Respiración en los seres vivos

La respiración es un proceso vital el cual consiste en la entrada de oxígeno al cuerpo de un ser vivo y la salida de dióxido de carbono del mismo, así como al proceso metabólico de respiración celular, indispensable para la vida de los organismos aeróbicos.

Según los distintos hábitats, los distintos seres vivos aeróbicos han desarrollado diferentes sistemas de hematosis: cutáneo, traqueal, branquial, pulmonar. Consiste en un intercambio gaseoso osmótico (o por difusión) con su medio ambiente en el que se capta oxígeno, necesario para la respiración celular, y se desecha dióxido de carbono y vapor de agua, como producto del proceso de combustión del metabolismo energético.

Plantas y animales, lo mismo que otros organismos de metabolismo equivalente, se relacionan a nivel macroecológico por la dinámica que existe entre respiración y fotosíntesis. En la respiración se emplean el oxígeno del aire, que a su vez es un producto de la fotosíntesis oxigénica, y se desecha dióxido de carbono; en la fotosíntesis se utiliza el dióxido de carbono y se produce el oxígeno, necesario luego para la respiración aeróbica.

La reacción química global de la respiración es la siguiente:

C6 H12 O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energía (ATP)

La respiración no es solamente una actividad de los pulmones. Todo el organismo respira a través del pulmón. Quien captura el oxígeno y quien expulsa el dióxido de carbono es todo el organismo. Sus miles de millones de células consumen oxígeno incansablemente para liberar de los glúcidos (azúcares) la energía necesaria e indispensable para realizar sus actividades.

La respiración humana consta básicamente de los siguientes procesos:

• Inhalación y exhalación: la entrada y salida de aire a nuestros pulmones.
• hematosis: intercambio gaseoso en los alvéolos pulmonares.
• Transporte de oxígeno a las células del cuerpo.
• Respiración celular.

En el proceso de inhalación, llevamos oxígeno a la sangre y expulsamos el aire con el dióxido de carbono de desecho. En la inhalación también llevamos consigo una gran cantidad de elementos contaminantes y polvo, pero la nariz cuenta con una serie de cilios (pelos) que sirven de filtro para retener aquellos de mayor tamaño. De ahí, que se recomienda realizar el proceso de respiración por la nariz. La boca no cuenta con estos filtros y desde luego no está preparada para retener ese tipo de partículas nocivas para nuestra salud.

Tipos de respiración:

Respiración aeróbica. La realizan la inmensa mayoría de células, incluidas las humanas. Los organismos que llevan a cabo este tipo de respiración reciben el nombre de organismos aeróbicos porque utilizan el oxígeno para realizar el proceso.

Respiración anaeróbica. Es un tipo de metabolismo poco común, exclusivo de ciertos microorganismos en el que no se usa el oxígeno para el proceso de respiración. No debe confundirse con la fermentación, proceso también anaeróbico en el que se utilizan sustancias diferentes al oxígeno.

Respiración en las procariotas:

Algunas bacterias son anaerobias y otras aerobias y muy pocas son facultativas (es decir que pueden vivir en presencia o ausencia de oxígeno) como productos de la respiración anaerobia se pueden obtener: alcoholes y el ácido láctico, el CO2 y otras sustancias inorgánicas.

Respiración en protistas:

La mayoría son aeorbios, como son seres unicelulares eucariotas, la respiración ocurre en las mitocondrias, es el mismo proceso que ocurre en la respiración celular. (Ver artículo)

Respiración en hongos:

Son en su mayoría organismos aerobios, sin embargo algunos, como las levaduras son anaeróbicos facultativos, esto significa que en presencia de oxígeno utilizan las mitocondrias para efectuar la respiración y en ausencia de oxigeno realizan a fermentación.

La Respiración en las plantas:

El intercambio de gases en las plantas ocurre a través de los estomas, que se abren para dejar pasar el oxígeno hacia el interior de las células vegetales. Allí el oxígeno se combina con el carbono de los nutrientes formándose el gas carbónico y el agua que luego salen a través de los estomas.

Los estomas son pequeñas aberturas o poros que se forman cuando dos células guardianas dejan un espacio entre ellas. En las plantas leñosas existen otras vías de respiración llamadas lenticelas que son aberturas que encuentras en los troncos. Como el tallo de los árboles es leñoso y algunas veces impermeable al paso de sustancias, éste necesita respirar y lo hace por medio de sus lenticelas.

Las plantas que acuáticas o que viven en terrenos pantanosos tienen en sus raíces unas perforaciones llamadas neumatóforos. Las raíces de estas plantas sobresalen del agua porque no pueden obtener el oxígeno disuelto que hay en ella.

En la siguiente imagen puedes observar un resumen de lo que ocurre en la planta cuando hay fotosíntesis y respiración.

