Animais estenohalinos: toleram pouca variação da osmolaridade ambiental. Animais eurihalinos: toleram uma faixa considerável de osmolaridades ambientais. Animais osmoconformadores: mantêm seus fluidos corporais isosmóticos com o ambiente. Animais osmorreguladores: mantêm a osmolaridade corporal independente da ambiental. Poliqueta Nereis Caranguejo Carcinus Larva de Aedes Camarão Artemia Na + /Cl - ambiental 1,4 188 500 3000 (mm) Na + /Cl - corporal 100 300 140 170 (mm) Energia osmótica 0,113 0,309 1,36 1,92 (J/g/h) % da taxa 2,7 11 22 33 metabólica água doce água salobra água do mar água hipersalina ADIÇÃO ELIMINAÇÃO Água ingerida Água alimentar Água metabólica ÁGUA CORPORAL Urina e fezes Epitélio tegumentar Epitélio respiratório Ingestão alimentar Ingestão hídrica Água ambiental ÍONS CORPORAIS Urina e fezes Secreções exócrinas Epitélios Algumas dessas rotas de perda e ganho são inevitáveis, contínuas, e essencialmente passivas, e seus efeitos são determinados por gradiente de concentração, relação superfície/volume, permeabilidade, etc. Outros componentes são rotas descontínuas que podem ser acionadas ou bloqueadas de acordo com a necessidade. 1
OSMOCONFORMADORES MARINHOS AMBIENTES MARINHOS E HIPERSALINOS A osmoconformação é possível no ambiente marinho, Celacanto, elasmobrânquios, Rana cancrivora: Regulam a composição iônica, eliminando sais na urina isotônica e pelas glândulas retais e tegumentares São isosmóticos com a água do mar cuja osmolaridade está em torno de 1.000 mosm/l. A fauna marinha inclui animais osmoconformadores e osmorreguladores. Mesma osmolaridade da água do mar (osmoconformador) Mesma composição iônica da água do mar (conformador iônico) Osmolaridade Água do mar Peixebruxa Tubarão NaCl Ureia, TMAO Teleósteo Osmolaridade diferente da água do mar (osmorregulador) Composição iônica diferente da água do mar (regulador iônico) Mesma osmolaridade da água do mar (osmoconformador) Composição iônica diferente da água do mar (regulador iônico) OSMORREGULADORES MARINHOS Água do mar 1000 mosm; animal ~400 mosm Enfrentam perda osmótica de água e ganho difusional de sais Devem repor água e eliminar sais 1) Invertebrados Levemente hipotônicos e metabolismo Produzem urina isotônica Eliminam sais em excesso por células branquiais 2) Vertebrados Lampreias e teleósteos: Produzem urina isotônica (néfrons sem alças de Henle) rica em íons divalentes Eliminam NaCl em excesso por células de cloreto Podem ter glomérulos reduzidose túbulos distaisausentes 3.O gradiente osmótico lumeninterstício causa absorção de água. 4.Os sais serão eliminados do corpo pelas células de cloreto e rins. 1.O intestino capta sais ativamente... 2...e eles se acumulam nos espaços entre as células, criando um microambiente hipertônico. Répteis: Produzem urinaisotônica (néfronssem alças de Henle) Eliminam sais em excesso por glândulasde sal Aves: Eliminam sais em excesso na urina hipertônica (parte dos néfronscom alças de Henle, alçascurtas) e por glândulas de sal Mamíferos: Eliminam sais em excesso na urina hipertônica (néfrons com alçasdehenle longas) 2
AMBIENTES DE ÁGUA DOCE OU SALOBRA A osmoconformação não é possível na água doce, cuja osmolaridade está em torno de 0,1 a 10 mosm/l. Os animais de água doce são osmorreguladores. 