100 000 UA em todas as direcções, envolvendo o centro do Sistema Solar e marcando o limite onde a influência gravitacional do Sol deixa de se sobrepor à das outras estrelas vizinhas. O Sistema Solar termina "oficialmente" na heliopausa, uma região onde o vento solar encontra a resistência e se mistura com os ventos das restantes estrelas da galáxia. A sonda Voyager 1, lançada em 1977, atingirá a heliopausa em cerca de 20 anos.

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Fronteira do Sistema Solar

Nuvem de Oort

A Nuvem de Oort

A nuvem de Oort é uma grande concentração de cometas que se acredita existirem no limite do sistema solar, a uma distância aproximada de 100.000 UA (UA significa unidade astronômica e corresponde a 149.598.000 Km ou a distância média entre a Terra e o Sol). Estatisticamente calcula-se que existam entre um e cem bilhões de cometas.Sua existência foi inicialmente postulada, em 1932, pelo astrônomo, nascido na Estônia, chamado Ernst Öpik, que propôs que os cometas irregulares provinham de uma extensa nuvem de material nas fronteiras do Sistema Solar.Em 1950, esta idéia foi retomada pelo astrônomo holandês Jan Oort para explicar a persistência dos cometas. Oort foi capaz de estudar a órbita de 19 cometas e pesquisar de onde vinham. A nuvem de Oort explica elegantemente um antigo aparente paradoxo. Se os cometas são destruídos quando se aproximam do Sol, já deveriam ter sido totalmente destruídos durante a história do Sistema Solar. A nuvem de Oort proporciona uma fonte contínua de material cometário que substitui os cometas destruídos.O efeito gravitacional das estrelas próximas desvia os cometas de suas órbitas e os envia em direção ao Sol, onde se tornam visíveis.As teorias mais aceitas sobre a formação do Sistema Solar consideram que os cometas se formaram muito mais proximamente ao Sol como parte do mesmo processo que formou os planetas e os asteróides. Os cometas na nuvem de Oort seriam ejetados, nesta etapa primitiva, dada a proximidade com planetas gigantes em formação, especialmente o jovem Júpiter. Tal proximidade expulsou gravitacionalmente estes corpos em órbitas extremadamente elípticas e de grande inclinação explicando, portanto, a distribuição esférica dos cometas. Com o passar do tempo, a interação gravitacional dos cometas e das estrelas longínquas contribuiu para circularizar suas órbitas. A partir desta teoria, estima-se que a massa total dos cometas na nuvem de Oort pôde ter sido, em sua origem, 40 vezes a massa da Terra.

Os objetos da nuvem de Oort são tão longínquos que, até agora, só foi descoberto um possível candidato a fazer parte dela, seu nome é 2003 VB12 (Sedna), descoberto em março de 2004 por astrônomos de Caltech e da Universidade de Yale. Sedna possui uma órbita elíptica de 76 a 850 UA, muito mais próxima do que se esperava, fato que poderia torná-lo um membro de uma nuvem interna de Oort.
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Projecto astronómico - Cintura de Kuiper

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