Respiración en Metazoos-ESTEFANÍA TORREJON NAVARRO

-ISABEL CENTENO RAMOS

Introducción

Respiración Branquial

Las Branquias son las estructuras respiratorias típicas que utilizan los animales acuáticos. Son evaginaciones hacia el exterior del tegumento o de la faringe (caso de los peces). En las branquias, la superficie respiratoria está muy replegada, siendo muy extensa, pero ocupa muy poco volumen, estando, además, muy vascularizada internamente.

La presencia de branquias presenta una gran ventaja frente a la respiración cutánea, porque ahora el animal concentra el intercambio de gases en una zona concreta de su cuerpo y el resto del cuerpo puede protegerlo mediante un caparazón, una concha, una cutícula o una piel endurecida y escamosa.

Branquias Internas

Son las más antiguas evolutivamente.

Estas branquias son expansiones del tegumento hacia el exterior del cuerpo, sobresaliendo de la superficie corporal.

Tienen como ventaja el no precisar de un sistema de ventilación, puesto que el simple movimiento del animal renueva el agua que rodea la branquia.

Presentan desventajas que radican principalmente en su delicadeza, así como la dificultad que añaden al desplazamiento del animal, e incluso a su supervivencia ya que son llamativas para los depredadores.

Branquias Externas

Presentan una estructura más compleja, gracias a su presencia dentro de una cavidad que favoreció la aparición de un sistema de ventilación y además significó una mejora de la protección de la superficie respiratoria además de un mayor hidrodinamismo en los cuerpos de los animales.

Se extienden entre gasterópodos marinos, bivalvos, cefalópodos, los crustáceos decapódos y los peces.

Moluscos

Los moluscos presentan 2 branquias: ctenidios en los bivalvos, menos en los gasterópodos que tienen una branquia.

La branquia presenta un eje central y numerosos filamentos a ambos lados que están muy vascularizados, con vaso aferente que trae sangre sin oxígeno desde los órganos y vaso eferente que lleva sangre oxigenada al corazón.

Las branquias están alojadas dentro de la cavidad paleal.

En los gasterópodos, el agua entra y sale por una corriente de agua que primero baña las branquias y luego recoge los productos expulsados por el riñón y el ano.

En los bivalvos y cefalópodos la cavidad paleal presenta dos tubos o sifones: uno de entrada del agua y otro de salida.

En los bivalvos, el agua se mueve por la creación de una corriente gracias a los cilios de la superficie de las branquias, mientras que en los cefalópodos, el flujo de agua se produce por contracciones de la pared del cuerpo.

Crustáceos

Las branquias de los crustáceos son expansiones de los apéndices, con forma plumosa y protegidas por el propio caparazón.

La ventilación se consigue gracias a unos apéndices especializados que levantan el caparazón, con lo que se produce un flujo de entrada de agua.

Al caer el caparazón, se desaloja el agua pobre en oxígeno.

Peces Cartilaginosos

Las branquias son como en los otros peces, pero presentan un sistema especial de ventilación.

El agua penetra por unos orificios laterales, los espiráculos, llega a la faringe y sale por las cinco hendiduras branquiales de cada lado del cuerpo, que están separadas por los arcos branquiales donde se alojan las branquias.

Al salir, el agua baña las branquias y se oxigena la sangre.

Peces Óseos

Las branquias son expansiones de la faringe, que forma repliegues hacia el exterior hasta contactar con la piel. Se forman así tabiques, llamados arcos branquiales, que separan los huecos o hendiduras branquiales. De los arcos branquiales salen, a ambos lados, numerosos filamentos, los cuales presentan su superficie muy replegada y están formados por una gran cantidad de laminillas branquiales. Tanto los filamentos como las laminillas branquiales están ricamente vascularizadas para permitir un eficaz intercambio de gases entre la sangre y el agua.

Para aumentar la eficacia del proceso, el agua y la sangre se desplazan contracorriente, con lo cual siempre quedarán enfrentados dos medios con una gran diferencia en la cantidad de oxígeno.

El agua entra por la boca por diferencia de presión, pasa a la faringe y atraviesa la cavidad branquial donde el agua rica en oxígeno baña las branquias para salir luego al exterior al levantarse el opérculo.

Análisis de la tesis “"Desarrollo y diferenciación de las branquias externas e internas en embriones y larvas de Bufo arenarum : análisis descriptivo y experimental". Alonso, Diana Graciela

La morfología branquial fue estudiada con microscopio óptico en embriones y larvas de Bufo arenarum, mientras que células apoptóticas fueron estudiadas en el epitelio de las branquias externas, y fueron detectados in situ fragmentos de ADN a través de la técnica TUNEL. La presencia y distribución de núcleos marcados fue mayor en los estadios 24 y 25, aunque tambien se encontraron en los restantes estadios embrionarios analizados.

