Transcript 15, anatomía circulación y respiración

1
1.
Sitio de intercambio
2.
Sistema ventilatorio
3.
Líquido respiratorio
4.
5.
Sistema vascular (formado de arterias,
capilares y venas)
Órgano de propulsión
2
Lugar donde se obtiene el oxígeno del
medio para ingresarlo al cuerpo y al mismo
tiempo se desecha el dióxido de carbono
(otros metabolitos)
•
•También
se le conoce como estructura
respiratoria
3

Tráqueas

Pulmones

Branquias
◦ Branquias de penacho
◦ Branquias lamelares
◦ Branquias filamentosas
4
5
6

Evaginaciones=no se les considera pulmones

Órganos respiratorios muy eficientes. En el

Por su estructura tienen un área superficial
grande

agua solamente el 3% del oxígeno disponible en
relación al ambiente externo
Ayudan al intercambio de oxígeno y dióxido
de carbono
7
Branquias de
penacho
Branquias
filamentosas
Branquias
lamelares
8
La estructura general de las branquias es constante en todos los
organismos superiores. En el caso de los peces varía de acuerdo a su
posición en la escala evolutiva. En peces pueden estar en bolsas y
presentar aberturas branquiales; ser septados
y presentar aberturas
branquiales; o presentar una cámara branquial.
9
10
Bolas branquiales (GP) y aorta
media ventral (MVA)
11

Se dividen en:
◦ Lamelas primarias
◦ Lamelas secundarias
Hemibranquias: unión de dos branquias
Arco branquial: estructura rígida de soporte
12
Hemibranquia
Lamela
secundaria
Arco
branquial
Arco
branquial
Lamela
Primaria
Filamentos
branquiales
13

Pilares: para estructura

Mucosas: producen mucus



Células epiteliales planas: cumplen con la función de
intercambio gaseoso
Serosas (de pavimento): dan estructura, se
encuentran en las lamelas secundarias
Ionocitos o células de cloruro: se encargan de la
osmorregulación
14
Martes, septiembre 08 de 2009.
15
16
Sistema que permite el intercambio del
sustrato respiratorio (aire o agua) para
eliminar el que esté deficiente en oxígeno y
contaminado con dióxido de carbono por
sustrato nuevo, rico en oxígeno y pobre en
dióxido de carbono
17


Se requiere en animales activos para mejorar la
eficiencia respiratoria al asegurar que suficiente
volumen del medio externo pase por el sitio de
intercambio
Para lograr este propósito el sitio de
intercambio está interrelacionado con el sistema
circulatorio
18

Mecanismo específico
◦ Bomba bucal-opercular en peces
◦ Movimiento del diafragma

Uso del movimiento del agua durante la
natación
◦ Ventilación ram en peces de nado rápido y continuo
◦ Movimiento de apéndices locomotores en
crustáceos
19
Esófago
Arco
branquial
Opérculo
Cubierta branquial
Cavidad
bucal
Cavidad
opercular
20


Puede asociarse
con la alimentación
Se presenta en
nadadores rápidos
(escómbridos) y
elasmobranquios
21
22




Tejido complejo del que se vale el sistema circulatorio
para transportar los materiales a través del cuerpo
Característico de sistemas cardiovasculares complejos
Además de oxígeno y dióxido de carbono ayuda a
transportar nutrientes, productos de desecho, y
hormonas
Vehículo de casi todos los procesos homeostáticos y
con funciones en casi todos los procesos fisiológicos
23



Fija y transporta el oxígeno del sitio de
intercambio hasta los tejidos
Transporta dióxido de carbono de los tejidos
al sitio de intercambio para excretarlo
Transporta otros materiales disueltos
24



Buffer de la sangre
Transporte y vehículo del sistema
inmunológico
Transporte de otros materiales y mensajes
químicos a través del cuerpo (hormonas por
ejemplo)
25

Hidrolinfa:
◦ Carece de pigmento, presente en grupos
evolutivos bajos (esponjas, celenterados, equinodermos),
no presenta células

