Sistema circulatório: funções, partes, tipos, doenças
O sistema circulatório compreende uma série de órgãos que orquestram a passagem do sangue por todos os tecidos, permitindo o transporte de diversos materiais como nutrientes, oxigênio, dióxido de carbono, hormônios, entre outros. É composto de coração, veias, artérias e capilares.
Sua principal função é o transporte de materiais, embora também participe da criação de um ambiente estável para funções vitais em termos de pH e temperatura, além de estar relacionado à resposta imune e contribuir para a coagulação sanguínea.
Os sistemas circulatórios podem ser abertos - na maioria dos invertebrados - consistindo de um ou mais corações, um espaço chamado hemocele e uma rede de vasos sanguíneos; ou fechado - em alguns invertebrados e em todos os vertebrados - onde o sangue é limitado a um circuito de vasos sanguíneos e do coração.
No reino animal os sistemas circulatórios são muito variados e dependendo do grupo de animais, muda a importância relativa dos órgãos que o compõem.
Por exemplo, nos vertebrados o coração é determinante no processo de circulação, enquanto nos artrópodes e outros invertebrados os movimentos das extremidades são indispensáveis.
Funções
O sistema circulatório é o principal responsável pelo transporte de oxigênio e dióxido de carbono entre os pulmões (ou brânquias, dependendo do animal do estudo) e os tecidos do corpo.
Além disso, o sistema circulatório é responsável por distribuir todos os nutrientes processados pelo sistema digestivo para todos os tecidos do corpo.
Também distribui materiais residuais e componentes tóxicos ao rim e fígado, onde após um processo de desintoxicação, eles são eliminados do indivíduo através do processo de excreção.
Por outro lado, serve como rota de transporte dos hormônios secretados pelas glândulas e os distribui aos órgãos onde devem atuar.
Também participa de: termorregulação de organismos, ajustando o fluxo sanguíneo adequadamente, regulando o pH do organismo e mantendo um equilíbrio hidroeletrolítico adequado para que os processos químicos necessários possam ser realizados.
O sangue contém estruturas chamadas plaquetas que protegem o indivíduo do sangramento. Finalmente, o sangue é composto de glóbulos brancos, por isso tem um papel importante na defesa contra corpos estranhos e patógenos.
Peças (órgãos)
O sistema circulatório é composto de uma bomba - o coração - e um sistema de vasos. Essas estruturas serão descritas em detalhes abaixo:
O coração
Corações são órgãos musculares com funções de bomba, capazes de impulsionar o sangue através de todos os tecidos do corpo. Em geral, eles são formados por uma série de câmeras que são conectadas em série e flanqueadas por válvulas (ou esfíncteres em certas espécies).
Nos mamíferos, o coração possui quatro câmaras: dois átrios e dois ventrículos. Quando o coração se contrai, o sangue é expelido para o sistema circulatório. As múltiplas câmaras do coração permitem uma pressão aumentada à medida que o sangue viaja da área venosa para a arterial.
A cavidade atrial captura o sangue e suas contrações o enviam para os ventrículos, onde as contrações enviam sangue para todo o corpo.
O músculo cardíaco é constituído por três tipos de fibras musculares: as células do nódulo sinoatrial e atrioventricular, as células do endocárdio ventricular e as fibras miocárdicas.
As primeiras são pequenas e fracamente contraídas, são auto-rítmicas e a condução entre as células é baixa. O segundo grupo de células é maior, com fraca contração, mas de rápida condução. Finalmente, as fibras são de tamanho intermediário, contração poderosa e são uma parte importante do coração.
Estrutura do coração
Em humanos, o coração está localizado na região inferoanterior do mediastino, repousando no diafragma e atrás do esterno. A forma é cónica e lembra uma estrutura piramidal. A ponta do coração é chamada de ápice e está localizada na região esquerda do corpo.
Uma seção transversal do coração revelaria três camadas: o endocárdio, o miocárdio e o epicárdio. A região interna é o endocárdio, que é contínuo com os vasos sanguíneos e está em contato com o sangue.
A camada média é o miocárdio e aqui está a maior quantidade de massa cardíaca. O tecido que o forma é muscular, contração involuntária e mostra estrias. As estruturas que se conectam às células cardíacas são os discos intercalares, permitindo que eles atuem de forma síncrona.
O revestimento externo do coração é chamado de epicárdio e é composto de tecido conjuntivo. Finalmente, o coração é circundado por uma membrana externa chamada pericárdio, que ao mesmo tempo é dividida em duas camadas: a fibrosa e a serosa.
