Respostas cardiorrespiratórias do teleósteo de respiração aérea, Clarias gariepinus, exposto à hipóxia gradual

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2010
Autor(a) principal: Belão, Thiago de Campos
Orientador(a): Rantin, Francisco Tadeu lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa Interinstitucional de Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas - PIPGCF
Departamento: Não Informado pela instituição
País: BR
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/1325
Resumo: Air-breathing fish are classified as obligatory (when breathing obligatory atmospheric air independently of the water O2 tension) or facultative air-breather (using an air breathing organ ABO -, when theirs gills are not able to extract all O2 necessary to maintain the aerobic mechanisms under hypoxic conditions). The catfish, Clarias gariepinus, is airbreathing fish that shows modifications on the gill lamella, forming a ventilatory fan, and on the 2o e 4o gill arches, forming an arborescent organ. These structures form the ABO of this specie.The objectives of the present study were: 1. To determine if C. gariepinus is an obligatory or a facultative air breather. 2. To analyze the cardio-respiratory responses ( VO2 - metabolic rate; VG - gill ventilation; VT ventilatory volume; fR respiratory frequency; EO2 O2 extraction from the ventilatory current; fH- heart frequency) in response to progressive hypoxia. 3. To verify if the critical O2 tension (PcO2) of this specie is correlated with the O2 uptake from the atmospheric air.To classify the air-breathing mode of C. Gariepinus, the fish (Wt ~ 350 g; n = 7) were maintained in normoxia during 24 hours without access to air. The fR maintained constant during all the experiment and there was no mortality, indicating that C. gariepinus is a facultative air-breather. To analyze the cardio-respiratory responses to progressive hypoxia, VO2 , EO2, fR, VT, VG , EO2 and fH were recorded under the following water O2 tensions(PwO2): 100, 70, 50 e 30 mmHg. Fish maintained a constant VO2 until the PcO2 (~ 55 mmHg), below which VO2 decreased significantly. This decreasing was followed with the significant reduction of EO2 in PinspO2 of 62,7 ± 1,30 mmHg reaching values of 19,6 ± 1,9 % in severe hypoxia. The VG and the VT increased progressively until PinspO2 of 28,0 ± 0,5 mmHg, reaching highest values of, respectively, 1545,7 ± 63,5 mLH2O.kg-1.min-1, 33,9 ± 0,8 mLH2O.Kg-1.resp-1 e 57,2 ± 1,4 resp.min-1. The fH reduced progressively from 43,4 ± 0,4 bpm, in normóxia, arriving significant values just above the PcO2 and reaching minimum values (19,2 ± 3,0 bpm) in severe hypoxia. Under progressive hypoxia (100, 70, 50, 30 e 20 mmHg) and with the access to the atmospheric air, C. gariepinus (Wt ~ 610 g; n = 9) presented a 5-fold increase in the air-breathing frequency (fRA). A bradycardia was observed just before the air breath and a tachycardia just after.Concluding, C. gariepinus is a continuous facultative air-breathing fish that regulate the 2 O V until the PcO2 of ~54 mmHg. Below this tension fish increase the VG mainly due to a larger increase of VT (lower metabolic cost of VG ). The hypoxic pre-air breath bradycardia is characteristic of aquatic breathers while the post-air breath tachycardia is typical of air respirators. The fRA increased proportionally with the progressive hypoxia, mainly just above the PcO2. These results show that C. gariepinus is adapted to survive at hypoxic habitats and that this species show a higher dependence of the atmospheric air than the others facultative air-breathing fishes.
