Pulmões 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).

Equações Logarítmicas Equação logarítmica Forma geral: y = a.x b 1 Forma logarítmica: log y = log a + b log x 2 A 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.

Equação Exponencial Forma geral: y = b.ax 5 Forma logarítmica: log y = log b + x log a 6 A 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 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 O2 na 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 Pirarucu Pirambóia

Peixes de respiração aérea Órgão Peixe Hábitat Comentários Brânquias 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 Periophthalmus Praias tropicais Mestre da lama Boca/opérculo Electrophorus America do Sul, água doce Enguia elétrica; poraquê Anabas Sudeste da Ásia, água doce Perca escaladora, ~ao Betta Clarias Sudeste da Ásia, Flórida, água doce Bagre andador Gillichthys Costa do Pacífico, América do Norte Sugador de lama Estômago Plecostomus Bagre comum em aquários caseiros Anicistrus Bagre blindado; protegido por espinhos grossos e lâminas ósseas Intestino Hoplosternum Bagre blindado Bexiga natat. Arapaima América do Sul, rios Maior peixe de água doce do mundo, pirarucu Amia America do Norte, água doce Lagos congelados; grupo Holostei primitivo Lepisosteus Grupo primitivo holostei Pulmão Polypterus África, água doce Obichir, não é um verdadeiro peixe pulmonado Lepidosiren Peixe pulmonado verdadeiro; pirambóia Protopterus Peixe pulmonado verdadeiro Neoceratodus Austrália, doce, rios

Peixes de Respiração Aérea obrigatória Órgão respiratório Hábitat Protopterus Pulmão África Lepidosiren Pirambóia América do Sul Arapaima Pirarucu Bexiga natatória Hoplosternum Tamoatá Intestino Ophiocephalus Faringe Sul da Ásia/África Electrophorus Poraquê Boca

Peixes de respiração aérea “garpike”- grupo primitivo Holostei- Lepisosteus- bexiga natatória Poraquê Electrophurus electricus boca e cavidade operculares Pirarucu Arapaima gigas- bexiga natatória ↑ Muçum-Synbranchus marmoratus- brânquias

Pirambóia Lepidosiren Neoceratodus – peixe pulmonado Verdadeiro - Australiano Pirambóia Lepidosiren paradoxa-pulmonado verdadeiro Plecostomus punctatus - estômago

A Respiração das Aves 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 mamíferos 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

Pulmões das Aves

Função 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 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.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 (Struthio 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 (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).

Anas crecca 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).

Dinossauros predadores com pulmões similares 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.