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FISIOLOGIA COMPARATIVA DA RESPIRAÇÃO AULA I 1. CONCEITOS GERAIS SOBRE RESPIRAÇÃO 2. RESPIRAÇÃO NA ÁGUA.

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1 FISIOLOGIA COMPARATIVA DA RESPIRAÇÃO AULA I 1. CONCEITOS GERAIS SOBRE RESPIRAÇÃO 2. RESPIRAÇÃO NA ÁGUA

2 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.

3 CASCATA DE OXIGÊNIO

4 Respiração involve difusão Respiração involve difusão OXIGÊNIO difusão de O2 e CO2 através das membranas celulares Respiração PROCESSO PASSIVO: DEPENDE DA EXISTÊNCIA DE UM Δ DE CONCENTRAÇÃO

5 LEI DE FICK 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 difusão ?

6 Como a taxa de difusão pode ser otimizada? Como a taxa de difusão pode ser otimizada? R aumenta se: Aumentar área (A) da superfície respiratória Aumentar área (A) da superfície respiratória Aumentar o gradiente de pressão (ΔP) através da superfície respiratória Aumentar o gradiente de pressão (ΔP) através da superfície respiratória Diminuir a espessura (d) da superfície respiratória Diminuir a espessura (d) da superfície respiratória

7 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

8 SUPERFÍCIE RESPIRATÓRIA delgada úmida vascularizada BRANQUIAS PULMÕES TRAQUÉIA TIPOS DE ÓRGÃOS RESPIRATÓRIOS DOS ANIMAIS

9 COMPOSIÇÃO DO AR ATMOSFÉRICO SECO Componente% Oxigênio20,95 Dióxido de carbono0,03 Nitrogênio78,09 Argônio0,93 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.

10 VAPOR DE ÁGUA NO AR A pressão de vapor de água em uma superfície de água livre é alterada com a temperatura! Temp ( o C) Vapor de água (mmHg) 04,6 109,2 2017,5 3031,7 4055,1 5092, ,0 3746,9 Este é o motivo pelo qual a água ferve a C se a pressão atmosférica for de 760 mmHg A 37 0 C 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%)

11 3000 m humanos: redução no desempenho físico 6000 m a maioria dos humanos mal consegue sobreviver.

12 Efeito da altitude sobre a PpO 2 Ao nível do mar - Pressão atmosférica = 760 mmHg 6000 m de altitude - Pressão atmosférica = 380 mmHg Patm = 380 mmHg PpO 2 = 380 x 0, ,57 mmHg Patm = 760 mmHg PpO 2 = 760 x 0, mmHg

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14 natureza do gás (solubilidade característica) pressão do gás na fase gasosa temperatura presença de solutos SOLUBILIDADE DOS GASES NA ÁGUA DEPENDEOxigênio 34,1 ml O 2. L -1 Nitrogênio 16,9 ml N 2. L -1 Dióxido de carbono 1019,0 ml CO 2. L -1 Solubilidade dos gases na água a 15 0 C quando o gás está a 1 atm de pressão CO 2 é 30 X + solúvel que o O 2 CO 2 é 60 X + solúvel que o N 2

15 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 ( 0 C) Água doce (ml O 2. L água -1 ) Água do mar (ml O 2. L água -1 ) 010,297,97 108,026,35 157,225,79 206,575,31 305,574,46 Vg = α X Ppg/760 X vH 2 O

16 Velocidade de difusão de um gás inversamente proporcional à raiz quadrada de seu peso molecular PM CO 2 = 44 PM O 2 = 32 O 2 (100 mmHg) CO 2 (100 mmHg) 4,5 ml O 2 litro ml CO 2 litro -1 Quantidade de CO 2 difundida em relação ao O 2 difusão do CO2 0,86 difusão do O2 29,8 x 0,86 = 25,6

17 ÁGUA X AR AR TEM 30 × + [O 2 ] DO QUE A ÁGUAAR TEM 30 × + [O 2 ] DO QUE A ÁGUA –[O 2 ] com o temp., salinity –AR É MAIS LEVE, MUITO FLUIDO, ÁGUA É DENSA E VISCOSA – para movimentar a água gasta-se + energia ENTRETANTO, DURANTE A RESPIRAÇÃO AÉREA OS ANIMAIS PERDEM ÁGUAENTRETANTO, DURANTE A RESPIRAÇÃO AÉREA OS ANIMAIS PERDEM ÁGUA

18 COMPARAÇÃO ENTRE O AR E A ÁGUA COMO MEIOS RESPIRATÓRIOS

19 RESPIRAÇÃO 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

20 Apenas a difusão através do epitélio Suficiente apenas para pequenos animais ou animais com demanda energética muito baixa Suficiente apenas para pequenos animais ou animais com demanda energética muito baixa Ocorre apenas em animais aquáticos Ocorre apenas em animais aquáticos Sistema respiratório ausente trocas gasosas apenas por difusão FILO CNIDARIA

21 Respiração por simples difusão entre células e a água circundante PORIFERA Circulação de água através do corpo, sem sistema circulatório interno

22 Difusão através do epitélio + sistema circulatório interno - ventilação POLIQUETOS

23 CIRCULAÇÃO DE ÁGUA ATRAVÉS DO CORPO + SISTEMA CIRCULATÓRIO INTERNO BIVALVES

24 CIRCULAÇÃO DE ÁGUA ATRAVÉS DO CORPO + SISTEMA CIRCULATÓRIO INTERNO CEFALÓPODES

25 Circulação de água através do corpo + sistema circulatório interno

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