Morfologia e Fisiologia Animal Comparada

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Bruna Pasqualotto Costa – Biomedicina UFCSPA 
MORFOLOGIA E FISIOLOGIA COMPARADA – RENAL 
EQUILÍBRIO HÍDRICO E IÔNICO EM ANIMAIS AQUÁTICOS E TERRESTRES 
Os rins, além de eliminarem as substâncias tóxicas do organismo, são responsáveis pela regulação do volume e 
composição do meio líquido interno dos animais terrestres; 
Balanço Ácido-Base 
 
*Meio Terrestre = Tendência a perder H2O. 
*pH fixo ou mais próximo de um valor compatível com a vida. 
*Carnívoros tendem a acidose 
- Dietas ricas em proteína → Grande excreção de uréia 
 → Filtração até 100% maior 
 → Urina ácida 
- Alimento balanceado (ração) → urina neutra ou alcalina 
 
ANIMAIS, VERTEBRADOS OU INVERTEBRADOS, SUPERIORES OU NÃO: 
- Eliminam resíduos do metabolismo 
- Equilibram as concentrações dos líquidos corporais. 
*Contato direto das células com a água ou através de ductos excretores. 
Os animais diferem: 
1) No local das trocas de íons e água 
2) Na natureza dos gradientes iônicos e osmóticos entre os líquidos extracelulares e o ambiente 
 
VERTEBRADOS INFERIORES: 
- Não possuem segmento fino da Alça de Henle (ausência de medula renal) 
- Pequena capacidade de concentrar urina acima da osmolaridade plasmática. 
 
BALANÇO HÍDRICO DEPENDE: 
1- Guelra dos peixes 2- Pele nos anfíbios 3- Cloaca e/ou glândula de sal nas aves 
 
ELASMOBRÂNQUIOS: 
- Tubarões retêm uréia → ↑ osmolaridade plasmática → ↑ retenção de H2O 
 
 
TELEÓSTEOS: 
- Ingerem água do mar e eliminam o excesso de NaCl e nitrogênio (óxido de trimetilamina) pelas guelras 
 
ANFÍBIOS: 
- Vida parcialmente terrestre → ↓ H2O para excreção pelos rins 
- Neurohipófise produz vasotocina → ↑ difusão de H2O do ambiente pela pele 
- Eliminam uréia como produto final 
 
Excreção em anfíbios 
• Apresentam rins com mecanismos de ultrafiltração. 
• Quando na água doce eliminam urina diluída. A perda de sódio é compensada pela captação cutânea. 
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• Quando exposta ao ar seco, há redução do débito urinário pela diminuição da taxa de filtração e aumento da reabsorção 
de água. 
• Diminuem a perda de água pela pele secretando uma substância cerosa. 
• Possuem uma bexiga que armazena grande quantidade de urina diluída onde a água pode ser reabsorvida em ambientes 
secos. 
Excreção nos répteis 
• Produzem uma urina diluída ou isotônica, mas não consegue produzir uma urina mais concentrada que o plasma. 
• Rins sem estruturas medulares (não concentram a urina) 
• NÃO possuem ALÇA DE HENLE 
• Nos répteis de água doce a urina elimina o excesso de água. 
• Nos répteis marinhos o sal é eliminado pelas glândulas de sal 
• Os répteis terrestres excretam o nitrogênio na forma de ácido úrico que precipita e necessita de pouca água para 
eliminação (urina pastosa ou sólida). 
• A pele é recoberta por escamas ou placas grossas que evitam a perda de água por evaporação. 
• Possuem ovos com casca (não necessitam de água para reprodução). 
• Répteis crocodilianos excretam bicarbonato de amônia 
 
OSMO e IONORREGULAÇÃO 
Capacidade de um organismo de manter a concentração de água e de íons no 
seu corpo 
Ambientes osmorregulatórios: 
• Água doce 
• Águas marinhas ou salgadas Terrestre 
 
Função dos Rins: 
• Regulam o volume de água orgânico 
• Manutenção da Composição do Fluído Extracelular 
• Eliminação de substâncias nitrogenadas 
 
Animais aquáticos quanto a habilidade de controlar a concentração osmótica 
IONOCONFORMADOR e OSMOCONFORMADOR (osmolaridade próxima ao ambiente) 
IONORREGULADOR e OSMORREGULADOR (estratégicas absorção e excreção de íons) 
 
 
 
 
 
ANIMAIS DE ÁGUA DOCE SÃO OSMORREGULADORES: 
Invertebrados, peixes, anfíbios, répteis e mamíferos. 
 
