Qual a Função dos Sacos Aéreos nas Aves? Pra Que Servem?

Os sacos aéreos (sacci pneumatici) das aves são apêndices de paredes finas do pulmão, que, como foles, transportam o ar através dos pulmões. No entanto, não há troca de gás neles. São bolsas muito finas com uma parede transparente.

Além de sua função como “motor da respiração”, eles também estão envolvidos no treinamento de voz. As exalações de alta frequência (exalações) são moduladas na cabeça vocal para o canto dos pássaros. A terceira função importante dos sacos aéreos é a participação na termorregulação pela dissipação do calor por evaporação.

Qual a Função dos Sacos Aéreos nas Aves? Pra que Servem?

A respiração dos pássaros é basicamente diferente da dos mamíferos. Nos mamíferos, os músculos para inspiração e expiração alteram o volume do tórax e, com ele, o volume dos pulmões, fazendo com que o ar flua para dentro e para fora dos pulmões. Também nos répteis, os músculos alteram o volume da cavidade torácica para respirar, o que altera o volume dos sacos de ar, enquanto os pulmões dos pássaros não conseguem fazer alterações de volume.

Os principais músculos inspiratórios são os músculos apendicocostais. Sua contração leva à expansão da caixa torácica. O movimento descendente do esterno também contribui significativamente para esse processo. Isso leva a uma pressão negativa na cavidade do corpo e, portanto, a uma expansão dos sacos de ar, onde o ar é aspirado pelos pulmões.

Os músculos expiratórios mais importantes são os músculos abdominais, que estreitam a cavidade do corpo e, assim, deslocam o ar dos sacos de ar. Tanto durante a inspiração quanto a expiração, o ar flui de trás para a frente através dos parabrônquios dos pulmões.

Na respiração em repouso, apenas o sistema de saco aéreo traseiro geralmente está ativo. Dos dois pares de sacos aéreos traseiros, o ar é aspirado através de uma parte do pulmão; em alguns casos, o ar fresco entra nesses sacos de aéreos.

Assim, no final da inalação, localiza-se ar misturado com um conteúdo de oxigênio ainda utilizável nos sacos aéreos traseiros. Ao expirar, esse ar misto é agora repassado pelos pulmões novamente e, portanto, muito mais efetivamente explorado do que o mamífero, com suas vias aéreas que terminam às cegas e o correspondente espaço morto elevado.

Esse sistema eficiente também compensa o grande volume de traqueia nas aves, que é mais longo e mais espesso em comparação aos mamíferos e tem aproximadamente 4 ou 5 vezes o volume de espaço morto. Em caso de aumento da respiração, o sistema de saco aéreo frontal é adicionado à respiração normal.

Suga ar fresco através da parte restante dos pulmões. O ar esgotado deste sistema de saco aéreo entra na expiração diretamente na traqueia, para que não seja passado pelos pulmões novamente.

Em aves como os pinguins, apenas o ar fresco entra nos sacos aéreos traseiros, e eles usam a frente enquanto exalam o sistema traseiro. Nas cegonhas, a parte do pulmão responsável por esse processo é pouco desenvolvido. Ao capturar e manipular pássaros, a mecânica respiratória complexa deve ser levada em consideração.

Ao pegar a mão, deve-se garantir que o peito não fique muito restrito em seu movimento. Se as aves são colocadas de costas, a carga sobre os outros órgãos dificulta o desenvolvimento dos sacos aéreos abdominais e a força gravitacional dos músculos peitorais e do esterno, de modo que problemas respiratórios ou mesmo asfixia podem ocorrer rapidamente.

Origem Evolutiva do Sistema de Sacos Aéreos

Inúmeros representantes dos terópodes, o clone dos dinossauros de onde surgiram os pássaros modernos, descobriram que as vértebras e as costelas são semelhantes aos de pássaros recentes, bem como ao pássaro primitivo archaeopteryx. Eles apontam que, mesmo com os ancestrais dos pássaros, certos ossos foram preenchidos com aberturas (divertículos) de um sistema de saco de ar (isto é, pneumatizado).

