Ø Tipos
de respiración
¿Qué es la
respiración?
La respiración es
un proceso vital por el cual los seres
vivos intercambian gases
con el medio externo o ambiente.
De manera general, este proceso permite el ingreso de oxígeno al organismo y la expulsión de dióxido
de carbono al entorno.
La respiración
externa es la fase perceptible de un proceso fisiológico más complejo, conocido
como respiración interna o celular. Este proceso ocurre en cada célula del
organismo, donde el oxígeno se utiliza para
oxidar azúcares simples (como la glucosa). A cambio se
obtiene energía química en forma de moléculas de Adenosín Trifosfato (ATP). No obstante, algunos seres vivos no
requieren oxígeno para llevar a cabo la respiración celular.
Ambos
procesos (la respiración externa y la respiración celular) se complementan,
pero no deben confundirse el uno con el otro. A continuación se describen los
tipos de respiración que existen para cada uno de estos procesos.
Ø Tipos
de respiración interna
Se denomina
respiración celular o respiración
interna a un conjunto de reacciones químicas de óxido-reducción que ocurren
dentro de las células y que les permiten a los organismos obtener
energía a partir de un azúcar (generalmente glucosa). Esta energía es
la que necesitan para subsistir, crecer y reproducirse, es decir, para llevar a
cabo todas las funciones vitales.
Según si las células utilizan oxígeno
molecular (O2) u
otros compuestos químicos en este proceso metabólico, existen dos tipos de
respiración celular: una de ellas es la respiración aerobia y la otra la
respiración anaerobia.
·
Respiración aerobia
La respiración aerobia o
aeróbica es aquella que usa el oxígeno captado del medio externo para oxidar la
glucosa u otros azúcares similares. Más precisamente, el oxígeno participa como
aceptor final de electrones en el último paso de la respiración aerobia.
A lo largo de este proceso, la glucosa
se oxida o degrada completamente y da como subproductos agua y dióxido de
carbono. Este último se desecha a través de la respiración externa.
Los animales,
las plantas,
los hongos y la mayoría de los microorganismos (protistas y bacterias) tienen respiración
aerobia. Esto se debe a que este proceso metabólico ha sido
favorecido a lo largo de la evolución.
En primer lugar, por la disponibilidad
de oxígeno en el ambiente. Y en segundo lugar, porque es más rentable que la
respiración anaerobia en términos energéticos (produce más moléculas de ATP por
glucosa).
·
Respiración anaerobia
La respiración anaerobia o anaeróbica es aquella que no usa oxígeno como
aceptor final de electrones. En su lugar se usan nitratos, sulfatos,
dióxido de carbono u otros compuestos químicos. Por consiguiente, los
subproductos de este metabolismo también son diferentes (nitritos, sulfuros,
metano, etc.).
Este proceso metabólico no es tan
eficiente como la respiración aerobia en cuanto a la obtención de moléculas de
ATP, porque la glucosa no llega a oxidarse por completo.
Algunas bacterias y
arqueas que habitan en sitios con poco o nulo oxígeno tienen respiración
anaerobia. También existen seres vivos que son anaeróbicos facultativos, como
las levaduras. Ante la falta
de oxígeno, estos organismos pueden continuar con la oxidación de la glucosa
por otros mecanismos, conocidos como fermentación.
Ø Tipos
de respiración externa
Se denomina respiración externa (o simplemente respiración) al intercambio de
oxígeno y dióxido de carbono entre un ser vivo y el ambiente. En los organismos
muy pequeños, como los protistas y algunos animales diminutos, esto ocurre por
difusión.
En los animales se reconocen cuatro
tipos de respiración según el mecanismo que permite el intercambio de gases con
el entorno. Algunos son típicos de animales de ambientes acuáticos (o muy
húmedos) y otros son típicos de animales de ambientes terrestres (aunque hay
excepciones).
1. Respiración
cutánea
La respiración
cutánea es la que se da a través de la superficie del cuerpo, por donde
difunden los gases. Es propia de animales acuáticos sencillos, como los
poríferos y los cnidarios, y también de algunos animales terrestres que habitan
en zonas muy húmedas, como los platelmintos y los anélidos.
