Fisiología de la Respiración Animal: Tipos, Órganos y Mecanismos

La Respiración: Un Proceso Vital en el Reino Animal

Diferencia y Relación entre la Respiración Celular y la Externa

• Respiración Celular: Se realiza en el interior de la célula y consiste en la oxidación de moléculas orgánicas para la obtención de energía (ATP).
• Respiración Externa: Se lleva a cabo entre el organismo y el medio ambiente circundante. Consiste en el intercambio de gases: la toma de oxígeno (O₂) necesario y la eliminación de dióxido de carbono (CO₂).

Características de las Superficies Respiratorias

Para un intercambio gaseoso eficiente, las superficies respiratorias deben cumplir con las siguientes propiedades:

• Extensas y Vascularizadas: Para asegurar que la entrada de oxígeno y la salida de dióxido de carbono sean suficientes para las necesidades del organismo.
• Delgadas: Para facilitar el paso rápido de los gases a través de las membranas.
• Constantemente Húmedas: Para permitir que los gases se disuelvan y puedan atravesar las membranas plasmáticas por difusión.

Mecanismo de Intercambio Gaseoso: La Difusión Pasiva

La incorporación de gases al organismo se realiza principalmente por difusión pasiva. En el medio externo, la concentración de oxígeno es mayor que en el interior de los animales, lo que provoca que el oxígeno difunda hacia el interior a favor de su gradiente de concentración. De manera inversa, el dióxido de carbono, cuya concentración es mayor dentro del organismo, difunde hacia el exterior.

Tipos de Respiración en el Reino Animal

Respiración Cutánea

La respiración cutánea se realiza a través de la piel. Para que sea efectiva, la superficie cutánea debe ser:

• Muy vascularizada.
• Extensa y delgada.
• Mantenerse húmeda.

Grupos de animales que la poseen: Platelmintos, anfibios adultos y algunos peces.

Respiración Traqueal

Este tipo de respiración es característica de los insectos y otros artrópodos terrestres:

• Se forma a partir de invaginaciones tubulares de la superficie externa quitinosa del animal.
• El sistema está constituido por una red de tráqueas que se abren al exterior a través de pequeños orificios llamados espiráculos.
• El intercambio de gases con el medio es directo, llegando el oxígeno directamente a las células sin necesidad de un sistema circulatorio para su transporte.

Respiración Branquial

Es la forma de respiración predominante en animales acuáticos, que viven en un medio con una concentración de oxígeno disuelto en el agua relativamente baja. El intercambio de gases se realiza en las branquias, que son expansiones de la superficie corporal formadas por una capa de epidermis y una densa red de capilares sanguíneos.

Tipos de Branquias

• Branquias Externas:
  • No tienen protección, por lo que suelen ser vulnerables a daños.
  • Son expansiones laminares de los apéndices torácicos que a veces se encuentran cubiertas por un caparazón.
  • En algunos gasterópodos y bivalvos, se encuentran en la cavidad paleal y poseen una estructura ciliada para facilitar el movimiento del agua y el flujo de oxígeno.
• Branquias Internas:
  • Están protegidas por estructuras corporales.
  • Las de los peces se encuentran en hendiduras branquiales, a ambos lados de la faringe.
  • Su interior está muy vascularizado, y los vasos sanguíneos están colocados de forma que el flujo de agua es opuesto a la circulación sanguínea (mecanismo de contracorriente), maximizando la eficiencia del intercambio gaseoso.

Respiración Pulmonar

La respiración pulmonar implica el uso de pulmones, órganos internos especializados en el intercambio gaseoso.

Variación de los Pulmones según los Grupos Animales

• Pulmones de Invertebrados:
  • No poseen mecanismos de ventilación activos; los orificios que comunican al exterior están siempre abiertos.
  • Generalmente tienen forma de saco simple.
• Pulmones de Vertebrados:
  • Son órganos en forma de sacos pares.
  • Producen ventilación pulmonar, es decir, la entrada y salida del aire de forma alternativa mediante movimientos de inspiración y espiración.
  • En Reptiles: Están formados por tabiques internos que aumentan la superficie de intercambio gaseoso.
  • En Aves: Son pequeños y se comunican con los sacos aéreos, que actúan como reservorios de aire y facilitan un flujo unidireccional.
  • En Mamíferos: Los pulmones son órganos esponjosos situados en la cavidad torácica. Están constituidos por bronquios, vesículas pulmonares divididas en alvéolos (donde ocurre el intercambio gaseoso), vasos sanguíneos y tejido conjuntivo.

Órganos Respiratorios Específicos en Vertebrados

La Faringe: Un Órgano Clave en la Respiración y Digestión

La faringe es un órgano común a los sistemas digestivo y respiratorio. Se encuentra en la parte posterior de la boca y posee músculos que empujan la comida. Se comunica con el esófago y la laringe, y en su parte superior, con las fosas nasales a través de las coanas. Posee un repliegue cartilaginoso llamado epiglotis que cierra la laringe para evitar que, al tragar, los alimentos penetren en las vías respiratorias.

La Laringe: El Aparato Fonador

La laringe es un órgano rodeado de cartílagos y es el principal componente del aparato fonador. En su interior existen unos repliegues elásticos de sus paredes, llamados cuerdas vocales, que con el paso del aire vibran y nos permiten emitir diferentes tonos de voz.