ANIMAIS MARINHOS 
INVERTEBRADOS: A maioria são OSMOCONFORMADORES. 
VERTEBRADOS: A maioria são OSMOREGULADORES (gastam pouca energia para 
regular a osmolaridade dos fluidos corporais). 
MECANISMOS QUE GARANTE O 
CONTROLE DO VOLUME CELULAR 
 
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OSMORREGULAÇÃO 
Meio Interno adequado à vida: 
1. Permeabilidade 
2. Gradientes de concentração entre os fluídos corporais e o meio ambiente 
3. Gradiente entre a célula e os fluídos corporais 
 
Formas de regular o meio interno: 
1. Pele 2. Brânquias 
3. Glândula do sal 4. Glândula de cloro ou retal 
5. Rins 
 
O Epitélio oclusivo pode transferir solutos através das células usando 
transportadores 
 
BRÂNQUIAS: 
 Podem captar ou eliminar Na+ e Cl- 
 Tendência a perder água 
 
 
 
 
 
 
PAPEL DAS GLÂNDULAS DE SAL: localizadas geralmente na cabeça  secreção de 
sal num fluido muito concentrado. Permitem a sobrevivência de animais marinhos 
incapazes de concentrar urina além da concentração da água do mar (1200 
mOsm). > Escassez de água e excesso de sal (alimento)! 
 Mecanismo de contracorrente multiplicador da glândula de sal. 
RÉPTEIS E AVES MARINHAS *crocodilos tem glândulas de sal na língua. 
 
REPTEIS E AVES MARINHAS: 
IGUANAS, TARTARUGAS E COBRAS MARINHAS 
BEBEM ÁGUA DO MAR PARA REPOR A ÁGUA 
CORPORAL. NÃO PRODUZEM URINA 
CONCENTRADA. 
 
AVES: URINA HIPEROSMÓTICA. 
As aves têm elevadas taxas metabólicas, devido à 
energia despendida no vôo. Este nível elevado 
metabólico conduz a grandes perdas de água, que são compensados com a produção de urina muito concentrada, quando 
comparada com os fluídos internos. 
- Possuem Alças de Henle de comprimento variável, 
- Metabolismo das proteínas: 
ELIMINAM PREFERENCIALMENTE ÁCIDO ÚRICO E NÃO URÉIA PELA URINA 
Pouco solúvel → quase não reabsorvido no rim 
(uratos) 
Eliminado com as fezes pela cloaca (epitélio 
reabsorve a H2O) 
 
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 CARACTERÍSTICAS DOS PEIXES QUE VIVEM EM MEIO HIPERTÔNICO 
ANIMAIS MARINHOS (HIPERTÔNICO) TÊM DIFICULDADE DE INCORPORAR ÍONS! 
PEIXE CARTILAGINOSO MARINHO 
- Não ingere água 
- Relativamente isosmótico 
- acúmulo de uréia no sangue impede a perda de água 
- influxo de sal pelas brânquias e alimento 
- excreção de sal pela glândula retal 
 
PEIXES ÓSSEOS: MARINHOS (menos concentrados que o meio) 
 
 
ENTRA SAL  SAI H2O 
 
 
 
 
 
 CARACTERÍSTICAS DOS PEIXES QUE VIVEM EM MEIO HIPOTÔNICO 
MAIS CONCENTRADO QUE O MEIO  ANIMAL QUER MANTER OS ÍONS DENTRO DO ORGANISMO! 
Hipertônico: sangue X água 
Hipotônico: urina X sangue 
 
ENTRA H20  SAI SAIS 
 
*Urina Ipotônica. 
 
 
MAMÍFEROS MARINHOS 
HIPOSMÓTICOS EM RELAÇÃO AO MEIO 
 CONSEGUEM INGERIR ALIMENTOS OU MESMO BEBER ÁGUA DO MAR E PRODUZIR UMA URINA MAIS CONCENTRADA. 
 Balanço hídrico positivo (+) 
* Cada rim de vertebrado possuí regiões especializadas para absorção e secreção. Entretanto, as dimensões de cada região variam 
entre os grupos. 
 
