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SISTEMAS RESPIRATORIOS

Órganos respiratorios

Sistemas respiratorios

� Órganos respiratorios� Intercambio gaseoso entre el medio externo e interno

� Barrera permeable a los gases entre el medio externo y el interno

Medio externo (aire, agua) ! medio interno (l. celomático, hemolinfa, sangre)� Protistas " membrana plásmática� Metazoos:

� Tegumento (respiración cutánea)� Epitelio especializado " epitelio respiratorio

� Sistemas de conducción del medio externo� Animales terrestres " vías aéreas� Animales acuáticos " conductos, sifones, hendiduras branquiales...

CO2

O2

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Sistemas respiratorios

Intercambio gaseoso entre el medio externo e interno� Barrera respiratoria: medio externo ! interno

� Órganos respiratorios� Tegumento (respiración cutánea) " epidermis� Epitelio especializado " epitelio respiratorio

� Aparato circulatorio� Endotelio, epitelio celómico�

O2 CO2

Tejidos

Órg. respiratorio

Sistemas respiratorios

Intercambio gaseoso entre el medio externo e interno� Barrera respiratoria: medio externo ! interno

� Epitelio respiratorio y endotelio O2 CO2

Epitelio

Membr. basalTej. conjuntivo

EndotelioMembr. basal

Medio interno(sangre)

Medio externo

TEM

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Sistemas respiratorios

Intercambio gaseoso entre el medio externo e interno� Evolución de la barrera respiratoria

� No mamíferos # 2-5 µmEpitelio respiratorio $ m. basal $ tej.conjuntivo $ m. basal $ endotelio

� Mamíferos # 0,2-1 µmEpitelio respiratorio $ m. basal $ endotelio

Epitelio

M. basal

T. conjuntivo

EndotelioSangre

AireMedio externo

MAMÍFEROSNO MAMÍFEROS

Sistemas respiratorios

Intercambio gaseoso entre el medio externo e interno� Evolución de la barrera respiratoria

� Epitelio respiratorio y endotelio

Epitelio

M. basalT. conjunt.

Endotelio

M. basal

Medio interno (sangre)

Medio externo

MAMÍFEROS

NO MAMÍFEROS

Medio externo

Epitelio Endotelio

Luz del capilar

M. basal

TEM

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Sistemas respiratorios

Intercambio gaseoso entre el medio externo e interno� Evolución de la barrera respiratoria

� Epitelio respiratorio y endotelio

EpitelioMembr. basal

Endotelio

Barrera respiratoria

≈ 0,2 � 0,2 µm

Sistemas respiratorios

Intercambio gaseoso entre el medio externo e interno� Barrera medio externo ! interno

� Epitelio respiratorio ! endotelio

� Facilitación del intercambio gaseoso� Trabajo en contracorriente

� ∆ Presiones parciales de los gases en sentido inverso entre los medios externo e interno

� Aumento de la superficie de intercambio� Repliegues del epitelio respiratorio

»Hacia el exterior " branquias»Hacia el interior " traqueas, pulmones

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Sistemas respiratorios

Intercambio gaseoso entre el medio externo e interno� Facilitación del intercambio gaseoso

� Trabajo en contracorriente�∆ Presiones parciales de los gases en sentido inverso entre los medios externo e interno

Oxígeno

Oxígeno

M. externo

M. interno

Barrerarespiratoria

100% 75% 50% 25%

25%50%75% 1%

Sistemas respiratorios

Intercambio gaseoso entre el medio externo e interno� Facilitación del intercambio gaseoso

� Aumento de la superficie de intercambio� Repliegues del epitelio respiratorio

� Hacia el exterior " branquias� Hacia el interior " traqueas, pulmones...

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Sistemas respiratorios� Sistemas respiratorios

� Invertebrados� Tegumento " respiración cutánea� Traqueas y traqueobranquias " Insectos, Arácnidos, Miriapodos � Branquias " animales acuáticos (Molúscos, Crustáceos)� Pulmones aéreos " animales terrestres� Pulmón acuático (árboles acuáticos) " Holoturias

� Vertebrados� Tegumento " respiración cutánea (Peces, Anfibios)� Branquias " animales acuáticos (Ciclóstomos, Peces, larvas de anfibios)� Pulmones " animales terrestres

� Pulmón sacular (Dipnoos, Anfibios, Reptiles, Mamíferos)� Pulmón tubular (Aves)

Traqueas de artrópodos

� Invertebrados

� Traqueas y traqueobranquias� Insectos, Arácnidos, Miriapodos

� Invaginaciones de la epidermis (hipodermis) recubiertas por la cutícula

� Porción conductora

� Estigma � espiráculo � traqueas bifurcadas

� Porción respiratoria

� Traqueolas � células traqueolares

� Barrera aire ! medio interno

� Cutícula $ citoplasma $ membr. plasmática cél. traqueolar $ membr. plasmática cél. diana

M.ópt. � hibridación in situ

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Traqueas de artrópodos� Traqueas y traqueobranquias

� Porción conductora� Estigma / espiráculo " traqueas bifurcadas

Epidermis

Cutícula

Espiráculo

Tenidios

Diafragma

Espiráculo

CL tangencial � M.ópt.

