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Previous issue date: 2012-08-31 / Universidade Federal de Minas Gerais / In fish the O2 chemoreceptors are mainly found in the gill arches and monitor the O2 tensions (PO2) of the inspired water (externally oriented) and/or the arterial blood (internally oriented). During hypoxia these receptors trigger cardiorespiratory adjustments in order to maintain an adequate O2 transfer to the tissues. The aim of the present study was to determine the O2 chemoreceptors distribution through the gill arches of Nile tilapia and the role of these receptors on the cardiorespiratory responses to hypoxia in this species. One buccal and two opercular canullae, and a pair of ECG electrodes were implanted in a group of intact fish (control group, n = 10; Wt = 258.4 ± 7.4 g). This procedure served to measure the following cardiorespiratory variables: respiratory frequency - fR, ventilatory tidal volume - VT, gill ventilation - VG , O2 extraction from the ventilatory current EO2, oxygen uptake - VO2 , and heart rate fH. After an overnight recovery period from surgery fish were subjected to the following O2 tensions during 40 min each: 140 (normoxia), 100, 70, 50, 30 e 20 mmHg. To verify the O2 receptors distribution in the gills, the first pair of gill arches was surgically extirpated (operated group, n = 10; Wt = 232.5 ± 8.8 g). After a recovery period of 4 days, operated fish were subjected to the same procedures described above for the intact ones. To examine the orientation of these receptors, other intact (n = 10; Wt = 259.6 ± 6.2 g) and operated (n = 10; Wt = 248.7 ± 6.5 g) groups had a PE catheter implanted into the buccal cavity, another catheter implanted inside the caudal vein and fitted with ECG electrodes to measure the following variables: ventilatory amplitude (Vamp), fR, and fH. Two internal injections (administered through the cannula into the caudal vein): a) 0.5 mL intravenous saline (0.9%), b) 0.5 mL intravenous NaCN (750 μg.mL-1 of NaCN in saline) and two external injections (injected by oral cannula): c) 1 mL H2O, d) 1 mL NaCN (750 μg.mL-1 of NaCN in water) were administered in both groups. The VO2 of operated fish was significantly lower only in severe hypoxia. Both bradycardia, and respiratory parameters were not abolished by ablation of the first pair of gill arches. EO2 of operated group remained about 18% lower than that of control group. The responses to internal and external NaCN included decreases in fH and increases in fR and Vamp. The cardiorespiratory parameters were attenuated in the operated group, indicating the presence of chemoreceptors, but not limited to the first gill arch. In Nile tilapia the O2 chemoreceptors are distributed beyond the first gill arch, probably through the four gill arches. Furthermore, these receptors are internally and externally oriented, possibly along all gill arches, triggering the cardiorespiratory adjustments necessary to face the hypoxic conditions at which the species is frequently subjected in its natural environmental conditions. / Em peixes, os quimiorreceptores de O2 são encontrados principalmente nas brânquias e são responsáveis pelo monitoramento das tensões de O2 (PO2) da água inspirada e/ou do sangue arterial. Frente à hipóxia esses receptores acionam ajustes cardiorrespiratórios para manter a transferência do O2 até os tecidos onde este gás é utilizado nos processos aeróbicos. O presente projeto teve por objetivo determinar a distribuição e orientação dos quimiorreceptores de O2 pelos arcos branquiais de tilápia-do-Nilo e o papel desses receptores nos ajustes cardiorrespiratórios desta espécie em resposta à hipóxia. Em um grupo de peixes intactos (grupo controle, n = 10; Wt = 258,4 ± 7,4 g) foram implantados uma cânula bucal, duas operculares e eletrodos de ECG para a medição das seguintes variáveis: frequência respiratória - fR, volume ventilatório - VT, ventilação branquial - V G , extração de O2 da corrente ventilatória - EO2, consumo de O2 - VO2 e frequência cardíaca - fH, nas tensões de O2 de 140, 100, 70, 50, 30 e 20 mmHg, sendo os peixes mantidos por 40 min em cada tensão. Para se verificar se os receptores se distribuem em todos os arcos branquiais foi realizada a extirpação bilateral do primeiro par de arcos (grupo operado, n = 10; Wt = 232,5 ± 8,8 g) e após 4 dias de recuperação foram realizados os mesmos procedimentos descritos para o grupo controle. Para a determinação da orientação dos quimiorreceptores, um outro grupo de peixes intactos (n = 10; Wt = 259,6 ± 6,2 g) e operados (n = 10; Wt = 248,7 ± 6,5 g) foram submetidos à implantação de uma cânula bucal, uma cânula inserida na veia caudal e eletrodos de ECG para a medição das seguintes variáveis: amplitude ventilatória - Vamp, fR, e fH. Esses animais foram submetidos a 2 injeções internas (administradas por meio da cânula na veia caudal): a) 0,5 mL intravenoso de salina (0,9%); b) 0,5mL intravenoso de NaCN (750 μg.mL-1 de NaCN em salina) e 2 injeções externas (injetadas por meio da cânula bucal): c) 1 mL H2O d) 1 mL NaCN (750 μg.mL-1 de NaCN em água). A VO2 dos peixes operados foi significativamente menor somente em hipóxia mais severa. Tanto a bradicardia, quanto os parâmetros respiratórios não foram abolidos com a remoção do primeiro par de arcos branquiais. A EO2 do grupo operado foi 18% menor do que a do grupo controle. As respostas internas e externas ao NaCN incluíram diminuição da fH, e aumento da fR e Vamp. Os parâmetros foram atenuados no grupo operado demonstrando a existência de quimiorreceptores, mas não exclusivamente no primeiro arco branquial. Em tilápia-do-Nilo, os quimiorreceptores de O2 não estão restritos ao primeiro par de arcos branquiais e monitoram tanto a PO2 do sangue arterial quanto da água inspirada. Os receptores são, provavelmente, distribuídos por todos os demais arcos, o que confere a esta espécie uma grande capacidade de ajustar as variáveis cardiorrespiratórias frente à hipóxia gradual que frequentemente ocorre nos ambientes em que vive em condições naturais.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/1344 |
| Date | 31 August 2012 |
| Creators | Zeraik, Vivian Maria |
| Contributors | Rantin, Francisco Tadeu |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciências Fisiológicas, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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