Sistema Respiratorio Animal: Mecanismos y Adaptaciones

El sistema respiratorio es fundamental para la obtención de oxígeno y la eliminación de dióxido de carbono en los organismos. La diversidad de formas de vida en la Tierra ha dado lugar a una amplia gama de adaptaciones respiratorias.

Tipos de Respiración en el Reino Animal

Respiración sin Sistema Específico

• Organismos: Medusas, pólipos y esponjas.
• Mecanismo: Extraen el oxígeno directamente del H₂O disuelto. Las células obtienen el oxígeno directamente del agua, el cual pasa a todo el organismo a través de las células.
• Movimiento Respiratorio: No presentan ningún movimiento respiratorio específico.

Respiración Branquial

Las branquias son órganos especializados en el intercambio de gases en el medio acuático.

Branquias Externas

• Organismos: Invertebrados marinos, gusanos, moluscos o crustáceos.
• Movimiento Respiratorio: No presentan movimiento respiratorio propio.
• Transporte de O₂: Poseen un sistema circulatorio que lleva el O₂ a las células.

Branquias Internas

• Organismos: Invertebrados (Moluscos y crustáceos).
• Mecanismo: El movimiento de las valvas permite el paso del agua para la oxigenación.

Peces

• Cartilaginosos: Su sistema respiratorio está formado por cinco hendiduras branquiales y dos espiráculos para la entrada de agua. No tienen movimiento respiratorio propio, por lo que deben estar en continuo movimiento para oxigenarse.
• Óseos: Poseen branquias protegidas por el opérculo. La respiración se produce mediante movimientos de este.

Respiración Cutánea

• Organismos: Planarias, lombrices de tierra o anfibios.
• Mecanismo: El oxígeno se obtiene de la atmósfera a través de una superficie de piel fina y húmeda.
• Movimiento Respiratorio: No presenta movimientos respiratorios específicos.
• Transporte de O₂: Posee un sistema circulatorio que transporta el oxígeno a las células.

Respiración Traqueal

• Organismos: Insectos, miriápodos y arácnidos.
• Mecanismo: Extraen el oxígeno de la atmósfera. Sus órganos respiratorios son las tráqueas, que se ramifican en traqueolas, las cuales llevan el aire directamente a las células. Se abren al exterior a través de orificios llamados espiráculos.
• Movimiento Respiratorio: Se realiza mediante el movimiento del abdomen.
• Transporte de Gases: Los gases van directamente a las células.

Respiración Pulmonar

El oxígeno es extraído de la atmósfera a través de pulmones.

Invertebrados

• Organismos: Caracoles y babosas.
• Mecanismo: Poseen una cavidad protegida dentro del cuerpo, comunicada con el exterior por un orificio.
• Movimiento Respiratorio: No presentan movimiento respiratorio.

Vertebrados

• Anfibios: Sacos pulmonares casi sin repliegues. El movimiento respiratorio se realiza mediante el movimiento de la boca.
• Reptiles: Pulmones con repliegues internos. Movimiento respiratorio torácico.
• Aves: Sacos aéreos entre las vísceras y dentro de los huesos que aumentan la superficie respiratoria. Movimiento respiratorio torácico.
• Mamíferos: Bronquios, ramificados en bronquiolos que terminan en alvéolos pulmonares (lugar donde se realiza el intercambio de gases).

Mecanismos de Ventilación Pulmonar en Mamíferos

El movimiento respiratorio es torácico y abdominal, generando dos movimientos principales:

• Inspiración: Proceso activo. Los músculos amplían el volumen de la caja torácica y el de los pulmones. El aire entra por la nariz o la boca y recorre las vías respiratorias (faringe → laringe → tráquea → bronquios → bronquiolos) hasta llegar a los alvéolos. Para ampliar la caja torácica, existen dos mecanismos:
  • El movimiento del diafragma.
  • El movimiento de los músculos intercostales, que separan las costillas entre sí.
• Espiración: Mecanismo pasivo. Los músculos se relajan, el volumen pulmonar se reduce debido a la flexibilidad de la caja torácica y el aire sale. Siempre queda aire residual para evitar que las mucosas de los alvéolos se peguen entre sí. La ventilación pulmonar es lenta y pausada en reposo, y profunda con mayor frecuencia cardíaca durante el ejercicio o en condiciones de bajo O₂.

