Resumo O cascudo (Hypostomus sp.) induzido por água hipóxica a respirar ar apresentou o mesmo pH (7,39 a 30°C) que os peixes mantidos em água bem oxigenada e dependentes apenas da ventilação branquial (pH 7,41). Ocorreu retenção do CO2(aumento da PCO2de 3 para 20 torr) no grupo hipóxico indicando troca gasosa aquática reduzida, porém ela foi completamente compensada por um aumento no bicarbonato plasmático (de 2 a 13 mmol/L). Este padrão do balanço ácido-base é semelhante àqueles encontrados em comparações prévias entre espécies diferentes de vertebrados com respiração aquática e aérea. O teor mais elevado de bicarbonato plasmático de peixes aclimatados à hipóxia é considerado vantajoso na tamponação de ácidos metabólicos produzidos pelo matabolismo anaeróbico.

Summary Armoured catfish (Hypostomus sp.) induced by hypoxic water to breathe air had the same blood pH (7.39 at 30°C) as fish kept in well-aerated water and relying solely on gill ventilation (pH 7.41). CO2 retention occurred (PCO2 increased from 3 to 20 torr) in the hypoxic group indicating reduced aquatic gas exchange, but it was fully compensated by an increase in plasma bicarbonate (from 2 to 13 mmol/L). This pattern of acid-base balance is similar to those found in previous interspecies comparisons of water and air-breathing vertebrates. The higher plasma bicarbonate of hypoxia-acclimated fish is beleived to be benefitial in buffering metabolic acids produced by anaerobic metabolism.

Resumo Afinidades pelo oxigênio do sangue, concentrações eritrocíticas de nucleosídeo trifosfato (NTP) e outros parâmetros hematológicos, foram medidos em peixes de respiração aérea facultativa do Amazonas, depois da aclimatação em água oxigenada ("normóxica") e água hipóxica (PO2 = 125 a 135 e 20 a 25 mm Hg, respectivamente). No bagre, Hipostomus sp. e Pterygoplichtys sp. a hipoxia leva a interminentes subidas à superfície para tomar ar, resultando em níveis mais baixos de NTP, principalmente pelo significativo decréscimo de guanosina 3-fosfato (GTF). Os subseqüentes aumentos na afinidade pelo O2 do sangue aparecem adaptados às tensões de O2 internas médias em tempos mais baixos. Nenhuma troca semelhante foi vista na enguia Synbranchus, a qual respira quase que continuamente ar, quando mantida em água hipóxica. Os resultados, são discutidos em termos de sua significância adaptativa e comparada com os dados sobre a temperatura do peixe.

Summary Blood oxygen affinities, erythrocytic nucleoside triphosphate concentrations (NTP) and other hematological parameters were measured in facultative air-breathing fish from the Amazon after acclimation to well aerated ("normoxic") and hypoxic water (PO2 = 125 to 135 and 20 to 25 mm, respectively). In the armored catfish Hypostomus sp, and Pterygoplichthys sp., hypoxia induces intermittent surfacing to gulp air and results in lower NTP levels, chiefly through significant decreases in guanosine triphosphate (GTF). The subsequent increases in blood O2 affinity appear adaptive to lowered time average internal O2 tensions. No similar changes were seen in the eel Synbranchus which breathes air almost continuously when kept in hypoxic water. The results are discussed in terms of their adaptive significance, and compared with data on temperate fish.

Resumo São estudados o equilíbrio da oxigênio de hemoglobinas de Hypostomus e Pterygoplichthys e suas sensibilidades ao nucleosídio trifosfatos eritrocítico (NTP), ATP e guanosina trifosfato (GTP) para investigar o mecanismo pelo qual o sangue se adapta à respiração aérea e aquática, As hemoglobinas de ambas as espécies são heterogêneas. Todas as frações hemoglobinicas isoladas por focalização isoelétrica, revelaram uma alta sensibilidade a NTP, mas a GTP decresce a afinidade de O2 cerca de duas vezes tão efetivamente quanto a ATP. Foi encontrado um componente hemoglobínico catódico com um efeito Bohr revertido em Pterygoplichthys mas não em Hypostomus. Os dados são discutidos em relação à modulação do cofator in vivo, de afinidade pelo O2 do sangue e a importância adaptativa da heterogeneidade funcional de hemoglobinas de peixes.

