FISIOLOGIA COMPARATIVA FISIOLOGIA COMPARATIVA DA RESPIRAÇÃODA RESPIRAÇÃO

COMPOSIÇÃO DO AR ATMOSFÉRICO SECO

Componente %Oxigênio 20,95

Dióxido de carbono 0,03Nitrogênio 78,09

Argônio 0,93Total 100,00

A composição do ar é mantida em equilíbrio pelo uso do oxigênio nos processos de oxidação e a

assimilação do CO2 pelas plantas, que por sua vez liberam O2.

3000 m humanos: redução no desempenho físico

6000 m a maioria dos humanos mal consegue sobreviver.

Efeito da altitude sobre a PpO2

Ao nível do mar - Pressão atmosférica = 760 mmHg

6000 m de altitude - Pressão atmosférica = 380 mmHg

Patm = 380 mmHg PpO2 = 380 x 0,2094

79,57 mmHg

Patm = 760 mmHgPpO2 = 760 x 0,2094

159 mmHg

natureza do gás (solubilidade característica)pressão do gás na fase gasosa

temperaturapresença de solutos

SOLUBILIDADE DOS GASES NA ÁGUA DEPENDE

OxigênioOxigênio 34,1 ml O34,1 ml O2 2 . L. L-1-1

NitrogênioNitrogênio 16,9 ml N16,9 ml N22 . L . L-1-1

Dióxido de carbonoDióxido de carbono 1019,0 ml CO1019,0 ml CO22 . L . L-1-1

Solubilidade dos gases na água a 150C quando o gás está a 1 atm de pressão

CO2 é 30 X + solúvel que o O2 CO2 é 60 X + solúvel que o N2

A quantidade de gás dissolvido em um dado

volume de água depende da pressão do gás na fase

gasosa.Lei de Henry

A solubilidade do gás diminui com elevação da temperatura

Temperatura (0C)

Água doce (ml O2 . L água-1)

Água do mar (ml O2 . L água-1)

0 10,29 7,9710 8,02 6,3515 7,22 5,79

20 6,57 5,3130 5,57 4,46

Vg = α X Ppg/760 X vH2O

COMPARAÇÃO ENTRE O AR E A ÁGUA COMO MEIOS RESPIRATÓRIOS

• Respiração involve difusãoRespiração involve difusão

difusão de O2 e CO2 através das membranas celulares

Respiração

PROCESSO PASSIVO: DEPENDE DA EXISTÊNCIA DE UM Δ DE

CONCENTRAÇÃO

Definição: passagem de uma substância do meio mais concentrado para outro menos concentrado. NÃO HÁ GASTO ENERGÉTICO!

Superfícies respiratórias• Difusão através do epitélio

• Circulação de água ou ar através do corpo sem sistema circulatório interno

• Difusão através do epitélio + sistema circulatório interno• Circulação de água ou ar através do corpo + sistema circulatório

interno

SUPERFÍCIE RESPIRATÓRIA

delgadaúmida

vascularizada

BRANQUIAS

PULMÕES

TRAQUÉIA

TIPOS DE ÓRGÃOS

RESPIRATÓRIOS DOS ANIMAIS

Animais Sem Sistema Animais Sem Sistema Respiratório Respiratório

FO2= VO2 r2

6K

Newton Harvey

FO2 = Conc. De Oxigênio na superfície necessária;VO2 = Taxa de consumo de Oxigênio;r2 = raio do organismo;K = Constante de difusão em cm2

Portanto, a difusão eficiente depende:

• da taxa do metabolismo;• do ”raio“do organismo;

Este modelo é bastante útil na análise real, pois animais que obtêm oxigênio somente por difusão em suas superfícies apresentam tamanho reduzido, baixa taxa metabólica ou uma relação superfície corporal/ massa tecidual elevada.

Apenas a difusão através do Apenas a difusão através do epitélioepitélio

Suficiente apenas para Suficiente apenas para pequenos animaispequenos animais ou animais com ou animais com demanda energética muito demanda energética muito

baixabaixaOcorre Ocorre apenas em animais aquáticosapenas em animais aquáticos

Sistema respiratório

ausentetrocas gasosas

apenas por difusão

FILO CNIDARIA

Respiração por simples difusão entre células e a água circundante

PORIFERA

Circulação de água através do corpo, sem sistema

circulatório interno

RESPIRAÇÃO CUTÂNEA: invertebrados aquáticos

Águas-vivas

nematóides

planárias

esponjas

anêmonas

bivalves

RESPIRAÇÃO CUTÂNEA: invertebrados terrestres

minhocas

Ácaros pequenos

RESPIRAÇÃO CUTÂNEA: vertebradosAQUÁTICOS: peixes, serpente-marinhaTERRESTRES: peixes, sapos, rãs, morcegos

BrânquiasBrânquiasBrânquias: estrutura respiratória, resultante de evaginação de cavidades ou apêndices corporais, altamente vascularizada na maioria das vezes. Altamente especializada nas tocas gasosas em ambientes aquáticos.

Figure 9.12

ELASMOBRÂNQUIOSELASMOBRÂNQUIOS– Fases da ventilaçãoFases da ventilação

•Expansão da cavidade Expansão da cavidade bucal bucal

•Aumento do volume (Aumento do volume ( pressão) água entra na pressão) água entra na cavidade bucal através da cavidade bucal através da boca e espiráculosboca e espiráculos

•Boca e espiráculo se Boca e espiráculo se fechamfecham

•Músculos ao redor da Músculos ao redor da cavidade bucal se contrae, cavidade bucal se contrae, forçando a água através forçando a água através das brânquiasdas brânquias

– Fluxo de sangue é Fluxo de sangue é CONTRACORRENTECONTRACORRENTE

TELEÓSTEOSTELEÓSTEOS– As brânquias estão localizadas dentro da As brânquias estão localizadas dentro da

cavidade opercular, protegidas pelo cavidade opercular, protegidas pelo opérculoopérculo

Arcos branquiais de Hoplias malabaricus

Figure 9.13

TELEÓSTEOSTELEÓSTEOS

TELEÓSTEOSTELEÓSTEOS– Peixes ativos podem usar a ventilação forçada ou ramPeixes ativos podem usar a ventilação forçada ou ram

• Nadam com a boca e a válvula opercular abertasNadam com a boca e a válvula opercular abertas

Figure 9.14

Fluxo contra-corrente nas brânquias de Fluxo contra-corrente nas brânquias de peixespeixes