1. Respiração Orgânica x Respiração Celular

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1 Respiração

2 1. Respiração Orgânica x Respiração Celular 2. Respiração Direta x Respiração Indireta O 2 CO 2 O 2 CO 2 superfície respiratória tecidos Problema Limita o tamanho Ex: poríferos, cnidários, platelmintos, nematelmintos e alguns artrópodes fina, permeável e úmida sangue Problema O 2 é pouco solúvel em água Solução O 2 é transportado por pigmentos respiratórios: hemoglobina, hemoeritrina, hemocianina, clorocruorina Ex: vertebrados, moluscos, anelídeos, etc.

3 3. Tipos de Sistemas Respiratórios Cutânea por difusão Trocas ocorrem pelo tegumento (pele, cutícula, epiderme) Ex:animais pequenos e/ou aquáticos Direta ou indireta Direta X Indireta trocas entre o tegumento e os tecidos diretamente Ex: Poríferos, Cnidários, Platelmintos, Nematelmintos trocas entre o tegumento e o sangue Ex: Anelídeos, anfíbios

4 Respiração Branquial Brânquias são evaginações Ex: crustáceos, moluscos aquáticos, equinodermos, peixes e girinos. Podem ser externas ou internas brânquias externas brânquias internas

5 Respiração Traqueal Ex: insetos, miriápodes Traquéias são invaginações É um sistema direto ou indireto?

6 Circulação Insetos Respiração Aberta Direta Limita o tamanho do animal. Permite alto metabolismo, pois O 2 não depende do sangue para chegar aos tecidos.

7 Filotraqueal ou pulmões foliáceos Aracnídeos Filotraquéia: ar entra pelas filotraquéias e troca gases no hemoceloma (cavidade cheia de sangue). Também são invaginações. É um sistema direto ou indireto? A maior parte dos aracnídeos têm hemocianina, um pigmento azul.

8 Respiração Pulmonar - invaginações Anfíbios, répteis, aves e mamíferos Anfibio Pequena área (poucas dobras): É necessária a respiração cutânea Réptil Maior número de dobras Não é necessária a respiração cutânea

9 Respiração comparada - Invertebrados Invertebrado Sistema Respiratório Tipo de sistema respiratório Tipo de respiração Pigmento respiratório Poríferos Não possui Cutânea Direta Cnidários Não possui Cutânea Direta Platelmintos Não possui Cutânea Direta Nematelmintos Não possui Cutânea Direta Anelídeos Não possui Cutânea Indireta Hemoglobina, Hemoeritrina ou Clorocruorina Moluscos aquáticos Moluscos terrestres Artrópodes (insetos e miriápodes) Artrópodes (crustáceos) Possui Branquial Indireta Hemoglobina ou Hemocianina Possui Pulmão primitivo Indireta Hemoglobina ou Hemocianina Possui Traqueal Direta Possui Branquial Indireta Hemocianina Artrópodes Possui Filotraqueal Indireta Hemocianina

10 Respiração comparada Vertebrados Condrictes x osteíctes (respiração branquial) Sem bexiga natatória x com bexiga natatória Sem opérculo x com opérculo Opérculo: placa óssea móvel que recobre as brânquias; Bexiga natatória: órgão hidrostático, que também promove trocas gasosas em alguns casos.

11 Em todos os peixes a água segue o mesmo fluxo boca => faringe => fenda branquial

12 peixes cartilaginosos peixes ósseos

13 Água e sangue nas brânquias fluem em contracorrente contra-corrente fluxo de sangue fluxo de água corrente fluxo de sangue fluxo de água sangue venoso fluxo de água sangue arterial

14 A bexiga natatória nos peixes Nos peixes não dipnóicos atua como órgão hidrostático Nos peixes dipnóicos atua como pulmão primitivo

15 Anfíbios : A respiração pulmonar é insuficiente (pulmão saculiforme) Deve ser compensada por respiração cutânea. A pele então deve ser permeável à passagem de gases e portanto, deve ser sempre úmida e pouco queratinizada. OBS: Na fase larval o girino realiza respiração branquial.

