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LA RESPIRACIÓN
Por Iris-Elena Blasco Smaranda, Sara
González Castro, Miriam Martínez
Suarez y Ana ortega Columbrans
La respiración en animales
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Respiración celular: proceso idéntico en animales y
vegetales, es el conjunto de reacciones bioquímicas por las
cuales determinados compuestos orgánicos son degradados
completamente, hasta su conversión en sustancias inorgánicas,
obteniéndose energía aprovechable por la célula.
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Respiración externa: es el proceso de intercambio de
gases entre el organismo y su medio externo. Se produce por
medio del sistema respiratorio, así mismo suele tener asociado
el sistema circulatorio, que transporta el oxigeno y recoge el
dióxido de carbono.
El intercambio se debe a una causa física, la difusión, un proceso
por el cual los gases se desplazan desde los lugares más
concentrados hacia aquellos en los que la concentración es
menor, igualando las concentraciones de ambos medios, externo
e interno.
Superficies de intercambio
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Región a través de la cual se realiza el intercambio de
gases.
Características:
◦ Paredes delgadas que favorezcan la difusión.
◦ Superficie lo mas ancha posible.
◦ Superficie húmeda, ya que el O2 y el CO2 se difunden a
través de las superficies respiratorias tras disolverse en
agua.
◦ Estar revestida internamente por un gran numero de
vasos sanguíneos para facilitar el intercambio de gases
entre el exterior y el liquido de transporte.
Sistemas respiratorios
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Animales poco evolucionados:(esponjas,
cndiarios, platelmintos) no existen estructuras
especializadas en el intercambio de gases, el
intercambio se realiza por difusión.
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Animales mas evolucionados: necesitan
sistemas especializados en el intercambio de gases
adaptados a su forma de vida.
Existen diferentes sistemas respiratorios y diferentes
modalidades: cutánea, traqueal, branquial y
pulmonar.
Respiración cutánea
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Animales acuáticos: moluscos, anélidos (lombrices,
gusanos de agua y sanguijuelas), anfibios y en ciertos
equinodermos (erizo de mar) pero estos complementan
con respiración branquial o pulmonar.
La estructura respiratoria es el tegumento corporal.
Intercambios de gases a través de la piel de su cuerpo,
para ello la piel debe ser, fina húmeda y muy irrigada, bajo
piel existen capilares sanguíneos que ayudan al
intercambio.
Animales de pequeño tamaño.
Superficie externa grande en comparación a su volumen.
Necesidades de oxígeno bajas (actividad metabólica
mínima).
El oxígeno se capta por los vasos sanguíneos que también
eliminan el CO2.
Respiración cutánea en anélidos y
anfibios
•
Las lombrices viven enterradas en el suelo húmedo, si salen a la
superficie en días secos podrían morir a causa de la pérdida de agua
a través de la evaporación o también por la incapacidad de poder
realizar el intercambio de gases,.
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Las lombrices y los sapos tienen vasos sanguíneos bajo su piel que
les permite absorber el oxígeno y llevarlo a los demás tejidos del
cuerpo.
•
Algunas células producen un moco que les cubre la piel y les
permite mantenerse húmedos y les facilita el intercambio de gases.
Respiración traqueal
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Insectos, miriápodos y arácnidos; debían afrontar la pérdida de agua y se
protegían con exoesqueletos quitinosos, silíceos o calcáreos que les
dificultaba el intercambio de gas, para solventar este problema surge la
respiración traqueal.
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Las tráqueas transportan el aire a todas las células del organismo.
Tráquea: invaginación tubular de la pared corporal reforzada por un
revestimiento de naturaleza quitinosa, que evita su aplastamiento. Se
hace cada vez más estrecha al adentrase al interior del organismo.
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Las tráqueas se abren al exterior a través del espiráculo, formado por una
válvula que permite su apertura y cierre, evitando pérdidas de agua.
