Respiratorio y excretor

Unidad 7.
El aparato respiratorio y
el excretor
1. El proceso de la
respiración en animales
 En los seres vivos aerobios se diferencian
dos procesos:
 La respiración celular: Conjunto de
reacciones oxidativas que se realizan en el
interior de la célula, para la obtención de
la energía necesaria con que llevar a
cabo las funciones vitales.
 La respiración externa: Corresponde al
intercambio de gases entre el organismo y
el medio ambiente que le rodea. El
objetivo es tomar el oxígeno necesario y
eliminar el dióxido de carbono producido
en las reacciones de oxidación de la
respiración celular.
1.1. Superficies respiratorias
 Son aquellas en las que se produce el intercambio de gases mediante
difusión pasiva. Presentan las siguientes características:
 Son extensas y están muy vascularizadas.
 Son delgadas.
 Se mantienen húmedas de forma constante (superficies invaginadas en los
animales terrestres)
 Constituidas por tejido epitelial formado por una sola capa de células en
contacto con una extensa red capilar (recoge el oxígeno absorbido y
transporta el dióxido de carbono para su eliminación).
1.2. Difusión pasiva
 En el medio externo (atmósfera/agua) la
concentración de oxígeno es mayor que en el interior
de los animales.
 Difunde hacia el interior a favor del gradiente de
concentración.
 En el medio externo (atmósfera/agua) la
concentración de dióxido de carbono es menor que
en el interior de los animales.
 Difunde hacia el exterior a favor del gradiente de
concentración.
Difusión pasiva
CO2
O2
Paso de CO2
Paso de O2
Interior
Exterior
Paso de gases a través de una
membrana, por difusión pasiva.
Interior
Exterior
Misma concentración a ambos lados
de la membrana.
2. Modalidades de
respiración y aparatos
respiratorios
 Los organismos unicelulares y los pluricelulares sencillos
(poríferos, cnidarios..) respiran mediante un proceso
de difusión directa a través de la superficie de la
membrana de sus células.
 Los animales de mayor tamaño tienen estructuras
especializadas para realizar el intercambio gaseoso.
Estas estructuras forman los diferentes aparatos
respiratorios.
2.1. Respiración cutánea
 Intercambio de gases a través de la piel.
 Animales pluricelulares pequeños como platelmintos.
 Relación superficie cuerpo/masa elevada.
 En animales más grande puede ser complementaria a
otros tipos de respiración. Ejemplo: anfibios adultos
(piel y pulmonar) y peces (piel y branquial)
 Anfibios: Piel muy
vascularizada, se
mantiene húmeda por
las glándulas mucosas.
 Peces: La respiración
cutánea se realiza en mucosa
bucal, parte del intestino,
vejiga natatoria y epidermis
de las aletas
2.2. Respiración traqueal
 Sistema respiratorio formado a partir de invaginaciones
tubulares de la superficie externa quitinosa del animal.
 Insectos y otros artrópodos.
 Formado por tubos o tráqueas abiertos al exterior por unos
orificios llamados espiráculos.
 Las tráqueas sin quitina más finas se llaman traqueolas y
llegan a todas las células, se produce un intercambio de
gases directo.
2.3. Respiración branquial
 Característica de animales acuáticos.
 Medios con una concentración relativamente
baja de oxígeno.
 El intercambio de gases se realiza en las
branquias (expansiones de la superficie corporal
formadas por una capa de epidermis y una
amplia red de capilares)
 Las branquias pueden ser filamentosas,
ramificadas o laminares.
Según donde se localicen pueden ser:
 Branquias externas:
 Sobresalen de la superficie del animal.
 Anélidos poliquetos marinos, crustáceos, moluscos y larvas
de anfibios.
 Las branquias de los crustáceos son expansiones laminares
de los apéndices torácicos que, a veces se encuentran
cubiertos por el caparazón.
 En algunos moluscos gasterópodos y bivalvos las branquias
se encuentran en la cavidad paleal y se han desarrollado
unas estructuras ciliadas para facilitar el movimiento
continuo de agua.

Gusanos poliquetos
https://www.youtube.com/watch?v=I4NNFBy5qA8

Disección de cangrejo:
http://ntic.educacion.es/w3/eos/MaterialesEducativos/mem2003/tod
ocorazon/

Modalidades de respiración
https://www.youtube.com/watch?v=qIdc-KiycyI

Respiración en peces
https://www.youtube.com/watch?v=pqXToz5lfNs
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1bachillerato/animal/c
ontenidos7.htm
Según donde se localicen pueden ser:
 Branquias internas:
 Protegidas por estructuras corporales como el opérculo de
los peces óseos, o Situadas en hendiduras branquiales que
están a ambos lados de la faringe, en los cartilaginosos.
