Intercambio de Gases

Trata sobre la respiración externa en organismos multicelulares. Versión 1.5

1. Intercambio de Gases
o
Respiración
M en C Rafael Govea VillaseñorM en C Rafael Govea Villaseñor
CINVESTAVCINVESTAV
UAM-IUAM-I
Versión 1.7Versión 1.7

2. ¿Qué es la Respiración?¿Qué es la Respiración?
Es el proceso biológico que intercambia los Es el proceso biológico que intercambia los
gases Ogases O
22
y CO y CO
22
entre dos compartimientos. entre dos compartimientos.
Este proceso lo llevan a cabo casi todos Este proceso lo llevan a cabo casi todos
los organismos, excepto, diversas bacterias los organismos, excepto, diversas bacterias
anaerobias exclusivas.anaerobias exclusivas.
El nombre proviene de El nombre proviene de re-re- = volver, repetir; = volver, repetir;
espir-espir- = espiración = exhalación y = espiración = exhalación y -ción-ción = =
proceso.proceso.
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3. ¿Para qué se realiza la Respiración?¿Para qué se realiza la Respiración?
Para:Para:
Generar energía libre y realizar trabajo con Generar energía libre y realizar trabajo con
ellaella
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La conversión de energía de una fuente La conversión de energía de una fuente (los (los
nutrientes celulares, luz o reacciones químicas nutrientes celulares, luz o reacciones químicas
diversas)diversas) a formas metabólicamente útiles a formas metabólicamente útiles (ATP)(ATP)
es una función que realiza cada una de células. es una función que realiza cada una de células.
No existe ningún tejido, órgano u No existe ningún tejido, órgano u
aparato cuya función sea generar aparato cuya función sea generar
energía libreenergía libre

4. ¿Cuáles tipos de Respiración hay?¿Cuáles tipos de Respiración hay?
●Respiración ExternaRespiración Externa. .
●Respiración InternaRespiración Interna. .
●Respiración CelularRespiración Celular. .
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5. ¿Qué es la Respiración Externa?¿Qué es la Respiración Externa?
Un intercambio de gases entre el medio externo y Un intercambio de gases entre el medio externo y
el interno a través del tejido respiratorio. el interno a través del tejido respiratorio.
COCO
22
OO
22
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Alvéolo Alvéolo
pulmonarpulmonar
bronquiolobronquiolo

6. ¿Qué es la Respiración Interna?¿Qué es la Respiración Interna?
Es un intercambio de gases entre dos compartimientos Es un intercambio de gases entre dos compartimientos
del medio interno a través del tejido endotelio que recubre del medio interno a través del tejido endotelio que recubre
los vasos capilares. Ocurre en animales no pequeñoslos vasos capilares. Ocurre en animales no pequeños
COCO
22
OO
22
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7. ¿Qué es la Respiración celular*?¿Qué es la Respiración celular*?
Es un intercambio de gases entre el medio Es un intercambio de gases entre el medio
extracelular y el citosol a través de la membrana extracelular y el citosol a través de la membrana
plasmática.plasmática.
COCO
22
OO
22
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* Por suesto, dentro de la célula la respiración es un proceso bioquímico* Por suesto, dentro de la célula la respiración es un proceso bioquímico

