Post on 04-Jan-2016
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FISIOLOGIA COMPARATIVA FISIOLOGIA COMPARATIVA DA RESPIRAÇÃODA RESPIRAÇÃO
AULA IAULA I1.1.CONCEITOS GERAIS SOBRE RESPIRAÇÃOCONCEITOS GERAIS SOBRE RESPIRAÇÃO
2.2.RESPIRAÇÃO NA ÁGUARESPIRAÇÃO NA ÁGUA
RESPIRAÇÃO: soma dos processos pelos quais os gases respiratórios são transferidos entre ambiente e tecidos.
METABOLISMO: processos que consomem substratos para geração de energia para realização das funções do organismo.
CASCATA DE OXIGÊNIO
• Respiração involve difusãoRespiração involve difusão
OXIGÊNIO
difusão de O2 e CO2 através das membranas celulares
Respiração
PROCESSO PASSIVO: DEPENDE DA EXISTÊNCIA DE UM Δ DE
CONCENTRAÇÃO
LEI DE FICKLEI DE FICK
RDAPd
Taxa de difusão (quantidade de gás por unidade de tempo)
Constante de difusão
Área do local para a difusão
Gradiente de concentração
Espessura do local para a difusão
O que determina a taxa de O que determina a taxa de difusãodifusão??
• Como a taxa de difusão pode ser otimizada?Como a taxa de difusão pode ser otimizada?
R aumenta se: R aumenta se:
•Aumentar área (A) da superfície respiratória Aumentar área (A) da superfície respiratória
RDAPd
•Aumentar o gradiente de pressão (Aumentar o gradiente de pressão (ΔΔP) P) através da superfície respiratória através da superfície respiratória
•Diminuir a espessura (d) da superfície Diminuir a espessura (d) da superfície respiratória respiratória
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
delgada
úmida
vascularizada
BRANQUIAS
PULMÕES
TRAQUÉIA
TIPOS DE ÓRGÃOS
RESPIRATÓRIOS DOS ANIMAIS
COMPOSIÇÃO DO AR ATMOSFÉRICO SECO
Componente %
Oxigênio 20,95
Dióxido de carbono 0,03
Nitrogênio 78,09
Argônio 0,93
Total 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.
VAPOR DE ÁGUA NO ARA pressão de vapor de água em uma superfície de água livre é alterada com a temperatura!
Temp
(oC)
Vapor de água (mmHg)
0 4,6
10 9,2
20 17,5
30 31,7
40 55,1
50 92,3
100 760,0
37 46,9
Este é o motivo pelo qual a água
ferve a 1000C se a pressão
atmosférica for de 760 mmHg
A 370C o vapor de água perfaz 6,2% do
volume de ar no pulmão dos EUTÉRIA
O ar dos pulmões dos vertebrados que respiram ar atmosférico está sempre saturado com vapor de água (umidade relativa de
100%)
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 mmHg
PpO2 = 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 7,97
10 8,02 6,35
15 7,22 5,79
20 6,57 5,31
30 5,57 4,46
Vg = α X Ppg/760 X vH2O
Velocidade de difusão de um gás
inversamente proporcional à raiz quadrada de seu
peso molecular
PM CO2 = 44
PM O2 = 32
O2
(100 mmHg)
CO2
(100 mmHg)
4,5 ml O2
litro-1
134 ml CO2
litro-1
Quantidade de CO2 difundida em relação ao O2
difusão do CO2 ≈ 0,86 difusão do O2
29,8 x 0,86 = 25,6
ÁGUA X ARÁGUA X AR
• AR TEM 30 × + [OAR TEM 30 × + [O22] DO QUE A ÁGUA] DO QUE A ÁGUA
– [O[O22]] com o com o temp., salinity temp., salinity
– AR É MAIS LEVE, MUITO FLUIDO, AR É MAIS LEVE, MUITO FLUIDO, ÁGUA É DENSA E VISCOSAÁGUA É DENSA E VISCOSA
– para movimentar a água gasta-se + para movimentar a água gasta-se + energiaenergia
• ENTRETANTO, DURANTE A RESPIRAÇÃO ENTRETANTO, DURANTE A RESPIRAÇÃO AÉREA OS ANIMAIS PERDEM ÁGUAAÉREA OS ANIMAIS PERDEM ÁGUA
COMPARAÇÃO ENTRE O AR E A ÁGUA COMO MEIOS RESPIRATÓRIOS
RESPIRAÇÃO NA ÁGUARESPIRAÇÃO NA ÁGUA
Estratégias respiratórias
Difusão através do epitélio Circulação de água através do corpo, sem
sistema circulatório interno Difusão através do epitélio + sistema
circulatório interno Circulação de água através do corpo +
sistema circulatório interno
Apenas a difusão através do Apenas a difusão através do epitélioepitélio
Suficiente apenas para Suficiente apenas para pequenos animaispequenos animais ou ou animais com animais com demanda energética muito baixademanda energética muito baixa
Ocorre 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
Difusão através do epitélio + sistema circulatório interno -
ventilação
POLIQUETOS
CIRCULAÇÃO DE ÁGUA ATRAVÉS DO CORPO +
SISTEMA CIRCULATÓRIO INTERNO
BIVALVES
CIRCULAÇÃO DE ÁGUA ATRAVÉS DO CORPO +
SISTEMA CIRCULATÓRIO INTERNO
CEFALÓPODES
Circulação de água através do corpo + sistema circulatório interno
Circulação de água através do corpo + sistema circulatório interno