OSMORREGULAÇÃO

CONCEITOS GERAIS:

• ORIGEM DA VIDA

• MEIO INTERNO E EVOLUÇÃO

• CARACTERÍSTICAS DOS AMBIENTES AQUÁTICOS

• CLASSIFICAÇÃO OSMÓTICA DOS ANIMAIS

• ANIMAIS MARINHOS (INVERTEBRADOS)

ORIGEM DA VIDA

Acredita-se que as células vivas tiveram origem no oceano

AMBIENTE ESTÁVEL

Solução de sais inorgânicos

35 S ou 35 o/oo (35g/kg) 1 Osm ou 1000 mOsm

pH: 7,5 – 8,4

A composição química básica das células tem se mantido estável através dos bilhões de anos do processo evolutivo

Composição química de uma típica célulade bactéria e de mamífero

Porcentagem do peso celular total COMPONENTES E. coli Mamífero

H2O

70

70

ÍONS (Ex: Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl-.) 1 1

Pequenos metabólitos 3 3 Proteínas 15 18

RNA 6 1.1

DNA 1 0.25

Fosfolipídios 2 3

Outros lipídeos - 2 Polissacarídeos 2 2

Volume celular total 2 × 10-12 cm3 4 × 10-9 cm3

Volume celular relativo 1 2000

COMPOSIÇÃO IÔNICA DOS LÍQUIDOS CORPORAIS DOS SERES VIVOS

COMPOSIÇÃO DA ÁGUA DO MAR

COMPOSIÇÃO DA ÁGUA DO MAR

Íon Distribuição FunçõesNa+ (++)extracelular ���� principal contribuinte para a pressão osmótica do

líquido extracelular���� despolarização (excitação) da membrana celular

K+ (++) intracelular ���� principal contribuinte para a pressão osmótica do líquido intracelular

���� estabelece (mantém) o potencial de repouso���� ativa algumas enzimas���� repolarização da membrana celular

Ca2+ baixa [ ] intracelular ���� estabiliza a membrana ���� regula a contração celular���� participa da matriz celular���� regula a atividade de muitas enzimas���� regula a exocitose

Mg2+ intra e extracelular ���� estabiliza a membrana���� antagonista do Ca++ em muitas funções���� age como cofator para muitas enzimas

HPO42- intra e extracelular ���� tampão para H+

HCO32-- intra e extracelular ���� tampão para H+

Cl- (++) extracelular ���� "contra-íon" para cations e grupos positivamente carregados das proteínas

PRINCIPAIS ÍONS DOS SISTEMAS BIOLÓGICOS

O ambiente marinho, em contraste com todos os demais, parece ter fornecido condições adequadas para a

organização das primeiras células.

Em todos os grupos de animais, existem representantes com os líquidos corporais com o mesmo conteúdo osmótico que a água do mar;

Muito mais espécies de grupos filogeneticamenteprimitivos são ISOSMÓTICAS em relação a água do mar;

Problemas de balanço hídrico não devem ter existido no início da

filogenia animal

COMPOSIÇÃO TÍPICA DAS ÁGUAS CONTINENTAIS (em mmol/L H2O)

1% da superfície terrestre

de 5 a 30 o/oograndes variações de

pH, temp e O2

grandes variações de

pH, temp e O2

Em relação à tolerância a variação osmótica do meio:EurialinoEstenoalino

ESTENOALINO

Pode tolerar apenas variações estreitas de salinidade

EURIALINO

Pode tolerar amplas variações de salinidade

CLASSIFICAÇÃO OSMÓTICA DOS ANIMAIS

Em relação à capacidade reguladora:Osmoconformador Osmorregulador

OSMOCONFORMADOR

Osmolaridade do meio interno similar à do meio externo

Por exemplo: invertebrados marinhos

OSMORREGULADOR

Osmolaridade constante a despeito de variações do meio externo

Por exemplo: a maioria dos vertebrados

CLASSIFICAÇÃO OSMÓTICA DOS ANIMAIS

CLASSIFICAÇÃO OSMÓTICA DOS ANIMAIS

Em relação ao meio:IsosmóticoHiposmóticoHiperosmótico

Osmolalidadedo fluido corpóreo

Osmolalidade do meio

Linha isosmótica

Isosmótico

Hiposmótico

Hiperosmótico

Regulação Osmótica Conformação Osmótica

Linha isosmótica

Regulador

Conformador

1000 mOsm é a pressão osmótica da água do mar

SIRI ESTUARINO

ANIMAIS MARINHOS

Concentrações de íons (mmol/kg H2O) na água do mar e nos fluidos corporais de alguns animais marinhhos.

Aurelia aurita

Na – 99%

Mg – 97%

Ca – 96%

K – 106%

Cl – 104%

SO4 – 47%

Cnidários

EQUINODERMAS

Marthasteria glacialis

Na – 100%

Mg – 98%

Ca – 101%

K – 111%

Cl – 101%

SO4 – 100%

Anelídeos - Poliquetos

Arenicola marina

Na – 100%

Mg – 100%

Ca – 100%

K – 104%

Cl – 100%

SO4 – 92%

CRUSTÁCEOS

Na – 100%; Mg – 81%

Ca – 122%; K – 125%

Cl – 102%; SO4 – 66%

Na – 97%; Mg – 99%

Ca – 84%; K – 120%

Cl – 103%; SO4 – 53%

Maia squinado Dromia vulgaris

Na – 110%; Mg – 34%

Ca – 108%; K – 108%

Cl – 104%; SO4 – 61%Carcinus maenas

Pachygrapsus marmoratus

Nephrops norvegicus

Na – 94%; Mg – 24%

Ca – 92%; K – 95%

Cl – 87%; SO4 – 46%

Na – 113%; Mg – 17%

Ca – 124%; K – 77%

Cl – 99%; SO4 – 69%

MOLUSCOSBivalves

Na – 101%; Mg – 101%

Ca – 102%; K – 114%

Cl – 101%; SO4 – 98%

Gastrópodes

Pecten maximus

Neptunia antiqua

Na – 100%; Mg – 97%

Ca – 103%; K – 130%

Cl – 100%; SO4 – 97%

Cefalópodes

Sepia officinalis

Na – 93%; Mg – 98%

Ca – 91%; K – 105%

Cl – 105%; SO4 – 22%

Tunicados

Salpa maxima

Salpa maxima

Na – 100%

Mg – 95%

Ca – 96%

K – 113%

Cl – 102%

SO4 – 65%