O pericárdio seroso contém o líquido pericárdico, cuja função é a lubrificação e o amortecimento dos movimentos do coração. Essa membrana é presa ao esterno, à coluna e ao diafragma.
Atividade elétrica do coração
O batimento cardíaco consiste nos fenômenos rítmicos das sístoles e diástoles, onde o primeiro corresponde a uma contração e o segundo ao relaxamento da massa muscular.
Para que ocorra a contração das células, deve haver um potencial de ação associado a elas. A atividade elétrica do coração começa em uma área chamada "marcapasso", que se espalha para outras células acopladas através de suas membranas. Os marcapassos estão localizados no seio venoso (no coração dos vertebrados).
Artérias
Todos os vasos que saem do coração são chamados de artérias, e o sangue oxigenado é geralmente encontrado neles, chamado sangue arterial. Ou seja, eles podem transportar sangue oxigenado (como a aorta) ou sangue desoxigenado (como a artéria pulmonar).
Observe que a distinção entre veias e artérias não depende do conteúdo, mas de sua relação com o coração e com a rede de capilares. Em outras palavras, os vasos que saem do coração são as artérias e aqueles que chegam são as veias.
A parede das artérias é composta de três camadas: a mais interna é a túnica íntima formada por endotélio fino sobre uma membrana elástica; a túnica media formada por fibras musculares lisas e tecido conjuntivo; e finalmente a túnica externa ou adventícia composta de tecido adiposo e fibras de colágeno.
À medida que as artérias se afastam do coração, sua composição varia, aumentando a proporção de músculo liso e menor elasticidade e são referidas como artérias musculares.
Pressão arterial
A pressão arterial pode ser definida como a força exercida pelo sangue nas paredes dos vasos. Em humanos, a pressão arterial padrão varia entre 120 mmHg na sístole e 80 mmHg na diástole, e é geralmente denotada pelos dígitos 120/80.
A presença de tecido elástico permite que as artérias pulsem enquanto o sangue percorre a estrutura, ajudando a manter a pressão alta. As paredes das artérias devem ser extremamente grossas para evitar que desmoronem quando a pressão arterial baixar.
Veias
As veias são vasos sanguíneos responsáveis pelo transporte do sangue do sistema de rede capilar para o coração. Em comparação com as artérias, as veias são muito mais abundantes e têm uma parede mais fina, são menos elásticas e têm um diâmetro maior.
Como as artérias, elas são formadas por três camadas histológicas: a interna, a média e a externa. A pressão das veias é muito baixa - na ordem de 10 mmHg -, portanto, elas devem ser assistidas com válvulas.
Capilares
Os capilares foram descobertos pelo pesquisador italiano Marcello Malpighi no ano de 1661, estudando-os nos pulmões de anfíbios. São estruturas muito abundantes que formam redes extensas perto de quase todos os tecidos.
Suas paredes são compostas de finas células endoteliais, conectadas por fibras de tecido conjuntivo. É necessário que as paredes sejam finas para que a troca de gases e substâncias metabólicas ocorra com facilidade.
Eles são tubos muito estreitos, os mamíferos têm um diâmetro de aproximadamente 8 μm, largos o suficiente para que as células do sangue passem.
São estruturas permeáveis a pequenos íons, nutrientes e água. Quando expostos à pressão arterial, os fluidos são forçados a sair para o espaço intersticial.
Os fluidos podem passar pelas fendas presentes nas células endoteliais ou por vesículas. Em contraste, substâncias de natureza lipídica podem facilmente se difundir através das membranas das células endoteliais.
Sangue
O sangue é um fluido espesso e viscoso encarregado de transportar elementos, geralmente está a uma temperatura de 38 ° C e representa 8% do peso total de um indivíduo médio.
No caso de animais muito simples, como uma planária, não é possível falar de "sangue", uma vez que eles só têm uma substância clara e aquosa composta de células e algumas proteínas.
Com relação aos animais invertebrados, que possuem um sistema circulatório fechado, o sangue é geralmente conhecido como hemolinfa. Finalmente, nos vertebrados, o sangue é um tecido fluido altamente complexo e seus principais componentes são plasma, eritrócitos, leucócitos e plaquetas.
Plasma
O plasma constitui a poção líquida do sangue e corresponde a 55% da composição total do sangue. Sua principal função é o transporte de substâncias e a regulação do volume sanguíneo.
No plasma, algumas proteínas são dissolvidas, como a albumina (componente principal, mais de 60% das proteínas totais), globulinas, enzimas e fibrinogênio, assim como eletrólitos (Na +, Cl-, K +), glicose, aminoácidos, metabolismo de resíduos, entre outros.
