A7 Estresse hipercápnico devido ao excesso de CO

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O dióxido de carbono dissolvido na água é o elemento chave neste modelo. O estresse hipercápnico ocorre quando a concentração de dióxido de carbono dissolvido na água excede os níveis toleráveis ​​para os peixes, perturbando o equilíbrio ácido-base do seu plasma sanguíneo e a eficiência com que suas brânquias capturam oxigênio. Essa concentração excessiva de dióxido de carbono dissolvido surge de diferentes fontes, dependendo do contexto: na aquicultura intensiva, decorre do acúmulo de dióxido de carbono metabólico em sistemas de recirculação pouco aerados, enquanto em ambientes naturais, aparece em fundos hipóxicos, em águas termais ou em cenários de acidificação oceânica.

Este dióxido de carbono dissolvido estabelece um equilíbrio químico com o ácido carbônico, que por sua vez se dissocia, liberando bicarbonato e íons de hidrogênio. É precisamente esse equilíbrio que determina o pH da água, que depende tanto da quantidade de dióxido de carbono dissolvido — sua pressão parcial — quanto da alcalinidade total da água. A quantidade de dióxido de carbono que a água pode dissolver a partir dessa pressão parcial segue o mesmo princípio geral que rege a dissolução de qualquer gás em um líquido: quanto maior a pressão parcial de dióxido de carbono no ambiente, maior a quantidade que permanece dissolvida na água e menor o pH da água.

Quando esse dióxido de carbono dissolvido entra no sangue do peixe pelas brânquias, ele aumenta a pressão parcial de dióxido de carbono no sangue, e esse aumento desloca a curva que descreve como a hemoglobina se satura com oxigênio em função da pressão parcial de oxigênio disponível para a direita; esse deslocamento é chamado de efeito Bohr. A consequência direta desse deslocamento é que, na mesma pressão parcial de oxigênio, a hemoglobina retém menos afinidade pelo oxigênio e a saturação de oxigênio no sangue arterial do peixe diminui.

O efeito Bohr pode ser quantificado pela pressão parcial de oxigênio que a hemoglobina precisa para atingir metade de sua saturação máxima. Esse valor aumenta à medida que o pH do sangue diminui, em proporção direta à queda do pH. Assim, quanto mais ácido o sangue se torna, maior a pressão parcial de oxigênio na hemoglobina necessária para atingir metade da sua saturação. Especificamente, uma diminuição de apenas um décimo de unidade de pH — correspondente à duplicação da pressão parcial de dióxido de carbono na água — pode reduzir a capacidade de transporte de oxigênio do sangue em 10 a 25% nos peixes mais sensíveis.

Essa redução na capacidade de transporte de oxigênio tem consequências cumulativas ao longo do tempo: a hipercapnia crônica reduz a velocidade crítica de natação do peixe, aumenta o tempo necessário para a recuperação após o exercício e perturba seu comportamento de cardume. Nos casos mais graves, o mesmo excesso de dióxido de carbono que deu origem ao modelo acaba produzindo acidose respiratória: uma acidificação do plasma sanguíneo que, se o pH cair abaixo de um limiar letal próximo a seis e meio em muitas espécies, é fatal para o peixe.

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