Fisiologia dos Insetos: Respiração, Reprodução e Nervos

Sistema Respiratório dos Insetos

• Os espiráculos (aberturas laterais) conectam o ambiente ao sistema traqueal.
• Normalmente, há 10 pares de espiráculos, mas nem todos são funcionais em todas as espécies.
• Durante o voo, os músculos fecham os espiráculos e o oxigênio é armazenado nos sacos aéreos, evitando a perda excessiva de água e otimizando o uso do oxigênio.
• Onde há saco aéreo, não há tenídia (estrutura de reforço da traqueia), pois o saco precisa inflar livremente.

Funções dos Sacos Aéreos

• Armazenar oxigênio.
• Diminuir o peso específico do corpo, facilitando o voo.

Ventilação no Sistema Traqueal

A ventilação é o movimento do ar pelo sistema traqueal e pode ser dividida em:

Ventilação Direta

O ar circula pelas traqueias principais (grandes troncos) seguindo estas fases:

• Fase 1: Aspiração do ar.
• Fase 2: Compressão muscular, movendo o ar para os sacos aéreos.
• Fase 3: Expiração, liberando o ar pelos espiráculos posteriores.

Ventilação Indireta

Ocorre nas traqueolas, onde o oxigênio dissolve-se no fluido traqueolar e é entregue diretamente às células.

Comparação: Respiração Humana vs. Insetos

• Humanos: O sangue transporta O₂ e CO₂.
• Insetos: A hemolinfa não transporta O₂; todo o transporte de oxigênio ocorre pelo sistema traqueal.

Estruturas Específicas

• Célula terminal: Local de transição entre traqueias e traqueolas.
• Eliminação de CO₂:
  • Insetos pouco quitinizados: Difusão pelo tegumento.
  • Outros: Pelos espiráculos posteriores ou membranas intersegmentais (ex: coleópteros).

Reprodução nos Insetos

• Bolsa copuladora: Em lepidópteros, a vagina e o oviduto não são interligados; a bolsa copuladora é utilizada durante a cópula.
• Partenogênese: Ocorre em pulgões e cochonilhas; envolve apenas fêmeas, sem necessidade de macho para a reprodução.

Neurofisiologia e Ação de Inseticidas

• Bomba de sódio-potássio: Mantém maior concentração de K+ dentro e Na+ fora da célula. Durante o impulso nervoso, o Na+ entra rapidamente, retornando ao normal em seguida.
• Sinapse: A acetilcolina transmite o impulso, mas deve ser degradada pela acetilcolinesterase (transformando-se em ácido acético + colina) para evitar toxicidade.
• Piretróides: Mantêm os canais de Na+ abertos, causando hiperexcitação e morte do inseto.
• Organofosforados e carbamatos: Inibem a acetilcolinesterase, provocando o acúmulo de acetilcolina e morte por toxicidade.

Perguntas e Respostas Frequentes

Por que os insetos fecham os espiráculos durante o voo?

Os insetos fecham os espiráculos durante o voo para evitar a perda excessiva de água e para armazenar oxigênio nos sacos aéreos, garantindo uma reserva eficiente para o metabolismo intenso exigido pelo voo.

Qual a função dos sacos aéreos nos insetos?

Os sacos aéreos armazenam oxigênio e, indiretamente, diminuem o peso específico do inseto, facilitando o voo.

O que é tenídia e por que ela não está nos sacos aéreos?

A tenídia é uma estrutura de reforço helicoidal presente nas traqueias. Ela não está presente nos sacos aéreos porque estes precisam ser inflados, e a tenídia dificultaria esse processo.

Como ocorre a ventilação direta e indireta?

• Direta: O ar entra pelas traqueias principais, passa por fases de aspiração, compressão e expiração, movimentando-se até os sacos aéreos e sendo expelido pelos espiráculos posteriores.
• Indireta: O oxigênio dissolve-se no fluido traqueolar das traqueolas e é entregue às células por difusão.

Qual a diferença no transporte de oxigênio?

Nos humanos, o sangue transporta oxigênio e CO₂. Nos insetos, a hemolinfa não transporta oxigênio; o transporte ocorre exclusivamente pelo sistema traqueal.

O que é a célula terminal?

É a estrutura onde ocorre a transição entre as traqueias e as traqueolas, permitindo a passagem do oxigênio dissolvido para as células.

Como diferentes grupos de insetos eliminam o CO₂?

• Insetos pouco quitinizados: Por difusão direta através do tegumento.
• Outros grupos: Pelos espiráculos posteriores ou pelas membranas intersegmentais, como nos coleópteros.

O que é a bolsa copuladora em lepidópteros?

É uma estrutura formada pela vagina, separada do oviduto, que serve como órgão copulador em lepidópteros.

Como funciona a partenogênese?

A reprodução ocorre apenas por fêmeas, sem a necessidade de machos para a fecundação, comum em pulgões e cochonilhas.

Qual o papel da bomba de sódio-potássio?

A bomba mantém alta concentração de K+ dentro e Na+ fora da célula. No impulso nervoso, o Na+ entra gerando o potencial de ação e depois é removido para restaurar o equilíbrio.

Por que a acetilcolina não pode se acumular?

Porque seu acúmulo é tóxico. A enzima acetilcolinesterase quebra a acetilcolina em ácido acético e colina, neutralizando sua toxicidade.

Como inseticidas afetam o sistema nervoso?

• Piretróides: Mantêm canais de Na+ abertos, gerando hiperexcitação.
• Organofosforados/Carbamatos: Inibem a acetilcolinesterase, acumulando acetilcolina.

Complementos sobre Circulação e Digestão

• O fluxo sanguíneo dos insetos é aberto; a hemolinfa é bombeada pelo coração através dos óstiolos, banhando diretamente os órgãos e tecidos.
• O oxigênio dissolve-se no fluido traqueolar das traqueolas para absorção celular, enquanto o CO₂ é eliminado por difusão ou espiráculos.
• A câmara-filtro é uma especialização do tubo digestivo dos homópteros, responsável por retirar o excesso de água e concentrar nutrientes, facilitando a digestão e a excreção de açúcares.