Biologia animal: Anatomia humana
Mecanismos vitais do ser humano
MECÂNICA DE PRECISÃO O corpo humano reúne conjuntos que se completam
A ilustração ao lado retoma uma ideia que teve como grande divulgador o filósofo francês René Descartes, no século XVII: a de que o corpo humano é uma máquina, com engrenagens, alavancas e encanamentos que interligam os diversos órgãos. Na visão mecanicista de Descartes, o corpo do homem, como tudo o que é feito de matéria, funciona como um relógio. E todas as doenças são consequências da desregulação dessas partes mecânicas.
Hoje, na era da eletrônica, a representação do corpo humano faria uso de outras imagens, é claro: todo o controle seria feito por microprocessadores, e as alavancas seriam substituídas por teclados ou telas que respondem ao toque. Mesmo assim, o corpo humano ainda é entendido como uma máquina comandada pelo cérebro. Seja como for, o corpo reúne vários órgãos e tecidos, que trabalham em conjunto. Cada conjunto de órgãos é classificado conforma sua função.
Sistema tegumentar
Também chamado sistema de revestimento, o sistema tegumentar é a pele, o maior órgão do corpo humano. Tem como principais funções proteger o organismo das agressões externas, atuando como barreira inicial contra microrganismos, e captar o que acontece no ambiente à volta do corpo, pelo tato e pelas sensações de frio ou quente, seco ou molhado, dor ou prazer.
Como nos demais mamíferos terrestres, o homem desenvolveu um tipo de pele impermeável formada de tecido epitelial, ou epitélio, e tecido conjuntivo. No epitélio, as células estão justapostas, muito próximas umas das outras, como ladrilhos de um assoalho. Além da pele, outros órgãos são revestidos de epitélio – como o intestino. O tecido conjuntivo é o tipo de tecido que preenche o espaço entre as células do corpo e sustenta os órgãos. É esse tecido que contém a proteína colágeno, que dá elasticidade à pele. Tendões, cartilagens, ossos, sangue e medula óssea são formas especializadas de tecido conjuntivo. A mucosa é um tipo de pele, fina, úmida e sensível, como a da boca, dos órgãos genitais e do interior das pálpebras.
Nos outros animais Nos vertebrados, o tegumento apresenta várias camadas de célula, e, nos invertebrados, é composto de uma única camada. Mas todo tegumento – seja ele nu, seja recoberto de penas, de pelos ou de escamas – transmite sensações ao sistema nervoso. Muitos animais usam a pele para camuflagem, comunicação ou atração de parceiros sexuais.
Aves e mamíferos utilizam as penas, os pelos e a gordura como isolantes térmicos. Isso lhes permite a homeotermia, ou seja, a manutenção do corpo a uma temperatura constante, independentemente da temperatura externa. A homeotermia é o que dá a pinguins, focas, ursos-polares e camelos a capacidade de viver em temperaturas extremas. Para manterem a temperatura corporal constante,esses animais consomem muita energia. Por isso, têm de comer constantemente. Exceção a essa regra são os animais que hibernam em algum período do ano – é o caso dos ursos. 
Todos os demais animais, vertebrados ou invertebrados, são ectotérmicos. Lagartos e jacarés, por exemplo, ficam ao sol boa parte do dia, para se aquecer o suficiente e, com isso, manter a agilidade dos movimentos. Como consomem pouca energia na manutenção da temperatura do corpo, esses animais podem ficar muito tempo sem se alimentar. Os anfíbios têm pele nua e úmida, que libera um muco que permite que eles façam trocas gasosas com o ambiente.
SANGUE FRIO Os répteis precisam tomar sol para manter o corpo quente
Sistemas de sustentação
O esqueleto e os músculos constituem os dois sistemas de sustentação do corpo dos vertebrados. O esqueleto também protege os órgãos e, com a musculatura, promove os movimentos. Como ocorre em todos os vertebrados, a parte dura dos ossos do homem, o tecido compacto, é inorgânica, constituída de fosfato de cálcio. É uma estrutura porosa e vascularizada, ou seja, cortada por canais por onde circulam células responsáveis por construir e reconstituir o tecido ósseo.
