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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.59.2018.tde-18042018-132028
Document
Author
Full name
Paulo Roberto Custodio de Oliveira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2018
Supervisor
Committee
Klein, Wilfried (President)
Cruz, André Luis da
Kohlsdorf, Tiana
Leite, Cléo Alcantara Costa
Title in Portuguese
Análise de padrão ventilatório, trocas gasosas e mecânica ventilatória em juvenis e adultos de Chelonoidis carbonarius (Spix, 1824)
Keywords in Portuguese
Complacência; Resistência; Tamanho corpóreo; Trabalho mecânico; Ventilação por minuto
Abstract in Portuguese
A compreensão da relação entre ventilação, troca gasosa e mecânica ventilatória é de vital importância na busca do entendimento do funcionamento do sistema respiratório. Ao longo do desenvolvimento animal, mudanças no tamanho corpóreo necessitam de reajustes na relação entre seus componentes em nível estrutural e funcional. O tamanho corporal, além de outros fatores, é um agente de influência em variáveis relacionadas ao sistema respiratório em vertebrados. O conhecimento sobre o funcionamento do sistema respiratório em répteis é restrito a algumas espécies, portanto, o presente trabalho teve como objetivo analisar o padrão ventilatório, troca de gases e a mecânica ventilatória em juvenis e adultos de Chelonoidis carbonarius (Cryptodira: Testudinidae). Os animais (n=10) pesando entre 40 gramas a 2,5 quilogramas aproximadamente e sob a condição de normóxia, foram submetidos à respirometria aberta para determinação do padrão ventilatório, do consumo de oxigênio e da produção de gás carbônico em diferentes temperaturas (15, 25 e 35°C). Os volumes pulmonares, complacência estática, complacência dinâmica, resistência pulmonar e o trabalho mecânico da ventilação foram averiguados em juvenis e adultos nas condições supino, prona e para os pulmões isolados das vísceras, verificando assim a influência dessas condições sobre a mecânica ventilatória do sistema respiratório. Os resultados obtidos apresentaram padrões ventilatórios periódicos em todas as temperaturas estudadas. O volume corrente não apresentou mudanças significativas com o aumento da temperatura, enquanto o aumento da frequência respiratória levou ao acréscimo da ventilação por minuto nas comparações entre 15-35°C. O consumo de oxigênio e a excreção de gás carbônico aumentaram com a temperatura e juvenis apresentaram maiores valores comparado a adultos. Tratando-se da mecânica ventilatória, adultos apresentaram diferença para o volume pulmonar de repouso na comparação entre a posição prona e supino e para o volume pulmonar máximo comparado a posição supino com os pulmões isolados. As complacências estática e dinâmica, juntamente com a resistência, padronizadas pela massa corpórea e pelos volumes pulmonares, demonstraram diferenças ao comparar os pulmões isolados com a posição supino. O trabalho mecânico mostrou ser dependente do volume ao invés da frequência em todas as condições testadas. Os resultados apresentados indicaram que mediante mudanças na ventilação, causada pelo aumento da temperatura, juvenis e adultos de Chelonoidis carbonarius, regularam a ventilação aumentando a frequência respiratória e mantiveram os valores do volume corrente a fim de garantir os níveis de trabalho mecânico.
Title in English
Analyses of ventilatory pattern, gas exchange and breathing mechanics in juvenile and adult Chelonoidis carbonarius (Spix, 1824)
Keywords in English
Body size; Compliance minute ventilation; Resistance; Work of breathing
Abstract in English
The understanding of the relationship between ventilation, gas exchange and ventilatory mechanics is of vital importance in the search to understand the functioning of the respiratory system. Throughout animal development, changes in body size need adjustments in the relationship between its components at a structural and functional level. Body size, besides other factors, is an agent of influence in variables related to the respiratory system in vertebrates. The knowledge about the function of the respiratory system in reptiles is restricted to some species, so the present work aimed to analyze ventilatory pattern, gas consumption and respiratory mechanics in juveniles and adults of Chelonoidis carbonarius (Cryptodira: Testudinidae). The animals (n = 10) weighing between 40 grams to approximately 2,5 kilograms and under normoxic conditions, were submitted to open respirometry to determine the ventilatory pattern, the oxygen consumption and the production of carbon dioxide at different temperatures (15, 25 and 35°C). Pulmonary volumes, static compliance, dynamic compliance, pulmonary resistance and work of breathing were investigated in juveniles and adults in supine, prone and isolated lung, thus verifying the influence of these conditions on the ventilatory mechanics of the respiratory system. The obtained results presented periodic ventilatory patterns in all the studied temperatures. The tidal volume did not show significant changes with increased temperature, while the raise in breathing frequency led to greater minute ventilation when comparing 15 and 35°C. Oxygen consumption and carbon dioxide excretion increased with temperature and juveniles presented higher values compared to adults. Regarding mechanics, adults presented a significant difference for resting volume in the comparison between the prone and supine position and for the maximum lung volume compared to the supine position with the isolated lungs. Body mass as well as lung volume standardized static and dynamic compliances and resistance showed significant differences when comparing the isolated lungs with the supine position. The mechanical work was shown to be volume dependent rather than frequency in all tested conditions. The results indicated that through changes in ventilation caused by increasing temperature, juveniles and adults of Chelonoidis carbonarius regulated ventilation by increasing minute ventilation and maintained tidal volume values in order to guarantee levels of work of breathing.
 
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Dissertacao_Paulo.pdf (2.96 Mbytes)
Publishing Date
2018-06-22
 
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