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17 jul 2023

Respiración en Vertebrados

Peces

Las branquias de los peces están compuestas de finos filamentos cubiertos por una delgada membrana epidérmica que esta legada repetidamente en lamelas aplanadas y ricamente provistas de vasos sanguíneos. No obstante, las branquias están localizadas en el interior de la cavidad faríngea y cubiertas por una placa ósea móvil denominada opérculo; en este sentido, esta estructura proporciona una excelente protección a los delicados filamentos branquiales, hace hidrodinámico el cuerpo y posibilita un sistema de bombeo para mover el agua a través de la boca y las branquias el exterior por el opérculo. Por otra parte, en vez de placas operculares como en los peces óseos, pero los elasmobranquios tienen una serie de hendiduras branquiales a través de las cuales el agua fluye hacia afuera.

En relación a todo lo mencionado, tanto en los elasmobranquios como en los peces óseos, el mecanismo branquial está dispuesto para bombear suave y continuamente agua sobre las branquias; además, la corriente de agua es opuesta a la del flujo sanguíneo, puesto que es más eficaz para extraer la mayor cantidad posible de oxígeno del agua.

Anfibios

Los anfibios presentan diferentes tipos de respiración, en edad larvaria, al llevar vida acuática respiran por branquias, en edad adulta pierden las branquias y mediante el desarrollo de sus pulmones se produce la respiración pulmonar; entre las características de los anfibios es de destacar que también disponen de respiración cutánea, gracias a su piel fina y húmeda se produce el intercambio gaseoso, de esa manera pueden completar sus necesidades respiratorias.

Reptiles

Los pulmones de los reptiles son esponjosos y tienen mayor superficie para intercambio de gases que los anfibios, esto es debido a que la mayoría de los reptiles no puede intercambiar gases a través de la piel porque esta es seca y gruesa; a diferencia de la mayoría de los anfibios de piel húmeda. Muchos reptiles tienen músculos que rodean las costillas y expanden la cavidad torácica para inhalar, o colapsan la cavidad para exhalar. Varias especies de cocodrilos también poseen repliegues cutáneos que separan la boca de los conductos nasales; así respiran por las fosas nasales mientras tienen la boca abierta. Para intercambiar gases con el medio ambiente, los reptiles poseen dos pulmones funcionales, en el caso de ciertas especies de serpientes, solo uno.

Asimismo, sus pulmones están un poco más desarrollados que los de los anfibios, debido a que presentan tabiques o septos los que ofrecen una mayor superficie de intercambio gaseoso y una mayor eficiencia. Los ofidios, como las serpientes, presentan sólo el pulmón derecho funcional, el pulmón izquierdo se halla atrofiado. Las tortugas marinas, además de respiración pulmonar, presentan respiración cloacal  para ello por su cloaca vascularizada toma el O2 que se halla disuelto en el agua.

En relación a lo mencionado anteriormente, durante la respiración cloacal, las tortugas bombean agua a través de sus aberturas cloacales hacia dos órganos en forma de saco conocidos como bursas, que actúan como pulmones acuáticos, según explicó a Live Science Craig Franklin, fisiólogo de la fauna salvaje de la Universidad de Queensland (Australia) que ha estudiado ampliamente la respiración cloacal. El oxígeno del agua se difunde entonces a través de las papilas, pequeñas estructuras que recubren las paredes de las bursas, y llega al torrente sanguíneo de la tortuga. Leer más.

Aves

A causa de la alta tasa metabólica requerida para el vuelo, las aves tienen una alta demanda de oxígeno. El desarrollo de un eficiente sistema respiratorio permitió la evolución del vuelo de las aves. En este sentido, cuando el ave inspira, el aire es atraído directamente desde los bronquios hasta los sacos aéreos posteriores, donde se almacena el aire, y al expirar los sacos aéreos posteriores se deshinchan, esto hace que el aire pase a los pulmones, donde se absorbe el oxígeno.

