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Tipos de respiración: Respiración branquial Respiración tegumentaria Respiración pulmonar (dipnoideos)

Órganos respiratorios: Branquias Pulmones* Laberintos Respiración intestinal

Sistema circulatorio cerradoTienen sangre (Hb)Uno o más corazones

La respiración y circulación están controladas por el SNC

La regulación de los mecanismos es nerviosa y hormonal

Según la intensidad de respiración cutánea se separan tres grupos ecológicos de animales acuáticos:

1. Adaptados a déficit permanente de OD, respiración cutánea 17-22%

2. Acipenseridae (esturiones) a pesar de los escudetes tegumentarios alcanzan 12% de respiración cutánea

3. Peces de aguas bien oxigenadas, respiración cutánea 3-9%

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Respiración Tegumentaria en Peces

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

RespiratoriaExcretoriaOsmorregulación

Branquias de un túnido

Cámara branquialOpérculos o aberturas branquialesVentilación facilitada por la bomba

bucal-opercularVentilación forzada (ram)

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Adaptaciones para la respiración aérea en Chanidae, Channa

Adaptaciones para la respiración aérea en Chanidae, Channa

Tomado de: http://www.iim.csic.es/pesquerias/Pesca/FAO/Pesca%20Fluvial/T0537S06.htm

Adaptaciones para la respiración aérea en Anabantidae, Ctenopoma

Adaptaciones para la respiración aérea en Anabantidae, Ctenopoma

Tomado de: http://www.iim.csic.es/pesquerias/Pesca/FAO/Pesca%20Fluvial/T0537S06.htm

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Adaptaciones para la respiración aérea en

Clarridae, Clarias

Adaptaciones para la respiración aérea en

Clarridae, Clarias

Tomado de: http://www.iim.csic.es/pesquerias/Pesca/FAO/Pesca%20Fluvial/T0537S06.htm

Adaptaciones para la respiración aérea en Heteropneustidae,

Heteropneustes

Adaptaciones para la respiración aérea en Heteropneustidae,

Heteropneustes

Tomado de: http://www.iim.csic.es/pesquerias/Pesca/FAO/Pesca%20Fluvial/T0537S06.htm

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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.

Configuraciones Branquiales en Peces

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Bolas branquiales (GP) y aorta media ventral (MVA)

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

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

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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

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Flujo sanguíneo en peces que favorece el intercambio gaseoso

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Corazón de un elasmobranquio

Corazón de un pez óseo

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Obsérvese la diferencia en el pericardio

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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

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

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31(Farrell, 1991)

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)

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.

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Corazones Accesorios

Un único circuitoCasi toda la sangre debe pasar por

las branquias o por el órgano de intercambio gaseosos

Tienen venas y arteriasCondrictios tienen circulación

coronariaTienen sistema linfáticoPueden tener corazones accesorio

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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

Eritrocitos humanos

Eritrocitos de peces

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”

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

Efecto de Bohr 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

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

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

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 mirable coroidea que causa concentración de oxígeno muy alta y presión parcial de oxigeno también que causa la oxigenación constantemente alta necesaria para el ojo

Sistema de rete mirable coroidea en peces que necesitan buena visión

Característica de peces verdaderos Órgano único y especializado

Funciones: Flotabilidad (principal) Accesorio para la respiración (similar a un

pulmón) Producción y percepción de sonido

(comunicación)

Principalmente en peces mesopelágicos (primeros 200m) y en peces bentopelágicos (cerca del fondo hasta 2000 m)

Ausente en condrictios

◦Fisotomos: conexión directa entre vejiga y esófago a través de un conducto neumático (peces más primitivos)

◦Fisoclistos: no existe conexión entre el tracto digestivo y la vejiga

Normalmente en posición dorsal justo debajo de los riñones

Presenta dos regiones una secretora y una reabsorbente

La sangre pasa por el área de llenado pero no por la de reabsorción

Se emplea el mismo mecanismo de liberación de oxígeno que en los otros tejidos

El gas se transfiere a través de la glándula de gas. Las células de esta glándula producen activamente CO2 y ácido láctico para bajar el pH de la sangre

Adicionalmente al efecto de Bohr y efecto de Root, el lactato tiene un efecto “salinizante” que contribuye al llenado de la vejiga y a evitar que esta se vacíe

Una vez la vejiga está llena el sistema de intercambiadores de corriente evita que el gas se pierda a través del sistema circulatorio del animal.

Fisóstomos: abren válvula neumática y liberan el gas por el tracto digestivo

Fisoclistos: reabsorben el gas en la glándula oval (grupo de capilares en la pared dorsal de la vejiga, aislada del lumen por un esfínter). Al abrirse el esfínter los capilares entran en contacto con el gas que se difunde a la sangre y de allí al torrente sanguíneo para excretarse por las branquias