FISIOLOGIA COMPARATIVA FISIOLOGIA COMPARATIVA DA RESPIRAÇÃODA RESPIRAÇÃO
COMPOSIÇÃO DO AR ATMOSFÉRICO SECO
Componente %Oxigênio 20,95
Dióxido de carbono 0,03Nitrogênio 78,09
Argônio 0,93Total 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.
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 mmHgPpO2 = 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 7,9710 8,02 6,3515 7,22 5,79
20 6,57 5,3130 5,57 4,46
Vg = α X Ppg/760 X vH2O
COMPARAÇÃO ENTRE O AR E A ÁGUA COMO MEIOS RESPIRATÓRIOS
• Respiração involve difusãoRespiração involve difusão
difusão de O2 e CO2 através das membranas celulares
Respiração
PROCESSO PASSIVO: DEPENDE DA EXISTÊNCIA DE UM Δ DE
CONCENTRAÇÃO
Definição: passagem de uma substância do meio mais concentrado para outro menos concentrado. NÃO HÁ GASTO ENERGÉTICO!
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
delgadaúmida
vascularizada
BRANQUIAS
PULMÕES
TRAQUÉIA
TIPOS DE ÓRGÃOS
RESPIRATÓRIOS DOS ANIMAIS
Animais Sem Sistema Animais Sem Sistema Respiratório Respiratório
FO2= VO2 r2
6K
Newton Harvey
FO2 = Conc. De Oxigênio na superfície necessária;VO2 = Taxa de consumo de Oxigênio;r2 = raio do organismo;K = Constante de difusão em cm2
Portanto, a difusão eficiente depende:
• da taxa do metabolismo;• do ”raio“do organismo;
Este modelo é bastante útil na análise real, pois animais que obtêm oxigênio somente por difusão em suas superfícies apresentam tamanho reduzido, baixa taxa metabólica ou uma relação superfície corporal/ massa tecidual elevada.
Apenas a difusão através do Apenas a difusão através do epitélioepitélio
Suficiente apenas para Suficiente apenas para pequenos animaispequenos animais ou animais com ou animais com demanda energética muito demanda energética muito
baixabaixaOcorre 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
RESPIRAÇÃO CUTÂNEA: invertebrados aquáticos
Águas-vivas
nematóides
planárias
esponjas
anêmonas
bivalves
RESPIRAÇÃO CUTÂNEA: invertebrados terrestres
minhocas
Ácaros pequenos
RESPIRAÇÃO CUTÂNEA: vertebradosAQUÁTICOS: peixes, serpente-marinhaTERRESTRES: peixes, sapos, rãs, morcegos
BrânquiasBrânquiasBrânquias: estrutura respiratória, resultante de evaginação de cavidades ou apêndices corporais, altamente vascularizada na maioria das vezes. Altamente especializada nas tocas gasosas em ambientes aquáticos.
Figure 9.12
ELASMOBRÂNQUIOSELASMOBRÂNQUIOS– Fases da ventilaçãoFases da ventilação
•Expansão da cavidade Expansão da cavidade bucal bucal
•Aumento do volume (Aumento do volume ( pressão) água entra na pressão) água entra na cavidade bucal através da cavidade bucal através da boca e espiráculosboca e espiráculos
•Boca e espiráculo se Boca e espiráculo se fechamfecham
•Músculos ao redor da Músculos ao redor da cavidade bucal se contrae, cavidade bucal se contrae, forçando a água através forçando a água através das brânquiasdas brânquias
– Fluxo de sangue é Fluxo de sangue é CONTRACORRENTECONTRACORRENTE
TELEÓSTEOSTELEÓSTEOS– As brânquias estão localizadas dentro da As brânquias estão localizadas dentro da
cavidade opercular, protegidas pelo cavidade opercular, protegidas pelo opérculoopérculo
Arcos branquiais de Hoplias malabaricus
Figure 9.13
TELEÓSTEOSTELEÓSTEOS
TELEÓSTEOSTELEÓSTEOS– Peixes ativos podem usar a ventilação forçada ou ramPeixes ativos podem usar a ventilação forçada ou ram
• Nadam com a boca e a válvula opercular abertasNadam com a boca e a válvula opercular abertas
Figure 9.14
Fluxo contra-corrente nas brânquias de Fluxo contra-corrente nas brânquias de peixespeixes
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