Internamente, alguns ossos, como o fêmur, têm um material esponjoso – tutano, ou medula óssea. A medula é um tecido conjuntivo especial, chamado hematopoiético, responsável pela produção de células do sangue. Também como ocorre com todos os vertebrados, os músculos do homem são ligados ao esqueleto por tendões – cabos resistentes, formados de tecido conjuntivo. Existem três tipos de músculo: esquelético, liso e estriado cardíaco. Cada um desses tecidos cumpre uma função específica, em diferentes partes do corpo.
O tecido muscular esquelético é ligado aos ossos e às cartilagens e é responsável pelos movimentos voluntários do corpo – como andar, mastigar, abrir e fechar as mãos –, sob o comando do sistema nervoso central. Suas células têm vários núcleos, e sua contração é rápida e vigorosa.
Os músculos lisos são formados de células com um único núcleo (mononucleadas), dispostas em camadas irregulares. Esses músculos realizam movimentos involuntários, sob comando do sistema nervoso autônomo. São eles que movem os alimentos pelo intestino, contraem e expandem os brônquios, as veias e as artérias, controlam a contração do útero durante o parto e a da bexiga para a eliminação da urina. São músculos lisos, também, que arrepiam os cabelos e os pelos. A musculatura lisa apresenta contração lenta.
O músculo estriado cardíaco realiza movimentos involuntários, mas, ao contrário do que ocorre com os músculos lisos, é rápido e capaz de gerar seu próprio movimento. Apesar de suas células serem mononucleadas, é um tecido mais parecido com o sistema muscular esquelético.
As fibras musculares têm feixes de duas proteínas, actina e miosina. Ao receber estímulos elétricos do sistema nervoso central ou autônomo, a miosina se liga à actina e a puxa, encurtando o feixe e provocando o movimento. Para se contraírem, os músculos fazem a hidrólise (queima) do ATP. Quando um animal morre, a hidrólise acontece automaticamente, e os músculos ficam travados na posição contraída, até que a decomposição enfraqueça suas fibras – trata-se do rigor mortis.
Nos outros animais Nem todos os animais têm esqueleto. E, quando têm, eles podem ser internos (endoesqueletos) ou externos (exoesqueletos). Esqueleto interno é típico de esponjas, equinodermos, vertebrados e alguns moluscos, como a lula e a sépia. Exoesqueleto ocorre em todos os artrópodes e também em alguns moluscos (as conchas de ostras, caracóis e náutilos).
Nem todos os esqueletos são formados de cálcio. Nos artrópodes, são feitos de quitina. Para crescerem, os artrópodes precisam se livrar de seus exoesqueletos periodicamente, num processo chamado muda ou ecdise.
Exceto esponjas e alguns parasitas, todos os animais, vertebrados ou invertebrados, são dotados de músculos. Ligados ao esqueleto por tendões, os músculos formam alavancas que, contraídas ou relaxadas, criam os movimentos. Em todos os animais, a maioria dos músculos funciona sob controle do sistema nervoso central ou autônomo.
Sistema circulatório
O sistema circulatório é como uma rede de autoestradas, por onde trafegam elementos importantes para as células, os tecidos e os órgãos. Bombeado pelo coração, o sangue carrega oxigênio e nutrientes para as células e retira delas os resíduos, distribui hormônios pelos órgãos e leva as células que defendem o organismo do ataque de agentes patogênicos, como vírus e bactérias. Além disso, o sangue é responsável por manter o corpo numa temperatura estável.
O sistema circulatório humano é formado por três tipos de vasos sanguíneos que se comunicam, direta ou indiretamente, com o coração:
• Artérias, que carregam o sangue pobre em oxigênio do coração para os pulmões e o sangue oxigenado do coração para os órgãos.
• Veias, que levam o sangue pobre de oxigênio dos órgãos de volta ao coração, e o sangue oxigenado dos pulmões ao coração.
• Capilares, vasos muito delgados, que levam o sangue até as extremidades do organismo.
O sangue arterial é vermelho por causa da combinação do oxigênio com o ferro existente na hemoglobina. Porque trabalham sob uma pressão mais alta, as artérias têm as paredes grossas, principalmente as mais próximas do coração.
As veias por onde circula o sangue pobre em oxigênio dos órgãos para o coração têm válvulas para impedir que ele retorne. O sangue venoso é escuro porque é rico em gás carbônico.
