Fisiología Animal Comparada Del Sistema Respiratorio

March 29, 2018 | Author: Joseth Garcia Chire | Category: Lung, Gill, Respiratory System, Breathing, Vertebrates


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Universidade Federal da Integração Latino-Americana Ciencias Biológicas: Ecología y Biodiversidad 2012 - 2017Fisiología Animal Comprada Del Sistema Respiratorio Estrutura e Função Dos Sistemas Nos Vertebrados Josethr Ramón García Chire Ciencias Biológicas: ecología y biodiversidad Mientras más complejo es el animal. para realizar la respiración celular. por lo cual este sistema debe adaptarse a cada especie. el cual es asumido por el sistema circulatorio. como lo son las branquias y los pulmones. El otro es denominado como respiración externa referido al proceso de intercambio de gases entre el organismo y su medio externo. han de expulsar el dióxido de carbono. lo que hace más difícil esta posibilidad de obtener y eliminar gases mediante la difusión. su sistema respiratorio debe cumplir mayores exigencias. Este proceso ocurre desde los animales unicelulares hasta aquellos más especializados. además de nutrientes. es el encargado de aportar a las células el oxígeno que precisan para realizar la respiración celular. pág. uno de ellos se le denomina respiración interna o respiración celular. El término respiración se aplica a dos procesos biológicos separados. Frente a este tipo de inconveniente. 2 Fisiología Animal Comprada Del Sistema Respiratorio . el cual es el que se encarga de la liberación de energía tras el metabolismo de los compuestos orgánicos.Introducción Los animales deben conseguir oxígeno. es que comienzan a surgir distintos tipos de aparatos respiratorios. que permite el transporte de gases hasta los tejidos del animal. sus células internas cada vez van quedando más lejos de la capa celular donde ocurren los procesos de intercambio gaseoso con el medio. de igual manera surge un mecanismo de transporte. Este proceso de ventilación o intercambio de gases. Lo consiguen mediante la respiración. Por otra parte. Debido al aumento de la complejidad de los organismos unicelulares a pluricelulares. como el hombre. El aparato respiratorio generalmente incluye tubos. como los bronquios. Platelmintos y Nemátodos. donde ocurre el intercambio gaseoso. capaz de transportar los gases desde el medio ambiente hacia el sistema circulatorio y viceversa. • Respiración Indirecta: Este tipo de respiración es característico en animales de gran tamaño. el sistema respiratorio consiste en vías aéreas. Al relajarse los pulmones. sin la intervención de un órgano respiratorio. Cnidarios. 3 Fisiología Animal Comprada Del Sistema Respiratorio . El diafragma como todo músculo puede contraerse y relajarse. pág. por lo que es necesaria la presencia de un órgano respiratorio. pulmones y músculos respiratorios que medían en el movimiento del aire tanto adentro como afuera del cuerpo. Estos sistemas respiratorios varían de acuerdo al organismo. este gas ingresa por simple difusión. La respiración directa se presenta en organismos como Poríferos. Debido a que en el medio externo la concentración de oxígeno es mayor que en el medio interno. usados para cargar aire en los pulmones. Estructuras Especializadas En humanos y otros mamíferos. y al contar con espacio se expanden para llenarse de aire y al contraerse el mismo es expulsado.La Respiración Externa está subdividida en dos: • Respiración Directa: La respiración directa se da cuando el intercambio de gases se realiza directamente entre el medio ambiente y las células del organismo. y por el interior. sólo se encuentran presente durante el estadio de renacuajo. por ejemplo en los peces óseos. proceden evolutivamente por evaginación. pág. estas se presentan como filamentos ramificados muy vascularizados que emergen a cada lado del cuello del animal. Las branquias internas están presentes también en el interior del manto de los pulpos y calamares. Son órganos formados por numerosos filamentos branquiales que se ubican en una cavidad protectora donde es necesario un sistema de ventilación de la superficie de intercambio. están ubicadas en las ventanas de la laringe de los cuales comúnmente le son llamadas agallas. Presentan elevada vascularización. unas son proyectadas fuera del animal (branquias externas). crustáceos. evolutivamente son más primitivas. equinodermos y peces. una epidermis fina y estar muy vascularizadas. Existen dos tipos de branquias. Las branquias internas. como algunos anélidos. Las branquias externas. entre ellas están los siguientes ejemplos: Respiración Branquial: Las branquias son características de animales acuáticos. que son los que realizan el intercambio. Estos toman el oxígeno disuelto en el agua y ceden el dióxido