Sistemas.
Enviado por jjav93 • 14 de Junio de 2012 • Informe • 3.137 Palabras (13 Páginas) • 346 Visitas
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Sistema Respiratorio
La captación de 0
por parte de los organismos es fundamental para la oxidación de
los alimentos con el fin de obtener energía, mientras que el C0
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producido en estas
reacciones ha de ser eliminado del medio interno para evitar alteraciones del equilibrio
ácido-base, entre otros problemas.
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En este apartado se estudiará las diferentes formas en que puede tener lugar el
intercambio de gases (C0
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y 0
) entre el organismo y el medio ambiente, proceso
conocido como respiración externa.
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Este intercambio de gases tiene lugar mediante superficies denominadas membranas
de intercambio que ponen en contacto el medio interno del organismo con el medio
externo. El transporte de gases entre estas membranas tiene lugar por difusión pasiva
sin gasto energético. La velocidad de este intercambio aumentará con:
• Mayor gradiente de presión parcial de los gases
• Mayor Superficie de intercambio
• Menor grosor de la membrana
Una vez en el organismo, los gases serán transportados hasta las células de los
diferentes tejidos por difusión (solo para cortas distancias) o convección mediante el
sistema circulatorio.
Estas membranas de intercambio se caracterizan por estar muy vascularizadas para
favorecer el intercambio con la sangre. Las zonas de intercambio varían ampliamente
según las especies; así, los mamíferos sólo presentan intercambio en los pulmones,
debido a la poca permeabilidad del resto de la piel, mientras que en otros grupos (ej.
anfibios), la piel también puede participar en el intercambio al ser más permeable y
estar muy vascularizada.
Según los grupos, los vertebrados pueden desarrollar su vida en el medio aéreo, en el
acuático o en ambos (ej. anfibios). El aire y el agua presentan importantes diferencias
en cuanto al transporte, concentración y solubilidad de los gases, lo que va a
determinar de manera fundamental el diseño de sus sistemas respiratorios.
Bajo iguales condiciones de presión y temperatura, el aire puede contener hasta 20
veces más concentración de 0
que el agua, diferencia que aumenta con la salinidad
del agua, y el incremento de la temperatura. Otros factores que influyen son la mayor
velocidad de difusión de gases en el aire respecto al agua (hasta 300.000 veces en el
caso del 0
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) y la mayor viscosidad del agua respecto al aire, que implica mayor gasto
energético para mover el medio a través de los conductos respiratorios.
Todos estos factores hacen que un vertebrado con respiración aérea (ej. mamíferos
terrestres) utilize un 1-2% de su metabolismo energético en reposo para la ventilación
de sus pulmones, mientras que en un pez la ventilación de las branquias representa
entre un 10% y un 20%. Esta dificultad para el intercambio de gases en el medio
acuático podría ser una de las razones que expliquen las menores tasas metabólicas
observadas en los organismos acuáticos frente a los terrestres.
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A continuación, se describirán los distintos sistemas respiratorios descritos en los
principales grupos de vertebrados.
Peces
Teleósteos
En este grupo el intercambio gaseoso tiene lugar en las branquias, que son
estructuras respiratorias evaginadas (al contrario que los pulmones, que son
invaginadas). El diseño de estas estructuras puede verse en la Figura 2.1 . Este
diseño permite aumentar la superficie de intercambio (que equivale entre 10-60 veces
a la superficie corporal del pez). El intercambio entre el agua y la sangre se realiza
mediante un sistema a contracorriente , que permite utilizar hasta el 80% del 0
disponible en el agua. Este dato contrasta con la utilización de 0
en mamíferos, que
oscila entre el 20-30%. La menor concentración de 0
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en el agua respecto al aire
explicaría el hecho de que lo organismos acuáticos necesiten optimizar la utilización
del 0
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para cubrir sus demandas metabólicas.
Figura 2.1 . A: Vista parcial de dos arcos branquiales mostrando los filamentos
branquiales. Las flechas muestran la dirección del flujo del agua. B: Detalle de las
laminillas, se indica el flujo de la sangre en dirección opuesta a la del agua.
Las especies de vida más activa presentarán mayores requerimientos de 0
, lo que
suele implicar modificaciones que incrementan la captación, como mayor número de
laminillas (que implica mayor superficie) y menor grosor en la membrana de
intercambio.
La ventilación de las branquias tiene lugar mediante las denominadas bombas bucal y
opercular (Figura 2.2) . Este mecanismo permite un flujo casi continuo de la boca
hacia el opérculo durante el 90-95% del ciclo.
En el caso de grandes nadadores como el atún o la caballa, puede suprimirse el
bombeo de ventilación cuando alcanzan una cierta velocidad, aprovechando su propio
movimiento para ventilar sus branquias, dejando la boca y los opérculos ligeramente
abiertos. Este fenómeno se conoce como ventilación pasiva por locomoción.
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Figura 2.2 . Diagrama esquemático del flujo de agua a través de la branquia de los
peces
Elasmobranquios
Este grupo presenta pequeñas diferencias respecto al anterior, así, la ventilación de
las branquias tiene lugar mediante una bomba de presión prebranquial y una de
succión postbranquial. La entrada de agua se realiza tanto por la boca como por la
válvula espiral , mientras que la salida se lleva a cabo por pequeñas hendiduras
carentes de opérculos.
El elevado intercambio gaseoso agua-sangre que se ha detectado en este grupo
sugiere un mecanismo de sistema a contracorriente similar al descrito en teleósteos.
También se ha observado ventilación pasiva por locomoción en algunas especies de
tiburones.
En especies bentónicas, como las rayas, durante los períodos
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