Aula_04_-_Respiracao

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Respiração em animais aquáticos
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energia 
Introdução
Geração de energia de forma aeróbica:
O processo de retirada de oxigênio e liberação de gás carbônico é denominado respiração 
necessitaria de uma pressão de 15 atm para difundir O2 até o centro 
1mm
necessitaria de uma pressão de 0,15 atm para difundir O2 até o centro 
Schmidt-Nielsen, 2002 
Exceções: água viva
 menos de 1% de matéria orgânica;
 taxa metabólica muito baixa;
 células metabolicamente ativas na superfície.
Schmidt-Nielsen, 2002 
Oxigênio: Ambiente aquático x terrestre
33x mais oxigênio no AR em relação a Água.
 A viscosidade da água é maior 50x.
 O ar apresenta também uma maior taxa de difusão (10.000 x mais rápida).
Schmidt-Nielsen, 2002 
Respiração
Segundo Schmidt-Nielsen o ar atmosférico contém 20,95% de O2, 
a 25oC = 298 K.
No ar há 275 mg de Oxigênio/L;
 
Na água segundo Vinatea 2004, a saturação de O2 na água é de 8,2mg/L.
AR
ÁGUA
23% do peso de O2
0,0008% do peso de O2
1L
1L
910mg de outros gases
275mg de O2
8,2mg de O2
1.000.000 mg de Água e outros gases
Quantidade de massa deslocada
Schmidt-Nielsen, 2002 
Órgãos respiratórios 
animais terrestres: invaginação - pulmões
animais aquáticos: evaginação - brânquias
fotos: http://trc.ucdavis.edu/mjguinan/apc100/modules/Respiratory/gill/gill0/gill3.html
Estrutura das brânquias
Possuem:
- grande superfície 
- cutícula muito fina
Brânquias de peixe
Roy e Yanong, 2003
Fluxo de água
Bombeamento de água
Quando a água flui pelas brânquias, as partículas sólidas ficam retidas. 
www.animaldiversity.ummz.umich.edu 
Bombeamento de água pelas brânquias
adaptado de Schmidt-Nielsen, 2002 
Bombeamento combinado
Uso do bombeamento combinado da boca e do opérculo para fazer o fluxo de água pelas brâquias 
Ventilação forçada
O peixe nada com a boca parcialmente aberta 
Fluxo contra corrente
adaptado de Schmidt-Nielsen, 2002 
Fluxo contra corrente
adaptado de Schmidt-Nielsen, 2002 
Respiração no Tubarão
foto: new-brunswick.net/new-brunswick/sharks/parts.html 
Respiração do caranguejo
adaptado de Mantel, 1983 
Limpeza das brânquias em camarões
foto : http://www.ucs.louisiana.edu/~rtb6933/shrimp/clean.html
Respiração nos camarões
adaptado de Mantel, 1983 
Respiração em mexilhão (Lamilibrânquia) 
Eficiencia da respiração: 1-13% podendo subir para 30
adaptado de Gosling 2003
Respiração em Pecten (Protobrânquia) 
adaptado de Shumway, 1991 
Brânquia de Pecten
fotos de Shumway, 1991 
animais terrestres : dióxido de carbono no ar do pulmão. 
Em alguns animais aquáticos, principalmente os de vida oceânica, o controle da respiração é precário ou ausente.
Nos animais com controle de respiração, o controle é feito pelo O2. O dióxido de carbono tem solubilidade na água muito elevada.
Controle da respiração
Shmidt-Nielsen, 2002 
Fatores que afetam a taxa de respiração
 Temperatura
 Tamanho do animal
 Hábito
 Disponibilidade de O2
 Exposição ao ar
 Fuga
 Alimentação 
Shmidt-Nielsen, 2002 
Área branquial de alguns peixes
11,3 cm2/g de peso
1,53 cm2/g de peso
3 cm2/g de peso
0,68 cm2/g de peso
dados e fotos de www.fishbase.com
velocidade de natação (m.s-1)
Consumo de O2 (mL O2.kg-1.h-1)
Bombeamento opercular
Ventilação 
forçada
Consumo de O2 em relação a velocidade de natação
adaptado de Schmidt-Nielsen, 2002 
O2
O2
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O2
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O2
O2
O2
O2
Déficit de oxigênio na água 
Enguia comum (Anguila vulgaris)
 pode rastejar na grama molhada a noite;
 A 20oC, 0% da captação de ar pelas brânquias na água;
 fora d’água, mantém as cavidades branquiais infladas de ar;
 renova o ar da cavidade 1x/min;
 fora d’água: 1/3 da captação de ar pelas brânquias e 2/3 pela pele; 
 consumo de O2 no fora d´água ½ da dentro d´água;
 quando muito tempo fora d’água faz geração de energia anaeróbica. 
Respiração aérea pela pele e branquial
Schmidt-Nielsen, 2002 
www.fishbase.com
Enguia elétrica, poraquê (Electrophorus eletricus) 
Respiração pela Boca
 Respira pela Boca;
 Ela afoga-se se for impedida de subir a superfície;
 cavidade bucal imensamente vascularizada;
 com múltiplas dobras e papilas;
 respira pela boca em intervalos que variam de poucos segundos a vários minutos;
 mesmo de respiração aérea, controle da respiração pela quantidade de O2 .
Schmidt-Nielsen, 2002 
www.fishbase.com
Garpike (Lepisosteus osseus)
Respiração pela Bexiga natatória
 utiliza a bexiga natatória para respirar
 a temperatura de 25oC 70-80% da respiração pela bexiga natatória.
 cavidade bucal imensamente vascularizada. 
 com múltiplas dobras e papilas.
 respira pela boca em intervalos que variam de poucos segundos a vários minutos 
Schmidt-Nielsen, 2002 
www.fishbase.com
Respiração pulmonar
 respiração aérea obrigatória
 vivem em águas paradas e lagos
 estivam em casulos enterrados na lama até a estação das chuvas
 mais de 90% da absorção de O2 pelos pulmões.
 taxa de consumo de O2 permanecem quase inalteradas quando o peixe é retirado da água. 
Lepidosirem
Schmidt-Nielsen, 2002 
www.fishbase.com
Exposição dos mexilhões ao ar 
Respiração aérea molusco
O Geukensia demissa, quando exposto ao ar, abre suas válvulas por um pequeno orifício (2mm), direcionando o acesso do ar para uma grande área de superfície de água armazenada na cavidade do manto.
O Cerastoderma edule, quando exposto ao ar, expele uma pouco de água da cavidade do manto por movimentos rápidos e repõe com bolhas de ar mantendo 65% da taxa de absorção de O2 em relação a quando esta submerso. 
Gosling, 2003
Gosling, 2003
Respiração anaeróbica 
Muitos bivalves são anaerobicos facultativos:
Crassostrea gigas pode sobreviver 3-4 dias fora da água
aerobiose 36 ATPs por mol de glicose
anaerobiose 2 ATPS por mol de glicose 
anaerobiose: quase completamente cessa o gasto energético com digestão, crescimento, atividade muscular, absorção
produção de energia em Vieiras desviada para fuga e natação
 
