Pulmões dos VertebradosPulmões dos Vertebrados Importância dos surfactantes: presente nos pulmões

de todos os vertebrados, mesmo dos peixes pulmonados.

Regulação da respiração: agentes sinalizadores

- Respiração aquática : O2

- Respiração aérea: CO2 (ver fig. ventilação x % CO2 no ar inalado) + quimorreceptores periféricos (corpo carótido e arco aórtico).

Peixes pulmonados: 2 razões ecológicas para terem respiração acessória: depleção de O2 na água, secas periódicas (ver diferentes estratégias).

EquaEquações Logarítmicasções Logarítmicas

Equação logarítmicaForma geral: y = a.x b 1Forma logarítmica: log y = log a + b log x 2A eq 2 mostra que log y é uma função linear de log x,

grafando log y contra log x obtemos uma linha reta com inclinação b.

Ex. Volume pulmonar versus massa corporal

VL = 0.046. Mb1.06 3 log VL = log 0.046 + 1.06 log Mb 4 A função exponencial de R→R+ e a função logarítmica de

R+ →R são inversas uma da outra.

EquaEquação Exponencialção Exponencial

Forma geral: y = b.ax 5Forma logarítmica: log y = log b + x log a 6A eq 6 mostra que log y é uma função linear

de x, e grafando log y versus x dá uma linha reta com inclinação log a.

Ex. Tx de consumo de O2 versus temperatura

Reta de regressão: VL = 0,046. Mb 1,06

Pulmões dos VertebradosPulmões dos Vertebrados

1. Importância dos surfactantes: presente nos pulmões de todos os vertebrados, mesmo naqueles dos peixes pulmonados.2. Regulação da Respiração: agentes sinalizadores•Respiração aquática: ↓O2

•Respiração aérea: ↑CO2 (Fig.1.18)- Por que os animais terrestres abandonaram o O2

como sinalizador?

Abundância de O2 → acúmulo de CO2 → alteração no equilíbrio ácido-básico.

Peixes de Respiração Acessória. Peixes de Respiração Acessória. Razões ecológicas (depleção de ORazões ecológicas (depleção de O22 na na

água e secas periódicas)água e secas periódicas)órgão peixe hábitat Comentário

brânquias Synbranchus Am. Sul, doce

Muçum

Boca/opérculo Electrophorus Am.Sul, doce

poraquê

Bexiga natatória

Pulmões

Arapaima

Lepidosiren

Am.Sul, rios

Am.Sul, doce

Pirarucu

Pirambóia

Peixes de respiração aéreaPeixes de respiração aérea

Órgão Peixe Hábitat ComentáriosBrânquias Synbranchus América do Sul, doce Formato de enguia; muçum

Pele Anguilla América do Norte, Europa

Enguia comum, reproduz-se no mar; a larva migra p/ água doce

Pele Periophthalmus Praias tropicais Mestre da lama

Boca/opérculo Electrophorus America do Sul, água doce Enguia elétrica; poraquê

Boca/opérculo Anabas Sudeste da Ásia, água doce Perca escaladora, ~ao Betta

Boca/opérculo Clarias Sudeste da Ásia, Flórida, água doce Bagre andador

Boca/opérculo Gillichthys Costa do Pacífico, América do Norte Sugador de lama

Estômago Plecostomus América do Sul, doce Bagre comum em aquários caseiros

Estômago Anicistrus América do Sul, doce Bagre blindado; protegido por espinhos grossos e lâminas ósseas

Intestino Hoplosternum América do Sul, doce Bagre blindado

Bexiga natat. Arapaima América do Sul, rios Maior peixe de água doce do mundo, pirarucu