16 Répteis respiração pulmonar eficiente (pulmão parenquimatoso), pele altamente queratinizada.

17 Aves respiração pulmonar eficiente (pulmão não alveolar com sacos aéreos projeções dos pulmões)

18 Respiração de Mamíferos respiração pulmonar eficiente (pulmão alveolar). Característica exclusiva Músculo diafragmático

19 4.Respiração no Homem Anatomia Vias Aéreas Fossas nasais Faringe Laringe Traquéia Brônquios Bronquíolos Alvéolos

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21 Mecânica da Respiração Inspiração Expiração Músculos Intercostais e Diagragma contraem Músculos Intercostais e Diagragma relaxam Volume torácico Aumenta Volume torácico Diminui Pressão Interna Diminui Pressão Interna Aumenta Ar Entra Ar Sai

22 Fisiologia da Respiração Trocas Ocorrem por difusão Hematose sangue passa de venoso para arterial

23 Transporte de Gases O 2 : ligado à Hemoglobina A ligação é estável ou instável? CO 2 : três formas de transporte Dissolvido no plasma na forma de gás Ligado à Hemoglobina Sob a forma de íon bicarbonato no plasma

24 CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 -

25 CURVA DE SATURAÇÃO DA HEMOGLOBINA

26 Afinidade da Hb pelo O2 Efeito Bohr - Aumento da PCO2; - Acidose sanguínea; - Menor afinidade da Hb pelo O2; - Tecidos e capilares sistêmicos; CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO3 - Obs: Hb atua como sistema tampão!! Efeito Haldane - Diminuição da PCO2; - Alcalose sanguínea; - Maior afinidade da Hb pelo O2; - Alvéolos e capilares alveolares;

27 Afinidade da Hb pelo O2 Temperatura CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO3 - - Alto metabolismo Aumento de T efeito Bohr; - Baixo metabolismo diminuição de T efeito Haldane; 2, 3 DGP - Modificação alostérica da Hb se liga à Hb e muda o sítio ativo e consequente afinidade pelo O2. - Qt maior a [ ] de 2, 3 DGP, menor a afinidade da Hb pelo O2. - Aumento de 2,3 DGP provoca acidose celular diminuição da afinidade pelo efeito Bohr.

28 Mioglobina x Hemoglobina Mioglobina: - 1 grupamento Heme - 1 associação com O2 Hemoglobina: - 4 grupamentos Heme - 4 associações com O2

29 Mioglobina x HbA x HbF Ordem crescente de afinidade: HbA < HbF < Mb

30 Regulação do Ritmo respiratório Quando a [ CO 2 ] aumenta estimula Bulbo Aumenta a freqüência e profundidade da respiração

31 Mergulho de garrafa Aumento da pressão: - a cada 10 m, mais 1 atm; - Pulmão colapsa garrafa c ar sob grande pressão empurra o ar para dentro dos pulmões; Lei de Boyle: - Qt maior a presão maior a compressão dos gases; - Sob pressão o N2 se difunde pelos tecidos reduz a excitabilidade neuronal Narcose pelo nitrogênio; - Toxicidade do O2 a partir de 19 m de profundidade acúmulo de O2 provoca formação de radicais livres e oxidação de componentes celulares neurônios são afetados; Descompressão - Retorno rápido à superfície diminuição da pressão liberação de N2 gasoso dos tecidos embolia; - Utilização de gás hélio;

32 Compensações fisiológicas da altitude O ar rarefeito provoca: - Liberação de eritropoietina estimula medula óssea vermelha aumento da produção de hemácias; - Aumento da frequência respiratória quimiorreceptores da carótida e aorta percebem baixa PO2 no sangue enviam sinais elétricos ao bulbo aumento da FR e inspirações e expirações mais profundas; - Aumento de volume sanguíneo pulmonar aumenta área de contato dos capilares pulmonares com os alvéolos aumento da taxa de difusibilidade de O2 nos alvéolos pulmonares ; - Aumento da pressão arterial: tentativa de disponibilzar mais O2 para as células; - Angiogênese capilar sistêmico; - Aclimatação celular indivíduos que já nascem em grandes altitudes possuem células com mais mitocôndrias e sistemas oxidativos aumenta a capacidade de utilização de O2.