6.2 - 2 Trocas gasosas - animais.pptx

1. 6.2 TROCAS GASOSAS

2. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
Trocas gasosas nos animais
― Os animais apresentam estruturas especializadas nas trocas gasosas – as superfícies
respiratórias.
― É através destas superfícies que o oxigénio entra e o dióxido de carbono sai do
organismo.
― Todas as superfícies respiratórias possuem as seguintes características em comum:
― Estruturas com espessura reduzida em muitos casos com apenas uma camada de
células;
― Sempre húmidas de modo a permitir a difusão de gases;
― Grande área de contacto entre o meio interno e o meio externo;
― Muito vascularizadas.

3. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
Trocas gasosas nos animais
Tegumento (superfície corporal)
Planária
Superfície
corporal
Traqueias (túbulos)
Gafanhoto
Traqueias
Fig. 5 - Exemplos de diferentes superfícies respiratórias e sistemas respiratórios em animais.
Brânquias (
Truta
Vasos
sanguíneos
Filamento
branquial

4. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
Trocas gasosas nos animais – estruturas respiratórias
Tegumento (superfície corporal)
Planária
Superfície
corporal
Traqueias (túbulos)
Gafanhoto
Traqueias
Brânquias (
Truta
Vasos
sanguíneos
Filamento
branquial
Estruturas respiratórias nos animais – Vídeo (0 –> 2’ 21’’)

5. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
Trocas gasosas nos animais
As trocas podem ser:
― por difusão direta – diretamente entre o meio e as células
― Como o oxigénio se dissolve mal na água, estes animais possuem proteínas especializadas no
transporte do oxigénio. A hemoglobina é um exemplo de uma dessas proteínas.
― Na difusão indireta a troca de gases designa-se de hematose.
― por difusão indireta – se as trocas ocorrem entre o meio
externo e o fluido circulante. CO2
O2

6. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
Trocas gasosas nos animais – tegumento
― Os animais aquáticos pequenos, como a hidra ou a planária, trocam gases diretamente
com o meio, atravessando o tegumento. Estes animais realizam difusão direta
(diretamente entre o meio e as células).
Fig. 6 - Difusão direta através do tegumento na planária e na hidra.
Água
Células
dos tecidos
CO2 O2
CO2
O2
CO2
O2
Planária
Hidra

7. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
― Os anfíbios e anelídeos realizam as trocas gasosas através do tegumento utilizando o fluido
circulante – difusão indireta (se as trocas ocorrem entre o meio externo e o fluido circulante).
― Neste caso designa-se por hematose cutânea.
― Estes animais possuem glândulas mucosas que mantem a pele húmida e uma densa redes
de vasos sanguíneos perto da superfície.
Fig. 7 - Hematose cutânea (difusão indireta) na minhoca e na rã.
Minhoca
Rã
Água
CO2 O2
Cutícula
Epiderme
Capilar
Células
dos tecidos
Trocas gasosas nos animais – tegumento
Traqueias ->

8. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
Trocas gasosas nos animais – traqueias
― Os artrópodes terrestres como os insetos,
aranhas e escorpiões possuem uma rede
de túbulos – as traqueias.
― As traqueias ramificam-se no interior do
animais em canais mais estreitos – as
traquíolas.
Fig. 8 - Rede de traqueias e sacos aéreos na mosca-doméstica.
Espiráculo
Traqueia
CO2
O2
Traquíola
Músculo
Minhoca-doméstica
Leitura e análise do texto e resolução das
questões da página 234
Como funciona este sistema respiratório?
Estruturas respiratórias nos animais – Vídeo
2’ 22’’ -> 2’ 50’’)

9. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
Fig. 8 - Rede de traqueias e sacos aéreos na mosca-doméstica.
Espiráculo
Traqueia
CO2
O2
Traquíola
Músculo
Minhoca-doméstica
1. Na mosca e noutros insetos voadores, durante o
voo, o batimento das asas força a entrada e a
saída de ar das traqueias do tórax. Classifique
como verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das
afirmações seguintes, que se relacionam com esse
facto.
A. No tórax da mosca, o ar entra pelos
espiráculos.
B. O batimento das asas dificulta o transporte
de oxigénio para os tecidos.
C. Nos sacos aéreos do tórax, a renovação de
ar é difícil.
D. Os músculos das asas (localizados no tórax)
estão em contacto direto com o ar. (V)
(F)
(V)
(F)
Trocas gasosas nos animais – traqueias

10. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
Fig. 8 - Rede de traqueias e sacos aéreos na mosca-doméstica.
Espiráculo
Traqueia
CO2
O2
Traquíola
Músculo
Minhoca-doméstica
2. Explique a capacidade de voo de insetos
como a mosca, sabendo que é uma atividade
que gasta muita energia e exige elevadas taxas
metabólicas.
Como os músculos da mosca recebem
ar das traqueias, têm mais oxigénio
disponível do que outros animais, pelo
que podem produzir mais energia
metabólica/ATP e realizar atividades que
gastam muita energia, como o voo.
― Apesar de possuírem um sistema circulatório
aberto, os artrópodes apresentam taxas
metabólicas elevadas pois há comunicação direta
entre o ar e os tecidos.
Trocas gasosas nos animais – traqueias

11. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
Trocas gasosas nos animais – brânquias
― Na água a quantidade de oxigénio dissolvido
é menor do que no ar.
Fig. 9 - Brânquias externas no axolote e na lesma-do-mar.
CO2
O2
CO2
O2
Brânquias
externas
Axolote
Lesma-do-mar
― As brânquias externas são estruturas presentes em alguns
animais aquáticos.
― Estas estruturas especializadas nas trocas gasosas dentro de
água denominam-se brânquias e o processo de troca é a
hematose branquial.
― Em seres aquáticos mais complexos há
evaginações – prolongamentos para fora do
corpo – onde ocorre difusão indireta.

12. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
― Outros animais tem brânquias internas.
― Estão presentes em crustáceos, moluscos e peixes.
Fig. 10 - Circuito da água em vários animais com respiração branquial interna.
A circulação da água nas brânquias internas deve-se a contrações de órgãos muito diversificados. O fluxo de água é sempre
unidirecional: o local de entrada não é o mesmo que o de saída.
Lula
(molusco)
Lagostim
(crustáceo)
Ameijoa
(molusco)
Tubarão
(peixe cartilagíneo)
Trocas gasosas nos animais – brânquias

13. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
― As brânquias dos peixes ósseos são formados por
filamentos numerosos – lamelas branquiais –
suportadas por estruturas ósseas chamadas arcos
branquiais.
― A água entra pela boca e percorre os filamentos
branquiais saindo pela fenda opercular.
― A placa óssea que protege as branquias é o
opérculo.
Fig. 11 - Fluxo da água nas brânquias e constituição das brânquias de um peixe ósseo.
Opérculo
Fenda opercular
Vasos sanguíneos
Filamentos branquiais
Arco branquial
Estruturas respiratórias nos animais – Vídeo
2’ 51’’ -> 3’ 44’’)
Mecanismo de contracorrente
Página 237 ->
Trocas gasosas nos animais – brânquias peixes

14. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
― Mecanismo de contracorrente
1. Considere a figura 13 e indique
a percentagem de oxigénio que se
encontra:
Fluxo de água contracorrente
Saturação de 02 na água (%)
Fluxo sanguíneo
Saturação de 02 no sangue (%)
Difusão de 02
para o sangue
a) no sangue que chega às brânquias;
b) na água que sai do opérculo;
c) no sangue que parte para os restantes
órgãos
± 5 %
± 15 %
± 80 %
Trocas gasosas nos animais – brânquias peixes

15. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
― Mecanismo de contracorrente
Fluxo de água contracorrente
Saturação de 02 na água (%)
Fluxo sanguíneo
Saturação de 02 no sangue (%)
Difusão de 02
para o sangue
2. Considerando que os gases se
deslocam por difusão, explique por que
razão o sangue que sai das brânquias
transporta 75% a 85% de oxigénio e a
água que sai pela fenda opercular tem
cerca de 15% de oxigénio.
A circulação em contracorrente nas brânquias coloca o sangue em contacto
permanente com água com elevado teor de oxigénio. Como a passagem do oxigénio
é feita por difusão, à medida que a água circula pelas brânquias, a percentagem
desse gás no sangue nunca poderá chegar a 100%, pelo que a água ainda sai com
algum oxigénio.
Trocas gasosas nos animais – brânquias peixes

16. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
― Mecanismo de contracorrente
3. Indique o máximo de saturação de
oxigénio do sangue arterial, caso
não existisse um mecanismo de
contracorrente. 50%
4. Explique a importância de um mecanismo de contracorrente na hematose
branquial, considerando a solubilidade do oxigénio na água.
A percentagem de oxigénio dissolvido na água é proporcionalmente muito menor do
que a percentagem de oxigénio no ar, pelo que os peixes têm de dispor de uma
hematose muito eficiente (mecanismo de contracorrente) para retirar o máximo de
oxigénio da água.
Trocas gasosas nos animais – brânquias peixes

17. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
― À medida que o sangue avança capta cada vez mais oxigénio pois encontra sempre água
com maior de teor desse gás.
Fig. 12 - Mecanismo de contracorrente.
Fluxo de àgua contracorrente
Saturação de 02 na água (%)
Fluxo sanguíneo
Saturação de 02 no sangue (%)
Difusão de 02
para o sangue
Trocas gasosas nos animais – brânquias peixes

18. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
Trocas gasosas nos animais – brânquias peixes
Para garantir um fluxo contínuo
de água, o peixe, com a fenda
opercular fechada, abre a boca e
cria uma tensão de sucção.
A contração da cavidade bucal força a água
para as brânquias e para o exterior, quando
abre a fenda opercular.

19. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
Fig. 13 - Mecanismo de contracorrente.
Sangue
venoso
Sangue
arterial
O sangue flui
nos capilares
A água flui
entre lamelas
― As brânquias dos peixes são altamente
vascularizadas e constituem uma grande
superfície de contacto.
― Neste mecanismo o sangue que irriga a superfície
respiratória circula no sentido contrário da água.
― Para aproveitarem ao máximo o oxigénio
disponível na água os peixes têm um
sistema simples mas muito eficiente – o
mecanismo contracorrente.
Trocas gasosas nos animais – pulmões ->
Estruturas respiratórias nos animais – Vídeo
3’ 44’’ -> 4’ 25’’)
Trocas gasosas nos animais – brânquias peixes

20. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
― A colonização do ambiente terrestre por parte dos vertebrados foi possível graças a invaginações que
protegeram as superfícies respiratórias da dessecação e com grande superfície de contacto com o ar
– os pulmões.
― Os pulmões são estruturas internas elásticas, de paredes fincas e vascularizadas onde ocorre a
hematose pulmonar.
Trocas gasosas nos animais – pulmões
Estruturas respiratórias nos animais – Vídeo (4’ 25’’ -> )

21. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
Rela
Salamandra
Os pulmões dos anfíbios são
pequenos e pouco
compartimentados.
Trocas gasosas nos animais – pulmões
Pardal
Sacos
aéreos
Os pulmões das aves são pequenos e
pouco elásticos, mas muito eficientes.

22. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
Porquinho da índia
Os pulmões dos mamíferos têm a maior relação
superfície/volume de todos os vertebrados.
Trocas gasosas nos animais – pulmões
― Durante o processo evolutivo, os sistemas respiratório adquiriram três adaptações:
― Aumento da superfície respiratória, por compartimentação, ramificação e
pregueamento no interior do pulmão.
― Ventilação mais eficiente, com participação de um maior número de músculos e
estruturas (inspiração e expiração).
― Circulação sanguínea mais eficaz, por aumento da vascularização e aquisição de
circulação dupla e completa.

23. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
Trocas gasosas nos animais – pulmões
Funcionamento e eficácia dos sistemas respiratórios nos anfíbios, aves e humanos
Leitura e análise dos textos – páginas 239, 240 e 241

24. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
―ventilação pulmonar é feita apenas com recursos à musculatura bucal.
―ventilação pulmonar é insuficiente e portanto tem de ser auxiliada pela
respiração cutânea.
―Para além destes fatores, possuem circulação incompleta, o que os impede de
terem taxas metabólicas muito elevadas.
Trocas gasosas nos animais – pulmões
ANFÍBIOS

25. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
Fases da ventilação pulmonar nos anfíbios.
Trocas gasosas nos animais – pulmões
❶ Com as narinas abertas e a
cavidade bucal expandida, o ar
entra para a boca.
❷ Com as narinas fechadas e a glote aberta, a
cavidade bucal contrai e o ar entra e enche os
pulmões.

26. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
Fases da ventilação pulmonar nos anfíbios.
Trocas gasosas nos animais – pulmões
❸ Quando a cavidade bucal expande, o ar sai
dos pulmões e volta à cavidade bucal.
❹ A glote fecha, as narinas
abrem e, com a contração
da cavidade bucal, o ar sai.

27. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
―os movimentos respiratórios são da responsabilidade de vários músculos, que
levam à expansão ou contração dos sacos aéreos, visto que os pulmões são
relativamente rígidos.
―O ar inspirado passa para os sacos aéreos posteriores, depois para os pulmões
de onde segue para os sacos aéreos anteriores antes de sair.
―As estruturas tubulares que se encontram no interior dos pulmões são os
parabrônquios.
Trocas gasosas nos animais – pulmões
AVES

28. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
Fases da ventilação pulmonar nas aves.
Sacos aéreos
posteriores
Sacos aéreos
anteriores
Traqueia
Pulmões
1.ª inspiração
1.ª inspiração
Trocas gasosas nos animais – pulmões
❶ O ar inspirado é canalizado para os sacos
aéreos posteriores, por expansão destes.
❷ A contração dos sacos aéreos posteriores
empurra o ar para os pulmões.

29. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
Fig. 16 - Fases da ventilação pulmonar nas aves.
2.ª inspiração 2.ª inspiração
Trocas gasosas nos animais – pulmões
❸ A expansão dos sacos aéreos anteriores
capta o ar dos pulmões.
❹ A contração dos sacos aéreos anteriores
expele o ar para o exterior através da traqueia.
Fases da ventilação pulmonar nas aves.

30. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
― A ventilação pulmonar é realizada através de
movimentos respiratório
― A inspiração é a entrada de ar nos
pulmões, que resulta da sua expansão,
causando uma pressão negativa no seu
interior e força o ar a entrar.
― A expiração é resultado da diminuição
do volume dos pulmões e consequente
aumento da pressão e saída do ar.
Os músculos
intercostais
externos
contraem.
Os músculos
intercostais
externos
relaxam.
Fig. 15 - Ventilação no ser humano.
O diafragma
contrai.
Inspiração
Expiração
O diafragma
relaxa.
Trocas gasosas nos animais – pulmões
HOMEM

31. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
Fig. 17 - Estrutura interna dos pulmões.
Sacos
alveolares
Capilar
Alvéolos
CO2
O2
― No ser humano, tal como em outros
mamíferos, a ventilação pulmonar envolve
um número alargado de músculos.
― O ar entra pelas vias respiratórias superiores
até atingir os alvéolos.
― Nos alvéolos ocorre a hematose pulmonar.
― O facto de existirem os alvéolos pulmonares
com uma grande superfície de contacto e
muito vascularizados permitiram a
colonização com sucesso de todos os
ambientes terrestres devido a taxas
metabólicas muito elevadas.
Trocas gasosas nos animais – pulmões

32. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
― A troca de gases ao nível dos tecidos ou dos alvéolos ocorre sempre por difusão.
Fig. 18 - Transporte de gases no sangue. Os valores indicados referem-se à pressão parcial de cada gás (em mmHg).
Trocas gasosas nos animais – pulmões

33. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Trocas gasosas
Trocas gasosas nos animais – pulmões

34. Transformação e utilização de energia pelos seres vivos
Relembrando …
Fermentação
e
Respiração aeróbia