As estruturas da nutrição

Enumere os quatro processos da nutrição animal e resuma em uma frase a função de cada um, indicando o que aconteceria a uma célula se algum deles falhasse.

Distinga ventilação pulmonar, trocas gasosas (hematose pulmonar e tecidual) e respiração celular, indicando onde ocorre cada processo e que papel o sangue desempenha na ligação entre eles.

Compare a respiração branquial, traqueal e pulmonar: indique em que grupo animal surge cada uma, que superfície de troca utiliza e a que meio (aquático ou terrestre) está adaptada.

Explique a diferença entre um sistema circulatório aberto e um fechado, e entre uma circulação simples e uma dupla, indicando um grupo animal representativo de cada situação e uma vantagem da circulação dupla.

Ordene o trajeto seguido pelos alimentos ao longo do tubo digestório humano, desde a boca até o ânus, citando todos os órgãos atravessados.

Distinga digestão mecânica de digestão química e dê um exemplo de cada uma na boca e outro no estômago.

Explique as duas funções do estômago (mecânica e química) e justifique por que o suco gástrico ácido não digere a própria parede gástrica (camada de muco, renovação celular contínua).

Em 1984, Barry Marshall desafiou o paradigma médico de que «nenhuma bactéria pode colonizar o estômago humano» ingerindo uma cultura de Helicobacter pylori.

1. a) Em um laboratório, inocula-se H. pylori em dois meios a $\text{pH} = 2,0$: Meio 1 (caldo nutritivo habitual) e Meio 2 (caldo nutritivo suplementado com ureia a 0,5 %). As bactérias morrem rapidamente no Meio 1, mas proliferam no Meio 2, elevando localmente o pH ao redor das colônias e liberando amônio ($\text{NH}_4^+$). Interprete esta experiência, explicando o mecanismo adaptativo da bactéria e o dano químico direto que ela causa sobre a barreira mucosa do epitélio gástrico.
2. b) Um paciente com úlcera gástrica toma, durante um mês, inibidores da bomba de prótons (antiácidos). Os sintomas desaparecem por completo, mas um mês após a suspensão da medicação a úlcera reaparece com maior gravidade. Justifique por que esse tratamento sintomático não é curativo e por que se requer terapia combinada com antibióticos em nível tecidual e populacional bacteriano.
3. c) Avalie a autoexperiência de Marshall aplicando os postulados de Koch: indique quais ele chegou a cumprir em si mesmo e aponte que limitações metodológicas e éticas esse procedimento apresenta em relação a um ensaio clínico moderno.

Indique em que trecho do tubo digestório ocorre a absorção da maioria dos nutrientes e descreva as adaptações anatômicas que aumentam sua superfície útil (comprimento, pregas, vilosidades e microvilosidades).

Observe a imagem do sistema digestório humano. a) Descreva o que acontece com os alimentos nas estruturas 1, 4 e 8. b) Indique quais estruturas numeradas correspondem a glândulas anexas, isto é, que não fazem parte do tubo digestório, e o que cada uma libera na luz do tubo. c) Ordene, de acordo com o percurso do bolo alimentar, as estruturas 1, 3, 4, 8, 9 e 11.

Nomeie as glândulas anexas do aparelho digestório humano (glândulas salivares, fígado e pâncreas) e indique que substância cada uma libera no tubo digestório e qual a sua função.

O fígado é o «centro metabólico» do organismo: descreva três das suas funções (armazenamento de glicogênio, síntese de ureia, produção de bile, desintoxicação) e justifique por que a sua falência afeta simultaneamente a digestão, a excreção e a composição do sangue.

Descreva o trajeto do ar desde a cavidade nasal até os alvéolos pulmonares (faringe, laringe, traqueia, brônquios, bronquíolos) e explique que adaptações tornam o alvéolo ideal para as trocas gasosas (parede extremamente fina, rede de capilares, umidade, grande área superficial total).