No obstante, el aire consumido (que contiene Dióxido de carbono perjudicial para el organismo) se aloja a continuación en los sacos aéreos anteriores, y el animal inhala de nuevo aire fresco para enviar a los sacos aéreos posteriores. Después expira expulsado el aire consumido de los sacos anteriores (al exterior) y llevando aire fresco de los sacos aéreos posteriores a los pulmones. Por lo tanto, el flujo de aire es un bucle unidireccional, lo que permite que:

*Los pulmones estén siempre en contacto con aire fresco rico en oxígeno.

*No se produzca un intercambio de gases (oxígeno y dióxido de carbono) durante el proceso de respiración.

Órganos que Intervienen en el Proceso de Respiración

a) Bronquio: Cada uno de los dos conductos fibrocartilaginosos en que se bifurca la tráquea y que entran en los pulmones. La tráquea de las aves se divide en dos bronquios principales (mesobronquios), que se dirigen a los sacos aéreos posteriores (no a los pulmones) y se dividen sucesivamente en bronquios cada vez menores con muchas conexiones entre ellos hasta acabar en los mencionados parabronquios de los pulmones.

b) Pulmones: Órgano de los animales que viven o pueden vivir fuera del agua. Son de estructura esponjosa, blanda y flexible, que se comprime y dilata. Ocupan una parte de la cavidad torácica y allí se realiza el intercambio gaseoso

c) Sacos Aéreos: Son órganos únicos de las aves, y son cámaras comunicadas con los pulmones, que actúan como una prolongación de éstos y penetra en los huesos aligerando el peso del ave. En total son 9 que se dividen en un grupo anterior, formado por los sacos interclavicular, los cervicales y los torácicos anteriores, y un grupo posterior, formado por los torácicos posteriores y abdominales. Todos son pares menos el interclavicular, que sólo hay uno.

Sus funciones son aumentar la ligereza del ave, ayudar en la respiración y evitar un aumento excesivo de la temperatura ocasionado por el vuelo; por otro lado, los sacos aéreos tienen paredes finas con epitelio escamoso, rodeadas de algunos vasos sanguíneos. Además, son dilataciones de la membrana bronquial que se distribuyen por el cuerpo como una especie de prolongación de los pulmones y penetran algunos huesos y órganos; no obstante, unos tubos delgados son los que unen a los sacos aéreos con los pulmones. Por otra parte, se puede distinguir 9 sacos aéreos: uno interclavicular, dos cervicales, dos en la zona anterior del tórax, dos en la posterior y dos abdominales.

Mamíferos

Es pulmonar, los pulmones muestran gran desarrollo de su superficie interna, puesto que desarrolla una serie de tubos ramificados que transportan el aire a los sacos alveolares, compuestos por pequeñas cámaras, llamadas alveolos, que son los lugares donde se produce el intercambio gaseoso con la sangre.

  

Mecanismo de bombeo

El movimiento de las pleuras crea una cámara de vacío en su interior, provocan, mediante una serie de cambios de presiones, que el aire pase pasivamente al pulmón o se expulse:

*Durante la Inspiración: Los músculos intercostales y el diafragma se contraen tirando de la pleura y aumentando el espacio de la cavidad torácica. Esto crea una fuerza de succión o una presión negativa hacia el interior del pulmón, permitiendo la entrada de aire.

*Durante la Espiración: Se distienden los músculos intercostales y el diafragma, disminuyendo la cavidad torácica y empujando el aire hacia fuera.

Entre las adaptaciones de algunos animales acuáticos con pulmones están la posesión de cavidades internas, en donde almacenan el oxígeno necesario para pasar algún tiempo en el agua. Otros salen e inhalan por temporadas. Los mamíferos acuáticos o marinos son el caso más conocido de animales acuáticos con pulmones. Aquí encontramos cetáceos (ballenas y delfines), pinnípedos (focas, morsas, leones marinos, lobos y osos), sirenios (como los manatíes), roedores (como los castores) y paquidermos (como hipopótamos).

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Autor

Prof. Arnaldo Rodríguez

Educación mención Biología

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