QUANTO AO TIPO DE EXCREÇÃO NITROGENADA (Metabolismo de Proteínas e Ácidos Nucleicos) 
• Amonotélicos: Excretam amônia, substância extremamente tóxica para os organismos e bastante solúvel em água. É 
necessária muita água para o seu transporte. Ex: maioria dos invertebrados aquáticos e nos peixes ósseos de água doce. 
• Ureotélicos: Excretam uréia, que é solúvel em água e menos tóxica que a amônia, e ocorre no figado no chamado ciclo de 
ornitina. 
• Uricotélicos: Excretam acido úrico, substância de toxidez muito baixa e insolúvel em água, o que representa uma 
adaptação para a vida terrestre. Ex: insetos, répteis e aves. 
*CACHORRO tem grande quantidade de Alças de Henle LONGAS  Urina  CONCENTRADA (Água é retirada, sendo a urina 
concentrada em relação ao plasma e não com o meio) 
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OSMORREGULAÇÃO EM MEIO TERRESTRE 
Os animais de meio terrestre perdem muita H2O. 
No sentido de repor a água, têm de ingerir grandes quantidades, conservá-la, recorrendo a um sistema excretor eficiente. 
 
Aspectos anatômicos: 
Anfíbios e répteis: PODEM (OU NÃO) TER BEXIGA(Órgão de reserva quie capta h2o quando necessário) 
Aves, Anfíbios e Répteis: Ureteres → CLOACA (aves sem bexiga) 
Mamíferos: Ureteres → BEXIGA → URETRA 
 
Características da urina: 
Anfíbios e Mamíferos em geral: URINA LÍQUIDA 
Répteis e Aves: URINA NÃO LÍQUIDA (PRESENÇA DE ÁCIDO ÚRICO) 
 
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA COMPARADA 
Tipos de respiração entre os vertebrados 
• Respiração rítmica e contínua (controle central). 
Ex: Peixes, aves e mamíferos em vigília. 
• Respiração esporádica (controle pelos quimiorreceptores) 
 Ex: Anfíbios, répteis e mamíferos durante o sono ( taxa de oxigenação necessária devido  do metabolismo) 
 
RESPIRAÇÃO NOS MAMÍFEROS 
• Ordem Cetácea (ausência de caninos): 
 Mergulham a grandes profundidades ( FC) 
Grande capacidade sanguínea de transportar oxigênio 
Maior tolerância ao dióxido de carbono 
Muita mioglobina no tecido muscular (coloração escura) 
 Ex: Baleias, golfinhos, botos, cachalotes, orcas, etc 
• Ordem Carnívora (presença de caninos): Focas, lobos e leões marinhos, etc. 
 
MAMÍFEROS AQUÁTICOS 
Adaptações do sistema respiratório: 
1. Desenvolvimento de ABAS e VÁLVULAS para fechar AS NARINAS EXTERNAS 
2. GRANDE CAPACIDADE DE TRANSPORTAR O2 PELO SANGUE E MAIOR TOLERÂNCIA AO CO2 
3. ADAPTAÇÕES PARA O MERGULHO EM GRANDES PROFUNDIDADES 
 Redução da freqüência cardíaca 
 Pulmão pode colapsar para evitar troca de gases e a narcose pelo nitrogênio 
 Vasoconstrição de alguns leitos em favor de outros 
 Presença de muita mioglobina no tec. Muscular (armazena O2) 
 
PEIXES 
BRÂNQUIAS 
Sistema de brânquias internas desenvolvidas a partir de evaginações da faringe que vão ao encontro de invaginações 
correspondentes vindas de fora para dentro. 
 
Íon Mg  Laxante (Perde água) 
 
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Principal fator que estimula a ventilação nos peixes: 
• pO2 (hipóxia é o maoir estímulo) 
 Além das brânquias existem nos peixes receptores na 
boca, cavidade opercular, vasos e encéfalo. 
 Razões para que a P parcial de O2 seja tão 
importante: 
 O2 é muito menos solúvel na água do que no ar 
 Os níveis de O2 são muito mais variáveis na água 
 
SISTEMA DE CIRCULAÇÃO DA ÁGUA PELAS BRÂNQUIAS  
MECANISMO CONTRACORRENTE 
*Dessa maneira o sangue e a H2O mantêm as mesmas taxas de 
saturação, impedindo que o sangue capte muito O2 e depois acabe perdendo para a H2O devido à diferença de concentração. 
 