Un ensayo inmunohistoquímico para detectar PCNA (proliferating cell nuclear antigen) identificó células en todas las fases activas del ciclo celular. En este estudio, esta metodología permitió marcar las células proliferativas en tejidos embrionarios del sistema branquial, durante la regresión de las branquias externas. La presencia de apoptosis en el epitelio de las branquias externas progresa simultaneamente con una activa proliferación en las branquias internas.

Los resultados obtenidos muestran la importancia de la apoptosis en la regresión de las branquias externas, ya que este tipo de muerte celular parece ser el proceso principal para reajustar el número celular del epitelio branquial, preparándolo para el nuevo sistema respiratorio de las larvas.

Cortes histológicos de 10s restos de branquias externas de embriones en estadios 25-1 coloreado con hematoxilina-eosina (fig. a, c y d) y con tricromico de Mallory (b).

a, b) El epitelio de 10s filamentos externos muuestra distintos estadios de células apoptoticas; se encuentran núcleos picnoticos. (pi), citoplasma denso y muy eosinófilo (ce), núcleo fragmentado (flecha), cuerpos apoptoticos (cabeza de flecha). x200.c, d) Se observan restos de cé1ulas apoptoticas, 105 limites celulares 5e han perdido y 5e encuentra acurnuIaci6n de pigmento. x200

Respiración Pulmonar

Pulmones de Difusión

Los pulmones en libro, pulmones laminares o filotráqueas, son órganos respiratorios de arañas, escorpiones y otros arácnidos usados para el intercambio de gases atmosféricos y formados por una serie de cavidades de tejido del sistema respiratorio del animal, organizadas como las páginas de un libro (por lo que en inglés se le llama book lung).

Cada uno de estos órganos se encuentra dentro de una cavidad abdominal ventral y conecta con el exterior a través de una pequeña abertura o ranura.

Estos pulmones no están evolutivamente emparentados con los pulmones de los tetrápodos.

Pulmones de Ventilación

Poseen un mecanismo para realizar el intercambio de aire con la atmósfera y están conectados a la faringe mediante una serie de conductos, como los bronquios, que es uno de dos conductos tubulares en que se bifurca la tráquea a la altura de la IV vértebra toraica (torax), y que entran en el parénquima pulmonar, conduciendo el aire desde la tráquea a los bronquiolos y estos a los alvéolos.

Pulmones de Anfibios y ReptilesAnfibios

Tienen forma alargada cubiertos de capilares, tienen un mecanismo de vnetilación denominado bomba de presión, que consiste en tragar y enviar el aire a los pulmones. Sin embargo, este mecanismo es muy poco eficaz, por los anfibios dependen en gran medida del intercambio gaseosso através de la piel.

Reptiles

Disponen de una mayor superficie de intercambio de gases que en los anfibios. Poseen mejores mecanismos de ventilación que los anfibios este mecanismo se denomina bombas de succión. Cuando la caja torácica aumenta de volumen y el aire entra en los pulmones. Cuando la caja torácica vuelve a su posición normal y fuerza al aire a salir.

Pulmones en Aves

Tienen un tamaño pequeño, con una estructura especial que permite que el aire fluya una sola dirección. Para poder volar las aves contienen los denominados sacos aéreos localizados en distintas parte del cuerpo que tienen una interconección con los pulmones (la función que tienen son de fuelles conservando aire fresco del exterior para facilitar la ventilación de los pulmones y también aligeran el peso del ave durante el vuelo)

Pulmones en Mamíferos

Están encerrados en la caja torácica y el diafragma colabora en la ventilación pulmonar.

El aire entra por las fosas nasales, cruza la faringe, pasa la glotis, sigue por la laringe donde se encuentran las cuerdas vocales y desciende por la tráquea. Entonces el aire pasa a los bronquios, que al llegar a los pulmones se ramifican en un gran número de bronquiolos; estos que terminan en unas pequeñas bolsas, los alvéolos pulmonares, los cuales aumentan la superficie de intercambio gaseoso.

Análisis del paper “Fisiopatología del tracto respiratorio de las Aves”. Enrique Angulo.

El paper nos introduce al comportamiento fisiológico del sistema respiratorio de las aves, lo cual ya ha sido tratado antes en el presente trabajo, para luego presentar los problemas relacionados con los micoplasmas, que se relacionan íntimamente con las paredes del tracto respiratorio del hospedero, generando a la larga muchas complicaciones, como alterar el funcionamiento normal de las células epiteliales de la mucosa del tracto.

Luego de identificar las principales complicaciones, se busca alguna sustancia que pueda contrarrestar estos efectos y se testea el mucolítico N-acetilcisteína, concluyéndose que esta sustancia presenta un efecto positivo como antioxidate a nivel del tracto respiratorio de las aves.