Ele também contém uma série de gases dissolvidos, como oxigênio, nitrogênio e dióxido de carbono, o resíduo produzido no processo de respiração e deve ser eliminado do corpo.
Componentes sólidos
O sangue tem componentes celulares que correspondem aos restantes 45% do sangue. Esses elementos correspondem aos glóbulos vermelhos, glóbulos brancos e células relacionadas ao processo de coagulação.
Os glóbulos vermelhos, também chamados de eritrócitos, são discos bicôncavos e são responsáveis pelo transporte de oxigênio graças à presença de uma proteína chamada hemoglobina. Um fato curioso sobre essas células é que, nos mamíferos, os eritrócitos maduros não possuem um núcleo.
Eles são células muito abundantes, em um mililitro de sangue você pode encontrar 5, 4 milhões de glóbulos vermelhos. A vida média de um eritrócito em circulação é de cerca de 4 meses, podendo abranger mais de 11.000 quilômetros.
Os glóbulos brancos ou leucócitos estão relacionados à resposta imune e são encontrados em uma proporção menor que os glóbulos vermelhos, na ordem de 50.000 a 100.000 por mililitro de sangue.
Existem vários tipos de glóbulos brancos, entre neutrófilos, basófilos e eosinófilos, agrupados na categoria de granulócitos; e os agranulócitos que correspondem aos linfócitos e monócitos.
Finalmente, há os fragmentos celulares chamados plaquetas - ou trombócitos em outros vertebrados - que participam do processo de coagulação, evitando o sangramento.
Tipos de sistemas circulatórios
Pequenos animais - menores que 1 mm de diâmetro - são capazes de transportar materiais em seus corpos por processos simples de difusão.
No entanto, com o aumento do tamanho do corpo, é necessário ter órgãos especializados para a distribuição de materiais, como hormônios, sais ou resíduos, para as diferentes regiões do corpo.
Em animais maiores, há uma diversidade de sistemas circulatórios que efetivamente cumprem a função de transportar materiais.
Todos os sistemas circulatórios devem ter os seguintes elementos: um órgão principal responsável pelo bombeamento de fluidos; um sistema de artéria capaz de distribuir sangue e armazenar pressão sanguínea; um sistema de capilares que permite a transferência de materiais do sangue para os tecidos e finalmente um sistema venoso.
O conjunto de artérias, veias e capilares formam o que é conhecido como "circulação periférica".
Desta forma, o conjunto de forças que executam os órgãos acima mencionados (o batimento cardíaco rítmico, o recuo elástico das artérias e as contrações dos músculos que circundam os vasos sanguíneos) tornam possível que o sangue se mova no corpo.
Sistemas circulatórios abertos
A circulação aberta está presente em diferentes grupos de animais invertebrados, como crustáceos, insetos, aranhas e diferentes moluscos. Consiste em um sistema sanguíneo que é bombeado pelo coração atinge uma cavidade chamada hemocele. Além disso, eles têm um ou mais corações e vasos sanguíneos.
O hemocele pode ocupar em alguns organismos até 40% do volume total do corpo e está localizado entre o ectoderma e o endoderma, lembrando que os animais triblásticos (também conhecidos como triploblásticos) possuem três folhas embrionárias: a endoderme, a mesoderme e o ectoderma.
Por exemplo, em algumas espécies de caranguejo, o volume de sangue corresponde a 30% do volume corporal.
A substância líquida que entra no hemocele é chamada hemolinfa ou sangue. Nestes tipos de sistemas não há distribuição de sangue pelos capilares para os tecidos, mas os órgãos são banhados diretamente pela hemolinfa.
Quando o coração se contrai, as válvulas se fecham e o sangue é forçado a se mover para a hemocele.
As pressões dos sistemas circulatórios fechados são bastante baixas, entre 0, 6 e 1, 3 quilopascal, embora as contrações produzidas pelo coração e outros músculos possam elevar a pressão arterial. Estes animais são limitados na velocidade e distribuição do fluxo sanguíneo.
Sistemas circulatórios fechados
Nos sistemas circulatórios fechados, o sangue se movimenta em um circuito formado por tubos e segue o trajeto das artérias para as veias, passando pelos capilares.
Este tipo de sistema circulatório está presente em todos os animais vertebrados (peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos) e em alguns invertebrados, como minhocas e cefalópodes.
Sistemas fechados são caracterizados por uma clara separação de funções em cada um dos órgãos que o compõem.
O volume de sangue ocupa uma proporção muito menor do que nos sistemas abertos. Aproximadamente 5 a 10% do volume total do corpo do indivíduo.