A circulação ocorre por um sistema fechado coração-pulmões-coração-órgãos-coração. A primeira parte dessa viagem (coração-pulmões-coração) é chamada circulação pulmonar, ou pequena circulação. Nela, ao contrário do que ocorre no restante do corpo, o sangue venoso passa do coração para os pulmões por artérias e é devolvido ao coração por veias.
O sangue é composto de:
• Plasma, a parte líquida que transporta os nutrientes e excretas metabólicos.
• Elementos figurados: glóbulos vermelhos (ou hemácias, que carregam o oxigênio), plaquetas (pedaços de células que coagulam o sangue exposto ao ar) e glóbulos brancos (células de defesa do organismo).
Ao passar pelos capilares, o plasma sanguíneo banha os tecidos. Uma parte desse líquido retorna aos capilares, mas outra é colhida por um sistema auxiliar conhecido como sistema linfático e passa a se chamar linfa. Uma veia debaixo do braço devolve a linfa ao sangue, mas antes ela passa pelos nódulos linfáticos (linfonodos), que adicionam à linfa glóbulos brancos especiais – os linfócitos. Falhas nesse sistema fazem a linfa se acumular no corpo, causando edemas (inchaços).
Nos outros animais Sistema circulatório fechado é exclusividade de vertebrados e anelídeos. Nesses animais, o transporte de oxigênio é feito pela hemoglobina, pigmento baseado em ferro, que dá a cor vermelha ao sangue. As moléculas de hemoglobina são pequenas e precisam ser acondicionadas em glóbulos vermelhos para não se dispersar pelos tecidos.
O sangue tem diferentes funções, e a circulação ocorre de maneiras distintas. Em moluscos e artrópodes, o sangue viaja parte do trajeto em vasos e outra parte por cavidades chamadas lacunas, impulsionado por um coração ou vários deles. Os aracnídeos levam o oxigênio diretamente ao sangue, através de pulmotraqueias.
Vários crustáceos e todos os moluscos têm um pigmento chamado hemocianina, baseado em cobre, que transporta o oxigênio. Insetos, quilópodes (centopéias) e diplópodes (piolhos-de-cobra) não usam o sangue para o transporte de oxigênio, apenas para o de alimentos e resíduos. Existe, ainda, um grande número de animais que não têm sangue nem sistema circulatório algum. Em esponjas, celenterados, platelmintos e nematelmintos, os gases e os nutrientes distribuem-se diretamente pelas células, por difusão.
Sistema respiratório
O sistema respiratório é intimamente ligado ao circulatório. É por esse sistema que o organismo é abastecido de oxigênio e dispensa o gás carbônico restante do metabolismo das células.
No ser humano, o sistema respiratório inclui um par de pulmões e os tratos respiratórios (os tubos pelos quais passa o ar). O sistema começa no nariz, passa pela faringe (garganta) e desce pela traqueia. A traqueia se divide em dois brônquios, que entram nos pulmões e se ramificam em bronquíolos. A superfície dos brônquios é revestida de pelos em eterno movimento, que lançam um muco que evita seu ressecamento. No fim dos bronquíolos, estão os alvéolos pulmonares, saquinhos revestidos de capilares, que fazem a oxigenação do sangue (hematose).
Cada pulmão tem em média 750 milhões de alvéolos. O ar nos alvéolos é constantemente renovado pela respiração, processo pelo qual se inflam com ar oxigenado (inspiração) e desinflam do ar cheio de gás carbônico e vapor-d’água (expiração). Esse movimento se dá pela ação de um músculo involuntário chamado diafragma, que separa o tórax do abdome.
Nos outros animais Pulmões ocorrem em caramujos terrestres, alguns peixes, nos mamíferos, nas aves, nos répteis e também nos anfíbios na fase adulta. Artrópodes marinhos, peixes em geral, moluscos e anelídeos aquáticos respiram por brânquias – dobras de tecido rico em vasos, que trocam os gases com a água.
Anfíbios podem ter brânquias apenas na fase de girinos (sapos e rãs) ou mantê-las pela vida toda (salamandra). Esses animais usam três tipos de sistema respiratório durante a vida: brânquias, pulmões e pele. Insetos, quilópodes, diplópodes e aracnídeos são dotados de traqueias – dutos que saem da lateral do corpo e distribuem o ar por todo o organismo. Nos aracnídeos, como aranhas e escorpiões, as flotraqueias levam o oxigênio para o sangue. Nos demais invertebrados, as trocas de gases ocorrem por difusão, pela pele.