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En la zona final de la tráquea formado por traqueolas, tubos finos con
membrana fina, sin revestimiento quitinoso y lleno de líquido. Se
encuentra en contacto con las células y se realiza el intercambio de gases
por difusión.
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Los gases pueden moverse por el aparato respiratorio mediante
un sistema pasivo, difusión, o activo, ventilación.
Ventilación: renovación del aire en el interior de las tráqueas, se
consigue a través del movimiento de las paredes corporales.
En insectos voladores, el aire se renueva constantemente por lo
que tiene pequeños sacos aéreos en los que se bombea aire,
haciendo a estos animales capaces de controlar el flujo de aire a
través del cuerpo.
El transporte de gases respiratorios es totalmente
independiente del aparato circulatorio por lo que el fluido
circulatorio no guarda oxígeno, lo que puede limitar el tamaño
máximo de los artrópodos terrestres.
La respiración Branquial
La respiración branquial se da en algunos anélidos, moluscos
acuáticos, crustáceos, peces y larvas de anfibios e insectos
 Se sitúa en ambientes marinos en los que la cantidad de O2 en
el agua solo alcanza el 1%.Debido a esto, los animales acuáticos
tienen que tener una superficie respiratoria mayor(para ser
capaces de extraer más aire del medio)y para eso han
desarrollado unos órganos especializados denominados
branquias.
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La neotenia es una
característica de los animales
acuáticos(concretamente en
anfibios) en la que se
mantienen las branquias
externas después de la fase
larvaria
Las branquias son prolongaciones de la superficie corporal, están
altamente vascularizadas y presentan una gran cantidad de
laminillas con distintas formas:
Filamentosas
Laminares
Arborescentes
Esta disposición anatómica potencia el intercambio gaseoso y
reduce el coste energético de la ventilación.
Ventilación branquial
El agua pasa por la boca del animal acuático y llega hasta los capilares
sanguíneos, donde el O2 se filtra a la sangre y después continua su recorrido.
A partir de su filtración a la sangre, el O2 es transportado a los tejidos, donde las
células lo requieren para la respiración celular. Como resultado de la respiración
celular se produce CO2 que es expulsado hacia el exterior gracias a las
branquias.
El agua siempre circula perpendicularmente a la sangre(proceso conocido como
intercambio contracorriente) para permitir la mejor absorción del O2; de tal
manera que el agua rica en O2 entra y pasa por la red de capilares que recubren
las fibras branquiales.
A medida que el agua pasa a través de la branquia, va perdiendo su
concentración en oxígeno; pero la sangre lo gana, repartiéndolo por todo el
cuerpo.
Tipos de branquias
Hay dos tipos de branquias: las externas y las internas.
EXTERNAS:
Las branquias externas están menos evolucionadas, son una extensión de la
superficie corporal y son propias de larvas de anfibios e insectos y en algunos
moluscos.
Presentan una serie de inconvenientes:
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Entorpecen la locomoción
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pueden sufrir lesiones más fácilmente, ya que los agentes patógenos pueden
entrar fácilmente
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Obligan al animal a moverse por no tener un sistema de ventilación(el oxigeno
del agua se agota en un mismo sitio)
Larva de anfibio
Renacuajo albino(ajolote)
INTERNAS:
Las branquias internas están más evolucionadas y se encuentran en el
interior del animal.
Son propias de moluscos bivalvos y peces.
Respiración pulmonar
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Se lleva a cabo en los pulmones, invaginaciones de las
superficies respiratorias rodeadas de capilares sanguíneos.
Es típica en los vertebrados terrestres (anfibios, reptiles,
aves y mamíferos).
Los pulmones en los vertebrados terrestres son bolsas de
paredes finas que se desarrollan a partir de la faringe y es
donde se realiza el intercambio gaseoso. Para conectarse con
el exterior lo hacen mediante unos conductos (bronquios,
tráquea y laringe).
También se da en algunos invertebrados como el caracol. Sin
embargo, en los invertebrados no aparecen mecanismos de
ventilación.