Bexiga natat. Amia America do Norte, água doce

Lagos congelados; grupo Holostei primitivo

Bexiga natat. LepisosteusAmerica do Norte, água doce Grupo primitivo holostei

Pulmão Polypterus África, água doceObichir, não é um verdadeiro peixe pulmonado

Pulmão Lepidosiren América do Sul, doce Peixe pulmonado verdadeiro; pirambóia

Pulmão Protopterus África, água doce Peixe pulmonado verdadeiro

Pulmão Neoceratodus Austrália, doce, rios Peixe pulmonado verdadeiro

Peixes de Respiração Aérea obrigatóriaPeixes de Respiração Aérea obrigatória

Peixe Órgão respiratório Hábitat

Protopterus Pulmão África

Lepidosiren Pirambóia

Pulmão América do Sul

Arapaima Pirarucu

Bexiga natatória América do Sul

HoplosternumTamoatá

Intestino América do Sul

Ophiocephalus Faringe Sul da Ásia/África

Electrophorus

PoraquêBoca América do Sul

“garpike”- grupo

primitivo Holostei- Lepisosteus- bexiga natatória

Poraquê Electrophurus electricus boca e cavidade operculares

Peixes de respiração aérea

Pirarucu Arapaima gigas- bexiga natatória

↑

Muçum-Synbranchus marmoratus- brânquias

Pirambóia Lepidosiren paradoxa-pulmonado verdadeiro

Neoceratodus – peixe pulmonado Verdadeiro - Australiano

Plecostomus punctatus - estômago

A Respiração das AvesA Respiração das Aves

1. Estrutura do Sistema Respiratório– Bem diferente do SR dos mamíferos– Os pulmões compactos se comunicam com

sacos aéreos e espaços de ar volumosos que se estendem por entre os órgãos e até se ramificam para dentro dos ossos das extremidades e do crânio. Adaptação para o vôo? E os morcegos?

– Diferenças principais: não apenas os sacos aéreos; em estrutura os pulmões das aves diferem radicalmente daqueles dos mamíferos (fluxo uni- e bidirecional)

Tabela 1.8. Pulmões das aves e Tabela 1.8. Pulmões das aves e mamíferosmamíferos

Ave (1kg ) Mamífero (1kg)

Volume pulmonar (ml) 29,6 53,5

Volume traqueal (ml) 3,7 0,9

Volume sacos aéreos (ml) 127,5 -

Volume total(ml) 160,8 54,4

Volume corrente (ml) 13,2 7,7

Freqüência (min-1) 17,2 53,5

Pulmões das AvesPulmões das Aves

Função do Sistema RespiratórioFunção do Sistema Respiratório Função dos sacos aéreos? Evidências

morfológicas para troca gasosa? Experimento para verificar função na troca gasosa (Soum, 1896).

Os sacos aéreos servem como foles Experimento para evidenciar o movimento do ar

através do SR de uma avestruz [ Bretz & Schmidt-Nielsen, 1972]. Ver Fig 1.26 – Dois ciclos respiratórios são necessários para movimentar um único bolo de ar através do sistema respiratório

Fluxo Cruzado do SR das AvesFluxo Cruzado do SR das Aves 1a.Inalação: a maior parte do ar flui diretamente para os

sacos caudais. Embora os sacos cranianos se expandem durante a inalação, eles não recebem o ar externo inalado; recebem ar dos pulmões.

1a.a.Exalação: o ar dos sacos caudais flui para o pulmão ao invés de sair pelo brônquio principal.

2a. Inalação: o ar dos pulmões flui para os sacos cranianos. 2a. Exalação: o ar dos sacos cranianos flui diretamente

para fora. Principal conseqüência deste padrão de fluxo: permite o

sangue oxigenado que deixa os pulmões ter uma maior tensão de oxigênio maior do que a PO2 do ar exalado

Não tão eficiente quanto o FCC das brânquias dos peixes Importância do fluxo unidirecional: altas altitudes

Pulmões da avestruz (Pulmões da avestruz (Struthio camelusStruthio camelus))

(A).Vista dorsal da traquéia (círculos abertos) e os

pulmõos da avestruz (Struthio camelus). Os pulmões estão profundamente

entrincheirados nas costelas dorsolaterais (setas).

Círculos fechados: brônquio primário extrapulmonar direito (EPPB).

Observe que o EPPB é relativamente mais longo, mais do que horizontal e mais estreito do que o esquerdo.

Barra da escala, 1 cm.

Pulmões da avestruz (Pulmões da avestruz (Struthio camelus)Struthio camelus)

(B) Close do aspecto dorsal do pulmão mostrando os sulcos costais profundos (s).

Traquéia: círculos abertos brônquio primário extrapulmonar direito: círculos fechados

barra de escala, 2 cm

(Maina and Nathaniel ,2001).

Sistema de sacos aéreos de um pato (Anas crecca). a. injeção de latex (azul) destacando a localização dos sacos aéreos;b. principais componentes do sistema de fluxo. Abd, saco abdominal; Cdth, saco toráxico-caudal Cl, saco clavicular; Crth, saco toráxico craniano Cv, saco cervical; Fu, furcula; Hu, humerus; Lu, pulmão; Lvd, divertículos das vértebra laterais; Pv, pelvis; and Tr, traquéia (From: O'Connor and Claessens 2005).

Anas crecca

Dinossauros predadores com pulmões Dinossauros predadores com pulmões similares aos das avessimilares aos das aves

O’Connor and Claessens (2005) - o sistema pulmonar único das aves com pulmões fixos e sacos aéreos que penetram no esqueleto possui uma história mais antiga do que se pensava.

Ao contrário do que se pensava os dinossauros predadores não tinham pulmões similares aos dos répteis atuais,

como os crocodilos.