id SCAR_71e3452b078ad63b97aad0e9c272ee77
oai_identifier_str oai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/1325
network_acronym_str SCAR
network_name_str Repositório Institucional da UFSCAR
repository_id_str
spelling Belão, Thiago de CamposRantin, Francisco Tadeuhttp://lattes.cnpq.br/3546242299713690http://lattes.cnpq.br/88761324564723686dc12acf-6c89-4dee-8a29-df2cace1a19f2016-06-02T19:22:53Z2010-08-202016-06-02T19:22:53Z2010-06-25BELÃO, Thiago de Campos. Respostas cardiorrespiratórias do teleósteo de respiração aérea, Clarias gariepinus, exposto à hipóxia gradual. 2010. 64 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Biológicas) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2010.https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/1325Air-breathing fish are classified as obligatory (when breathing obligatory atmospheric air independently of the water O2 tension) or facultative air-breather (using an air breathing organ ABO -, when theirs gills are not able to extract all O2 necessary to maintain the aerobic mechanisms under hypoxic conditions). The catfish, Clarias gariepinus, is airbreathing fish that shows modifications on the gill lamella, forming a ventilatory fan, and on the 2o e 4o gill arches, forming an arborescent organ. These structures form the ABO of this specie.The objectives of the present study were: 1. To determine if C. gariepinus is an obligatory or a facultative air breather. 2. To analyze the cardio-respiratory responses ( VO2 - metabolic rate; VG - gill ventilation; VT ventilatory volume; fR respiratory frequency; EO2 O2 extraction from the ventilatory current; fH- heart frequency) in response to progressive hypoxia. 3. To verify if the critical O2 tension (PcO2) of this specie is correlated with the O2 uptake from the atmospheric air.To classify the air-breathing mode of C. Gariepinus, the fish (Wt ~ 350 g; n = 7) were maintained in normoxia during 24 hours without access to air. The fR maintained constant during all the experiment and there was no mortality, indicating that C. gariepinus is a facultative air-breather. To analyze the cardio-respiratory responses to progressive hypoxia, VO2 , EO2, fR, VT, VG , EO2 and fH were recorded under the following water O2 tensions(PwO2): 100, 70, 50 e 30 mmHg. Fish maintained a constant VO2 until the PcO2 (~ 55 mmHg), below which VO2 decreased significantly. This decreasing was followed with the significant reduction of EO2 in PinspO2 of 62,7 ± 1,30 mmHg reaching values of 19,6 ± 1,9 % in severe hypoxia. The VG and the VT increased progressively until PinspO2 of 28,0 ± 0,5 mmHg, reaching highest values of, respectively, 1545,7 ± 63,5 mLH2O.kg-1.min-1, 33,9 ± 0,8 mLH2O.Kg-1.resp-1 e 57,2 ± 1,4 resp.min-1. The fH reduced progressively from 43,4 ± 0,4 bpm, in normóxia, arriving significant values just above the PcO2 and reaching minimum values (19,2 ± 3,0 bpm) in severe hypoxia. Under progressive hypoxia (100, 70, 50, 30 e 20 mmHg) and with the access to the atmospheric air, C. gariepinus (Wt ~ 610 g; n = 9) presented a 5-fold increase in the air-breathing frequency (fRA). A bradycardia was observed just before the air breath and a tachycardia just after.Concluding, C. gariepinus is a continuous facultative air-breathing fish that regulate the 2 O V until the PcO2 of ~54 mmHg. Below this tension fish increase the VG mainly due to a larger increase of VT (lower metabolic cost of VG ). The hypoxic pre-air breath bradycardia is characteristic of aquatic breathers while the post-air breath tachycardia is typical of air respirators. The fRA increased proportionally with the progressive hypoxia, mainly just above the PcO2. These results show that C. gariepinus is adapted to survive at hypoxic habitats and that this species show a higher dependence of the atmospheric air than the others facultative air-breathing fishes.Peixes de respiração aérea são classificados como respiradores aéreos obrigatórios (aqueles que respiram ar atmosférico independente das tensões de O2 da água) ou facultativos (aqueles que usam o órgão de respiração aérea ABO quando as brânquias não conseguem extrair a quantidade de O2 necessário para manter o metabolismo aeróbico em condições hipóxicas). O bagre-africano, Clarias gariepinus, é um peixe de respiração aérea que apresenta modificações na lamela branquial, formando um leque ventilatório, e, nos 2os e 4os arcos branquiais, os órgãos arborescentes. Estas últimas estruturas formam o ABO desta espécie.Os objetivos do presente estudo foram: 1. Determinar se C. gariepinus é um respirador aéreo facultativo ou obrigatório. 