RESPIRACIÓN EN ANIMALES

Los animales así como las plantas tienen estructuras especializadas que permiten el intercambio de gases. Vamos a observar cuáles son los sistemas en cada tipo de animal.

RESPIRACIÓN CUTÁNEA

Este tipo de respiración ocurre por medio de la piel, es decir, el intercambio de gases ocurre por difusión (ya sabes qué es esto) a través de la piel del animal. Generalmente ocurre en animales pequeños en los que su piel no es muy gruesa y permite que pase fácilmente el oxígeno. Por ejemplo las lombrices, el caracol, sanguijuelas, gusanos marinosy algunos vertebrados como las ranas y los sapos.

RESPIRACIÓN BRANQUIAL

En esta clase de respiración se utilizan las branquias o agallas, que son estructuras ubicadas al lado y lado de la cabeza de los animales que las contienen. Tienen forma de láminas muy delgadas y rojas por la cantidad de vasos capilares que contienen.

En los animales con respiración branquial la respiración ocurre cuando el agua pasa a través de las branquias y cede el oxígeno que llega a la sangre y ésta lo transporta al resto del cuerpo. En este mismo proceso el dióxido de carbono pasa de la sangre al agua.

Las branquias aparecen en muchos animales de vida acuática, como anélidos, moluscos, crustáceos, peces y anfibios. Además se encuentran en crustáceos terrestres, como las cochinillas de humedad y las pulgas de playa.

Puedes observar en la imagen cómo ocurre la respiración en los peces.

RESPIRACIÓN TRAQUEAL

Los animales con respiración traqueal no dependen de un sistema complejo, tienen las tráqueas formadas por tubos que se conectan entre sí y que transportan el oxígeno a cada una de las células. Las tráqueas se comunican con el exterior por medio de unos orificios llamados espiráculos por medio de ellos ingresa el oxígeno y sale el dióxido de carbono.

Los artrópodos son los animales que tienen este tipo de respiración. Por si no sabías te cuento que los artrópodos se caracterizan porque tienen su cuerpo y sus patas articulados, es decir, divididos en piezas que se mueven.

Los grupos más importantes son:

• Insectos
• Arácnidos
• Crustáceos
• Miriápodos

DE LAS BRANQUIAS A LOS PULMONES

La rana toro, un anfibio, empieza su vida como un renacuajo totalmente acuático con branquias externas. Durante la metamorfosis que la lleva a convertirse en una rana adulta que respira aire, las branquias se pierden y son reemplazadas por los pulmones sencillos en forma de saco. Tanto en el renacuajo como en el adulto, el intercambio gaseoso también se lleva a cabo mediante difusión a través de la piel, la cual debe mantenerse funcionar como superficie respiratoria.

RESPIRACIÓN PULMONAR

La respiración pulmonar ocurre a través de los pulmones, en ellos hay unos pequeños sacos llamados alvéolos en los que ocurre el intercambio de gases. A estos pequeños sacos llegan los vasos sanguíneos que transportan la sangre, ésta toma el oxígeno (lo hacen los glóbulos rojos que tiene la sangre) y deja el dióxido de carbono.

Esta respiración es propia de mamíferos, reptiles y aves. Las aves tienen a demás de los pulmones unos pequeños sacos aéreos que les permiten almacenar aire y aumentar la eficiencia en el proceso respiratorio durante el vuelo. cuando inhalan el aire, una parte llena los pulmones y el resto viaja hasta los sacos aéreos. cuando el ave exhala, el aire fresco que se ha almacenado temporalmente en los sacos aéreos llena los pulmones. En los pulmones de las aves no hay alvéolos sino parabronquios que permiten que el aire fluya por los pulmones continuamente.

Esta respiración es propia de mamíferos, reptiles y aves. Las ave tienen a demás de los pulmones unos pequeños sacos aéreos que les permiten almacenar aire y aumentar la eficiencia en el proceso respiratorio durante el vuelo.

Algunos animales marinos como las ballenas, los delfines y los cachalotes tienen también sistema respiratorio (recuerda que son mamíferos) para poder respirar deben salir a la superficie y tomar el aire por un orificio que tienen en la parte superior de la cabeza llamado espiráculo.

Una ballena es incapaz de respirar por la boca, pues su extraña nariz no se abre cerca de ella; un tubo continuo lleva aire directamente desde la parte alta de la cabeza a la tráquea y a los pulmones. Cuando se sumerge, unos poderosos músculos cierran firmemente la abertura de la nariz, de manera que no puede entrar a ella ni una sola gota de agua.

Actividad

1. Consulta cuales son las principales enfermedades del aparato respiratorio.
2. Cual es la importancia de la respiración en los seres vivos.
3. Que relación existe entre respiración y fotosíntesis.