Hemolinfa:
◦ Presenta células y pigmentos (vermes, moluscos,
crustáceos, arácnidos), pigmento disuelto, no dentro de
la células

Sangre:
◦ Forma más desarrollada de pigmento
respiratorio, pigmento dentro de la célula
(vertebrados, vermes, moluscos y equinodermos)
26



Compuestos que presentan la propiedad de
poder fijar con facilidad el oxígeno
Ayudan a mantener la presión coloidosmótica
del líquido respiratorio
Actúan como buffers en el transporte de
dióxido de carbono
27

Hemoglobina (Hb): vermes, moluscos,
crustáceos, equinodermos, vertebrados

Hemocianina (Hcy): moluscos, crustáceos,
arácnidos

Clorocruorina (Cr): vermes

Hemeritrina (Hry): vermes
28


Cambia sus características físicas y químicas
de acuerdo a la especie
Puede localizarse: extracelularmente,
intracelularmente (eritrocitos), tejidos
(muscular y nervioso)

También presenta afinidad con el dióxido de
carbono

A pH ácido disminuye la capacidad de
transporte de oxígeno
29



Es un tetrámero
Puede transportar
cuatro moléculas
de oxígeno
Presenta fijación
cooperativa por
modificaciones
alostéricas
30

Núcleo de cobre

Disuelto en la hemolinfa

Menos eficiente que Hb

Su afinidad por el oxígeno cambia de acuerdo
a la especie:
◦ Bentónicos: alta afinidad
◦ Pelágicos: poca afinidad
31
Clorocruorina

Solo en anélidos

Similar a la Hb

Se “envenena”
fácilmente con el
dióxido de carbono
Hemeritrina



Más reciente en
descubrirse
Posee 3 veces más
hierro que la Hb
No se “envenena” con
dióxido de carbono
32
33
Se divide en:
1.
Circulación central: compuesto por el
corazón, y los principales conductos de
ingreso y salida al corazón
2.
Circulación periférica: formado por el
sistema arterial, sistema venoso y capilares
34
SISTEMA ARTERIAL
SISTEMA VENOSO



Mantiene la presión
sanguínea necesaria
para mantener la
circulación
funcionando
Lleva el líquido
respiratorio oxigenado
hacia los tejidos



Sólo en organismos con
sistema circulatorio
cerrado
Colecta la sangre de los
capilares y la regresa al
corazón en las venas
Normalmente tiene baja
presión
Actúa como reservorio de
la sangre
35
Ultrafiltración
Sistema capilar

Todos los tejidos
tienen muchos
capilares para
favorecer la irrigación



Los capilares se
localizan paralelos
unos a otros para
favorecer la
distribución de la
sangre

Posible únicamente en
sistemas circulatorios
cerrados (hay suficiente
presión)
Principalmente en los
riñones
Separación de ultrafiltrado
(fluido libre de partículas
proteínicas coloidales) del
plasma sanguíneo por
medio de la membrana
semipermeable de los
capilares por la presión
sanguínea
36
órgano encargado de generar el impulso que
permite la circulación del líquido respiratorio
y que este llegue a los lugares y tejidos más
lejanos. Puede empujar el líquido contra la
dirección de la gravedad.
37

Fuerza por las contracciones rítmicas del
corazón

Fricción provocada por las arterias cuando las
llena el corazón

Presión sobre los vasos sanguíneos durante los
movimientos corporales

Contracciones peristálticas del músculo liso que
rodea los vasos sanguíneos
38




Bomba muscular (miocardio) con diferentes
válvulas
Bombea sangre hacia el cuerpo, movimiento
regulado por el metabolismo del Ca
Consta de una o más cámaras conectas en
series (normalmente 2 o 4) que están
protegidas por válvulas y en algunos casos
esfínteres
Solo permite la circulación en una dirección
39


Membrana de tejido conectivo que rodea al
corazón
Su rigidez o elasticidad determinan la
magnitud del cambio de presión que se
observa en el corazón y que determinará la
presión de los latidos
40