2. Analisar as respostas cardiorrespiratórias ( VO2 - taxa metabólica; EO2 - extração de O2 da corrente ventilatória; VG - ventilação branquial; VT - volume ventilatório; fR - frequência respiratória; fH- frequência cardíaca) em resposta a hipóxia gradual. 3. Verificar se a tensão crítica de O2 (PcO2) desta espécie está relacionada com a tomada de O2 do ar atmosférico.Para classificar a modalidade da respiração aérea de C. gariepinus, os peixes (Wt ~ 350 g; n = 7) foram mantidos em normóxia durante 24 h sem acesso ao ar atmosférico. A fR manteve-se constante durante todo o experimento e não houve mortalidade, indicando que C. gariepinus é um respirador aéreo facultativo. Para analisar as respostas cardiorrespiratórias em normóxia (controle) e hipóxia gradual, a VO2 , EO2, fR, VT, V G e fH foram registradas durante as seguintes tensões de O2 (PwO2): 100, 70, 50 e 30 mmHg. Os peixes mantiveram VO2 constante até a PcO2 (~ 55 mmHg), abaixo da qual a VO2 decresceu significativamente. Esta diminuição da VO2 foi acompanhada da diminuição significativa da EO2 em PinspO2 de 62,7 ± 1,30 mmHg atingindo valores de 19,6 ± 1,9 %, em hipóxia severa. A VG , VT e fR aumentaram progressivamente até a PinspO2 de 28,0 ± 0,5 mmHg, chegando a valores máximos de, respectivamente, 1545,7 ± 63,5 mLH2O.kg-1.min-1, 33,9 ± 0,8 mLH2O.Kg-1.resp-1 e 57,2 ± 1,4 resp.min-1. A fH diminui progressivamente de 43,4 ± 0,4 bpm, em normóxia, até alcançar valores significativos próximos a PcO2 e valores mínimos em hipóxia severa (19,2 ± 3,0 bpm). Em experimentos de hipóxia gradual (100, 70, 50, 30, 20 e 10 mmHg) com acesso ao ar atmosférico, C. gariepinus aumentou aproximadamente 5x a frequência de respiração aérea (fRA). Em cada tensão hipóxica ocorreu uma bradicardia pré-RA seguido de taquicardia significativa pós-RA (típico de respiração aérea); a fR manteve-se praticamente constante (~ 32 resp.min-1) até as duas últimas PwO2 (20 e 10 mmHg), nas quais a fR diminuiu para 23,0 ± 1,18 resp.min-1.Finalmente, C. gariepinus é um peixe de respiração aérea facultativa contínua que regula a VO2 até a PcO2 de ~ 55 mmHg. Abaixo desta tensão o animal aumenta a VG devido principalmente a um pronunciado aumento na VT (diminuição do custo metabólico da VG ). A bradicardia hipóxica pré-RA é uma característica de respiradores aquáticos, enquanto a taquicardia hipóxica pós-RA é típica de respiradores aéreos. A fRA aumentou proporcionalmente com a hipóxia gradual, principalmente próximo a PcO2. Tais resultados demonstram que C. gariepinus está adaptado a sobreviver em habitats hipóxicos e demonstra uma maior dependência do ar atmosférico do que outros respiradores bimodais facultativos.Financiadora de Estudos e Projetosapplication/pdfporUniversidade Federal de São CarlosPrograma Interinstitucional de Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas - PIPGCFUFSCarBRFisiologiaSiluriformesBradicardiaTaquicardiaClariidaeRespirometriaHiperventilaçãoPeixe de respiração aéreaSiluriformsClariidaeRespirometryBradycardiaTachycardiaHyperventilationAir-breathing fishCIENCIAS BIOLOGICAS::FISIOLOGIA::FISIOLOGIA COMPARADARespostas cardiorrespiratórias do teleósteo de respiração aérea, Clarias gariepinus, exposto à hipóxia gradualinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis-1-14fc5a788-1df7-480f-8123-b74f3f0306e1info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINAL3162.pdfapplication/pdf1363154https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/2d4fe912-49bc-45bf-8c11-e59f16bb0117/download725b7e9d57697bbcc0ab7a78df25145aMD51trueAnonymousREADTEXT3162.pdf.txt3162.pdf.txtExtracted texttext/plain0https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/86314411-3eee-4d81-bfe4-690eae7381b3/downloadd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD54falseAnonymousREADTHUMBNAIL3162.pdf.jpg3162.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7291https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/3f0dd451-3ed2-4c0f-bc0a-a3aa3328b59b/downloadcf477c00bfa856eaec3166d16c8f8a93MD55falseAnonymousREAD20.500.14289/13252025-02-05 15:07:04.552open.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/1325https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-02-05T18:07:04Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