 Interior muy vascularizado. Los vasos sanguíneos se
encuentran dispuestos de forma que el paso de agua a
través de las branquias es opuesto a la circulación
sanguínea. Este mecanismo contracorriente permite un
intercambio de gases muy eficiente.
 En los peces cartilaginosos el agua entra por la boca
y por unos orificios llamados espiráculos, pasa a la
faringe y sale por las hendiduras branquiales.
 En los peces óseos el agua entra por la boca a una
cámara branquial y sale al exterior por debajo del
opérculo que protege a las branquias.
2.4. Respiración pulmonar
 Característica de anfibios adultos, reptiles, aves y
mamíferos.
 También de algunos invertebrados como arácnidos y
moluscos como el caracol.
 El intercambio gaseoso se realiza en los pulmones.
Pulmones de invertebrados
 Arácnidos y moluscos como el caracol.
 No tienen mecanismos de ventilación.
 Los orificios que comunican con el exterior están
siempre abiertos.
 Tienen forma de saco.
 En arácnidos, están en la base del abdomen, tienen
forma de laminillas o libro y se abren al exterior por
dos ranuras.
Pulmones de invertebrados
 En caracoles, una zona de la cavidad paleal está
muy vascularizada y funciona como pulmón.
Pulmones de vertebrados
 Órganos en forma de sacos pares.
 Se produce ventilación pulmonar, entrada y salida de
aire de forma alternativa por movimientos de
inspiración y espiración.
Pulmones de vertebrados
 El intercambio de gases tiene lugar en los alveolos
pulmonares, de pared muy fina y rodeados de una
amplia red de capilares que recogen el oxígeno y
ceden el dióxido de carbono.
Pulmones de vertebrados
 Los anfibios tienen pulmones muy simples en forma de
saco.
Pulmones de vertebrados
 En los reptiles los pulmones son mayores que en los
anfibios y presentan cavidades divididas en cámaras
por tabiques que aumentan la superficie de
intercambio gaseoso.
Pulmones de vertebrados
 En aves los pulmones son pequeños y se comunican
con los sacos aéreos. Son pares y se extienden por
diversas partes del cuerpo como el interior de los
huesos largos.
 Los bronquios terminan en unos tubos muy finos o
parabronquios, a través de los cuales pasa el aire
hacia los sacos aéreos.
 Intercambio gaseoso en inspiración y espiración.
 Disminuyen el peso relativo  ↑ ligereza del ave.
Pulmones de vertebrados
 En mamíferos los pulmones son órganos esponjosos
situados en la cavidad torácica.
 Formados por el árbol bronquial, conjunto de
bronquios que se ramifican hasta formar los alveolos
y por vasos sanguíneos y tejido conjuntivo.
3. El aparato respiratorio
humano
Vías respiratorias
Pulmones
3.1. Vías respiratorias
 Entrada de aire por las fosas nasales (mucosa
respiratoria o pituitaria roja y mucosa olfativa o
pituitaria amarilla), que de ahí pasa a faringe, laringe
y tráquea.
Mucosa pituitaria ≠ glándula
pituitaria (o hipófisis)
 La mucosa respiratoria o pituitaria roja recubre la
mayor parte de la fosa nasal, y contiene células
ciliadas y células caliciformes que secretan moco. El
moco forma una capa superficial donde quedan
atrapadas las partículas extrañas, que son arrastradas
por el movimiento de los cilios hacia la faringe para
ser eliminadas. Además esta mucosa sirve para
humedecer y calentar el aire respirado.
 La mucosa olfativa o pituitaria amarilla está situada
en la parte superior de las fosas nasales, y contiene
células nerviosas olfativas, donde reside el sentido del
olfato.
3.1. Vías respiratorias
 En la entrada de la laringe está el cartílago epiglotis,
que la cierra para evitar que el bolo alimenticio pase
a las vías respiratorias.
 La laringe está formada por cartílagos y representa el
aparato fonador.
 En su interior existen unos repliegues, las cuerdas
vocales, que vibran al paso del aire produciendo
sonidos con tonos diferentes.
 https://www.youtube.com/watch?v=cJk7E6Yyb5E
3.1. Vías respiratorias
 La tráquea se sitúa debajo de la laringe, delante del
esófago.
 Paredes de cartílago en forma de C, lo que evita su
colapso.
 Presenta un epitelio ciliado rico en glándulas
mucosas, donde se retienen las partículas extrañas
que entran por el aire.
Órgano: Tráquea.
Especie: A, B, C: Rata. (Ratus norvegicus); D: Conejo (Oryctolagus cuniculus).
