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Universidade Estadual Vale do Acaraú
Curso de Ciências Biológicas
Prof. Dr. João Garcia

Biofísica
Parte III:
Circulação e trocas gasosas
Glicemia e diabetes
Neurônios e potencial de ação
Mecanismos sensoriais
Contração muscular

2015

Circulação e trocas gasosas
Evolução do sistema circulatório
Em animais, as trocas gasosas (entrada de oxigênio e saída de gás carbônico) devem basicamente ocorrer em todas as células do organismo. Moléculas apolares como o O 2 e CO2 podem entrar e sair facilmente das células pelo processo de difusão simples. No entanto, a difusão se torna cada vez mais lenta em distâncias maiores (alguns milímetros). Isso porque o tempo para que uma substância leva para se difundir de um lugar para outro é proporcional ao quadrado da distância. Por exemplo, a glicose leva um segundo para se difundir a 100 micrômetros de distância, mas esse tempo pode aumentar para 3 horas se essa distância for aumentada para 1 cm! Ao longo da evolução, os animais têm desenvolvido meios criativos de resolver este problema.
Os primeiros animais a adotarem uma estratégia de otimização na captação de oxigênio foram os cnidários, como a hidra. Esses animais desenvolveram um sistema de canais ramificados (sistema gastrovascular) por onde passavam tanto alimento quanto gases de forma as suas células com maior eficiência. Em ambiente terrestre, os vermes chatos como a planária adotavam um sistema semelhante, mas eles deviam ser largos e ter pouca espessura a fim de otimizar a área de contato corporal com o ar.
Em animais mais complexos, com várias camadas de células, as distâncias de difusão foram se tornando cada vez maiores e o sistema gastrovascular parecia ineficiente. O aparecimento de um sistema circulatório foi a solução mais eficiente já encontrada que garantiu a sobrevivência desses organismos. Esse sistema circulatório é formado basicamente de três componentes: um líquido circulatório, uma rede de tubos conectados e uma bomba muscular (coração). O coração