dc.title.por.fl_str_mv Respostas cardiorrespiratórias do teleósteo de respiração aérea, Clarias gariepinus, exposto à hipóxia gradual
title Respostas cardiorrespiratórias do teleósteo de respiração aérea, Clarias gariepinus, exposto à hipóxia gradual
spellingShingle Respostas cardiorrespiratórias do teleósteo de respiração aérea, Clarias gariepinus, exposto à hipóxia gradual
Belão, Thiago de Campos
Fisiologia
Siluriformes
Bradicardia
Taquicardia
Clariidae
Respirometria
Hiperventilação
Peixe de respiração aérea
Siluriforms
Clariidae
Respirometry
Bradycardia
Tachycardia
Hyperventilation
Air-breathing fish
CIENCIAS BIOLOGICAS::FISIOLOGIA::FISIOLOGIA COMPARADA
title_short Respostas cardiorrespiratórias do teleósteo de respiração aérea, Clarias gariepinus, exposto à hipóxia gradual
title_full Respostas cardiorrespiratórias do teleósteo de respiração aérea, Clarias gariepinus, exposto à hipóxia gradual
title_fullStr Respostas cardiorrespiratórias do teleósteo de respiração aérea, Clarias gariepinus, exposto à hipóxia gradual
title_full_unstemmed Respostas cardiorrespiratórias do teleósteo de respiração aérea, Clarias gariepinus, exposto à hipóxia gradual
title_sort Respostas cardiorrespiratórias do teleósteo de respiração aérea, Clarias gariepinus, exposto à hipóxia gradual
author Belão, Thiago de Campos
author_facet Belão, Thiago de Campos
author_role author
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/8876132456472368
dc.contributor.author.fl_str_mv Belão, Thiago de Campos
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Rantin, Francisco Tadeu
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/3546242299713690
dc.contributor.authorID.fl_str_mv 6dc12acf-6c89-4dee-8a29-df2cace1a19f
contributor_str_mv Rantin, Francisco Tadeu
dc.subject.por.fl_str_mv Fisiologia
Siluriformes
Bradicardia
Taquicardia
Clariidae
Respirometria
Hiperventilação
Peixe de respiração aérea
topic Fisiologia
Siluriformes
Bradicardia
Taquicardia
Clariidae
Respirometria
Hiperventilação
Peixe de respiração aérea
Siluriforms
Clariidae
Respirometry
Bradycardia
Tachycardia
Hyperventilation
Air-breathing fish
CIENCIAS BIOLOGICAS::FISIOLOGIA::FISIOLOGIA COMPARADA
dc.subject.eng.fl_str_mv Siluriforms
Clariidae
Respirometry
Bradycardia
Tachycardia
Hyperventilation
Air-breathing fish
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CIENCIAS BIOLOGICAS::FISIOLOGIA::FISIOLOGIA COMPARADA
description Air-breathing fish are classified as obligatory (when breathing obligatory atmospheric air independently of the water O2 tension) or facultative air-breather (using an air breathing organ ABO -, when theirs gills are not able to extract all O2 necessary to maintain the aerobic mechanisms under hypoxic conditions). The catfish, Clarias gariepinus, is airbreathing fish that shows modifications on the gill lamella, forming a ventilatory fan, and on the 2o e 4o gill arches, forming an arborescent organ. These structures form the ABO of this specie.The objectives of the present study were: 1. To determine if C. gariepinus is an obligatory or a facultative air breather. 2. To analyze the cardio-respiratory responses ( VO2 - metabolic rate; VG - gill ventilation; VT ventilatory volume; fR respiratory frequency; EO2 O2 extraction from the ventilatory current; fH- heart frequency) in response to progressive hypoxia. 