FOLEGO NOVO os anfíbios, quando são girinos, têm brânquias
Sistema digestório
No ser humano, como na maioria dos animais, a digestão se dá por meio de um sistema que começa na boca. Os dentes trituram o alimentos e a saliva quebra alguns compostos. O bolo alimentar desce pela faringe e pelo esôfago até o estômago e, depois de duas a quatro horas, prossegue pelo duodeno até os intestinos. É ali, nos intestinos, que ocorre a transferência dos nutrientes dos alimentos para o sangue .
A saliva carrega as enzimas amilases, de pH neutro ou alcalino, que digerem amido. No estômago agem as enzimas proteases, de pH ácido, que digerem proteínas. E os lipídios (gorduras) são digeridos pelas lípases, de pH ligeiramente alcalino, no intestino delgado.
A digestão envolve outros órgãos. Quando a lípases, de pH massa alimentar chega ao duodeno, é chamada ligeiramente alcalino, de quimo. Nessa etapa, o pâncreas libera o suco no intestino delgado. pancreático, e o fígado, a bile. O suco pancreático contém enzimas que fazem a digestão de açúcares, peptídeos, gorduras e ácidos nucleicos. Os sais da bile auxiliam na digestão das gorduras. Associados ao suco entérico, liberado pelo intestino, o quimo transforma-se num monte de moléculas prontas para ser absorvidas – o quilo.
Nos outros animais Todos os animais são heterótrofos – obtêm alimento do meio externo. Então, todos os animais têm sistema digestório, certo? Errado. Digestão é o processo de retirada de nutrientes dos alimentos conseguidos no ambiente para obter material para construir novos tecidos e energia para manter o organismo funcionando. Mas esse processo não exige um sistema complexo.
O sistema digestório do homem existe porque nossa digestão é extracelular, como na maioria dos animais. Nesse caso, o intestino cuida de partir os alimentos em moléculas, que são levadas pelo sangue às células, para aproveitamento imediato. Mas alguns animais fazem digestão intracelular: as próprias células absorvem partículas brutas do exterior, que são digeridas por enzimas nos lisossomos. Esse tipo de digestão é realizado pelos unicelulares e poríferos.
Também existe um processo híbrido, próprio das medusas, das anêmonas, dos vermes platelmintos e de alguns moluscos. Esses animais quebram o alimento em pedaços pequenos o suficiente para ser fagocitados e digeridos pelas células.
Outros animais, como aranhas e moscas, injetam seu suco digestivo nas presas, que começam a se decompor antes mesmo de ser engolidas. Os nutrientes são, depois, absorvidos como uma papinha. As estrelas-do-mar são mais radicais ainda: para comerem uma ostra, elas põem o estômago para fora, jogam o suco gástrico sobre o molusco e digerem a presa servida em sua concha.
Sistema excretor
É o sistema urinário, que filtra o sangue, produz e excreta a urina. Sua função é eliminar do sangue substâncias tóxicas produzidas pelo metabolismo das células, como excretas nitrogenados. Nos vertebrados, essa filtragem se dá num processo bastante complexo, em estruturas microscópicas dos rins, os néfrons.
Durante a filtragem, várias substâncias úteis ao organismo são eliminadas numa fase inicial, mas depois retornam ao sangue. O mesmo acontece com a água. A quantidade de água devolvida é controlada pelo hormônio antidiurético (ADH), produzido na glândula hipófise. Beber álcool limita a ação desse hormônio, por isso quem toma cerveja vai ao banheiro frequentemente.
A urina pronta segue pelo ureter até a bexiga. Quando está cheia, a bexiga libera sua carga abrindo um esfíncter que vai dar na uretra, que tem outro músculo que permite evitar por um tempo a saída de urina.
Nos outros animais Nem todos os animais excretam os mesmos compostos químicos. A amônia é um composto muito tóxico, solúvel em água. Então, ao excretá-la, os animais podem perder muito líquido. Para reduzirem essa perda de água, insetos, aves e répteis excretam ácido úrico pouco solúvel e pouco tóxico. Já mamíferos, peixes cartilaginosos e anfíbios excretam ureia, enquanto peixes ósseos e invertebrados aquáticos excretam diretamente amônia.