de carbono. Son órganos con paredes muy delgadas que. por el exterior. por tanto. tienen la ventaja de que su simple movimiento moviliza el agua. pero pueden ser fácilmente dañadas por los agentes externos. con multitud de capilares. están en contacto con el agua. Las branquias. moluscos. de allí su color rojizo. y las otras están alojadas en una cavidad comunicada con el exterior (branquias internas). En aquellos vertebrados que presentan branquias externas. y en el caso de salamandras acuáticas.Los animales emplean diversas estrategias para realizar la respiración. Las condiciones que estas deben cumplir para ser efectivas en el intercambio de gases son las de poseer una amplia superficie. son proyecciones de la superficie externa del cuerpo o de la capa interna del intestino hacia el exterior del animal y. en anfibios sin cola como sapos y ranas. en estadio adulto. 4 Fisiología Animal Comprada Del Sistema Respiratorio . En la boca existe un paladar secundario encargado de separar en su totalidad los aparatos respiratorio y digestivo. Son bolsas de finas paredes. los mamíferos utilizan pulmones para realizar el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre el aire inspirado y la sangre venosa. laringe. hasta llegar a las aves y los mamíferos. que sirven para realizar el intercambio gaseoso.La forma de conseguir dicho sistema de ventilación en los distintos grupos zoológicos es muy variado: cilios. pero sobre todo en los terrestres que pueden vivir fuera del agua. Estos órganos se comunican con la cavidad bucal a través de la laringe. se da una asociación entre éstas y una serie de hendiduras. bronquios. sifones. En los peces. y divididos en alvéolos y lóbulos ampliamente vascularizados donde se realiza el intercambio gaseoso. Respiración Pulmonar: Los pulmones son invaginaciones de las superficies respiratorias rodeadas de capilares sanguíneos. las hendiduras branquiales. Al contrario de lo que sucede con las aves. bronquiolos y pulmones. desde los anfibios. apéndices variados. cuyos pulmones son sacos sin ninguna tabicación. movimientos contracorriente. 5 Fisiología Animal Comprada Del Sistema Respiratorio . los pulmones van incrementando su superficie interna. Estos mecanismos permiten a estos dos grupos de vertebrados un considerable aumento de la superficie respiratoria. en los mamíferos no existen sacos aéreos. la cual se encuentra dotada de un órgano fonador consistente en unas piezas cartilaginosas capaces de producir sonidos. cuyas branquias son siempre internas. estas cavidades internas captan el oxígeno del aire y liberan el dióxido de carbono. Según se asciende en la escala animal. pág. éstos se encuentran rodeados por una membrana. En los pulmones de los vertebrados terrestres. Como en muchos vertebrados. tráquea. la llamada pleura. Los pulmones son estructuras muy bien desarrolladas. cuyos pulmones son los más desarrollados debido a los sacos aéreos de las aves y a los alvéolos en mamíferos. El aparato respiratorio está compuesto de faringe. etc. para lo que se conectan con el exterior mediante una serie de conductos. por lo que complementan esta respiración con la cutánea. La inspiración es la entrada de aire en el sistema respiratorio que se da cuando se aumenta la capacidad pulmonar. oxigenando bien la sangre. Los mamíferos. mediante la espiración y la inspiración del aire. es la superficie alveolar en los pulmones. que es el lugar donde se produce el intercambio gaseoso con la sangre. La espiración es la salida de aire del sistema respiratorio asociada a una disminución de la capacidad pulmonar. la cual es superior a la de otros animales permitiendo que el sistema respiratorio sea más eficaz.Respiración pulmonar en mamíferos: Los mamíferos son un grupo muy heterogéneo de animales. y el diafragma. Además de poseer una buena estructura alveolar. presentan los alveolos. Tras el pico y la laringe. el proceso es un poco distinto pese a que no pueden permanecer mucho tiempo bajo el agua y no pueden obtener el oxígeno de ella porque su respiración no es un proceso branquial como es el caso de los peces y algunos anfibios. que separa la cavidad torácica de la cavidad abdominal y que sirve para realizar los movimientos respiratorios con el objetivo de introducir el aire en los pulmones o expulsarlo. Una característica de los mamíferos. es la de tener respiración de tipo pulmonar. los mamíferos acuáticos tienen un diafragma que se sitúa oblicuamente respecto a la columna vertebral y que permite también aumentar un poco su capacidad pulmonar. sigue una tráquea de paredes compuestas por una sucesión de anillos osificados e imbricados y cuya longitud es ligeramente superior al cuello del ave. como elementos característicos de su respiración pulmonar. además de presentar todos glándulas mamarias. La función principal del sistema respiratorio es la de facilitar el transporte de gases. 