1) Protozoários Revestimentos corporais maisimpermeáveis Eliminam a água em excesso pelo vacúolo contrátil 2) Invertebrados Revestimentos corporais pouco permeáveis Repõem saispelo tegumento e brânquias Eliminam a água em excesso na urina hipotônica Enfrentam ganho osmótico de água e perda difusional de sais. Devem repor sais e eliminar água. 3) Vertebrados Repõem íons ativamentepelotegumento e células de cloreto Eliminam a água em excesso na urina hipotônica AMBIENTES TERRESTRES O fluido do ambiente terrestre (ar) não possui água livre. Os animais terrestres são osmorreguladores. REDUÇÃO DA PERDA DE ÁGUA 1) Perda de água pelo tegumento Espécies semi-terrestres: Perdem/ganham água rapidamente (revestimentos corporais muito permeáveis) Podem temporariamente fechar-se em revestimentos impermeáveis (caracóis, alguns anfíbios) ÁGUA Redução da perda Reposição Resistência à desidratação Espécies terrestres: Revestimentos corporais menos permeáveis (vertebrados) ou impermeáveis (insetos) A resistência à perda cutânea de água muda com a temperatura, varia entre espécies aparentadas e entre populações da mesma espécie. 2) Perda de água pelo sistemarespiratório Reguladapelocontroleespiracular eminvertebrados traqueados Diminuída pela troca nasal em contracorrente em vertebrados pulmonados INSPIRAÇÃO Mais quente Mais úmido EXPIRAÇÃO Mais frio Mais seco 3
3) Perda de água pelo sistemaexcretor - Insetos: Excretamácido úrico Formam urina hipertônica (túbulos de Malpighi/intestino posterior) 3) Perda de água pelo sistemaexcretor - Anfíbios, répteis e aves: Têm glomérulos reduzidos Controleindependente dofluxo glomerular e peritubular Absorvem água da bexiga urinária, cloaca e intestino posterior Excretamácido úrico (excetoanfíbios) Formam urina pouco hipertônicaou isotônica 3) Perda de água pelo sistemaexcretor - Mamíferos Formam urina muito hipertônica (néfrons justamedulares abundantes ou exclusivos, sistema contracorrente multiplicador muito potente) Animal Concentração da Urina (mosm/l) Proporção Urina/Plasma Castor 520 2 Porco 1100 3 Homem 1400 4 Rato branco 2900 9 Gato 3100 10 Rato canguru 5500 14 Rato de areia 6300 17 Camundongo saltador 9400 25 RESISTÊNCIA À DESIDRATAÇÃO Tartígrados podem reduzir a água corporal de 85% para 3% Anuros de regiões secas podem reduzir a água corporal de 80% para 60% Camelos podem perder até 24% da água corporal (água intersticial) Por que nós (animais terrestres) temos secreção de ADH em níveis relativamente elevados na osmolaridade corporal de 300 mosm/l? O ambiente terrestre é desidratante. Qual nível de secreção de ADH (alto ou baixo) você esperaria encontrar em peixes de água doce? E em peixes marinhos? Por que? Água doce: baixo (ambiente hiposmótico); marinhos: alto (ambiente hiperosmótico). HIDRATADO células interstí cio sistema cardiovascular DESIDRATADO 4
REPOSIÇÃO DE ÁGUA 1) Captação deágua Ingestão deágua livre Aproveitamento daágua dos alimentos Absorção de água pelo tegumento (animaissemi-terrestres) Absorção de água intersticial do solo (caranguejos) Absorção de vapor de água do ar (algunsartrópodes) 2) Produção metabólica de água 1 g de lipídeo metabolizado 1 g de água 1 g de carboidrato metabolizado 0,6 g de água 1 g de proteína metabolizada 0,4 g de água Ovos cleidoicos e o monstro do gila usam a gordura armazenada para obtenção de água Alguns roedores do deserto obtêm toda a água do metabolismo das gorduras do alimento (sementes secas) ADAPTAÇÕES COMPORTAMENTAIS Restrição a ambientes úmidos e próximos a fontes de água livre Redução da atividade nas horas quentes do dia Dormência em períodos de seca extrema REGULAÇÃO HORMONAL DE ÍONS E ÁGUA 1) Invertebrados Hormônios diuréticos e antidiuréticos Fatores neuroendócrinos parao equilíbrio iônico 2) Vertebrados Prolactina: Importante na adaptação a ambientes com abundância de água (água doce) Ações sobre quaisquer tecidos osmorreguladores Hormônio antidiurético: Importante na adaptação a ambientes com restrição de água (marinhos e terrestres) Anfíbios: ações sobre glomérulos, túbulos renais, pele e bexiga urinária Répteis e aves: ações sobreglomérulos e túbulos renais Mamíferos: ações sobre túbulosrenais Hormôniosadrenocorticais (aldosterona): Açõesde regulação iônica 5