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BIOL8221 Anatomia Comparada natalie.olifiers@uva.br Sistema Respiratório Sistema respiratório Membrana respiratória: membrana fina, úmida e vascularizada onde ocorre as trocas gasosas Ventilação: transporte de gases através da membrana Fatores que afetam a natureza da membrana respiratória e a ventilação Propriedade do meio (densidade, temperatura); D=constante de difusão Área da superfície da membrana (A) Diferença entre as pressões parciais do gás em cada lado da membrana (∆p) Espessura da membrana (d) R = taxa de difusão R = D x A x (∆p/d) Peixes Sistema respiratório adequado a: ↓[O2] na água Água é mais densa e viscosa que o ar Animais aquáticos com ampla superfície respiratória custo alto de movimento de grande quantidade de água pela membrana respiratória Brânquias Urocordados e cefalocordados: pequenos e pouco ativos → não tem brânquias; trocas gasosas pela parede da faringe ou do corpo Ancestrais dos Craniata: Maiores e mais ativos → precisam de membrana respiratória com maior área: brânquias Desenvolveram mecanismo para bombear corrente d’água para ventilar brânquias Filo C ho rd a ta (L. cho rd a = co rd a ) 6 Filo Chordata Tipos de brânquias Brânquias externas: filamentos externos, laterais à cabeçan entre algumas fendas branquiais Brânquias internas: placas vascularizadas → lamelas branquiais primárias e secundárias Tipos de brânquias Peixes e brânquias Lampreias: brânquias em bolsas e fendas branquiais em forma de poros Peixes e brânquias Elasmobrânquios (condríctes): 5-7 brânquias septadas Válvulas que fecham as brânquias (extremidade distal do septo interbranquial) Sistema contra-corrente Peixes e brânquias Peixes ósseos: Opérculo 4 brânquias não septadas (septos interbranquiais são reduzidos) Sistema contra-corrente Sistema contra-corrente Peixes e brânquias Trocas gasosas em equilíbrio com demanda metabólica: Tx de ventilação pode ser regulada Lamelas branquiais primárias de brânquias adjacentes podem se unir ou se separar Quantidade de sangue que passa pelas lamelas secundárias ou núm. de lamelas sendo drenadas pode ser controlado Peixes e brânquias Órgãos acessórios – resp. aérea Pele muito vascularizada para trocas gasosas. Ex. enguias de água doce que migram pela terra Parte do trato digestivo modificado para trocas gasosas (muito vascularizado, por exemplo). Ex. muçuns → engolem ar; ficam até 6 meses fora d’água! Órgãos acessórios – resp. aérea Câmara de ar suprabranquial e órgão labirinto (ou órgão arborescente). Ex. Beta e perca-escalador Peixes - Pulmões Em alguns peixes actinopterígios (ex: pirarucu (Actinopterygii) Em peixes pulmonados (Sarcopterygii: Dipnoi); ex: Lepidosiren spp. Peixes - Pulmões Bomba de pulsação bucal (e não aspiração) – exceção: polipterídeos O ar força o pulmão a se expandir Peixes – Bexiga natatória Função principal: hidrostática Outras funções: respiração, audição (ressonância e amplificação do som) e produção de sons Condrictes não tem bexiga natatória Provavelmente homóloga aos pulmões Curiosidade “Bóia” para peixes com problemas na bexiga natatória Evolução de pulmões e bexigas natatórias Anfíbios Larvas apresentam brânquias externas Salamandra aquática mantém brânquias nos adultos Sapos: brânquias perdidas na metamorfose Narinas externas valvuladas Ventilação semelhante à de peixes pulmonados, mas ar entra e sai pelas cavidades nasais e narinas em vez da boca. Anfíbios Pele fina, úmida e vascularizada também utilizada como membrana respiratória na maioria das espécies Salamandras da família Pletodontidae perderam pulmões Uso dos pulmões e pele para trocas gasosas varia com temperatura Répteis Trocas gasosas por pulmões pois pele é muito queratinizada Exceções: algumas tartarugas aquáticas, que fazem trocas gasosas pela pele, cloaca e/ou cavidade bucofaríngea Mecanismo de ventilação predominante no grupo: bombeamento por aspiração (bomba de sucção) Inspiração: músculos intercostais Expiração: movimentos das costelas e caixa torácica + contração da musculatura lisa do pulmão. Répteis Pulmão mais compartimentalizado e maior que de anfíbios Quanto maior a espécie, mais compartimentalizado é o pulmão Squamata com corpo alongado e anfisbenas: um pulmão somente Répteis Crocodilianos: ventilação por bomba de pistão hepática + bomba de aspiração costal Aves Precisam de sistema muito eficaz e compacto Por quê? Pulmões pequenos que não mudam muito de volume, mas conectados a vários sacos aéreos Aves Fluxo unidirecional de ar pelos pulmões, sem mistura de ar rico e pobre em O2 Aves Pulmões ventilados continuamente (sem apneia prolongada) → glote aberta Dois ciclos de inspiração e 2 de expiração para mover 1 unidade de ar pelo sistema Aves Padrão de transferência gasosa: corrente cruzada Mamíferos Vias aéreas terminam em alvéolos com paredes finas e envolvidos por muitos capilares Ventilação por bomba de aspiração costal: aumento da cavidade pleural pelo diagragma muscular
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