Respiración y Circulación en Peces

1. Respiración y Circulación en Peces

2. Generalidades • Tipos de respiración: • Respiración branquial • Respiración tegumentaria • Respiración pulmonar (dipnoideos) • Órganos respiratorios: • Branquias • Pulmones* • Laberintos • Respiración intestinal

3. Generalidades, continuación • Sistema circulatorio cerrado • Tienen sangre (Hb) • Uno o más corazones • La respiración y circulación están controladas por el SNC • La regulación de los mecanismos es nerviosa y hormonal

4. Respiración Tegumentaria en Peces • Según la intensidad de respiración cutánea se separan tres grupos ecológicos de animales acuáticos: • Adaptados a déficit permanente de OD, respiración cutánea 17-22% • Acipenseridae (esturiones) a pesar de los escudetes tegumentarios alcanzan 12% de respiración cutánea • Peces de aguas bien oxigenadas, respiración cutánea 3-9%

5. Respiración Branquial • Principal mecanismo de respiración en peces • Este mecanismo se pierde en el aire • Aún en peces con respiración aerea hay branquias • El desarrollo, área y eficiencia branquial están en función de la actividad y fisiología respiratoria del pez

6. Funciones de las branquias • Respiratoria • Excretoria • Osmorregulación Branquias de un túnido

7. Estructuras de la Respiración Branquial • Cámara branquial • Opérculos o aberturas branquiales • Ventilación facilitada por la bomba bucal-opercular • Ventilación forzada (ram)

8. Adaptaciones para la respiración aérea en Chanidae, Channa Tomado de: http://www.iim.csic.es/pesquerias/Pesca/FAO/Pesca%20Fluvial/T0537S06.htm

9. Adaptaciones para la respiración aérea en Anabantidae, Ctenopoma Tomado de: http://www.iim.csic.es/pesquerias/Pesca/FAO/Pesca%20Fluvial/T0537S06.htm

10. Diagrama del laberinto que se encuentra en los peces con respiración aérea conocidos como laberíntidos a los que pertenecen los beta.

11. Adaptaciones para la respiración aérea en Clarridae, Clarias Tomado de: http://www.iim.csic.es/pesquerias/Pesca/FAO/Pesca%20Fluvial/T0537S06.htm

12. Adaptaciones para la respiración aérea en Heteropneustidae, Heteropneustes Tomado de: http://www.iim.csic.es/pesquerias/Pesca/FAO/Pesca%20Fluvial/T0537S06.htm

13. Configuraciones Branquiales en Peces La estructura de las branquias en 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.

14. Sistema Branquial de una Lamprea Bolas branquiales (GP) y aorta media ventral (MVA)

15. Mecanismos de Creación de la Corriente Ventilatorio • Bomba bucal-opercular: • Presente en todos los peces • Puede eliminarse durante nado rápido • Ventilación ram • Presente en especies migratorias o de nado rápido • También presente en condrictios • Puede aprovechar la alimentación

16. Organismos que presentan ventilación ram

17. Funcionamiento de la Bomba Bucal-Opercular

18. Serie de movimientos que crean la corriente ventilatoria en peces a través de la bomba bucal-opercular

19. Relación Respiración-Circulación • La respiración y circulación se complementan para hacer el mecanismo más eficiente • Se deben intercambiar los gases respiratorios en las branquias • El mecanismo de intercambio es un mecanismo de contracorriente muy eficiente

22. Flujo sanguíneo en peces que favorece el intercambio gaseoso

23. Flujo sanguíneo en peces que favorece el intercambio gaseoso

24. Esquema de la Circulación

25. Difusión de Oxígeno del Agua a la Sangre

26. El Corazón en los Peces Corazón de un elasmobranquio Corazón de un pez óseo

27. Diagrama Generalizado del Corazón de un Pez

28. Comparación del corazón de un elasmobranquio y un teleosteo Obsérvese la diferencia en el pericardio

29. El corazón de los peces pulmonados Corazón de Protopterus al que le removieron el pericardio. B= bulbo, A= atrio, V=ventrícula, P= pericardio. Nótese que tiene cuatro cámaras

