Sistemas.

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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

2

producido en estas

reacciones ha de ser eliminado del medio interno para evitar alteraciones del equilibrio

ácido-base, entre otros problemas.

2

En este apartado se estudiará las diferentes formas en que puede tener lugar el

intercambio de gases (C0

2

y 0

) entre el organismo y el medio ambiente, proceso

conocido como respiración externa.

2

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

2

2

) 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

2

2

en el agua respecto al aire

explicaría el hecho de que lo organismos acuáticos necesiten optimizar la utilización

del 0

2

para cubrir sus demandas metabólicas.

Figura 2.1

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