Appunti su apparati e Sistema circolatorio - Anatomia comparata

Apparato respiratorio branchiale

Le branchie possono essere esterne e interne. Le branchie interne hanno: faringe tra bocca ed esofago. Ha 6 tasche faringee, solchi viscerali, fragmi otturanti. Ogni tasca è divisa dagli archi viscerali dove vi è in ognuna l’arco aortico che è un’arteria.

• 1^° tasca faringea, gli aniati la mantengono come camera branchiale. Nei pesci diventa spiracolo oppure non c’è. Tetrapodi sarà cavità dell’orecchio medio.
• 2^°-6^° tasca, pesci vere camere branchiali, tetrapodi tessuto ghiandolare e linfatico.

Struttura generale della branchia

Ogni arco branchiale è costituito da: scheletro viscerale, vasi sanguigni che derivano dall’arco aortico, nervi sia cranici che viscerali, muscoli branchiali, epitelio, setto, raggi branchiostegi che impediscono alle particelle di cibo di intasare le lamelle branchiali. Le lamelle sono sorrette da pezzi scheletrici che sono sotto controllo dei muscoli scheletrici, olobranchia (interna), emibranchie (1 stria di lamelle), pseudobranchie (non funzionale).

• Missine, ha camere sacciformi che si aprono nella faringe tramite osculi indipendenti. Verso l’esterno non ci sono vere aperture ma ogni camera ha un canale spiracolare. Questi confluiscono poi in un unico spiracolo comune che si apre all’esterno.
• Lamprede, le tasche della faringe diventano camere branchiali. 7+ camere, ciascuna ospita una stria di lamelle. Ciascuna camera ha 2 aperture, una verso la faringe detto osculo, l’altra apre verso l’esterno detto spiracolo. Il ruolo delle lamelle è quello di attuare gli scambi respiratori a livello dell’epitelio, dove i gas vengono poi trasportati dall’acqua. Le camere hanno singole aperture a forma di lente biconvessa. Quindi l’acqua entra in ciascuna camera branchiale, si impoverisce di ossigeno ma si carica di gas di rifiuto man mano che cambia camera.
• Pesci cartilaginei, le camere sono separate l’una dall’altra. La 1^° camera diventa spiracolo, la 1^° branchia si differenzia, passando da 2 lamelle a metà spiracolo ridotto detto pseudobranchia, metà rimane nella sua camera detta emibranchia. Le altre camere hanno ognuna la sua olobranchia e hanno una valvola che tenga aperta o chiusa la branchia.

Perché? La meccanica della respirazione prevede che a camere branchiali chiuse e bocca aperta, l’acqua entra per depressione passando nella faringe. A bocca chiusa l’acqua passa nella camera branchiale dove si svolgono gli scambi respiratori e l’acqua preme come pressione positiva sulle fessure branchiali. Chi chiude le fessure branchiali? Lo fa una valvola che è il prolungamento di un setto che unisce le 2 strie di lamelle branchiali. Setto: tiene unite le strie branchiali, fuoriesce dalle 2 lamelle creando la valvola che chiude la fessura.

Scambio respiratorio/gas

Avviene in controcorrente. Ciò significa che acqua e sangue fluiscono parallelamente ma in verso opposto (a livello delle lamelle branchiali). Gli scambi avvengono secondo gradiente di pressione parziale. Pertanto, se i 2 fluidi scorressero parallelamente e nello stesso verso, a metà percorso entrambi conterebbero il 50% di ossigeno. Nei tratti a seguire non sarebbero possibili ulteriori scambi. Invece, scorrendo in verso opposto, superata la metà del percorso, il sangue pur avendo ricevuto già il 50% di ossigeno presente in acqua, incontrerà acqua che ha ancora più ossigeno. Quindi lo scambio in controcorrente assicura il permanere del gradiente di pressione parziale lungo tutto il percorso. (97%)

Domanda esame: Lo scambio in controcorrente non è un meccanismo presente solo a livello delle branchie ma anche in tubuli renali nell’ansa di Henle.