3. To verify if the critical O2 tension (PcO2) of this specie is correlated with the O2 uptake from the atmospheric air.To classify the air-breathing mode of C. Gariepinus, the fish (Wt ~ 350 g; n = 7) were maintained in normoxia during 24 hours without access to air. The fR maintained constant during all the experiment and there was no mortality, indicating that C. gariepinus is a facultative air-breather. To analyze the cardio-respiratory responses to progressive hypoxia, VO2 , EO2, fR, VT, VG , EO2 and fH were recorded under the following water O2 tensions(PwO2): 100, 70, 50 e 30 mmHg. Fish maintained a constant VO2 until the PcO2 (~ 55 mmHg), below which VO2 decreased significantly. This decreasing was followed with the significant reduction of EO2 in PinspO2 of 62,7 ± 1,30 mmHg reaching values of 19,6 ± 1,9 % in severe hypoxia. The VG and the VT increased progressively until PinspO2 of 28,0 ± 0,5 mmHg, reaching highest values of, respectively, 1545,7 ± 63,5 mLH2O.kg-1.min-1, 33,9 ± 0,8 mLH2O.Kg-1.resp-1 e 57,2 ± 1,4 resp.min-1. The fH reduced progressively from 43,4 ± 0,4 bpm, in normóxia, arriving significant values just above the PcO2 and reaching minimum values (19,2 ± 3,0 bpm) in severe hypoxia. Under progressive hypoxia (100, 70, 50, 30 e 20 mmHg) and with the access to the atmospheric air, C. gariepinus (Wt ~ 610 g; n = 9) presented a 5-fold increase in the air-breathing frequency (fRA). A bradycardia was observed just before the air breath and a tachycardia just after.Concluding, C. gariepinus is a continuous facultative air-breathing fish that regulate the 2 O V until the PcO2 of ~54 mmHg. Below this tension fish increase the VG mainly due to a larger increase of VT (lower metabolic cost of VG ). The hypoxic pre-air breath bradycardia is characteristic of aquatic breathers while the post-air breath tachycardia is typical of air respirators. The fRA increased proportionally with the progressive hypoxia, mainly just above the PcO2. These results show that C. gariepinus is adapted to survive at hypoxic habitats and that this species show a higher dependence of the atmospheric air than the others facultative air-breathing fishes.
publishDate 2010
dc.date.available.fl_str_mv 2010-08-20
2016-06-02T19:22:53Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2010-06-25
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2016-06-02T19:22:53Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv BELÃO, Thiago de Campos. Respostas cardiorrespiratórias do teleósteo de respiração aérea, Clarias gariepinus, exposto à hipóxia gradual. 2010. 64 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Biológicas) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2010.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/1325
identifier_str_mv BELÃO, Thiago de Campos. Respostas cardiorrespiratórias do teleósteo de respiração aérea, Clarias gariepinus, exposto à hipóxia gradual. 2010. 64 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Biológicas) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2010.
url https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/1325
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.confidence.fl_str_mv -1
-1
dc.relation.authority.fl_str_mv 4fc5a788-1df7-480f-8123-b74f3f0306e1
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa Interinstitucional de Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas - PIPGCF
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSCar
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSCAR
instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron:UFSCAR
instname_str Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron_str UFSCAR
institution UFSCAR
reponame_str Repositório Institucional da UFSCAR
collection Repositório Institucional da UFSCAR
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/2d4fe912-49bc-45bf-8c11-e59f16bb0117/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/86314411-3eee-4d81-bfe4-690eae7381b3/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/3f0dd451-3ed2-4c0f-bc0a-a3aa3328b59b/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 725b7e9d57697bbcc0ab7a78df25145a
d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e
cf477c00bfa856eaec3166d16c8f8a93
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
repository.mail.fl_str_mv repositorio.sibi@ufscar.br
_version_ 1851688808965210112