8. ¿Qué es la Respiración Celular?¿Qué es la Respiración Celular?
Es una serie de reacciones bioquímicas que Es una serie de reacciones bioquímicas que
convierten la energía química de convierten la energía química de
monosacáridos, lípidos y aminoácidos en monosacáridos, lípidos y aminoácidos en
energía libre para realizar trabajo celular energía libre para realizar trabajo celular
almacenada a muy corto plazo en moléculas almacenada a muy corto plazo en moléculas
de ATP.de ATP.
C
6
H
12
O
6
+ O
2
®®®®®® CO
2
+ H
2
O + Energía (ATP)
Para asegurar la producción de energía de Para asegurar la producción de energía de
acuerdo a la ley de acción de las masas, las acuerdo a la ley de acción de las masas, las
células requieren sacar COcélulas requieren sacar CO
22
y meter O y meter O
22
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9. ¿Cuáles estructuras llevan a cabo la ¿Cuáles estructuras llevan a cabo la
Respiración?Respiración?
●
En los organismos En los organismos
unicelulares y unicelulares y
multicelulares:multicelulares: la la
membrana plasmática.membrana plasmática.
●En los organismos En los organismos
pluricelulares: pluricelulares: Desde Desde
tejidos, órganos a tejidos, órganos a
aparatos respiratorios, aparatos respiratorios,
según el modo de vida según el modo de vida
de los organismos.de los organismos.
CO
2
O
2
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10. ¿Cómo son los epitelios respiratorios ¿Cómo son los epitelios respiratorios
en los organismos animales?en los organismos animales?
●
ExtensosExtensos. Poseen . Poseen
gran superficie gran superficie
intercambiadoraintercambiadora
●
DelgadosDelgados. El grosor . El grosor
es microscópico.es microscópico.
●HúmedosHúmedos. Suelen . Suelen
estar cubiertos de estar cubiertos de
una película acuosauna película acuosa
●Vascularizados.Vascularizados.
Subyace a ellos una Subyace a ellos una
densa red capilardensa red capilar
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11. ¿Cómo respiran los hongos?
Dado que los hongos son organismos multicelu-Dado que los hongos son organismos multicelu-
lares y eventualmente unicelulares, la respiración lares y eventualmente unicelulares, la respiración
ocurre a través de su membrana plasmáticaocurre a través de su membrana plasmática
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COCO
22
OO
22

12. ¿Cuál es la estructura respiratoria
de los hongos?
Los organismos del reino Los organismos del reino FungiFungi intercambian intercambian
gases a través de su Membrana plasmáticagases a través de su Membrana plasmática
M en C Rafael Govea Villaseñor
COCO
22
OO
22
Los hongos no necesitan y no
poseen aparatos, órganos, ni
tejidos respiratorios.
Debido a su nivel de
organización “Tisular”, su
lento metabolismo y su
sedentarismo, les basta con
el intercambio de gases de su
membrana celular

13. ¿Cómo respiran las plantas?
Las plantas son organismos pluricelulares de Las plantas son organismos pluricelulares de
nivel “Aparato”. Su respiración ocurre a través de nivel “Aparato”. Su respiración ocurre a través de
los estomas de la epidermis de las hojas y talloslos estomas de la epidermis de las hojas y tallos
COCO
22
OO
22
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14. COCO
22
¿Cuál es la estructura respiratoria
de las plantas verdes?
Los organismos del reino Los organismos del reino PlantaePlantae intercambian intercambian
gases a través de su Epidermisgases a través de su Epidermis
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OO
22
Las plantas no necesitan y
no poseen ni aparatos, ni
órganos respiratorios.
Debido a su nivel de
organización “Aparato”, su
lento metabolismo, su
sedentarismo y que suelen
desechar O
2
, les basta con
el intercambio de gases por
los estomas de su
epidermis

15. ¿Cómo respiran los animales?
Puesto que los metazoarios somos organismos Puesto que los metazoarios somos organismos
pluricelulares y generalmente con nivel de pluricelulares y generalmente con nivel de
organización “Individuo”, la respiración ocurre a organización “Individuo”, la respiración ocurre a
través de distintos tejidos, órganos u aparatos través de distintos tejidos, órganos u aparatos
intercambiadores de gasesintercambiadores de gases
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16. Aparato Respiratorio CutáneoAparato Respiratorio Cutáneo
Intercambia gases entre el exterior y el interior Intercambia gases entre el exterior y el interior
(líquido intercelular) a través de la superficie (líquido intercelular) a través de la superficie
corporalcorporal
M en C Rafael Govea Villaseñor
COCO
22
OO
22