Gosling, 2003 
Referências
SCHMIDT-NIELSEN, Knut. Fisiologia animal : adaptação e meio ambiente. 5. ed. São Paulo: Santos Ed., 2002.611p. 
SHUMWAY, Sandra E. Scallops: biology, ecology and aquaculture. Amsterdam: Elsevier, 1991. 1095p.
 
GOSLING, Elizabeth. Bivalve molluscs : biology, ecology and culture. Oxford: Fishing News Books, 2003. 443 p.
University of Michigan: Animal Diversity Web, disponível em animaldiversity.ummz.umich.edu, acessado em 15/03/2007 
Roy, P.E. e Yanong, Y. Necropsy techniques for fish, Seminars in Avian and Exotic Pet Medicine, 12:89-105, 2003.
 
University of Louisiana at Lafayette, disponível em http://www.ucs.louisiana.edu/~rtb6933/shrimp/clean.html, acessado em 18/03/2007.
 
University of Aberdeen, disponível em www.abdn.ac.uk, acessado em 18/03/2007 
Teaching Resorse Center: TRC. disponível em http://trc.ucdavis.edu/mjguinan/apc100/modules/Respiratory/gill/gill0/gill3.html, acessado em 18/03/2007.
New Brunswick, disponível em: new-brunswick.net/new-brunswick/sharks/parts.html, acessado em 15/03/2007.
Fish base: disponível em: www.fishbase.com, acessado em 16/03/2007
Mantel, L.H. The Biology of crustacea. Orlando: Academic Press, 1982- v.5, p.471. 
Obrigado pela atenção