6 Fisiología Animal Comprada Del Sistema Respiratorio . En pág. Respiración pulmonar en aves: El intercambio gaseoso se realiza mediante 2 pequeños pero eficientes pulmones. en el caso de los mamíferos marinos o de agua dulce. La única característica que comparten todos los mamíferos. Los mamíferos tienen un sistema respiratorio adaptado a la vida fuera del agua pero. en comparación.su región inferior presenta un ligero ensanchamiento donde se aloja la siringe. la tráquea se divide en 2 bronquios primarios que penetran a su respectivo pulmón por su porción ventral y comunican directamente con los Sacos Aéreos Posteriores. donde se realizará el intercambio gaseoso. volver a inspirar y espirar una última vez. A su paso por el pulmón. Esto se debe a la gran densidad de su tejido. compactos. pág. aunque sin llegar al nivel de los mamíferos. espirar. En el interior de los pulmones se produce el intercambio gaseoso y se oxigena la sangre. para que el aire tomado en la 1ª de las bocanadas atraviese su aparato respiratorio y vuelva a salir en la 2ª de las espiraciones. órgano encargado de la fonación. Esta mayor complejidad va a permitir una mayor actividad. Los Parabronquios son conductos cuya “luz” (interior) está tapizada por una pared de células ligeramente separadas entre sí y rodeadas en su base de infinidad de capilares sanguíneos que portan sangre pobre en O2 a los pulmones. Respiración pulmonar en reptiles: En el aparato respiratorio de los reptiles podemos observar un incremento de la complejidad respecto a los grupos anteriores. que solo ocupa la mitad del volumen. no pueden expandirse o contraerse para aspirar y espirar aire. estructuras esponjosas amoldadas entre las costillas del animal a cada lado de la espina dorsal. Pero con su menor dimensión son mucho más pesados. Estos pulmones son anatómicamente pequeños. presentando algunas características comunes con los mamíferos. Su interior se divide en pequeñas cámaras de aire con paredes compuestas de finos estratos de epitelio escamoso rodeado por capilares. están muy vascularizados. estos bronquios primarios se dividen a su vez en secundarios (dorsales y ventrales) y estos en Parabronquios. Una de la característica más relevante de su aparato respiratorio. Tras ella. Sin embargo. En conclusión. En las aves sanas. Las aves necesitan inspirar. no es el que acaba de tomar. No son elásticos. a los de un mamífero de igual tamaño y peso. 7 Fisiología Animal Comprada Del Sistema Respiratorio . el aire expulsado en la espiración posterior. no sustentan el peso de la labor respiratoria. cuando un ave inspira. expulsando el aire. que a su vez transmite este movimiento a la cavidad pulmonar. facilitada por las fuerzas elásticas acumuladas y la contracción de músculos costales y abdominales. El bloqueo de la glotis impide la expulsión. En los reptiles el llenado de los pulmones se realiza por succión mediante una expansión del volumen pulmonar. Esta acción necesita de una caja torácica flexible y un mayor desarrollo de las costillas y las capas musculares asociadas a ellas. Otros grupos de reptiles presentan un modelo similar aunque variando los mecanismos de llenado y vaciado pulmonar. siendo los cocodrilos los que presentan una mayor complejidad. los pulmones se llenan debido a una expansión de la cavidad torácica por la acción de los músculos costales. lo que aumenta la presión en el interior de los pulmones. En estos animales. El nivel de complejidad puede variar entre especies y grupos. En esta fase se ha detectado bombeo bucofaríngeo que permite ventilar la cavidad bucal. 8 Fisiología Animal Comprada Del Sistema Respiratorio . las costillas están soldadas al caparazón lo que dificulta la movilidad de la caja torácica. El aire entra por un conducto tubular denominado bronquio primario que se divide en los bronquios secundarios para terminar en los alvéolos. Como ejemplo de ciclo respiratorio en reptiles se describirá el que tiene lugar en algunas especies de lagartos: • Con la glotis abierta. En el caso de las tortugas. pág. • La glotis se cierra y se relajan los músculos costales.La estructura de los pulmones en la mayoría de especies de reptiles presenta un aspecto esponjoso debido al elevado número de septos y pliegues. La energía elástica acumulada hace que la cavidad torácica tienda a recuperar el volumen inicial. • La glotis se abre y se produce la espiración. • En este momento tiene lugar una pausa respiratoria que puede durar segundos e incluso varios minutos. Para conseguir una correcta ventilación en este tipo de pulmones no basta con la presión bucofaríngea descrita en peces y anfibios. Se ha propuesto que este bombeo puede estar relacionado con el mecanismo del olfato. la contracción de músculos abdominales y torácicos actúa sobre la cavidad visceral. que pueden ser ventiladas con agua durante los períodos de apnea en inmersión o hibernación. Esto provoca un aumento de presión en los pulmones que deberían vaciarse de no ser porque la glotis.Durante la inmersión. 