Igualmente existen peces pulmonados (dipnoos), que
presentan pulmones funcionales, aunque las larvas respiran
por branquias.
Evolución del sistema respiratorio
El sistema respiratorio evoluciona en tres
aspectos fundamentales:
 Evolución de la alveolización: se refiere al
incremento de la superficie interna de los
pulmones a medida que ascendemos en la
escala evolutiva animal.
 Adquisición de mecanismos de ventilación: en
reptiles, aves y mamíferos encontramos un
proceso llamado ventilación pulmonar que
permite la entrada y salida del aire.
 Mejora en la circulación pulmonar: cuanto más
complejo es el sistema respiratorio más
vascularizado se encuentra.
Modelos de aparatos respiratorios
pulmonares.
Anfibios:
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Los pulmones son sacos lisos, sin ninguna
tabicación, alargados y cubiertos de capilares.
Su poca eficiencia les obliga a complementar
la respiración pulmonar con la cutánea.
Reptiles:
Los pulmones presentan tabiques
formando cámaras.
 Esto mejora la eficacia respiratoria,
aunque todavía no lo suficiente, como
para poderse mantener mucho
tiempo en movimiento.
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Mamíferos:
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Aves:
 Los pulmones están más desarrollados,
presentando unas extensiones denominadas
sacos aéreos.
 Los sacos aéreos se encuentran en distintas
partes del cuerpo, en el interior de huesos
neumáticos.
 Las ramificaciones bronquiales en las aves son
muy pequeñas, con el extremo terminal abierto y
en comunicación con los sacos aéreos.
 Con los sacos aéreos no existe casi espacio
muerto, por lo que la superficie de intercambio
de gases del pulmón se aprovecha con aire
renovado en cada inspiración, siendo muy eficaz.
La superficie de intercambio de
gases es mayor, gracias a la
presencia de diminutos sacos
aéreos revestidos por capilares
en los pulmones.
Estos sacos se llaman alvéolos y
a través de sus paredes se
difunden el oxígeno y el dióxido
de carbono entre la sangre y el
aire.
Ventilación pulmonar
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Comprende la inspiración o entrada del aire a los
pulmones y la posterior espiración o salida del
aire.
La inspiración varia según el tipo de vertebrado
(anfibios → deglución; aves → compresión de los
sacos aéreos; mamíferos → se dilata la caja
torácica de forma activa, en la espiración el aire
sale de forma pasiva).
El aire que entra y sale de los pulmones debe
atravesar los conductos respiratorios que forman
el espacio muerto. El aire presente en el espacio
muerto no es activo.
En el espacio muerto al ser entrada y salida se
mezclan el O2 y el CO2. Esto es una limitación del
pulmón alveolar.
La respiración en vegetales
La incorporación de O2 y CO2 en vegetales no
requiere un aparato respiratorio como en
los animales, gracias a:
 Tasa de respiración más baja en vegetales.
 Los tejidos vivos se encuentran cerca del exterior.
 Poseen espacios intercelulares a través de los cuales los
gases se difunden.
 Presentan estructuras especializadas en el intercambio de
gases: estomas ( células arriñonadas que para el
intercambio gaseoso forman un orificio que se cierra
automáticamente en función de las características del
medio. ) y lenticelas(permiten un intercambio neto de
gases entre los tejidos parenquimáticos internos y la
atmósfera.)
Fotosíntesis y respiración celular
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Los vegetales son autótrofos, aprovechan su propia energía
luminosa para formar materia orgánica a partir de inorgánica.
Utilizan la energía química útil que procede de la respiración
celular, para realizar actividades celulares.
Respiración celular:
 La materia orgánica que se utiliza son glúcidos, provenientes
de la fotosíntesis.
 Proceso independiente de la luz.
Los vegetales consumen O2 las 24h del día , mientras que en la
fotosíntesis, la producción de este gas solo se realiza durante el
día.
Materia orgánica + O2  CO2 +H20+ energía
Fotosíntesis:
CO2+H20+energia luminosa  materia organica+O2