Tipos de respiración en animales: celular, externa y mecanismos de ventilación

La respiración: Conceptos generales y tipos

Conceptos generales

Hay dos tipos de respiración:

• Respiración celular o interna: Es la utilización del oxígeno por las células para oxidar moléculas orgánicas complejas y obtener energía. De este proceso, además de energía, se obtiene CO₂ y vapor de agua. Este proceso ocurre en las mitocondrias de la célula.
• Respiración externa: Es la entrada de oxígeno y la salida de dióxido de carbono que debe ocurrir en el organismo. Ocurre gracias a superficies de intercambio gaseoso llamadas superficies respiratorias. Estas deben ser superficies muy delgadas para favorecer el paso de los gases. También deben ser húmedas porque los gases las atraviesan disueltos en líquido. Además, dichas superficies tienen que estar revestidas por una red de capilares sanguíneos a los que ceder el oxígeno que entra y tomar el dióxido de carbono que sale.

Tipos de respiración

Dependiendo del tamaño del animal, de su complejidad y de dónde viva, hay los siguientes tipos de respiración externa:

• Difusión simple: Ocurre en animales muy simples. Intercambian los gases directamente a través de las membranas celulares de sus células.
• Respiración cutánea: El intercambio se realiza a través de la pared del cuerpo. Típica de animales acuáticos o de ambientes muy húmedos. La piel se mantiene siempre húmeda para permitir el paso de los gases.
• Respiración traqueal: Propia de los artrópodos terrestres. La pared del cuerpo se invagina y forma miles de tubos internos húmedos y ramificados llamados tráqueas. Se abren al exterior por unos poros, los espiráculos. Las paredes de las tráqueas están reforzadas con anillos de quitina, excepto las traqueolas. Estas comunican con las células y en ellas ocurre el intercambio gaseoso.
• Respiración branquial: Es propia de los animales acuáticos. Tiene unas estructuras, las branquias, donde ocurre el intercambio gaseoso. Su superficie de intercambio es muy grande, porque el oxígeno está mucho menos concentrado en el agua que en el aire. Hay dos tipos de branquias:
  • Externas: Son expansiones laterales de la piel que se repliegan muchísimo y se rodean de vasos sanguíneos. Típicas de larvas, anélidos, etc.
  • Internas: Son repliegues del endodermo que se rodean de vasos sanguíneos. Propias de los moluscos y peces.
• Respiración pulmonar: Propia de los animales terrestres. Es el sistema respiratorio más eficaz y evolucionado. Para adaptarse al medio terrestre, la superficie de intercambio gaseoso debió hacerse interna para evitar que se secara al exponerla al aire. Así se formaron los pulmones. Hay dos tipos de pulmones:
  • Pulmones de difusión: Son primitivos. Es una cámara interna cuya pared se repliega mucho. Propio de invertebrados terrestres como arañas y caracoles.
  • Pulmones de ventilación: Muy evolucionados. Se hinchan y se deshinchan. Están formados por cámaras internas que se ramifican en millones de sacos diminutos, los alvéolos pulmonares, rodeados de capilares. Comunican con el exterior gracias a las vías respiratorias formadas por tubos cartilaginosos que se van haciendo progresivamente más estrechos y ramificados. Son propios de los vertebrados.

Ventilación pulmonar

Es la entrada y salida de los gases desde el medio externo hasta la superficie de intercambio gaseoso. Esta ventilación ocurre en la respiración pulmonar, pues el resto solo ocurren en procesos pasivos de difusión y no hay ningún movimiento que fuerce la entrada del aire.

En los anfibios, la ventilación ocurre por una bomba de deglución. Mueven la base de la boca para llenar sus pulmones. En reptiles, aves y mamíferos ocurre la bomba de succión. El aire entra y sale por movimiento de la caja torácica. Los movimientos son:

• Inspiración: Ocurre por contracción activa de los músculos intercostales y del diafragma. La caja torácica aumenta de volumen y el aire entra por diferencia de presión, llenando los pulmones.
• Espiración: Es pasiva. Ocurre cuando los músculos se relajan. La caja torácica recupera el volumen normal y comprime a los pulmones, expulsando el aire.

Intercambio gaseoso

Ocurre por difusión. El intercambio ocurre en dos lugares:

• En el alvéolo pulmonar: El oxígeno atraviesa la pared del alvéolo y entra en el capilar sanguíneo que lo rodea. Por el contrario, el dióxido de carbono que abunda en la sangre del alvéolo hace el camino contrario.
• En los tejidos: El oxígeno sale del capilar sanguíneo y difunde a las células. El dióxido de carbono sale de las células y entra en el capilar.