Este tipo de respiración también se da
en los anfibios y en
algunos reptiles y peces
(como tortugas de agua y anguilas). En estos animales, la piel está muy
vascularizada (es decir, tiene muchas ramificaciones del torrente sanguíneo)
para que se produzca el intercambio gaseoso entre la sangre y el exterior.
Generalmente, este mecanismo complementa la respiración pulmonar o branquial.
2.
Respiración branquial
Es la que se da a través de branquias. Estos órganos delgados y con forma
de filamentos están muy vascularizados, lo que permite el intercambio gaseoso
entre el líquido circulatorio (sangre o hemolinfa) y el agua circundante.
Este sistema
respiratorio es el más eficaz para la vida en el agua. Algunos animales acuáticos tienen branquias
externas, como las estrellas de mar, los gusanos marinos y los anfibios
acuáticos (ajolotes y renacuajos en la primera etapa de vida). Otros tienen
branquias internas, como los peces, los moluscos y los crustáceos.
3.
Respiración traqueal
La respiración traqueal es la que se produce a través de tráqueas. Estas
son un conjunto de tubos que se
ramifican por todo el cuerpo y que comunican el exterior con cada célula.
El aire cargado de oxígeno ingresa al
sistema traqueal a través de los espiráculos, unos orificios que hay a lo largo
del cuerpo. Desde allí difunde hacia cada célula del cuerpo. Por su parte, el
dióxido de carbono realiza el camino contrario hacia el exterior. Esto hace que
la respiración traqueal sea independiente del sistema circulatorio.
Este tipo de respiración es propio de
los artrópodos terrestres,
como insectos, miriápodos (ciempiés y milpiés) y algunas arañas. Sin embargo, la mayoría de los arácnidos poseen una
estructura particular, llamada “pulmón en libro”, que no está
emparentada con el pulmón de los animales vertebrados.
4.
Respiración pulmonar
La respiración pulmonar es aquella que se realiza mediante pulmones. Estos
órganos son cavidades internas muy
vascularizadas donde se produce el intercambio de gases entre el aire y la
sangre. El ingreso y egreso de aire se hace mediante movimientos
musculares.
Una vez que se produjo el intercambio
gaseoso en los pulmones, el sistema circulatorio del animal es el responsable
de transportar el oxígeno hacia las células del cuerpo. A su vez, recolecta el
dióxido de carbono generado por las células y lo lleva hacia los pulmones.
Los pulmones son órganos especializados para la vida en la
tierra. Están presentes en todos los animales vertebrados terrestres,
con mayor o menor grado de complejidad. Algunos invertebrados también tienen
pulmones, como muchas arañas y escorpiones, algunos caracoles y pequeños
crustáceos. Sin embargo, estos no son iguales a los de los vertebrados.
Ø ¿Las plantas también respiran?
Las plantas son organismos
autótrofos, es decir, son capaces de producir su propio alimento.
Esto lo hacen a través de un proceso complejo llamado fotosíntesis, en el que utilizan agua, dióxido
de carbono y luz solar para sintetizar azúcares
orgánicos ricos en energía química (como
la glucosa y el almidón).
En este
proceso, las plantas consumen dióxido de carbono (CO2) y liberan
oxígeno (O2) al ambiente, por lo que puede considerarse como el
mecanismo opuesto y complementario a la respiración.
Sin embargo, las plantas también
respiran, como cualquier otro ser vivo. En este proceso, degradan los azúcares
fabricados para generar energía (moléculas de ATP). Y al igual que el resto de
los organismos con respiración aerobia, utilizan oxígeno para oxidar la glucosa (u otro azúcar
sencillo).
Si bien las plantas necesitan de la luz
solar para llevar a cabo la fotosíntesis, la respiración puede ocurrir en cualquier momento del día, incluso
durante la noche. Para ello utilizan parte del oxígeno que producen en
la fotosíntesis y también lo incorporan a través de los estomas y las
lenticelas. La apertura y el cierre de estos orificios regulan el intercambio
de gases y la pérdida de agua.
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