O coração é o órgão mais importante e é responsável por bombear sangue para o sistema arterial, mantendo a pressão alta.
O sistema arterial é responsável por armazenar a pressão que força o sangue a atravessar os capilares. Portanto, animais com circulação fechada podem transportar oxigênio rapidamente.
Os capilares, por serem tão finos, permitem a troca de materiais entre sangue e tecidos, mediando processos simples de difusão, transporte ou filtração. A pressão permite processos de ultrafiltração nos rins.
Evolução do sistema circulatório
Ao longo da evolução dos animais vertebrados, o coração aumentou notavelmente em complexidade. Uma das inovações mais importantes é o aumento gradual da separação do sangue oxigenado e desoxigenado.
Peixes
Nos vertebrados mais primitivos, o peixe, o coração consiste em uma série de cavidades contráteis, com apenas um átrio e um ventrículo. No sistema circulatório dos peixes, o sangue é bombeado do único ventrículo, passando pelos capilares nas brânquias, onde ocorre o consumo de oxigênio e o dióxido de carbono é expelido.
O sangue continua sua jornada pelo resto do corpo e nos capilares ocorre o suprimento de oxigênio para as células.
Anfíbios e répteis
Quando a linhagem dos anfíbios se origina e depois a dos répteis, uma nova câmara aparece no coração, mostrando agora três cavidades: dois átrios e um ventrículo.
Com essa inovação, o sangue desoxigenado atinge o átrio direito e o sangue dos pulmões atinge o átrio esquerdo, comunicado pelo ventrículo direito.
Nesse sistema, o sangue desoxigenado permanece na parte direita do ventrículo e o sangue oxigenado na esquerda, embora haja alguma mistura.
No caso dos répteis, a separação é mais perceptível, pois existe uma estrutura física que divide parcialmente as regiões esquerda e direita.
Aves e mamíferos
Nestas linhagens, a endotermia (animais de "sangue quente") leva a maiores demandas no fornecimento de oxigênio aos tecidos.
Um coração com quatro câmaras é capaz de atender a essas altas exigências, onde os ventrículos direito e esquerdo separam o sangue oxigenado do desoxigenado. Assim, o teor de oxigênio que atinge o tecido é o mais alto possível.
Não há comunicação entre as cavidades esquerda e direita do coração, pois elas são separadas por um septo ou septo espesso.
As cavidades localizadas na porção superior são os átrios, separados pelo septo interatrial, e são responsáveis pela recepção do sangue. As veias cavas superior e inferior estão conectadas ao átrio direito, enquanto o átrio esquerdo alcança as quatro veias pulmonares, duas vindas de cada pulmão.
Os ventrículos estão localizados na região inferior do coração e são conectados aos átrios através das valvas atrioventriculares: o tricúspide, encontrado no lado direito e o mitral ou bicúspide, no lado esquerdo.
Doenças comuns
As doenças cardiovasculares, também conhecidas como doença coronariana ou cardíaca, incluem uma série de patologias associadas ao mau funcionamento do coração ou vasos sanguíneos.
Segundo pesquisas realizadas, as doenças cardiovasculares são a principal causa de morte nos Estados Unidos e em alguns países europeus. Fatores de risco incluem um estilo de vida sedentário, dietas ricas em gordura e tabagismo. Entre as patologias mais comuns estão:
Hipertensão arterial
A hipertensão consiste em altos valores de pressão sistólica, maior que 140 mmHg e pressão diastólica maior que 90 mmHg. Isso leva a um fluxo anormal de sangue em todo o sistema circulatório.
Arritmias
O termo arritmia refere-se à modificação da frequência cardíaca, produto de um ritmo descontrolado - taquicardia - ou por bradicardia.
As causas das arritmias são variadas, variando de estilos de vida pouco saudáveis à herança genética.
Sopros no coração
Os sopros consistem em sons anormais do coração que são detectados pelo processo de auscultação. Este som está associado a um aumento no fluxo sanguíneo devido a problemas com as válvulas.
Nem todos os murmúrios são igualmente sérios, depende da duração do som e da região e intensidade do ruído.
Aterosclerose
Consiste no endurecimento e acúmulo de gorduras nas artérias, principalmente devido a dietas desequilibradas.
Essa condição dificulta a passagem do sangue, aumentando a probabilidade de outros problemas cardiovasculares, como os derrames.
Insuficiência cardíaca
Insuficiência cardíaca refere-se ao bombeamento ineficiente de sangue para o resto do corpo, causando sintomas de taquicardia e problemas respiratórios.
