Resumo Mediram-se o equilíbrio e a cinética de ligação do oxigênio pelo sangue e hemoglobina de adultos e fetos de Typholonectes compressicauda. A afinidade pelo oxigênio do sangue fetal é mais alta do que a do sangue do adulto. A eletroforese das hemoglobinas fetal e adulta sugere que elas podem ser idênticas, ocorrendo um componente principal e um secundário em cada uma delas. As hemoglobinas adulta e fetal possuem idêntico equilíbrio de oxigênio. Hemoglobinas fracionadas possuem uma alta afinidade pelo oxigênio e nenhum efeito Bohr entre pH 6,5 e 10,0. Um efeito Bohr reverso "ácido" está presente abaixo de pH 6,5. A adição de 1mM de ATP reduz acentuadamente a afinidade de oxigênio e produz um efeito Bohr normal moderado. O principal nucleosídeo trifosfato nos eritrócitos fetais e adultos é adenosina trifosfato; cerca de 10% dos nucleosídeos trifosfatos são guanosina trifosfato. Eritrócitos dos adultos contém 3 vezes mais ATP do que os eritrócitos fetais. A troca fetal-maternal, no equilíbrio de oxigênio, é mediada inteiramente pela diferença no conteúdo de ATP das células sangüíneas vermelhas maternas e fetais.

Summary The equilibria and kinetics of oxygen binding by blood and hemoglobin from adult and fetal caecilians, Typhlonectes compressicauda, have been measured. The oxygen affinity of fetal blood Is higher than that of adult blood. Electrophoresis of adult and fetal hemoglobins suggests that they may be identical; a major and minor component occurs in each. Adult and fetal hemoglobins have identical oxygen equilibria. Stripped hemoglobins have a high oxygen affinity and no Bohr effect between pH 6.5 and 10.0. An "acid", reversed Bohr effect Is present below pH 6.5. The addition of 1 mM ATP reduces the oxygen affinity markedly and produces a moderate, normal Bohr effect. The major nucleoside triphosphate in fetal and adult erythrocytes Is adenosine triphosphate; about 10% of the nucleoside triphosphates is guanoslne triphosphate. Adult erythrocytes contain 3 times as much ATP as do the fetal erythrocytes. The fetal to maternal shift In the oxygen equilibrium is mediated entirely by the difference in ATP content of the maternal and fetal red blood cells.

Resumo O hematócrito (43%) e a capacidade de ligação de O (18,8 ml O2 100 ml. sangue) de Trichechus inunguis são baixos ao serem comparados com outros mamíferos mergulhadores, mas são similares aos de mamíferos terrestres. Hb fracionada de peixe-boi é similar a HbA humana na sensitividade a pH, 2,3 — difosfoglicerato e CO2, porém é menos sensitiva à temperatura e tem maior tendência a dissociar-se em dímeros. As notáveis curvas de Hill não exibem cooperatividade à saturação de oxigênio inferior a 30% indicando um estado "T" (ou estado de baixa afinidade) altamente estabilizado; tais curvas de Hill assimétricas ao serem tomadas em conta junto com a cinética bifásica de ligação de O2, poderão indicar heterogeneidade de cadeia. A dependência de pH de ligação de oxigênio pela hemoglobina em estado "T" aparente como visto nas curvas de Hill, é aumentada por 2.3 — difosfoglicerato, porém eliminada por CO2.

Summary Hematocrit (43%) and O2 binding capacity (18.8 ml O2/100 ml blood) of Trichechus inunguis blood are low compared to the values for other diving mammals but are similar to those for land mammals. Stripped manatee Hb is similar to human HbA In Its sensitivity to pH, 2,3-diphosphogIycerate and CO2 but less sensitive to temperature and more prone to dissociate into dimers. The unique Hill plots exhibit no cooperativity below 30% O2-saturation indicating a highly stabilized "T" or low affinity state(s): such asymmetric Hill plots together with biphasic O2 - binding kinetics could mean chain heterogeneity The pH dependence of oxygen binding by the apparent "T" state, hemoglobin as seen in the Hill plots, is enhanced by 2,3 - diphosphoglycerate but eliminated by CO2.

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 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.