D6 Medição do consumo de oxigênio

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O consumo de oxigênio do peixe é a grandeza medida por este método de referência para quantificar a taxa metabólica do peixe, o custo energético de sua natação e sua capacidade aeróbica máxima. O princípio físico por trás dessa medição é a calorimetria aquática indireta: como a oxidação dos substratos metabólicos do peixe consome oxigênio em proporções químicas conhecidas, medir a taxa na qual o peixe consome oxigênio permite inferir a taxa na qual ele produz calor metabólico, sem a necessidade de medir esse calor diretamente.

Para medir esse consumo de oxigênio, é necessário primeiro medir a concentração de oxigênio dissolvido na água ao redor do peixe. Isso é feito com eletrodos que detectam oxigênio polarograficamente, do tipo desenvolvido por Clark, ou com sensores ópticos que detectam oxigênio por fluorescência; ambos os tipos de sensores atingem uma precisão entre um centésimo e um décimo de miligrama de oxigênio por litro de água.

Em um respirômetro estático e fechado, o peixe consome o oxigênio dissolvido no volume de água confinado dentro do sistema. A taxa na qual a concentração de oxigênio dessa água diminui ao longo do tempo é diretamente proporcional ao consumo de oxigênio do peixe. Para que essa proporcionalidade seja válida, o volume efetivo do respirômetro deve incluir o volume de água menos o volume ocupado pelo próprio corpo do peixe, já que esse volume do peixe não faz parte da reserva de oxigênio disponível.

Quando é necessário medir o consumo de oxigênio do peixe enquanto ele nada em velocidades conhecidas, utiliza-se um respirômetro de túnel de natação. Isso força o peixe a nadar a uma velocidade controlada pela corrente de água gerada pelo próprio túnel. Ao repetir essa medição em diferentes velocidades, constrói-se uma curva que relaciona o consumo de oxigênio do peixe à sua velocidade de natação. Aplicando o protocolo de velocidade incremental de Brett a essa mesma curva, determina-se a velocidade crítica de natação do peixe.

Qualquer um desses dois respirômetros requer uma correção adicional: o biofilme bacteriano ou outros organismos presentes no sistema também consomem oxigênio. Portanto, o consumo de oxigênio do sistema deve ser medido sem a presença do peixe, e esse valor de fundo deve ser subtraído do consumo total de oxigênio registrado para isolar o consumo realmente atribuível ao peixe. A partir do consumo de oxigênio corrigido do peixe, e combinando-o com a taxa de fluxo de água que o peixe impulsiona através de suas brânquias durante a ventilação, é possível estimar a eficiência com que as brânquias do peixe extraem oxigênio da água.

O comportamento esperado do consumo de oxigênio do peixe ao longo da curva construída no respirômetro de túnel de natação é que ele aumente com a velocidade de natação elevada à potência de dois a três, o que significa que nadar mais rápido requer desproporcionalmente mais oxigênio. Dentro dessa mesma curva, existe uma velocidade de cruzeiro ótima na qual o custo de transporte do peixe atinge seu valor mínimo, e na extremidade oposta da curva, no ponto de exaustão do peixe, atinge-se um consumo máximo de oxigênio claramente definido, o mesmo limite superior da capacidade aeróbica mencionado no início deste modelo como uma das grandezas que este método permite quantificar.

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