O ar inspirado contém cerca de $21\ \%$ de $\text{O}_2$ e $0{,}04\ \%$ de $\text{CO}_2$; o ar expirado contém cerca de $16\ \%$ de $\text{O}_2$ e $4\ \%$ de $\text{CO}_2$. Interprete esses valores: o que revelam sobre a eficácia das trocas gasosas, por que motivo não se extrai a totalidade do oxigênio e por que razão a respiração boca a boca é capaz de oxigenar outra pessoa.

Descreva a circulação do sangue através da circulação pulmonar (pequena circulação) e da circulação sistêmica (grande circulação) com início no ventrículo direito, identificando as cavidades cardíacas, as válvulas e os grandes vasos sanguíneos envolvidos, e explique a transformação sofrida pelo sangue nos pulmões e nos tecidos periféricos.

Compare a estrutura histológica de artérias, veias e capilares (espessura e constituição da parede, calibre, presença de válvulas) e relacione-a com a função desempenhada e com a pressão do sangue transportado.

Explique a função do rim na formação da urina e quais substâncias ele elimina, distinguindo excreção (ureia, sais minerais, água) de egestão (fezes) e justificando por que as fezes não constituem um produto do metabolismo celular.

Uma equipe de paleontologia analisa os restos de dois mamíferos extintos de tamanho semelhante (~50 kg). A espécie A possui molares desgastados com cristas de esmalte pronunciadas (lofodontes) e um volume da cavidade abdominal que sugere um aparelho digestivo de grande capacidade; a espécie B apresenta molares com cúspides afiadas cortantes (secodontes) e uma cavidade abdominal visivelmente reduzida.

1. a) Preveja e justifique de forma comparativa o comprimento relativo do tubo digestivo e o tempo de retenção do alimento em ambas as espécies a partir das limitações químicas para degradar a celulose em comparação com as proteínas.
2. b) Se a um animal vivo com uma anatomia digestiva análoga à da espécie A for administrado um tratamento prolongado com antibióticos de amplo espectro, ele sofre uma perda drástica de massa corporal apesar de continuar a consumir forragem abundante. Justifique esse fenômeno em nível bioquímico e fisiológico.
3. c) Por que razão a seleção natural não favoreceu um tubo digestivo hipertrofiado e com fermentação microbiana em carnívoros estritos se isso lhes permitiria extrair nutrientes dos vegetais quando as presas escasseiam?

Desafio do tema. Elabore um relatório comparativo sobre a resposta fisiológica e estrutural ao esforço no reino animal.

1. Obtenção de dados: Consulte no site do INMET a temperatura atual do seu município. Em seguida, meça a sua frequência cardíaca ($f_c$) e a sua frequência respiratória ($f_r$) em repouso e logo após subir escadas em passo acelerado durante $1,5$ minutos.

2. Integração humana: Elabore uma tabela com os seus dados e justifique como os seus sistemas (digestório, respiratório, circulatório e excretor) coordenam o aporte de nutrientes e $O_2$ aos tecidos, bem como a termorregulação e a eliminação de resíduos metabólicos durante o exercício.

3. Fisiologia comparada: Escolha um invertebrado (por exemplo, um gafanhoto) e redija uma proposta fundamentada explicando como as suas estruturas de nutrição (tubo digestório, traqueias, sistema circulatório aberto e túbulos de Malpighi) resolveriam metabolicamente esse mesmo aumento de atividade à temperatura ambiente registrada.

Produto final: Relatório breve (máximo de duas páginas) com tabela de dados próprios e análise funcional comparativa.

Será avaliado:

• Precisão na coleta, tabulação e interpretação dos dados fisiológicos e meteorológicos.

• Rigor ao explicar a ação coordenada dos quatro sistemas de nutrição em humanos diante do esforço.

• Coerência científica ao comparar as estruturas homólogas e análogas entre vertebrados e invertebrados.