Sistema Digestivo Animal: Procesos y Adaptaciones

El sistema digestivo es el encargado de transformar los alimentos en nutrientes asimilables por el organismo.

Funciones y Procesos Clave

• Función Principal: Transformación de los alimentos en nutrientes.
• Procesos:
  • Captura e Ingestión: Mecanismo de obtención de alimentos.
  • Digestión: Transformación de alimentos en nutrientes.
  • Absorción: Paso de los nutrientes al medio interno del organismo.
  • Egestión: Expulsión de alimentos o nutrientes no absorbidos fuera del sistema digestivo.

Tipos de Digestión

Digestión Intracelular

• Organismos: Esponjas.
• Mecanismo: Las partículas alimenticias quedan englobadas por una vesícula en el interior de la célula. Los lisosomas vierten enzimas hidrolíticas al interior de esta vesícula, formándose así una vacuola digestiva en la que se realizará la digestión química de los alimentos. Una vez degradados, los nutrientes atraviesan la membrana de la vacuola y se incorporan al hialoplasma celular. Los productos de desecho son expulsados al exterior por medio de una vacuola fecal.

Digestión Mixta

• Organismos: Medusas, pólipos, cnidarios y platelmintos.
• Etapas:
  • Extracelular: En la cavidad gastrovascular, donde se digieren las proteínas.
  • Intracelular: En las células de la gastrodermis, donde se produce la digestión por difusión.

Digestión Extracelular

• Organismos: Resto de animales.
• Mecanismo: Ocurre dentro del tubo digestivo.
• Transformaciones:
  • Mecánicas: Troceado y mezcla de alimentos.
  • Químicas: Descomposición de los alimentos en nutrientes mediante enzimas.

Digestión en Vertebrados: El Caso Humano

El sistema digestivo humano es un ejemplo complejo de digestión extracelular.

Boca

• Mecánica: Masticación (trituración de los alimentos) y deglución (transporte del bolo alimenticio de la boca al estómago, que se produce por movimientos peristálticos a través del esófago).
• Química: Saliva, producida por las glándulas salivales, la cual contiene amilasa salival (ptialina) que transforma el almidón en maltosa.

Estómago

• Mecánica: Movimientos de mezcla.
• Química: Jugos gástricos, que contienen:
  • Ácido Clorhídrico: Actividad antibacteriana.
  • Mucina: Función protectora de las paredes del estómago.
  • Pepsina: Transforma las proteínas en péptidos.

Intestino Delgado

Es el principal lugar de digestión y absorción de nutrientes, con la ayuda de órganos accesorios.

Páncreas

• Fabrica el jugo pancreático, el cual contiene:
  • Amilasa: Hidrólisis del almidón, convirtiéndolo en maltosa.
  • Lipasa: Hidroliza las grasas en ácidos grasos y glicerina.
  • Tripsina y Quimotripsina: Enzimas que transforman las proteínas en péptidos.

Hígado

• Produce la bilis, la cual no contiene enzimas y su función es emulsionar las grasas.

Glándulas Intestinales

• Producen el jugo intestinal, que contiene:
  • Maltasa, Sacarasa, Lactasa: Transforman los disacáridos en monosacáridos.
  • Peptidasa: Rompe los péptidos y los transforma en aminoácidos.
  • Lipasa: Hidroliza las grasas en ácidos grasos y glicerina.

Absorción de Nutrientes

• Intestino Delgado: Se absorben los monosacáridos (por difusión y transporte activo) y los aminoácidos (por transporte activo). Ambos son recogidos por la sangre. La glicerina y los ácidos grasos pasan a la célula epitelial, donde se reforman en grasas y se envían a los vasos quilíferos.
• Intestino Grueso: Se absorbe el agua y las sales minerales.

Egestión

Expulsión de los residuos de la digestión, los cuales se transforman en heces en el intestino grueso y son expulsadas al exterior.