Traqueas de artrópodos� Traqueas y traqueobranquias

� Porción respiratoria� Traqueolas � células traqueolares

� Barrera aire ! medio interno� Cutícula � citoplasma � membrana plasmática

de la célula traqueolar

Cutícula

Cito

plas

ma

M. plasmática

Luz de la traqueola

Traquea

CT de traqueolas � TEM

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Traqueas de artrópodos

� Traqueas y traqueobranquias� Porción conductora

� Impulsión del aire por contracción ! expansión de las tráqueas

M.ópt. con contraste interferencial

Branquias

� Branquias� Evaginaciones epiteliales de origen ectodérmico� Adaptadas a la respiración en medio acuático

� Externas " visibles desde el exterior� Internas " tapadas por un repliegue tegumentario (opérculos...)

Elasmobr. Teleósteos

Branquias externas

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Branquias

� Branquias� Adaptadas a la respiración en medio acuático

� Elementos de soporte " lámina primaria o filamento 1io� Elementos con epitelio respiratorio "láminillas o filamentos 2io

� Disposición en forma de �trabajo en contracorriente�

Circulación del agua

Vaso aferente

Vaso eferente

Filamento 1io

Filamentos 2ios

Branquias

� Funciones branquiales� Respiración $ intercambio gaseoso con el medio acuático

� Epitelio adelgazado� Barrera sangre - agua

� Excreción $ eliminación de productos de desecho� Productos del catabolismo solubles $ amoniaco� Sales $ exceso de ClNa en animales marinos

� Epitelio respiratorio con modificaciones para la excreción� Invaginaciones y/o canalículos de la membrana apical� Pliegues basales con mitocondrias $ transporte activo

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Branquias

� Branquias de crustáceos� Epitelio respiratorio con modificaciones para la excreción

� Recubierto por la cutícula proteica� Células epiteliales con función doble: respiratoria y excretora

� Invaginaciones apicales� Pliegues basales con mitocondrias

Agua

Barrera respirat.

Cutícula

Invag. apicales

Pliegues basales

Membrana basalHemolinfa

Branquias

� Branquias de vertebrados� Internas

� Agnatos "sacos branquiales

� Elasmobranquios y Teleósteos " lamelares

� Externas� Dipnoos

� Larvas y estadios neoténicos de anfibios

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Branquias

� Branquias de agnatos� Internas "sacos branquiales

� Glomérulos vasculares rodeados de una cubierta epitelial sacular con envoltura muscular

� Comunicados con la faringe y con el exterior a través de canales espiraculares por donde discurre el agua

Sacosbranquiales

Farin

ge

Vista dorsal

EspiráculoFaringe

Branquias

� Branquias de agnatos� Internas " sacos branquiales

� Glomérulos vasculares rodeados de una cubierta epitelial sacular con envoltura muscular

Canalespiracular

Arteria aferente

Arteria eferente

Aorta ventral

Faringe

Glomérulovascular

Cápsulamuscular

Agua

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Branquias

� Branquias de peces� Internas de Elasmobranquios y Teleósteos " lamelares

� Arcos branquiales con soporte esquelético (cartílago hialino)� Láminas (o filamentos 1ios) branquiales, con ramificaciones laterales� Laminillas (o filamentos 2ios) branquiales " porción respiratoria

� Externas� Dipnoos

Elasmobr. Teleósteos

Holobranquia

Branquias

� Branquias de peces� Lámina o filamento 1io branquial

� Epitelio pluriestratificado cúbico-plano mucoso (no respiratorio)� Células mucosecretoras " cutícula mucosa� Células �del cloro� " excreción de sal

� Laminillas o filamentos 2ios branquiales� Epitelio simple plano respiratorio

� Células epiteliales respiratorias muy aplanadas

� Vascularización en contracorriente al agua� Arteria aferente " rama de la aorta ventral� Red capilar en las laminillas� Arteria eferente " confluyen en la aorta dorsal

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Branquias

� Branquias de peces� Lámina o filamento 1io branquial� Laminillas o filamentos 2ios branquiales

Arteriaaferente

Arteriaeferente

Lámina (filamento 1io)

Laminillas (filamentos 2ios)

Arco branquial

Cartílago

CT de arco branquial � M.ópt.

Agua

Branquias

� Branquias de teleósteos� Porción respiratoria " laminilla o filamento 2io branquial

� Epitelio:� Células epiteliales respiratorias aplanadas

»Con microrrelieves superficiales

� Escasas células del cloro

� Lámina propia:� Capilares sanguíneos

»Con endotelio propio en la mayoría de los Teleósteos»Sin endotelio el ápice de las laminillas en salmónidos

� Tejido conjuntivo subendotelial� Células pilares # semejantes a fibroblastos

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Branquias

� Branquias de teleósteos� Laminilla o filamento 2io branquial

� Epitelio respiratorio� Plano con microrrelieves

� Lamina propia

Endotelio

Cél. pilarCél. epitelial respiratoria

Eritrocitoen la luz

del capilar

Microrrelieve superficial

CL de laminilla - TEM

Superficie de laminilla - SEM

Branquias

� Branquias de teleósteos� Células del cloro " excreción de sal

� Acidófilas� Numerosas invaginaciones apicales conectadas a un polo excretor� Pliegues basales con mitocondrias

Célula de cloro

Cél. epitelial respiratoria Poro excretor

Lám

ina

prop

ia Invag. apicales

Pliegues basales

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Branquias

� Branquias de teleósteos� Laminilla o filamento 2io branquial

Luz del capilarsanguíneo

Endotelio

Cél. pilar

Cél. epitelialrespiratoria

Cél. del cloro

Microrrelievesuperficial

Agua

Tej. conj. subendotelial

Poro excretorde la cél. del cloro

Eritrocito

CL de laminilla - TEM