9 Fisiología Animal Comprada Del Sistema Respiratorio . almacenando este aire oxigenado en una depresión del suelo de la boca. Al ser insuficiente este tipo de respiración. Incluso este sistema es empleado por las larvas para ventilar las branquias. Respiración pulmonar en anfibios: Los anfibios presentan a lo largo de su vida más de un sistema de respiración y son el primer grupo animal en presentar pulmones. al pasar del agua a la tierra han tenido que generar una estrategia nueva de respiración para los vertebrados. que comunica el pulmón con la faringe. Los pulmones de estos animales suelen ser pequeños. Es entonces cuando abre la glotis y saca el aire de la cavidad pulmonar. Mientras el aire permanece en la cavidad pulmonar. el anfibio abre los orificios nasales y realiza un bombeo orofaríngeo subiendo y bajando el suelo de la cavidad oral. Luego cierran los orificios nasales y suben el piso de la boca. Los anfibios. la cual pueden llevar a cabo debido a la humedad de su piel. que es la llamada Respiración cutánea. El bombeo orofaríngeo consigue aumentar la cantidad de oxígeno del aire respirado y permite también la respiración en la cavidad bucal a través de la piel. puede cerrarse a voluntad. Para realizarla poseen una fina epidermis a través de la cual se puede dar el intercambio gaseoso y una pág. también se ha observado membranas muy vascularizadas en la cavidad bucofaríngea. algunos géneros de tortugas captan 0 2 mediante la piel y la cloaca. adultos presentan respiración pulmonar a la que combinan con la cutánea. procediendo a un nuevo paso de intercambio gaseoso. por lo que deben mantener en forma permanente la piel muy húmeda. obligando así a que el aire pase a los pulmones. Los anfibios llenan los pulmones por compresión orofaríngea (boca y faringe). Esto permite que haya una renovación de aire en la cavidad bucal. los anfibios también recurren a la respiración cutánea. A continuación hace pasar el aire oxigenado acumulado en la depresión hacia los pulmones. los anfibios pueden presentar diferentes tipos de respiración: en estado larvario presentan respiración branquial muy parecida a la de los peces y los anfibios. El aire que por inspiración toman por los orificios nasales llena toda la cavidad bucal. Dependiendo de la fase de crecimiento en la que se encuentre el individuo. Es este el motivo por el cual la piel de un anfibio es tan fina. Se ha visto que los capilares se concentran más en unas áreas que en otras. Cuanto más voluminoso sea un animal. pero hay que considerar que son animales de muy pequeño tamaño y que logran difundir el oxígeno por todo su cuerpo fácilmente. así se encuentran en mayor cantidad en la parte posterior del vientre y en las extremidades. Esta estructura siempre debe mantenerse húmeda. una vez más en su adaptación al medio terrestre. pág. necesita serlo para que el oxígeno pase sin dificultad a través de ella. para ello tiene numerosas glándulas que secretan moco y es lo que le da al animal ese aspecto viscoso y resbaladizo. La piel en los anfibios supone una gran estrategia evolutiva. con numerosos vasos sanguíneos para transportar el oxígeno por medio de la sangre a través de todo el cuerpo. 10 Respiratorio Fisiología Animal Comprada Del Sistema .dermis muy vascularizada. Este tipo de respiración ya lo utilizan pequeños invertebrados como los nematodos. mayor dificultad para que el oxígeno atraviese las estructuras del cuerpo y se pueda dar la respiración celular que mantiene vivos los tejidos. Los pulmones más simples son los de los anfibios. 11 Respiratorio Fisiología Animal Comprada Del Sistema . la piel y la cavidad oral. Además la eficiencia de todos estos aspectos depende directamente del estado de desarrollo del animal. En los mamíferos tienen alvéolos. a fin de tener una mayor superficie. que aumentan aún más la superficie. hay cuatro áreas relevantes en el intercambio gaseoso: los pulmones. branquias y piel respectivamente. que actúan como reserva de aire y aumentan la eficiencia de la respiración. del tamaño corporal y del medio en el que viva en ese preciso momento. Las áreas más importantes son pulmones. Ésta última es la que menos contribuye a la respiración total del organismo. En las aves existen sacos aéreos. las branquias. pág. En los reptiles están tabicados. de su actividad.Conclusión Haciendo un recuento.
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