Sistema nervoso
A função primordial do sistema nervoso é promover a interação do organismo com o ambiente ao redor, captando estímulos e fazendo o corpo responder a eles. Tanto é que esse sistema é derivado do ectoderme, o tecido mais externo que envolve o embrião. É do sistema nervoso que dependem os sentidos e nossas emoções. É ele, também, que controla as funções orgânicas.
Os vertebrados têm dois sistemas nervosos. O sistema nervoso central parte do cérebro e segue pela medula espinhal, estendendo-se pelo corpo todo pelo sistema nervoso periférico, os nervos. O outro sistema nervoso dos vertebrados é o sistema autônomo, que controla funções como a digestão, os batimentos cardíacos e as glândulas. Não está ligado diretamente ao cérebro, mas é controlado por ele por meio dos hormônios. Por isso, o sistema autônomo é relacionado ao sistema endócrino.
O sistema autônomo é dividido entre simpático e parassimpático. O sistema simpático prepara o corpo para fugir ou lutar. O parassimpático tem a ver com relaxamento: reduz os batimentos cardíacos e dilata os vasos sanguíneos, por exemplo.
Direta ou indiretamente, o cérebro é o centro de comando de tudo o que acontece no organismo humano. E a evolução nos dotou – assim como todos os demais mamíferos – de um cérebro bastante sofisticado, com o neocórtex, ou massa cinzenta, a parte “que pensa”. Cheio de reentrâncias, o neocórtex ocupa a parte exterior do cérebro, próxima à superfície. Essas dobras aumentam a superfície. Assim, mais neurônios podem se acomodar nessa região. Isso foi importante para o desenvolvimento de habilidades cognitivas no ser humano. Entre os primatas, o Homo sapiens apresenta o neocórtex especialmente desenvolvido.
O restante do cérebro é o sistema límbico, responsável pelas reações instintivas, como as relacionadas à satisfação da fome, da sede ou do desejo sexual.
Nos outros animais Existem diversos outros modelos de sistema nervoso, além do dos vertebrados. Nos invertebrados, o sistema nervoso é ganglionar. Nele, as estruturas principais são os gânglios. O maior, que fica na cabeça, é o gânglio cerebral, que processa estímulos dos sentidos e toma as decisões. Mas cada um dos diversos gânglios menores, localizados nas ramificações dos nervos ventrais, tem certa autonomia, como se fossem pequenos cérebros controlando os membros. É por isso que, quando um polvo tem um tentáculo arrancado, o membro decepado continua a reagir sozinho, por algum tempo.
Celenterados, como medusas e pólipos, apresentam um sistema nervoso difuso, com os neurônios formando uma rede. Já as esponjas não têm sistema nervoso algum, e os equinodermes possuem apenas um anel nervoso e nervos radiais. Todos os demais invertebrados têm sistema nervoso formado por um órgão central, o gânglio cerebral, e ao menos um nervo principal, que parte desse órgão central e se ramifica pelo corpo.
Sistema endócrino
É o sistema de glândulas, que produzem substâncias úteis ao organismo e, em parceria com o sistema nervoso, regulam o funcionamento de outros órgãos. Ao receber informações, o cérebro, em reação, ordena às glândulas que produzam esta ou aquela substância.
Os vertebrados têm dois tipos de glândula: as endócrinas, que produzem hormônios, que são lançados diretamente na corrente sanguínea, e as exócrinas, que lançam seu produto em dutos da cavidade intestinal ou para o exterior, pela pele. São glândulas exócrinas as glândulas sebáceas (na pele) e as glândulas salivares (no sistema digestório). O pâncreas, que produz tanto parte do suco digestivo quanto a insulina, é uma glândula ao mesmo tempo endócrina e exócrina.
A principal glândula é a hipófise, ou glândula pituitária. Controlada pelo hipotálamo, no cérebro, a hipófise faz a ponte entre o sistema nervoso central e as outras glândulas porque produz hormônios tróficos, que emitem ordens para outras glândulas. É da hipófise que é secretado, por exemplo, o hormônio tireotrófico (TSH), que comanda a tireoide, o adrenocorticotrófico (ADSH), que controla as glândulas suprarrenais, o luteinizante (LH), que comanda a ovulação, nas mulheres, e o folículo estimulante (FSH). A hipófise é responsável, também, pelo hormônio do crescimento (GH), cuja falta ou excesso provoca nanismo ou gigantismo. Veja no infográfico ao lado algumas das principais glândulas do corpo humano.
