Características del Intercambio de Gases en Animales
El intercambio de gases se realiza a través de un epitelio, la superficie respiratoria, que consta de una sola capa de células y presenta las siguientes características:
- Fina: Facilita el paso de los gases.
- Extensa: Aumenta la superficie de difusión mediante láminas.
- Húmeda: El agua favorece la difusión.
- Vascularizada: Los fluidos transportadores mantienen el gradiente de concentración para la difusión.
Tipos de Sistemas Respiratorios
Respiración Cutánea
Se realiza a través de la piel, que debe ser fina, estar humedecida por glándulas secretoras de mucus y tener una dermis muy vascularizada. Se encuentra en animales pequeños de ambientes acuáticos o húmedos, como:
- Anélidos terrestres
- Anfibios
- Algunos moluscos
Respiración Traqueal
Las tráqueas son invaginaciones tubulares (tubos traqueales) que se ramifican en traqueolas (capilares aéreos) y se abren al exterior por espiráculos o estigmas (con válvulas para evitar la desecación). Presente en artrópodos terrestres, excepto arañas (que tienen pulmones en libro).
La contracción rítmica del abdomen ventila el sistema. El aire entra en las traqueolas hasta la superficie respiratoria, en contacto directo con los tejidos. El fluido circulatorio no transporta O2, ya que las tráqueas lo llevan directamente a las células.
Respiración Branquial
Las branquias son estructuras filiformes o arborescentes, formadas por expansiones laminares de la faringe. Esta disposición, junto con la alta vascularización, incrementa la superficie respiratoria, crucial para captar el O2 disuelto en el agua (20 veces menor que en el aire). Hay dos tipos:
- Externas: Se ramifican hacia el exterior. En anélidos marinos, equinodermos, larvas de anfibios y larvas acuáticas de insectos (ventilación por movimiento).
- Internas: Protegidas en una cavidad comunicada con el exterior, requieren un sistema de ventilación. En moluscos, crustáceos, peces y larvas de anfibios.
Respiración branquial en peces: La superficie de intercambio aumenta por la gran cantidad de filamentos branquiales. La eficiencia se incrementa con el intercambio a contracorriente: el agua fluye en dirección opuesta a la sangre, encontrando concentraciones crecientes de O2.
Respiración Pulmonar
Los pulmones son cavidades internas vascularizadas, formadas por expansiones internas de la faringe. Sistema eficaz en medios terrestres. Dos tipos:
- Pulmones de difusión: Sin ventilación, permanentemente abiertos. En invertebrados como gasterópodos terrestres (cavidad paleal vascularizada) y arañas (pulmones en libro con láminas horizontales).
- Pulmones de ventilación activa: Con movimientos respiratorios (inspiración y espiración). En peces pulmonados y vertebrados terrestres.
Los vertebrados terrestres tienen diferentes tipos de pulmones:
- En forma de saco: Anfibios, reptiles y mamíferos.
- Tubulares: Aves. Conectados a sacos aéreos que se extienden por el cuerpo, disminuyendo la densidad para el vuelo.
El pulmón de los anfibios es casi liso, con poca superficie de intercambio. Los pulmones de vertebrados más evolucionados aumentan la superficie mediante plegamientos internos (anfibios, reptiles, aves y mamíferos).
En mamíferos, los pulmones tienen una gran superficie interna. El aire llega a los sacos alveolares (cámaras con alvéolos) a través de bronquiolos. En los alvéolos ocurre el intercambio gaseoso con la sangre.
El aparato respiratorio de mamíferos consta de:
- Vías respiratorias: fosas nasales, faringe, laringe, tráquea y dos bronquios.
- Dos pulmones: con bronquiolos, sacos alveolares y alvéolos pulmonares.
La ventilación es bidireccional y se realiza por presión negativa:
- Inspiración: La contracción de los músculos respiratorios (diafragma e intercostales) aumenta el volumen pulmonar, generando presión negativa y entrada de aire.
- Espiración: La relajación de los músculos respiratorios disminuye el volumen pulmonar, provocando la salida del aire.