Técnica: Secciones de parafina teñidas con A y C) PAS-hematoxilina;
B) hematoxilina-eosina; D) Van Gieson.
Tráquea
Especie: ratón (Mus musculus; mamíferos)
Técnica: hematoxilina-eosina en cortes de 8 micras de parafina.
3.1. Vías respiratorias
 La tráquea se divide en dos bronquios, que también
presentan cartílago y células ciliadas en su estructura
y que se introducen en los pulmones.
 Los bronquios se ramifican en bronquiolos, que
terminan en unos ensanchamientos llamados
vesículas pulmonares que, a su vez, se dividen en
alveolos.
3.2. Pulmones
 Situados en el tórax, encima del diafragma y
protegidos por el esternón y las costillas.
3.2. Pulmones
 Alrededor de los pulmones existe una doble capa
serosa, la pleura, en cuyo interior está el líquido
pleural.
 La capa interna se adosa a los pulmones, y la externa
al interior de la caja torácica.
3.2. Pulmones
 La unidad anatómica y funcional son los alvéolos
pulmonares.
 Cada alvéolo está formado por una capa de tejido
endotelial, rodeada de una red de capilares
sanguíneos.
SISTEMA RESPIRATORIO HUMANO
https://www.youtube.com/watch?v=VzhefVyGfs4
Funcionamiento del Sistema Respiratorio
https://www.youtube.com/watch?v=Ve0BGid_L-E
El funcionamiento del sistema respiratorio (usar éste en clase)
https://www.youtube.com/watch?v=CEmcS_FPu2k
Fisiología del sistema respiratorio (más complejo, más
información)
https://www.youtube.com/watch?v=t7vg92VaTwk
Sistema respiratorio:
https://www.youtube.com/watch?v=FGhcCNxtmpA
Los pulmones (usar éste):
https://www.youtube.com/watch?v=Ve-z9UUTRfU
4. La ventilación pulmonar y
el intercambio de gases
 La inspiración introduce aire a los pulmones. Se
contraen los músculos intercostales, los pectorales y el
diafragma. Los dos primeros elevan las costillas y el
diafragma desciende, lo que hace que se ensanche
la caja torácica y aumente el volumen de los
pulmones.
 Entonces, la presión de los pulmones es menor y el
aire entra a las vías respiratorias.
 La espiración es un movimiento pasivo de los
músculos contraídos. Los intercostales y pectorales se
relajan y el diafragma se eleva, reduciendo el
volumen torácico y pulmonar, lo que produce la
expulsión del aire.
4. La ventilación pulmonar y
el intercambio de gases
4. La ventilación pulmonar y
el intercambio de gases
 Los movimientos de
inspiración y espiración
están controlados por el
sistema nervioso (en el
bulbo raquídeo, en el
tronco del encéfalo).
 14 movtos./min en
persona adulta en
reposo.
 Vol. pulmonar = 3,5-5 L.
0,5 L/movto.
4.1. Intercambio alveolar
de gases
 Es un proceso físico-químico de difusión simple entre el
aire inspirado de los alvéolos pulmonares y la sangre de
los capilares.
 El aire inspirado tiene más cantidad de oxígeno, el cual
produce un gradiente de presión positivo que le hace
entrar al interior del capilar alveolar y al interior del
eritrocito (se une a la hemoglobina formando oxihemoglobina)
4.1. Intercambio alveolar de
gases
 El aire inspirado en los alvéolos tiene menor
concentración de dióxido de carbono que la sangre
que llega a los alvéolos, por lo que este gas difunde
desde la sangre hasta el interior de los alvéolos.
 En la espiración el aire cargado de dióxido de
carbono sale al exterior y, en una nueva inspiración
los alvéolos se llenan de aire con alta concentración
de oxígeno.
5. La función de excreción
 Último proceso de la NUTRICIÓN.
 Eliminación de desechos procedentes del metabolismo
celular:
 Derivados nitrogenados
 Sales minerales
Disueltos en agua, por el ap. excretor y
a través de la piel.
 Dióxido de carbono  ap. respiratorio
 En invertebrados: sistema de túbulos especializados
para eliminación de sustancias.
 En vertebrados: aparato excretor con riñones.
 HOMEOSTASIS: regulación de la composición del medio
interno  mantenimiento de una composición
constante.
Principales productos de excreción
1. Derivados nitrogenados: catabolismo de las proteínas y
ácidos nucleicos.
 Amoniaco: muy tóxico, muy soluble en agua. Animales
amoniotélicos:
 Peces óseos
 Invertebrados acuáticos como algunos anélidos,
crustáceos, moluscos y larvas de anfibios.