Dentro dos arquossauros, cujos representantes recentes são os crocodilos e as aves, além dos terópodes, considerados o grupo pai das aves, possuíam outros grupos (os pterossauros e os saurópodes), de modo que alguns paleontologistas acreditam que um sistema de saco aéreo não era apenas uma característica primitiva das aves, mas o de um grupo muito maior e mais antigo, os chamados ornitodírus.

Até que ponto a função do sistema respiratório em aves recentes e terópodes não-aves foi semelhante, é controverso: Cientistas propuseram aos terópodes não-aves uma forma de respiração por perfusão semelhante a um pássaro. Eles mostraram em um espécime fóssil bem preservado das aberturas pneumáticas primitivas do gênero terópode majungatholus nas vértebras cervical, torácica e pélvica.

Devido à contração dos músculos abdominais (principalmente do músculo reto abdominal), as costelas abdominais eram pressionadas uma contra a outra, expandindo lateralmente o espaço torácico posterior. Assim, a contração dos mesmos músculos, que em aves recentes contribuem para a redução do volume torácico durante a expiração, paradoxalmente permitiram a inalação em aves precoces e terópodes não-aves.

Esse mecanismo respiratório, que depende do deslocamento de um sistema de costelas abdominais, também é chamado de respiração cuirassal e considerada como uma condição necessária para um fluxo primitivo. Em aves posteriores, com a perda das costelas abdominais, essa forma de contração e expansão torácica foi substituída por outras formas.

Em que estágio filogenético a princípio estava presente um mecanismo respiratório semelhante ao das aves de hoje em dia, ainda está amplamente aberto. Antes de servir à respiração, o sistema de saco aéreo nos dinossauros e pterodáctilos poderia ter uma função termorregulatória e contribuir para a perda de peso.

Cientistas acreditam que, nos fósseis dos pequenos dinossauros terópodes sinosauropteryx e scipionyx, eles petrificam tecidos moles do tórax e do abdômen, o que mostra que a respiração dos terópodes não é semelhante à dos pássaros: supostamente, a cavidade torácica é como crocodilos um diafragma subdividida, cujo movimento tipo pistão controlava a inspiração e a expiração.

No entanto, essa teoria ignora a detecção de forame pneumático em um grande número de terópodes. E que os fósseis ou sombras da pele na área da área abdominal das amostras mencionadas realmente permitem as declarações acima sobre a posição e anatomia dos órgãos internos, é considerado pelos paleontologistas como duvidoso.

Significado Clínico dos Sacos Aéreos

O sistema de saco aéreo é freqüentemente afetado em doenças respiratórias. A construção dos sacos aéreos significa que os pássaros, diferentemente dos mamíferos, não podem tossir corpos estranhos. Os distúrbios do sacos aéreos são geralmente associados a problemas respiratórios graves.

Os patógenos bacterianos mais comuns da inflamação do saco aéreo são escherichia coli, mycoplasma (mycoplasma gallisepticum) e chlamydiae (ornitose, chlamydophila psittaci), mais raramente pasteurella (pasteurella gallinarum), ornithobacterium rhinotracheale e bordetellaium (bordetellae).

Para a detecção de patógenos bacterianos, pode ser realizada uma lavagem análoga à lavagem broncoalveolar. Em pelo molde causada Luftsackmykosen especialmente é Aspergillus fumigatus envolvido. A aspergilose é a infecção mais comum em sacos aéreos. Também em doenças virais, como gripe aviária (“gripe aviária”), doença de Newcastle (gripe aviária atípica), bronquite infecciosa (IB) e laringotraqueíte infecciosa (ILT) podem ocorrer aeros-sacculite.

Finalmente, parasitas como vermes (serratospiculum spp.) ou ácaros (acaro do saco cytodites nudus) também podem atacar o saco aéreo de aves. Os asacos aéreos são fatores limitantes para o exame de ultra-som em aves, porque a interface de tecido/ar atrapalha numa total reflexão de ondas sonoras causadas. Uma aplicação direta de isoflurano nos sacos aéreos é descrita como opção anestésica.