Consisten de una
contracción rítmica (sístole)
y la consecuente relajación
(diástole)
La contracción de cada
célula está asociada con su
potencial eléctrico
La actividad eléctrica se
inicia en la región del
marcapaso y se transfiere de
célula a célula debido a que
están eléctricamente
conectadas por uniones de
abertura
41



Se controlan
eléctricamente
Las membranas de los
miocitos siempre
presentan polarización
llamada potencial de
marcapasos
El potencial eléctrico de la
membrana está regulado
por las concentraciones de
potasio, calcio y sodio
dentro y fuera de las
células



Acetilcolina: latidos más
lentos los latidos, al
incrementar la
conductividad de potasio
y disminuir la
conductividad de calcio
Adenosina: también
disminuye ritmo cardíaco
con un mecanismo
similar
Catecolaminas
(norepinefrina): acelera el
potencial marcapasos
incrementando el ritmo
cardíaco
42
Factores que incrementan
la contractibilidad cardiaca



Aumento en la
temperatura
Concentración
extracelular de Ca++
Factores que disminuyen la
contractibilidad cardíaca

Hipoxia

Acidosis

Acetilcolina
Arginina, vasotocina,
oxitocina, adenosina,
prostaciclina
43



Es la circulación que provee de oxígeno y
nutrientes al corazón
Se requiere en organismos que presentan
áreas de tejido cardíaco muy denso
Está presente en tiburones
44
45

Mecanismos de intercambio comunes en
animales

Consisten de una vena y una arteria que van
paralelas con flujos a contracorriente

Normalmente se trata de vénulas y arteriolas o
capilares

El flujo contracorriente y el diámetro pequeño
permite el intercambio de calor y gas

Ayudan en muchos casos a controlar la
temperatura
46


Sistema de contracorriente de pequeñas
vénulas y arteriolas
Son comunes entre los peces para varios
mecanismos tales como llenado de la vegija
gaseosa o en peces heterotermos
47
48
49
Los capilares tienen diferente permeabilidad
dependiendo del tejido al que irriguen y se dividen en:



Capilares continuos: los menos permeables, se
localizan en músculo, tejido neuronal, pulmones,
tejido conectivo y glándulas exocrinas
Capilares fenestrados: permeabilidad intermedia, en
glomérulos renales, intestinos y glándulas endocrinas
Capilares sinusoides: los más permeables, en el
hígado, médula ósea, bazo, nódulos linfáticos y
corteza adrenal
50
51
52
53
54



Su relación más estrecha es con el sistema
respiratorio
Por llegar a todos los órganos y tejidos
también ayuda al funcionamiento y
regulación de muchas otras funciones
fisiológicas
Transporta los insumos y subproductos de
todos los sistemas del cuerpo
55
Las paredes capilares son permeables por lo que a
altas presiones sanguíneas se pierde líquido de la
sangre el cual se aloja en los espacios intersticiales
56

Carece de eritrocitos y es casi incoloro por lo que es difícil de
observarlo

Formado de conductos que drenan los tejidos y conducen la
linfa al sistema venoso

Presente en vertebrados

Sus conductos son porosos debido a espacios entre células
adyacentes, favoreciendo el ingreso de fluidos al sistema

Existen válvulas para controlar el flujo en una sola dirección

Los conductos mayores se contraen para crear corrientes de
succión que permiten drenar los tejidos
57


Retornar a la sangre el exceso de fluido (agua) y
proteínas que se infiltran hacia tejidos
intersticiales, para mantener el balance de fluidos
en los tejidos
Conducir las moléculas grandes, particularmente
las grasas absorbidas por el tracto digestivo hacia
el sistema circulatorio - existe un conducto
linfático en los villi del tracto digestivo que se
encarga de absorber los lípidos y transportarlos
hacia el sistema circulatorio-
58
1.
2.
3.
Capilares linfáticos ciegos que drenan los
espacios intersticiales
Unión de capilares linfáticos para formar
estructuras ramificadas que cubren todos los
tejidos
Los conductos linfáticos mayores se asemejan a
las venas
59



