Consumo de oxígeno en animales acuáticos

Consumo de oxígeno en animales acuáticos

Laboratorio de Fisiología - Fisiología Animal Ambiental
Consumo de oxígeno en animales
acuáticos
Objetivos
Medir el consumo de oxígeno de animales acuáticos en diversas condiciones (reposo,
actividad, hipoxia, etc.) y aplicarlo para calcular las necesidades energéticas aeróbicas
de los sujetos.
Introducción
El contenido de oxígeno disuelto en agua es función de las características físicas del
medio (temperatura, salinidad, etc.), de la mezcla por turbulencia o corrientes y de la
actividad de organismos. La determinación del contenido en oxígeno disuelto en agua
puede realizarse por un método de análisis químico (Winkler) o electroquímico
(mediante electrodo polarográfico).
Material
Animales: se usarán peces (pez dorado, Carassius auratus, o tilapia, Oreochromis
mossambicus, o trucha, Salmo trutta), aunque también puede hacerse con crustáceos,
anélidos y moluscos (empleando volúmenes y tiempos apropiados a su actividad).
Sensor polarográfico de oxígeno o electrodo de oxígeno: Es un aparato
electroquímico para medir el oxígeno en solución o en aire humidificado, que consiste
en un par de electrodos de oro/plata polarizados y un electrolito separados de la
muestra por una membrana permeable a los gases. El oxígeno difunde a través de la
membrana y se reduce a iones hidroxilo en el cátodo. Para una temperatura dada, fluye
una corriente entre cátodo y ánodo que es directamente proporcional a la
concentración, o más exac¬tamente a la actividad, de oxígeno en contacto con la
superficie externa de la membrana (Figuras).
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Cronómetro.
Cámaras o respirómetros donde mantener al animal durante el estudio, que pueden
ser:
• Un sistema cerrado: cámaras diseñadas como la de la figura o jeringas de 100 ml
(cerradas por el émbolo)
• Un sistema abierto: el animal se sitúa en una cámara a través de la cual pasa un flujo
constante de agua (Figura).
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• Balanza (para pesar al animal, con precisión de décimas de gramo).
Protocolo experimental
Calibración del equipo:
Encender el aparato (apretando ON) y dejar un tiempo de 20 minutos (para polarizar el
electrodo).
Preparar el Oxical: un cilindro que proporciona un ambiente aéreo saturado de
humedad. Humedecer la esponja de la parte inferior con unas gotas de agua destilada o
del grifo.
Introducir suavemente el electrodo de oxígeno hasta el fondo. Seguir las instrucciones
del modelo concreto: CALIBRACIÓN.
Situar al animal en la cámara y dejar que se aclimate al respirómetro, manteniéndolo
dentro de la cámara (con renovación del medio) unos minutos antes de iniciar el
experimento.
Medida del contenido de oxígeno: Seleccionar la condición mg/l ppm (partes por millón).
Introducir el electrodo en la muestra a valorar y anotar el valor de la pantalla. Aviso:
Para que la medida sea correcta, el agua en contacto con la punta debe moverse a más
de 15 cm·segundo-1 , corrigiendo así el consumo de oxígeno por parte del electrodo.
El consumo de oxígeno puede medirse de diversas maneras. Según el diseño
experimental, puede ser en circuito cerrado (agotamiento del oxígeno en un recipiente
cerrado) o en circuito abierto (en un recipiente con un flujo constante de agua en el que
se mide la disminución en el agua que fluye de la cámara del animal).
Procedimiento del sistema cerrado:
Tapar eliminando burbujas de aire en el interior de la cámara, y anotar el contenido de
oxígeno cada cierto intervalo (10 ó 15 minutos).
Obtención de muestras: se mide el valor inicial (a tiempo cero, momento del cierre) y
cada 10 ó 15 min. en función del cambio de concentración (pues se ha de obtener un
cambio suficientemente significativo según la precisión del equipo)
Aviso: Recordar sacar los animales y devolverlos al acuario para evitar su asfixia.
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Cálculos:
Conocido el contenido de oxígeno de la cámara, se ha de obtener el volumen total de
oxígeno en la cámara:
mg O2 totales = mg O2/L · (Volumen cámara en ml - peso animales)
1000 ml
La diferencia entre el oxígeno total de la muestra inicial y final de un intervalo de tiempo
determinado nos da el consumo en el periodo considerado. Ha de transformarse a
consumo por hora y, conociendo el peso total del animal, se puede expresar el consumo
total en mg de O2·hora-1· Kg de peso-1.
Procedimiento del sistema abierto:
La velocidad de flujo es tal que la respiración del animal hace descender el contenido en
oxígeno una cantidad apreciable, pero el descenso debe ser lo suficientemente
pequeño para que no afecte a la respiración (nivel de oxígeno siempre por encima de
70% de saturación). Se ha de medir el conte¬nido de oxígeno del agua de entrada y el
de salida con un electrodo polarográfico, se pueden tener registros continuos o anotar
los valores a determinados intervalos.
Cálculos: El consumo de oxígeno en el sistema abierto se calcula multiplicando la
diferen¬cia de contenido de oxígeno entre la entrada y la salida (mg O2/litro) por el flujo
(litros/h). La tasa metabólica total será igual a este consumo dividido por el peso del
animal.
Situaciones experimentales:
Distintos factores pueden afectar al consumo de oxígeno por el organismo: tamaño,
ejercicio, temperatura, salinidad, etc., así como el contenido en oxígeno del medio.
- Comparando el consumo de distintos tamaños se puede comprobar que el consumo
relativo al peso disminuye a medida que incrementa la talla.
- En relación con la hipoxia ambiental, los animales pueden responder de dos maneras:
modificando el consumo de oxígeno de manera directa al del contenido en agua (el
animal será oxigenoconformista) o manteniendo el consumo elevado aunque disminuya
el contenido de oxígeno en agua (oxigenorregulador).
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