ELASMOBRÂNQUIOS 
• Expansão da cavidade bucal 
• Aumento do volume ( pressão) água entra na 
cavidade bucal através da boca e espiráculos 
• Boca e espiráculo se fecham 
• Músculos ao redor da cavidade bucal se contraem, forçando a água através das brânquias 
• Fluxo de sangue é em CONTRACORRENTE 
 
Ventilação nos peixes pulmonados e tetrápodes 
 
PEIXES DIPNÓICOS 
 As larvas possuem brânquias externas semelhantes às 
das larvas dos anfíbios 
 Em todos os peixes dipnóicos viventes, a bexiga natatória 
(semelhante a um pulmão) é bastante vascularizada e 
dorsal ao intestino. 
 
Sistema Respiratório dos ANFÍBIOS 
 Girinos: respira por brânquias (expansões do eptélio da 
faringe muito vascularizado 
 Órgãos respiratórios da rã: Pulmões, pele e mucosa da 
cavidade bucal 
 Reflete a transição entre os ambientes aquático e 
terrestre. 
 A glote fecha e o assoalho da boca abaixa para promover a inspiração. 
 Pulmões: A expiração ocorre pela contração da parede do tórax que permite e retração dos pulmões. Principal local de 
captação de O2 
 Pele: possui grandes vasos sangüíneos para respirar na água e na terra (hibernação). Principal local de eliminação de CO2 
 
 
 
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Respiração nos RÉPTEIS 
 Pulmões num estágio intermediário entre anfíbios pulmonados e dos vertebrados superiores 
 Mais complexos e eficientes do que o dos anfíbios. 
 Alguns lagartos um pulmão é bem maior que o outro ou até mesmo ausente. Adaptação a forma alongada do corpo. 
 Crocodilianos com pulmões semelhantes aos dos mamíferos 
 Tartarugas: traquéia longa e convoluta 
 
Respiração nas AVES 
• Funções dos SACOS AÉREOS 
Ossos pneumáticos (úmero, esterno e as vértebras) 
• Sacos aéreos (possíveis funções): 
 Diminuem o peso específico do corpo 
 Diminuir fricção no vôo 
 Auxilia no controle da temperatura corporal (facilita a espermatogênese) 
 Aumenta a flutuação das aves aquáticas 
 Diminui o impacto nas aves que mergulham 
 Permite extração de oxigênio (grandes altitudes). 
 Dissipa calor gerado pelo elevado metabolismo. 
 
 NÃO POSSUEM DIAFRAGMA! 
RESPIRAÇÃO PELO MOVIMENTO DAS COSTELAS  Pulmões ligados a sacos aéreos (retenção do ar). Inseridos junto à costelas na 
porção superior da cavidade torácica 
 
 A OXIGENAÇÃO OCORRE NA EXPIRAÇÃO E NÃO NA INSPIRAÇÃO !! 
 
 
 
 
 
 
 
pCO2 (hipercapnia) 
Nos répteis e nas aves uma elevação excessiva da pCO2 inibe os quimiorreceptores e deprime a ventilação (maior tolerância). 
  O2 é TÓXICO! Acaba retendo CO2 e não consegue tamponar! 
 
Alguns Invertebrados 
 Vários pares de sacos branquiais 
FEITICEIRA 
Bomba muscular (velum) propele a água através da cavidade respiratória 
Água entra pela boca e sai através das aberturas das brânquias  FLUXO UNIDIRECIONAL 
Fluxo de sangue: CONTRACORRENTE 
LAMPRÉIA 
Quando não está se alimentando, ventilação = feiticeira 
Durante a alimentação, a boca fica fixada na presa  Ventilação através das aberturas das brânquias 
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FISIOLOGIA COMPARADA DO APARELHO DIGESTÓRIO 
O Aparelho Digestório é a interface entre o meio ambiente e o meio interno e apresenta grande variação entre as 
espécies, dependendo de seus hábitos alimentares 
Existe diferença entre como os animais recebem o alimento, se estocam ou não para garantir energia disponível. 
 