Tanto el sistema circulatorio como el sistema
linfático contribuyen con la respuesta inmune
Los componentes más importantes de la
respuesta inmune son los linfocitos
La respuesta inmune consiste en reconocer al
invasor y marcarlo para su destrucción
60


Una clase de leucocitos
Su característica única es que tienen la
habilidad de reconocer sustancias extrañas
(antígenos) incluyendo aquellas en la
superficie de patógenos invasores, células
infectadas por virus y células tumorosas
61


Linfocitos B (células B): secretan anticuerpos
Linfocitos T (células T): se encargan de la
destrucción de células y materiales extraños
◦ Células colaboradoras (Th)
◦ Células citotoxicas (Tc)

Otras células que colaboran con los linfocitos:
◦ Neutrófilos
◦ Macrófagos
62






El antígeno es reconocido por Th
Th secretan citotoxinas
Se promueve la respuesta de células B
Se promueve la respuesta de macrófagos
Los leucocitos circulan en el sistema
circulatorio y en el sistema linfático
Se acumulan en nódulos linfáticos que
filtran la linfa para que los linfocitos y los
antígenos puedan estar en contacto
63




Linfocitos
Cada uno responde de distinta
manera
Anticuerpos fijos a la
membrana de las células B y
receptores de las células T
reconocen y se adhieren de
forma específica a los
antígenos
Las células Th y Tc se
distinguen por la presencia de
moléculas adheridas a las
membranas llamadas CD4 y
CD8
64


Para acceder a los tejidos infectados los vasos
linfáticos producen receptores que permiten
el paso de linfocitos hacia el tejido
El proceso de movilización hacia tejidos
inflamados se llama extravasación
65
Cuando un tejido está inflamado los leucocitos
reconocen receptores de la membrana celular
a los cuales se adhieren para propiciar la
extravasación
66
Panorama general de cómo sucede la extravasación
de los leucocitos hacia los sitios de infección
67
68



La frecuencia y amplitud de los movimientos
respiratorios es modificable de acuerdo a la
intensidad del metabolismo
La regulación de la respiración está
coordinada por el SNC
Los peces poseen un centro respiratorio entre
el cerebelo y la médula
69
Factores Bióticos





Peso del animal/edad
Etapa fisiológica
Actividad
Estado de la alimentación
Estado de salud
Factores Abióticos





Temperatura
Salinidad (presión
osmótica)
Presión parcial de
oxígeno disuelto en el
agua
Fotoperíodo
Otros factores
ambientales (mareas,
corrientes,
contaminación, etc…)
70
1.
2.
3.
Los organismos
pequeños tienen
mayores tasas
metabólicas que los
organismos mayores
Con el crecimiento
disminuye el índice
de actividad
La respiración total
de un animal grande
es mayor que la de
un juvenil
1. Organismos en
crecimiento
tienen altas
tasas
metabólicas
2. Durante la
producción de
gónadas
también se
incrementa la
tasa metabólica
71
Factor más
difícil de
determinar y
controlar
1.
2.
◦
◦
◦
◦
El metabolismo
puede estar a
cuatro niveles:
Basal
Estándar
Rutina
Activo
1.
Consumir proteínas aumenta
el consumo de oxígeno
2.
El tracto digestivo lleno altera
considerablemente el
metabolismo energético
3.
Cada especie tiene su propio
tiempo o velocidad de
digestión
4. Inversión de energía en captura
de alimento
5. Composición y calidad de la
dieta determinarán la “Acción
Dinámica Específica” de cada
alimento
72
Nado repentino:
 La frecuencia cardiaca, el volumen de bombeo
y la presión arterial decrecen
 Actividad anaérobica desarrolla por el músculo
blanco. Todos estos parámetros se
incrementan durante la fase de recuperación
Actividad Prolongada
 Volumen de bombeo se incrementa 47-200%.
 Músculo aeróbico usado durante nados lentos
prolongados. El incremento en el volumen de
bombeo se da por incremento en el volumen
bombeado por el corazón y no por incremento
del ritmo cardíaco
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Amplitud metabólica:
Diferencia de energía que se
requiere para pasar de un nivel de
metabolismo al siguiente. Varía
con la especie
74
Estado de Salud
Los ectoparásitos especialmente en la
branquias disminuyen la eficiencia
respiratoria
En general cuando hay enfermedad se aumenta
el consumo de oxígeno
Cuando se están produciendo anticuerpos se
aumenta el consumo de oxígeno
75
Factores Abióticos que Afectan el
Consumo de Oxígeno
Temperatura