17. Aparato Respiratorio TraqueolarAparato Respiratorio Traqueolar
Intercambia gases entre el exterior y el interior Intercambia gases entre el exterior y el interior
(líquido intercelular) a través de las traqueolas(líquido intercelular) a través de las traqueolas
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18. Aparato Respiratorio BranquialAparato Respiratorio Branquial
Intercambia gases entre el medio externo y el Intercambia gases entre el medio externo y el
interno a través del epitelio de las branquias. interno a través del epitelio de las branquias.
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branquias

19. Aparato Respiratorio PulmonarAparato Respiratorio Pulmonar
M en C Rafael Govea Villaseñor
Intercambia gases entre el medio externo y el Intercambia gases entre el medio externo y el
interno a través del epitelio alveolar pulmonar. interno a través del epitelio alveolar pulmonar.

20. Aparato Respiratorio PulmonarAparato Respiratorio Pulmonar
Los órganos del ARP colaboran haciéndose cargo de Los órganos del ARP colaboran haciéndose cargo de
distintas funciones para lograr el intercambio de gases distintas funciones para lograr el intercambio de gases
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Conduce aire y
alimentos
Controla
la frecuencia
ventilatoria
Conduce aire
Intercambia
gases
ventilación
Conduce aire
Evita entrada
de alimentos
Calienta, humedece
y limpia aire
Mueven las costillas
(ventilación)
Fonación
ventilación

21. ¿Qué es la Ventilación?¿Qué es la Ventilación?
La Ventilación (La Ventilación (vent-vent- = viento) Es la corriente de = viento) Es la corriente de
fluido respiratorio (aire o agua) hacia la superficie fluido respiratorio (aire o agua) hacia la superficie
intercambiadora de gases. intercambiadora de gases.
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Hay dos tipos de ventilación:
●Ventilación unidireccionalVentilación unidireccional
●Ventilación BidireccionalVentilación Bidireccional

22. ¿Cómo es la Ventilación ¿Cómo es la Ventilación
Unidireccional (branquial)?Unidireccional (branquial)?
Es una corriente de agua a través de las branquias Es una corriente de agua a través de las branquias
donde a contraflujo la sangre intercambia gases. donde a contraflujo la sangre intercambia gases.
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La boca se abre, la faringe se ensancha aspirando agua. Se cierra la boca y La boca se abre, la faringe se ensancha aspirando agua. Se cierra la boca y
se abre el opérculo. Luego la faringe se adelgaza empujando el agua hacia se abre el opérculo. Luego la faringe se adelgaza empujando el agua hacia
las cámaras branquialeslas cámaras branquiales

23. ¿Qué estructuras partipan en la ¿Qué estructuras partipan en la
Ventilación Unidireccional?Ventilación Unidireccional?
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Los opérculos están cerrados, la boca se abre y la faringe se Los opérculos están cerrados, la boca se abre y la faringe se
ensancha aspirando agua. Se cierra la boca y se abre el opérculo. ensancha aspirando agua. Se cierra la boca y se abre el opérculo.
Luego la faringe se adelgaza empujando el agua hacia las cámaras Luego la faringe se adelgaza empujando el agua hacia las cámaras
branquiales.branquiales.

24. ¿Qué pasa en la cámara branquial?¿Qué pasa en la cámara branquial?
El agua fluye a contra flujo de la circulación El agua fluye a contra flujo de la circulación
sanguínea permitiendo un eficaz intercambio. sanguínea permitiendo un eficaz intercambio.
M en C Rafael Govea Villaseñor
La concentración de OLa concentración de O
22
en el agua disminuye conforme aumenta la en el agua disminuye conforme aumenta la
concentración de Oconcentración de O
22
en la sangre. en la sangre.

