SISTEMAS RESPIRATORIOS Sistemas respiratorios
Anuncio
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: O2 – Tegumento (respiración cutánea) – Epitelio especializado " epitelio respiratorio CO2 – Sistemas de conducción del medio externo • Animales terrestres " vías aéreas • Animales acuáticos " conductos, sifones, hendiduras branquiales... 1 Sistemas respiratorios Intercambio gaseoso entre el medio externo e interno • Barrera respiratoria: medio externo ! interno O2 CO2 – Órganos respiratorios • Tegumento (respiración cutánea) " epidermis • Epitelio especializado " epitelio respiratorio – Aparato circulatorio • Endotelio, epitelio celómico… Órg. respiratorio Tejidos Sistemas respiratorios Intercambio gaseoso entre el medio externo e interno • Barrera respiratoria: medio externo ! interno O2 – Epitelio respiratorio y endotelio CO2 Medio externo Epitelio Membr. basal Tej. conjuntivo Medio interno (sangre) Membr. basal Endotelio TEM 2 Sistemas respiratorios Intercambio gaseoso entre el medio externo e interno • Evolución de la barrera respiratoria – No mamíferos # 2-5 µm Epitelio respiratorio $ m. basal $ tej.conjuntivo $ m. basal $ endotelio – Mamíferos # 0,2-1 µm Epitelio respiratorio $ m. basal $ endotelio Medio externo Epitelio Aire M. basal T. conjuntivo NO MAMÍFEROS Sangre Endotelio MAMÍFEROS Sistemas respiratorios Intercambio gaseoso entre el medio externo e interno • Evolución de la barrera respiratoria – Epitelio respiratorio y endotelio Medio externo Epitelio Endotelio M. basal Medio externo Epitelio M. basal T. conjunt. M. basal Luz del capilar Medio interno (sangre) MAMÍFEROS TEM NO MAMÍFEROS Endotelio 3 Sistemas respiratorios Intercambio gaseoso entre el medio externo e interno • Evolución de la barrera respiratoria – Epitelio respiratorio y endotelio Epitelio Membr. basal Barrera respiratoria Endotelio ≈ 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 4 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 M. externo 100% 75% 50% 25% Barrera respiratoria 75% 50% 25% 1% M. interno Oxígeno 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... 5 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 M.ópt. – hibridación in situ – 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 6 Traqueas de artrópodos • Traqueas y traqueobranquias – Porción conductora – Estigma / espiráculo " traqueas bifurcadas Epidermis Espiráculo Diafragma Espiráculo Tenidios Cutícula 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 Citoplasma M. plasmática Luz de la traqueola Traquea CT de traqueolas – TEM Cutícula 7 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...) Branquias externas Elasmobr. Teleósteos 8 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” Filamentos 2ios Vaso aferente Filamento 1io Vaso eferente Circulación del agua 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 9 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 Cutícula Barrera respirat. Invag. apicales Pliegues basales li mo e H nfa Membrana basal Agua Branquias • Branquias de vertebrados – Internas • Agnatos "sacos branquiales • Elasmobranquios y Teleósteos " lamelares – Externas • Dipnoos • Larvas y estadios neoténicos de anfibios 10 Branquias • Branquias de agnatos Vista dorsal – Internas "sacos branquiales • Glomérulos vasculares rodeados de una cubierta epitelial sacular con envoltura muscular Faringe Sacos branquiales Faringe • Comunicados con la faringe y con el exterior a través de canales espiraculares por donde discurre el agua Espiráculo Branquias • Branquias de agnatos – Internas " sacos branquiales • Glomérulos vasculares rodeados de una cubierta epitelial sacular con envoltura muscular Arteria eferente Agua Cápsula muscular Glomérulo vascular Faringe Canal espiracular Aorta ventral Arteria aferente 11 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 Elasmobr. Teleósteos Holobranquia – Externas • Dipnoos 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 12 Branquias • Branquias de peces – Lámina o filamento 1io branquial – Laminillas o filamentos 2ios branquiales Laminillas (filamentos 2ios) Agua Arteria aferente Arteria eferente Cartílago Arco branquial Lámina (filamento 1io) CT de arco branquial – M.ópt. 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 13 Branquias • Branquias de teleósteos Superficie de laminilla - SEM – Laminilla o filamento 2io branquial • Epitelio respiratorio – Plano con microrrelieves • Lamina propia Cél. epitelial respiratoria Cél. pilar Microrrelieve superficial Eritrocito en la luz del capilar Endotelio CL de laminilla - TEM Branquias • Branquias de teleósteos – Células del cloro " excreción de sal • Acidófilas • Numerosas invaginaciones apicales conectadas a un polo excretor • Pliegues basales con mitocondrias Cél. epitelial respiratoria Poro excretor Lámina propia Invag. apicales Pliegues basales Célula de cloro 14 Branquias • Branquias de teleósteos – Laminilla o filamento 2io branquial Agua Cél. epitelial respiratoria Microrrelieve superficial Cél. del cloro Poro excretor de la cél. del cloro Luz del capilar sanguíneo Cél. pilar Eritrocito CL de laminilla - TEM Endotelio Tej. conj. subendotelial 15
