Aula 1 - Respiração aquática

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Respiração Aquática
1
Profª Bruna Lotufo
Módulo: Sistema Respiratório
Aula 1
Visão geral
“A completa sequência de eventos que resultam na troca de
oxigênio do meio ambiente e eliminar o dióxido de carbono
resultante, a fim de atender suas necessidades metabólicas.”
Moyes, C.D., Schulte, P.M. Princípio de fisiologia animal, 2ª ed.
➢ Respiração mitocondrial → alimentos + O2 → CO2 + H2O + ATP
➢ Respiração externa → CO2 por O2
Visão geral
➢ Necessitam de suprimento regular de O2;
➢ Remoção de CO2 do organismo.
▪ Aquáticos →
▪ Terrestres →
→ Dissolvido na água
→ Presente no ar atmosférico
O2
Estratégias respiratórias 
➢ Diferentes organismos, diferentes ambientes, diversas estratégias 
respiratórias
Consequentemente, nem
todos animais apresentam
todas as etapas descritas.
Difusão através da água ou do ar
Fluxo de massa da água
Fluxo de massa do ar
Difusão e transporte de gases
Ventilação e transporte de gases
Captação de Oxigênio
➢ ↓ tamanho corporal – superfície corpórea;
➢ Transferência de O2 e Co2 - difusão.
Transporte passivo
Gradiente de 
concentração ➢ Mais concentrado →menos concentrado
Meio Respiratório
➢ Água x Ar
O2 se difunde mais rápido no ar do que na água, sangue ou tecidos. 
Tipos de respiração
➢ Respiração pulmonar
➢ Respiração branquial
➢ Respiração traqueal
➢ Respiração cutânea
Ambiente Aquático
➢ Adição de O2 na água:
▪ Fotossíntese (plantas aquáticas e algas);
▪ Turbulência (ondas, cachoeiras);
▪ Dissolução molecular
➢ Solubilidade de gases diminui:
▪ ↑ Temperatura
▪ ↑ Salinidade
➢ Concentração de O2:
▪ ↑ Superfície
▪ ↓ Profundidade
Respiração Aquática
➢ Tamanho do animal – menores
▪ Difusão
▪ Geralmente ausência de sistema circulatório
➢ Tamanho do animal – maiores
▪ Órgãos respiratórios especializados - Brânquias
▪ Apresentam sistema circulatório
Respiração Aquática
➢ Brânquias: se originam como projeções externas (evaginações) da
superfície corporal e podem ser externas ou localizadas dentro de uma
cavidade respiratória protegida por uma dobra ou outra cobertura.
Aumento da área de superfície de troca
Altamente vascularizadas
➢ Pulmões: dobras internas (invaginações) da superfície corporal
formando uma cavidade corporal interna que contém o meio externo.
Respiração Aquática
➢ Brânquias: captar o O2 da água e liberar CO2
➢ Água parada: depletada de O2
➢ Renovação da água → estratégias mecânicas:
1. Movimento das brânquias sobre a água
2. Movimento da água sobre as brânquias 
Bombas propulsoras ou 
Locomoção
Respiração Aquática
➢ Moluscos
• Gastrópodes ventilam suas brânquias simples (ou
ctenídeos) usando cílios
• Lamelibrânquios apresentam brânquias
finas e plantas (em W); podem ser
filobrânquias ou eulamelibrânquias
Maioria dos moluscos apresentam mecanismo de fluxo
de sangue pelas brânquias num mecanismo
contracorrente.
➢ Ventilação – processo de empurrar ou puxar o meio respiratório. 
Respiração Aquática
➢ Moluscos
• Cefalópodes ventilam suas brânquias usando contrações musculares
da cavidade do manto.
Respiração Aquática
➢ Crustáceos
• Brânquias em crustáceos – ventilação pelo movimento do
escafognatito
Respiração Aquática
➢ Peixes Agnatas
• Lampreias e peixes-bruxas – sacos
branquiais;
• Peixe-bruxa – velum – estrutura que
propele a água pela cavidade respiratória;
• Fluxo é unidirecional e o fluxo de sangue
está organizado em um sistema de
contracorrente relativo ao fluxo de água;
• Quando se alimentam, as lampreias,
ventilam suas brânquias
bidirecionalmente;
• Alternam entre fluxo uni e bidirecional.
Respiração Aquática
➢ Peixes Teleósteos
• Apresentam cavidades operculares que abrigam 4 pares de arcos
branquiais protegidas por um opérculo.
• Bomba bucal-opercular
Respiração Aquática
➢ Peixes Teleósteos
• Ciclo ventilatório
Respiração Aquática
➢ Peixes Elasmobrânquios
• Ventilam suas câmaras branquiais por
expansão do volume da cavidade bucal;
• Líquido é sugado pela boca e espiráculos;
• A boca e espiráculos são fechados e o
líquido é expandido saindo pelas fendas
externas das brânquias;
• Fluxo de água unidirecional;
• Fluxo de sangue através das brânquias
está organizado em um formato
contracorrente.
Sistema contra-corrente
• Trocas gasosas – lamelas
• Fluxo sanguíneo se dá em direção oposta
ao fluxo de água
• Sistema contra-corrente
• Fluxo unidirecional
Fluxo contra-corrente
• Fluxo sanguíneo na direção oposta ao
fluxo da água;
• A água deixa a membrana perdendo
80-90% do seu conteúdo de O2;
• Conforme o sangue passa, capta mais
O2, até que se aproxima da PO2 da
água.
Fluxo concorrente
• Fluxo sanguíneo caminha na mesma
direção do fluxo da água;
• Chega ao equilíbrio de concentrações
de forma rápida.
Respiração Aquática
➢ Peixes de respiração aérea
• Electrophorus electrius - poraquê
Respiração Aquática
➢ Peixes de respiração aérea
• Symbrachus marmoratus- peixe mussum
Respiração Aquática
➢ Peixes de respiração aérea
• Hoplosternum littorale- bagre
Respiração Aquática
➢ Peixes pulmonados - Dipnoicos
• Peixes que podem ser pulmonados
facultativos ou obrigatórios
Respiração Traqueal
➢ Insetos
• Sistema distinto dos vertebrados;
• Sistema – túbulos – superfície corporal – células;
• Via de acesso direta de O2 e CO2.
• Invaginações da superfície traqueal
• Ramificadas – alcançam os tecidos
• Compressíveis – alteração de volume
• Aberta – espiráculos (fluxo de ar, perda de água, proteção a impurezas)
• Traquéolas – porções terminais – mitocôndrias.
Respiração Traqueal
➢ Ciclo de ventilação descontínua
• Fases de movimento dos espiráculos respiratórios
• Abertura
• Oscilação
• Fechamento
O2 - estoques do sistema traqueal
CO2 – armazenado nos tecidos
Utilização de O2 e produção de CO2
Respiração Traqueal
➢ Ciclo de ventilação descontínua
A ventilação descontínua reduz a perda de 
agua associada a respiração. 
Pulmões Foliares
➢ Foliáceos, folhosos - Aracnídeos
• Escorpiões – apenas pulmões foliares;
• Aranhas – pulmões foliares mas podem
ter sistemas de traqueia;
• Varia de um único par (algumas aranhas)
a quatro pares (escorpiões);
• Invagnações do abdômen ventral,
revestido com um cutícula quitinosa fina;
• Consiste em uma câmara, o átrio, que
abre para o exterior através de um poro
ventral, espiráculo;
• Alguns pulmões foliáceos podem
funcionar como pulmões de difusão,
enquanto outros são ventilados por
movimentos musculares.