Determina la tasa de las reacciones químicas

Controla la tasa metabólica y el crecimiento,
hasta un límite

Efecto Q10 en animales acuáticos, el
metabolismo estándar incrementará con el
incremento de la temperatura hasta niveles
letales
76
Variaciones de Salinidad
Las especies de agua dulce tienen un consumo de
oxígeno mayor a sus afines de agua salada
Especies eurihalinas consumen más oxígeno en
agua salobre que en agua de mar
Especies de agua salobre consumen más oxígeno
en agua dulce
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Presión Parcial de Oxígeno Disuelto
Pueden ser
◦
Conformadores: normalmente usan 10-25% del
oxígeno disponible, organismos oceánicos
◦
Reguladores: usan 60-70% del oxígeno
disponible, mayoría de peces, moluscos y
peneidos
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Fotoperíodo
Lo más importante es las horas luz, ya que
afectan la secreción de hormonas,
especialmente las tiroideas
Existen especies fotosensitivas y no
fotosensitivas
Al sincronizar la reproducción también incide
en el consumo de oxígeno por esta
actividad
79
Alcalinidad: debido al metabolismo del
calcio, mayor alcalinidad normalmente
implica un mayor consumo de oxígeno
Turbidez: disminuye la eficiencia de la
respiración
Contaminación: normalmente aumenta el
consumo de oxígeno y se aumenta el
consumo de energía al activarse el sistema
MXO del hígado
80

Para controlar la circulación en cuerpo tiene:
◦ Baro-receptores: que monitorean la presión
sanguínea en diferentes puntos del sistema
cardiovascular
◦ Quimiorreceptores: que monitorean la
concentración de dióxido de carbono y pH oxígeno
de la sangre

La información detectada es controlada por
un centro nervioso regulador
81
Otras
fuentes de
información
Otros
mecanorreceptores
circulatorios
Centros
arteriales de
control
CNS
Centro de
control de la
respiración
Efectores
Automáticos
Corazón y
vasos
sanguíneos
Baroreceptores
arteriales
El sistema circulatorio tiene varios circuitos de retroalimentación negativa. Varios receptores
sensoriales monitorean los cambios en el estado del sistema cardiovascular y envían la
información al sistema de control. Después de que se colecta toda la información de distintos
sitios el SNC envía la respuesta necesaria para mantener la presión sanguínea necesaria. La
información proviene de varios sitios y se procesa finalmente por el cerebro.
82
De acuerdo a la respuesta fisiológica de los
organismos en función de la concentración
de oxígeno ambiental disponible, éstos se
pueden dividir en dos grupos:
◦ Conformadores de oxígeno
◦ Reguladores de oxígeno
83


El consumo de oxígeno disminuye en
proporción a la disminución ambiental de
oxígeno
Común en organismos invertebrados sésiles y
poco activos que carecen de estructuras
respiratorias y circulatorias especializadas
84


Animales que mantienen su consumo de
oxígeno aún a presiones parciales de oxígeno
por debajo de lo normal
Su tasa metabólica se mantiene a nivel
normal hasta que se alcanza una presión
parcial de oxígeno crítica
85

Corazón: modificar frecuencia de latido

Branquias: modificación de área funcional

Músculos motores de las bombas bucales y
operculares: modificar la tasa de ventilación

Producción de diferentes Hb dependiendo del
pH de la sangre

Producción de proteínas anticoagulantes

Producción de mucus

Intercambio de mecanismo respiratorio
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