Funções gerais do tubo digestivo 
• Receber o alimento ingerido, 
• Estocá-lo temporariamente, 
• Reduzi-lo fisicamente e quimicamente, 
• Absorver os produtos da digestão, 
• Reter temporariamente os restos não digeridos e, posteriormente, eliminá-los. 
 
Tipos de digestão: 
INTRACELULAR: ocorre no interior da célula (atuação dos lisossomos) 
Ex: protozoários, poríferos e platelmintos (cestoda) 
EXTRACELULAR: ocorre no interior de uma cavidade digestiva 
Ex: cnidários, platelmintos, nematelmintos, anelídeos, moluscos, artrópodes, equinodermas e cordados 
INTRACELULAR e EXTRACELULAR: inicia de forma extracelular e finaliza de forma intracelular. 
 Ex.: Cnidários e Platelmintos (exceto cestodos) 
 
Tipos de Aparelho Digestório 
INCOMPLETO  O alimento entra e sai pelo mesmo orifício. Ex: Cnidários e platelmintos 
COMPLETO  Alimento entra pela boca, passa por diversos órgãos e sai pelo lado oposto 
 
TUBO DIGESTÓRIO COMPLETO 
Trituração: 
Feita na faringe de alguns peixes - No estômago dos lagostins - Na moela das minhocas, insetos e aves 
 
PREDADORES: Engolem o alimento quase inteiro  Redução física feita no estômago 
Ex.: Tubarão, Peixes grandes, Cobras, Falcões, Corujas, Gatos, Cães, etc 
 
MORFOLOGIA DO INTESTINO DE VERTEBRADOS 
Herbívoros  intestino longo (digestão da celulose) 
Onívoros  Intestino longo 
Carnívoros  Intestino curto 
 
SISTEMA DIGESTÓRIO DE AVES 
• Quebra mecânica do alimento ingerido é realizada pela moela 
• Moela = estômago muscular adaptado para redução mecânica do alimento ingerido 
 
 
 
 
 
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*As galinhas, por exemplo, ingerem “pedrinhas” que na moela, juntamente com o movimento da musculatura, auxilia na trituração 
do alimento. 
 
TUBO GASTROINTESTINAL DOS MAMÍFEROS (E AS DIFERENÇAS ENTRE ESPÉCIES) 
Fome: Desejo intrínseco de comer 
Apetite: Determina o tipo de alimento 
Dentes: Caçar, agarrar o alimento e mastigar 
 
Adaptações da Mastigação  Dentadura adaptada para cada “estilo” de vida (redução física dos alimentos – depende do tipode 
alimento) 
 
Coprofagia 
• Comum em coelhos, lebres e alguns roedores 
• Fezes são ingeridas e novamente fermentadas (Fonte de vitamina K e biotina) 
• Não se misturam com o alimento novo. 
 
HERBÍVOROS 
• O alimento dos herbívoros é geralmente de baixo teor energético e de difícil digestão. 
• A vegetação é rústica e difícil de ser quebrada fisicamente. 
• Precisam processar grandes quantidades. 
• Gastam muito tempo alimentando-se. 
 
O RÚMEN: 
• Processo de obtenção de Energia via fermentação 
• Enzimas digestivas de mamíferos: não degradam celulose 
• Enzimas microbianas do rúmen: degradam celulose 
 
Fermentação Ruminal: necessita de condições especiais 
Umidade – Temperatura – Motilidade – Secreção 
 
Surgimento do rúmen – fruto de adaptação evolutiva da espécie 
Ruminantes = presas fáceis 
Pouco tempo para mastigar 
Se alimentam de pastagens em pradarias (selvagens) 
Necessidade de consumo “rápido” e em grande quantidade para evitar ataque de predadores em descampados 
Bruna Pasqualotto Costa – Biomedicina UFCSPA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
* Timpanismo: morte por asfixia em ruminantes, provocado por um aumento excessivo na fermentação interrompendo os 
movimentos diafragmáticos. (Eliminação da pressão dos gases = eructação) 
* Alimentação de ruminantes com ração deve ser balanceada, pois sem “verde” eles morrem. 
 
NÃO – RUMINANTES 
• A fermentação ocorre no estômago compartimentado ou no ceco. 
• A fermentação no ceco tem algumas desvantagens: 
 A fermentação ocorre na porção final do TGI diminuindo a possibilidade de absorção. 
 Não há regurgitação e a fragmentação é menor. 
 Não reciclam a uréia.