As brânquias são órgãos respiratórios dos organismos aquáticos, são formadas por numerosas lâminas ou filamentos membranosos, por meio dos quais é realizada a troca dos gases respiratórios com o meio circundante. A localização e a forma das brânquias variam nos diferentes grupos de organismos em que ocorrem.
As brânquias são muito variáveis em forma, tamanho e distribuição, mas todas possuem uma membrana muito fina para facilitar a difusão dos gases respiratórios. Eles geralmente possuem vasos sanguíneos em seu interior para facilitar o transporte de gases dentro do corpo.
Eles podem ter a forma de fios ou folhas. Em alguns casos podem estar localizados fora do organismo e em outros dentro dele. São as estruturas respiratórias mais eficientes no ambiente aquático, mas são pouco adequadas para a respiração aérea, principalmente devido à perda de água por evaporação no ambiente terrestre.
Exemplos de guelras em invertebrados
Nos poliquetas, as brânquias estão presentes principalmente nas espécies que vivem em tubos ou em tocas, enquanto no restante podem estar ausentes. São expansões tegumentares, geralmente associadas aos parapódios, com maior ou menor grau de retrátil.
A distribuição das brânquias é variável, podendo estas estar distribuídas por todo o corpo (Cirratulidae), restritas à parte anterior (Flabelligeridae), ou à parte posterior do corpo (Sternaspidae).
A grande maioria dos crustáceos tem respiração branquial. As brânquias estão associadas aos apêndices do corpo e podem estar localizadas externamente ou internamente, neste último caso geralmente existem fiadores (escafognatitas) para facilitar o fluxo de água na câmara branquial.
As brânquias podem ser constituídas por diversos filamentos em forma de fios (tricobrânquios), folhas (filobrânquios) ou dendríticos (dendrobrânquios).
No caso dos caranguejos terrestres, o número de brânquias foi drasticamente reduzido e, como mecanismo de compensação, a câmara branquial tornou-se vascularizada.
Nos isópodes terrestres, as brânquias foram substituídas por pseudotraqueias como órgãos de troca gasosa.
As brânquias dos moluscos são chamadas de ctenídios; elas estão contidas dentro de uma câmara chamada cavidade do manto. Cada ctenídio consiste basicamente em um eixo basal ao longo do qual correm os vasos sanguíneos e uma série (monopectinada) ou duas (bipectinada) de filamentos triangulares e achatados.
Em alguns grupos de gastrópodes e escafópodes, as guelras estão ausentes. Em outros grupos, pode ser encontrada uma única brânquia (alguns gastrópodes), um par (aplacóforos, bivalves) ou mais de um par (monoplacóforos, poliplacóforos, cefalópodes).
Nos equinodermos, as brânquias estão ausentes em todos os grupos, exceto nos asteróides, onde são formadas por bolsas da epiderme e do peritônio e são chamadas de pápulas ou brânquias dérmicas.
Características das guelras em vertebrados: externas ou internas
As brânquias dos vertebrados podem ser externas ou internas. No primeiro caso, são brânquias transitórias que estão presentes apenas na fase larval dos anfíbios e de alguns grupos de peixes (sensu lato), sendo posteriormente substituídas por brânquias internas ou pulmões.
As brânquias externas dos anfíbios são geralmente de três pares, sustentadas por arcos branquiais, porém, em alguns anuros o terceiro par pode ser bastante reduzido, enquanto em algumas tritões um quarto par pode estar presente, de tamanho muito menor que o restante. As brânquias externas dos anuros desaparecem na fase larval, enquanto as internas desaparecem com a metamorfose.
As brânquias internas estão contidas em uma câmara e protegidas externamente por um opérculo membranoso ou ósseo. Eles estão presentes na forma adulta de peixes e em alguns anfíbios com respiração não pulmonar.
Geralmente o fluxo de água é direcionado da boca em direção às brânquias e sai pelas fendas branquiais ou pela abertura da câmara branquial opercular, porém, em alguns grupos existe um espiráculo para poder direcionar a água para as brânquias sem ter que abra a câmara branquial.
A eficiência da respiração branquial, neste caso, é aumentada pelo mecanismo de fluxo em contracorrente, o que significa que a circulação do sangue dentro das brânquias e o fluxo da corrente de água seguem em direções opostas.
Funções das brânquias
Embora a principal função das brânquias seja capturar o oxigênio dissolvido na coluna de água e excretar o dióxido de carbono, produto do metabolismo celular, as brânquias também cumprem inúmeras funções, incluindo:
Alimentação
É necessário que haja um fluxo constante de água em direção às brânquias para que a troca de gases respiratórios ocorra de forma adequada.Muitas espécies aproveitam esse fluxo de água para reter os organismos e partículas de alimentos nela presentes (filtros). Um exemplo disso são os bivalves e os peixes filtradores.
No caso dos bivalves lamelibrânquios, os filamentos branquiais foram alongados e dobrados, aumentando sua área superficial, o número de filamentos foi aumentado e os cílios branquiais foram modificados para conduzir o alimento retido aos palpos labiais. Desta forma, as brânquias tornaram-se verdadeiros filtros e os bivalves tornaram-se filtradores.
Artemia (gênero de crustáceos) possui brânquias do tipo lamelar (filobrânquios) em todos os apêndices do tronco. O animal nada com a região ventral voltada para cima (face para cima) e, ao nadar, as brânquias colaboram com o movimento. trocas gasosas, prendem partículas de alimentos suspensas na água e as direcionam para a boca por meio de um canal localizado nos esternitos do tronco.
Equilíbrio ácido-base
Os processos metabólicos produzem constantemente compostos ácidos, tanto direta como indiretamente. As brânquias participam ativamente na obtenção do equilíbrio ácido-base interno dos organismos que as possuem.
Nos peixes de água doce, por exemplo, o equilíbrio do pH interno é alcançado em grande medida, graças à libertação de dióxido de carbono e amónio. O amônio liberado ao nível das brânquias aumenta o pH, enquanto o CO2 o diminui.
Equilíbrio osmótico
Os organismos que vivem em ambientes aquáticos estão sujeitos a fortes pressões osmóticas, com exceção de algumas espécies marinhas que estão em condições isosmóticas com o seu ambiente.
Por um lado, os organismos de água doce têm uma concentração de sais superior à da água circundante; a diferença nas pressões osmáticas pressiona a entrada de água através das membranas semipermeáveis do organismo. Por causa disso, os organismos de água doce devem excretar o excesso de água, mas reter sais internos.
Os organismos marinhos, pelo contrário, têm uma pressão osmótica inferior à da água do mar, pelo que a água interna tenderá a sair do organismo para compensar as diferenças, fazendo com que estes organismos ingiram água, carregada de sais que devem ser eliminados.
As brânquias dos peixes de água doce ajudam a manter o equilíbrio osmótico, absorvendo ativamente o cloreto de sódio do meio ambiente, enquanto as brânquias dos peixes de água marinha secretam sais.
Excreção
A maior parte dos resíduos nitrogenados produzidos pelo metabolismo de alguns organismos, como crustáceos e peixes, é liberada pelas brânquias e não pelos órgãos excretores.
Trabalho de Carlos Lira Gómez, MSc. em Ciências Marinhas, para Léxico, em 08/04/2024.