Nos outros animais Entre os invertebrados, o sistema hormonal mais evoluído é o dos artrópodes. Entre estes, os crustáceos têm diversas glândulas que produzem hormônios que controlam a muda e a reprodução. Nos insetos, o sistema endócrino responde pela metamorfose da larva em animal adulto. Nos polvos, os movimentos de contração ou expansão das células da pele são induzidos por hormônios. Esses animais usam essa estratégia para alterar a cor e a textura de sua superfície e, assim, se camuflar ou ameaçar outro polvo.
METAMORFOSE Hormônios definem as fases de uma borboleta
Sistema reprodutor
É o conjunto de órgãos responsáveis pelos processos de reprodução. A vida reprodutiva de uma pessoa começa ainda no útero, por ação dos genes localizados no cromossomo Y, que diferenciam o sexo entre masculino e feminino.
Na mulher, os ovários já começam a funcionar quando ela ainda é um feto, estimulados pelo hormônio gonadotrofina coriônica humana, que vem da placenta da mãe. E as estruturas que criam os óvulos já estão formadas quando ela nasce. O número de óvulos é limitado, e a vida reprodutiva da mulher acaba na menopausa, entre os 35 e os 50 anos de idade. Nos homens, os espermatozóides amadurecem nos testículos, nos túbulos seminíferos. A produção começa só na adolescência e não termina nunca.
Na adolescência, dois hormônios da hipófise determinam as mudanças no corpo que diferenciam homens de mulheres. O FSH, ou folículo-estimulante, e o LH, ou luteinizante, deflagram a produção de testosterona nos testículos e a de estrogênio nos ovários.
Esses hormônios desencadeiam as mudanças no corpo típicas da idade: nos garotos, o pênis aumenta de tamanho, a voz engrossa, os músculos se desenvolvem e crescem pelos no rosto e no corpo.
Nas garotas, os quadris se alargam, crescem os pelos e a gordura corporal se redistribui, dando ao corpo o formato de violão, típico das mulheres. Acontece então, nelas, a primeira ovulação, seguida da primeira menstruação, denominada menarca.
No começo do ciclo menstrual, por ação do FSH da hipófise, um folículo imaturo se desenvolve e libera seu óvulo. Enquanto isso, os ovários liberam estrogênio, hormônio que faz a parede interna do útero criar o endométrio para receber um óvulo fecundado. Quando o folículo libera o óvulo, por volta do 14o dia do ciclo, ele se torna sensível ao LH da hipófise e libera progesterona, hormônio que também estimula a finalização do endométrio. Ao atingirem a hipófise, esses hormônios fazem diminuir a produção de FSH e LH.
O óvulo liberado segue pelas tubas uterinas. Se houver uma relação sexual sem proteção, o óvulo pode ser fecundado. O ovo se fixa ao útero e começa a gravidez. A placenta emite um hormônio chamado HCG, que é eliminado pela urina e usado em testes de gravidez. Sem gravidez, o folículo se atrofia, formando o corpo branco, que não emite mais hormônios. O endométrio se desfaz e sai pela vagina como menstruação. A hipófise volta a produzir FSH, e outro ciclo se inicia.
Nos outros animais Entre os vertebrados, a reprodução varia conforme a classe. Aves, répteis, anfíbios e peixes cartilaginosos são dotados de cloaca – uma única abertura que serve tanto ao canal intestinal quanto aos sistemas excretor e reprodutor. Já os mamíferos têm útero e placenta, para abrigar o ovo durante o desenvolvimento embrionário.
Entre os invertebrados, a maioria das esponjas é hermafrodita e ainda se reproduz assexuadamente. Os cnidários também apresentam os dois tipos de reprodução – assexuada e sexuada. Já os artrópodes, de sexo diferenciado, têm dois sistemas de fecundação: interna para os animais terrestres e externa para as espécies aquáticas.
CRIME PASSIONAL o gafanhoto fêmea acasala e come o parceiro