SUMMARY Oxygen equilibria of Hypostomus and Pterygoplichthys hemoglobins and their sensitivities to the erythrocytic nucleoside triphosphates (NTP), ATP and guanosine triphosphate (GTP) are studied to investigate the mechanisms by which blood adapts to air-and water-breathing. Hemoglobins of both species are heterogeneous. All hemoglobin fractions isolated by iso-electric focusing reveal a high sensitivity to NTP, but GTP depresses O2 affinity about twice as effectively as ATP. A cathodic hemoglobin component with a reversed Bohr effect was found in Pterygoplichthys but not in Hypostomus. The data are discussed in relation to the in vivo cofactor modulation of blood O2 affinity and the adaptive significance of functional heterogeneity of fish hemoglobins.

Resumo Examinamos a afinidade pelo oxigênio do sangue total e intacto de representantes de 40 gêneros de peixes da Amazônia. Foram considerados todos os peixes de respiração aérea e branquial e nenhuma diferenciação na afinidade pelo oxigênio pode ser distinguível, embora nos dois casos de espécies próximas i, e. Osteoglossum de respiração branquial versus Arapaima de respiração aérea e Hoplias de respiração branquial versus Hoplerythrinus de respiração aérea; os de respiração aérea têm o sangue com mais afinidade pelo oxigênio do que os de respiração branquial. Significativas diferenças na afinidade pelo oxigênio foram encontradas quando foram considerados o habitat dos peixes: as afinidades pelo oxigênio foram em geral correlacionadas com o oxigênio disponível no meio ambiente e as demandas relativas de oxigênio dos peixes.

Summary We have examined the oxygen-affinity of the fresh, whole blood from representatives of 40 genera of Amazonian fishes. When all the air breathnig fishes and all the water breathing fishes were considered, no differentiation in oxygen affinity could be distinguished, although in two cases of closely related species i.e. Osteoglossum, a water breather, versus Arapaima, an air breather, and Hoplias, a water breather, versus Hoplerythrinus, an air breather; the air breathers have bloods with lower oxygen affinity than do the water breathers. Significant differences in the oxygen affinity were fround when fishes were considered by habitat: the oxygen affinities were in general correlated with available environmental oxygen and relative oxygen demand of the fishes.

Resumo As propriedades respiratórias do sangue da piranha, são diferentes das de outros peixes, primariamente pela alta capacidade tamponante do CO2 (ΔHCO-3/Δ pH = 19,6 mmol/L para o sangue oxigenado e 39,1 mmol/1 para o sangue desoxigenado). A concentração de nucleosídeos trifosfato (NTP) e a tensão de meia de saturação (P50) do sangue total foi encontrado como sendo inversamente relacionado ao tamanho do corpo. O maior P50 em peixes pequenos, análogo aos valores obtidos em estudos prévios, envolvendo comparações inter-específicas, poderia ser uma adaptação ao mais alto índice metabólico específico ao peso. Tanto o ATP como a guanosina trifosfato (GTP), reduziram a afinidade pelo oxigênio das soluções de hemoglobina purificadas, considerando a correlação de tamanho dependente de P50 e a concentração de NTP no sangue total. Embora em concentrações similares, nos eritrócitos, o GTP é mais potente que o ATP, como um modificador alostérico da função da hemoglobina.

Summary Respiratory properties of piranha blood are distinguished from those of other fish primarily by the high CO2 buffering capacity (ΔHCO3-/ΔpH = 18.6mmol/L for oxygenated blood and 39.1 mmol/L for deoxygenated blood). The concentration of nucleoside triphosphates CNTP) and the half-saturation tension (P50) of whole blood were found to be inversely related to body size. The higher p50 in smaller fish, analogous to values obtained in previous studies involving interspecies comparisons, could be adaptive to higher weight-specific metabolic rate. Both ATP and guanosine triphosphate (GTP) lowered the oxygen affinity of purified hemoglobin solutions, accounting for the size-dependent correlation of P50 and NTP concentration in whole blood. While similar in concentration in red cells, GTP is more potent than ATP as an allosteric modifier of hemoglobin function.