Apparato respiratorio polmonare

Derivano dal tubo digerente, spesso organi pari. Sempre pari nei tetrapodi, impari in alcuni pesci e rettili, posizione ventrale nei dipnoi. In tutti i pesci polmonati, i polmoni si originano sempre dal tubo digerente in maniera dorsale come la vescica natatoria. L’evoluzione avviene nel Devoniano, inizialmente erano pari e laterali posti insieme alle tasche faringee. Dopo si portano ventralmente in dipnoi, amnioti e polypterus. Dorsalmente in attinopterigi dove costituisce la vescica natatoria. La relazione tra vescica natatoria e polmone la si nota nello sviluppo embrionale grazie al dotto pneumatico che rimanendo nell’adulto si chiamerà fisostomo (apertura della vescica natatoria) e si trova nei pesci di acqua dolce o primitivi.

Vescica natatoria

Organo impari tipico dei pesci ossei, svolge funzioni di idrostasi dove il volume della vescica può variare a seconda della quantità di gas che viene introdotta nella zona corpo rosso, che è molto vascolarizzata e da qui vengono introdotti i gas, si modifica il volume della vescica e si riduce la loro densità. Nella zona corpo ovale i gas vengono riassorbiti, il volume diminuisce e aumenta la densità. Le variazioni di densità fanno sì che il pesce modifichi o lasci fissa la posizione nella colonna d’acqua. La vescica, inoltre, produce suoni come una cassa di risonanza, perché amplifica i rumori tipo il digrignare i denti o lo scricchiolare delle ossa. Riceve anche variazioni di pressione e suoni che vengono trasmessi all’orecchio interno grazie a 2 lunghe proiezioni della vescica, arrivano fino alla base del cranio e all’apparecchio di Weber, costituito da 3-4 ossicini correlati tra loro che prendono contatto posteriormente con la vescica natatoria, anteriormente con la perilinfa dell’orecchio interno.

• Pesci ossei: No setto, no camere branchiali distinte ma ne ha 1 che tiene aperte o chiuse.
• Anfibi anuri: Larghi e corti, sacciformi. Trachea e bronchi corti. Epitelio ciliato. Glottide con 2 cartilagini aereonidee che supportano le corde vocali e 2 cricoidee formano la laringe. Negli anuri (rana) ci sono 2 respirazioni: bucco-faringea e ventilazione polmonare. Nella bucco-faringea la glottide resta sempre chiusa, il volume della cavità orale si modifica grazie al muscolo miloioideo. Avvengono scambi respiratori. Nella ventilazione polmonare la glottide è aperta e l’aria che entra viene ingoiata e spinta nel polmone, questo perché non hanno gabbia toracica, quindi il muscolo miloioideo a narici chiuse spinge l’aria nel polmone. Dopo gli scambi l’aria esce.
• Rettili: Ampi e diversificati, ad esempio i serpenti ne hanno 1 ridotto, le lucertole uno ma concamerato, i cheloni e coccodrilli lo hanno più simile a noi. La trachea e i bronchi sono più lunghi rispetto agli anfibi. Non penetrano all’apice dei polmoni ma anteriormente o medialmente. Si gabbia toracica ed è mobile, interviene nella meccanica della respirazione. Nei coccodrilli il polmone è racchiuso in una cavità delimitato da un setto diaframmatico (setto trasverso), sul setto poggia il fegato, sul fegato si inserisce un muscolo diaframmatico ma non è come il diaframma nei mammiferi. Questo muscolo si inserisce nella cintura pelvica, e quando si contrae trascina dietro il fegato e il setto, così la cavità che contiene il polmone si dilata e ci sta il richiamo d’aria. Nelle tartarughe è avvolto da una membrana connettivale che simula una cavità pleurica. Si inserisce il muscolo che contraendosi provoca l’insiprazione. L’espirazione avviene invece per la elasticità del parenchima polmonare e contrazioni di muscoli che si inseriscono a livello degli arti, questi spostano l’epidermide alla radice degli occhi. In quelle marine espirano ed espellono l’acqua tramite la proata (unica apertura dei rettili dove escono le sostanze di rifiuto dell’apparato escretore).
• Mammiferi: Polmone molto resistente perché sono omeotermi, cioè mantengono costante la temperatura interna. Così hanno più energia e bruciano più glucosio. Struttura omogenea con tante concamerazioni, parlando così di polmone pari (boh).