30. Latidos del corazón en elasmobranquios • Debido al pericardio duro la contracción del corazón es ligeramente distinta • También presentan un canal pericárdico que puede incrementar el volumen cardíaco

31. Anatomía del Corazón de un Mamífero Comparado con un Teleosteoy un Elasmobranquio (Farrell, 1991)

32. Corazones accesorios • Su función es ayudar a retornar la sangre al corazón (sangre venosa) • Funcionan con la ayuda de los movimientos del nado o tienen latidos propios • Con frecuencia se encuentran cerca de las aletas, cola o zonas de inflexión por movimiento • En peces de nado ondulatorio o peces que son parásitos (lampreas y mixinos)

33. Corazones Accesorios • Se localizan especialmente en cola o en la base de las aletas pectorales. • Se localizan cercanos a senos donde se colecta la sangre venosa que debe ser retornada al corazón.

34. Configuración del Sistema Circulatorio en Peces • Un único circuito • Casi toda la sangre debe pasar por las branquias o por el órgano de intercambio gaseosos • Tienen venas y arterias • Condrictios tienen circulación coronaria • Tienen sistema linfático • Pueden tener corazones accesorio

35. Teleosteo con respiración branquial

36. Teleosteo con Respiración Aerea

37. Peces pulmonados africanos

38. Diagrama general del sistema circulatorio de un pez óseo

40. Componentes sanguíneos • Leucocitos • Eritrocitos • Presentan diferentes Hb dependiendo del hábitat, pueden también variar de acuerdo a la edad y estado fisiológico • En algunos hay glicoproteínas anti-coagulatnes • Presentan proteínas anti-shock

41. Eritrocitos Eritrocitos humanos Eritrocitos de peces

42. Mecanismo de Transporte y Entrega de Oxígeno a los Tejidos • El principal mecanismo de intercambio es la difusión • Algunas veces se requiere de otros mecanismos de entrega • La Hb se afecta con el pH y otras sustancias, se “envenena”

43. Cotransporte oxígeno-dióxido de carbono

44. Efecto de Bohr • La disminución en el pH de la sangre causa una disociación entre la molécula de Hb y el oxígeno, lo que ocasiona que éste se libere • Este mecanismo se utiliza para liberar el oxígeno a los tejidos • El pH puede disminuir debido a: • Dióxido de carbono • Ácido láctico • Concentración de iones hidronio

45. Efecto de Bohr

46. Importancia del Efecto de Bohr • Ayuda a liberar O2 a los tejidos • En caso de ejercicio o contracción muscular extremos se producirá lactato disminuyendo el pH y menor fijación de O2 en las branquias, lo que puede causar la muerte de peces hiperactivos • Para contrarrestar este problema muchos peces activos tienen Hbs que son insensibles a pH ácidos. Estas Hb no presentan el efecto de Bohr

47. Efecto de Root • Efecto que tiene el CO2 sobre la fijación de oxígeno a la Hb, no está relacionado con el pH • CO2 limita la saturación de la Hb con oxígeno • CO2 se fijará a un extremo amino de la Hb limitando su capacidad de fijación al oxígeno • El efecto Root determina la capacidad de carga de O2 de la Hb y no su afinidad para fijarse al O2

48. Efecto Root

49. Oxigenación de Tejidos Especiales • Ciertos tejidos como los ojos y el cerebro pueden necesitar más oxígeno que el resto de los tejidos del cuerpo • La vejiga gaseosa debe ser llenada con gas que produzca el pez

50. Pseudobranquias Para la oxigenación de los ojos cuando se tiene una pseudobranquia opercular • En la pseudobranquia la sangre es titrada para causar los efectos de Bohr y Root en la sangre • La retina libera concentraciones muy bajas de ácido lo suficiente para liberar el oxígeno de la Hb • En la retina se encuentra una rete mirablecoroidea que causa concentración de oxígeno muy alta y presión parcial de oxigeno también que causa la oxigenación constantemente alta necesaria para el ojo