Animales amoniotélicos
Principales productos de excreción
1. Derivados nitrogenados:
 Ácido úrico: menos tóxico. Se sintetiza en hígado y se
elimina junto con heces en forma de una pasta blanca
semisólida. Animales uricotélicos:
 Aves
 Insectos
 Reptiles
Guano (fertilizante en agricultura por su alto contenido en N)
Principales productos de excreción
1. Derivados nitrogenados:
 Urea: poco tóxica. Se sintetiza en hígado y se elimina
junto disuelta en agua. Animales ureotélicos:
 Peces cartilaginosos
 Anfibios
 Mamíferos
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alum
no/1bachillerato/animal/contenidos12.htm
Principales productos de excreción
2. Agua y sales minerales:
Se excretan para regular su concentración en el medio
interno (mantenerla en unos niveles adecuados):
Homeostasis
6. Órganos de excreción en
invertebrados
 Poríferos, cnidarios y equinodermos: difusión directa
hacia el medio externo a través de la superficie
corporal.
 Órganos tubulares especializados en el resto de
grupos:
 Protonefridios  Platelmintos
 Metanefridios  Anélidos y moluscos.
 Glándulas antenales y maxilares  Crustáceos.
 Túbulos de Malpighi  Insectos, miriápodos y arácnidos.
Protonefridios de platelmintos
Metanefridios de anélidos y
moluscos
Glándulas antenales y maxilares
de crustáceos
(ANTENALES)
Túbulos de Malpighi de insectos,
miriápodos y arácnidos
Aparato urinario
https://www.youtube.com/watch?v=MHe8bQI3aSk
Sustancias nitrogenadas que pueden excretar los vertebrados
y componentes del aparato urinario:
https://www.youtube.com/watch?v=kXERVFvTioM&list=PLBFF8517
D64B37FE8
Partes de la nefrona y las acciones que en ella se producen:
https://www.youtube.com/watch?v=dfKQ7A-9yZ0
7. Aparato excretor en vertebrados:
sistema renal o urinario
 Riñones: formación de la orina en las nefronas por
procesos de filtración, reabsorción y secreción.
 Uréteres: conducción de la orina hasta la vejiga.
 Vejiga: almacenamiento de la orina. Ausente en
aves.
 Conducto urinario para eliminación de la orina al
medio exterior. Según grupos animales:
 Conducto urinario detrás del ano: en peces.
 Cloaca: en anfibios, reptiles y aves.
 Uretra: en mamíferos.
Sistema urinario en mamíferos
El riñón
El riñón y la nefrona
8. Las nefronas y la
formación de la orina
 Nefrona: unidad funcional y estructural del riñón.
 Partes:
 Cápsula de Bowman, rodeando el glomérulo renal (red
de capilares conectados con la arteriola aferente y la
eferente).
 T.C.P.
 Asa de Henle, con rama descendente y ascendente
(en la médula renal).
 T.C.D.
 Tubo colector (compartido por varias nefronas) que
desemboca en la pelvis renal.
La nefrona
La nefrona: glomérulo
El riñón
Corteza renal: corpúsculos y túbulos
Pirámide renal: tubos colectores
La nefrona
Órgano: Riñón. Especie: Rata. (Ratus norvegicus). Técnica: Parafina teñida con hematoxilina-eosina
A: Corpúsculo renal; B: Túbulo contorneado proximal; C: Túbulo recto proximal; D: Segemento delgado
del asa de Henle; E: Túbulo recto distal; F: Túbulo contorneado distal; G: Túbulo colector.
8.1. Formación de la orina
 FILTRACIÓN GLOMERULAR:
 Composición del filtrado similar al plasma (excepto en
[proteínas]): agua, glucosa, aa, vitaminas, sales minerales,
productos de desecho como urea, ácido úrico y creatinina.
Unos 125 ml/min.
 REABSORCIÓN TUBULAR:
 Por difusión pasiva o transporte activo.
 TCP: agua, glucosa, aa, vit., urea, Cl-, Na+, K+, HCO3-, PO43, proteínas.
 Asa de Henle: agua (descendente), Na+ y Cl- (ascendente).
 TCD: agua y Na+.
 Unos 124 ml/min  formación de 1 ml de orina / min.
 En determinadas circunstancias, agua en tubos colectores.
 SECRECIÓN TUBULAR:
 K+, creatinina y fármacos
La orina pasa de los colectores a la pelvis renal  uréteres 
vejiga (0,5 l). Se forman unos 1,5 L de orina/día
 Partes de la nefrona y las acciones que en ella se
producen:
https://www.youtube.com/watch?v=dfKQ7A-9yZ0
 Formación de la orina (Lourdes Luengo):
http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/3esobiol
ogia/3quincena9/3quincena9_contenidos_4b.htm