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.
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
Am.Sul,
rios
Am.Sul,
doce
Pirarucu
Arapaima
Lepidosiren
Pirambóia
Peixes de respiração aérea
Órgão
Brânquias
Peixe
Synbranchus
Pele
Anguilla
Pele
Periophthalmus
Boca/opérculo
Boca/opérculo
Boca/opérculo
Boca/opérculo
Electrophorus
Anabas
Clarias
Gillichthys
Estômago
Plecostomus
Estômago
Anicistrus
Intestino
Hoplosternum
Bexiga natat.
Arapaima
Bexiga natat.
Amia
Bexiga natat.
Lepisosteus
Pulmão
Polypterus
Pulmão
Lepidosiren
Pulmão
Protopterus
Pulmão
Neoceratodus
Hábitat
Comentários
América do Sul, doce Formato de enguia; muçum
comum, reproduz-se
América
do
Norte,Enguia
no mar; a larva migra p/
Europa
água doce
Praias tropicais
Mestre da lama
America do Sul, água Enguia elétrica; poraquê
doce
Sudeste da Ásia, água Perca escaladora, ~ao Betta
doce
Sudeste da Ásia, Flórida,
Bagre andador
água doce
Costa
do
Pacífico,
Sugador de lama
América do Norte
comum em aquários
América do Sul, doce Bagre
caseiros
blindado; protegido
América do Sul, doce Bagre
por espinhos grossos e
lâminas ósseas
América do Sul, doce
Bagre blindado
América do Sul, rios Maior peixe de água doce
do mundo, pirarucu
America do Norte, águaLagos congelados; grupo
doce
Holostei primitivo
America do Norte, água
doce
Grupo primitivo holostei
Obichir,
não
é
um
África, água doce
verdadeiro peixe pulmonado
América do Sul, doce Peixe
pulmonado
verdadeiro; pirambóia
África, água doce
Peixe pulmonado verdadeiro
Austrália, doce, rios
Peixe pulmonado verdadeiro
Peixes de Respiração Aérea obrigatória
Peixe
Órgão respiratório
Hábitat
Protopterus
Pulmão
África
Lepidosiren
Pirambóia
Arapaima
Pirarucu
Hoplosternum
Tamoatá
Pulmão
América do Sul
Bexiga natatória
América do Sul
Intestino
América do Sul
Ophiocephalus
Faringe
Sul da Ásia/África
Electrophorus
Poraquê
Boca
América do Sul
Peixes de respiração aérea
“garpike”- grupo
primitivo HolosteiLepisosteus- bexiga
natatória
Poraquê Electrophurus electricus
boca e cavidade operculares
Pirarucu Arapaima
gigas- bexiga natatória
↑
Muçum-Synbranchus marmoratusbrânquias
Neoceratodus – peixe pulmonado
Verdadeiro - Australiano
Pirambóia Lepidosiren
paradoxa-pulmonado
verdadeiro
Plecostomus punctatus
- estômago
A 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
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
53,5
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 & SchmidtNielsen, 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.