25. ¿Cómo es la Ventilación ¿Cómo es la Ventilación
Bidireccional (pulmonar)?Bidireccional (pulmonar)?
Es un flujo alternado de aire Es un flujo alternado de aire
(inhalación(inhalación««exhalación) hacia el interior de los exhalación) hacia el interior de los
pulmones y luego hacia afuera. pulmones y luego hacia afuera.
I n
h
a l a c i ó
n
I n
h
a l a c i ó
n
E
x
h
a
l
a
c
i
ó
n
E
x
h
a
l
a
c
i
ó
n
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CajaCaja
ToráxicaToráxica
Los músculos levantan las costillas y baja el diafragma aumentando el Los músculos levantan las costillas y baja el diafragma aumentando el
tamaño de la caja; se aspira aire llenando los pulmones. Luego se relajan tamaño de la caja; se aspira aire llenando los pulmones. Luego se relajan
los músculos, bajan las costillas y sube el diafragma exprimiendo así los los músculos, bajan las costillas y sube el diafragma exprimiendo así los
pulmonespulmones

26. ¿Qué parte de nuestro cuerpo lleva ¿Qué parte de nuestro cuerpo lleva
a cabo la ventilación?a cabo la ventilación?
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La Caja ToráxicaLa Caja Toráxica

27. Transporte sanguíneo de GasesTransporte sanguíneo de Gases
En la mayoría de los animales el COEn la mayoría de los animales el CO
22
y el O y el O
22
son son
transportados por la sangre hacia y desde el transportados por la sangre hacia y desde el
epitelio respiratorio. Disueltos en el plasma y por epitelio respiratorio. Disueltos en el plasma y por
la hemoglobina de los eritrocitosla hemoglobina de los eritrocitos
M en C Rafael Govea Villaseñor
EritrocitosEritrocitos
(llenos de hemoglobina)(llenos de hemoglobina)
M
o
lé
c
u
la

d
e

h
e
m
o
g
lo
b
in
a
M
o
lé
c
u
la

d
e

h
e
m
o
g
lo
b
in
a

28. Proteínas transportadoras de OProteínas transportadoras de O
22
Hemoglobina Hemoglobina
Fe-hemo (cordados) Fe-hemo (cordados)
Hemocianina Hemocianina
Cu (moluscos y artrópodos)Cu (moluscos y artrópodos)
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ClorocruorinaClorocruorina
Fe-homo (anélidos)Fe-homo (anélidos)
HemoeritrinaHemoeritrina
(priapulidos, braquiópodos(priapulidos, braquiópodos
y anélidos poliquetos)y anélidos poliquetos)
Mioglobina Mioglobina
Fe-hemo (cordados) Fe-hemo (cordados)

29. Transporte sanguíneo de GasesTransporte sanguíneo de Gases
En los cordados terrestres el OEn los cordados terrestres el O
22
del aire del aire
inhalado atraviesa el epitelio alveolar, se une inhalado atraviesa el epitelio alveolar, se une
a la hemoglobina donde es transportado a a la hemoglobina donde es transportado a
todos los tejidos por la sangre.todos los tejidos por la sangre. Allí el O Allí el O
22
es es
liberado al espacio intercelular de donde lo liberado al espacio intercelular de donde lo
toman las células atravesando su membrana toman las células atravesando su membrana
plasmática. Las mitocondrias producen ATP, plasmática. Las mitocondrias producen ATP,
HH
22
O y COO y CO
2.2.
Este, último es desechado, sale Este, último es desechado, sale
del citoplasma, atraviesa el endotelio de los del citoplasma, atraviesa el endotelio de los
capilares y es transportado por la sangre capilares y es transportado por la sangre
hacia el epitelio respiratorio disuelto en el hacia el epitelio respiratorio disuelto en el
plasma y por la hemoglobina.plasma y por la hemoglobina. Allí se sale al Allí se sale al
aire alveolar y abandona el cuerpo con el aire aire alveolar y abandona el cuerpo con el aire
exhalado.exhalado.
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30. FinFin
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Árbol Bronquial