Utilización de la Energía en los Seres Vivos

La energía obtenida en el catabolismo celular es utilizada por todos los organismos vivos para la realización de los procesos vitales y para que puedan efectuar las reacciones anabólicas necesarias del crecimiento y reparación de sus estructuras.

Los animales la utilizan para:

• Realizar trabajo mecánico como la contracción de los músculos.
• Transmitir el impulso nervioso.
• Transportar sustancias en el interior del organismo.
• Regular la temperatura corporal.

Los vegetales la utilizan para:

• Incorporar sustancias nutritivas a partir de las que se encuentran en el suelo.
• La apertura y cierre de los estomas con objeto de intercambiar gases.
• Transportar nutrientes a lo largo de todo el vegetal.

Respiración en Animales

La respiración celular es un proceso idéntico en animales y en vegetales, implica un continuo intercambio de gases entre las células y el medio externo. En los animales es necesario un sistema circulatorio que transporte oxígeno y retire el dióxido de carbono. El intercambio de estos gases se produce por medio del sistema respiratorio (respiración externa). El proceso de intercambio de gases se debe a una causa física ya que los gases se desplazan desde los lugares donde se encuentran más concentrados hacia aquellos en los que su concentración es menor.

Superficies de Intercambio

Para que el intercambio de gases sea eficaz la superficie respiratoria debe tener:

• Paredes delgadas que favorezcan la difusión.
• Que se encuentre húmedo ya que el oxígeno y el dióxido de carbono se difunden a través de las superficies respiratorias después de disolver en agua.
• Que esté revestida internamente por un gran número de vasos sanguíneos para facilitar el intercambio de gases entre el exterior y el líquido de transporte.

Sistema Respiratorio

En los animales poco evolucionados no existen estructuras especializadas en el intercambio de gases. El oxígeno se incorpora a las células por difusión y se transporta de una célula a otra por el mismo sistema y el dióxido de carbono pasa desde las células al exterior por el mismo mecanismo. En los más evolucionados necesitan un sistema especializado y además deben estar adaptados a su forma de vida.

Respiración Cutánea (Moluscos, Anélidos y Anfibios)

El intercambio de gases se realiza a través de toda la superficie del cuerpo. Son pequeños con una superficie externa relativamente grande en relación a su volumen y con necesidad de oxígeno bajas, ya que su actividad metabólica es reducida.

Respiración Traqueal

El aire es transportado directamente a todas las células del organismo a través de un sistema de conductos (tráqueas) que son invaginaciones tubulares de la pared corporal reforzadas por un revestimiento de naturaleza quitinosa, que evita su aplastamiento. A medida que se adentra en el organismo se van ramificando haciéndose cada vez más delgadas. Las tráqueas se abren al exterior mediante un orificio o espiráculo. La zona final del sistema traqueal está formada por finísimos conductos (traqueolas) que poseen una membrana muy fina, carecen de revestimiento quitinoso y se encuentran llenos de líquido, están en contacto directo con las células y a través de ellas se realiza el intercambio de gases por difusión. La renovación del aire en el interior de las tráqueas se denomina ventilación y se consigue mediante movimientos de las paredes corporales o de los propios tubos traqueales.

Respiración Branquial

Es muy eficaz en medios acuáticos, el intercambio de gases se hace en las branquias que son prolongaciones de la superficie corporal que se halla altamente vascularizada. Formadas por una gran cantidad de laminillas y con diferentes formas, según su situación en el animal:

• Branquias externas: son expansiones externas de la superficie corporal y tiene algunos inconvenientes frente a las internas, sufren lesiones fácilmente, entorpecen la locomoción y obligan al animal a realizar continuos desplazamientos por carecer de mecanismos de ventilación.
• Branquias internas: se alojan en el interior del animal siendo menos vulnerables que las externas.

Ventilación Branquial

El intercambio gaseoso en las branquias se realiza mediante el intercambio contracorriente, el agua circula sobre las laminillas branquiales en dirección contraria a como lo hace la sangre por el interior de los capilares sanguíneos. A medida que la sangre se desplaza por el capilar branquial capta cada vez más oxígeno pero simultáneamente encuentra agua con concentración de oxígeno aún mayores debido a que el agua está comenzando a pasar por las branquias.

Respiración Pulmonar

Es la más eficaz y exclusiva de algunos vertebrados. El intercambio de gases se realiza en cavidades internas de paredes finas muy vascularizadas (pulmones). Los pulmones están comunicados con el exterior a través de las vías respiratorias que comienzan en la boca y las fosas nasales y continúan por la faringe, la laringe, la tráquea y los bronquios. Durante el recorrido que el aire hace a través de estas vías se calienta, humedece y se limpia de algunas de las partículas que lleva en suspensión.

Evolución del Sistema Respiratorio Pulmonar

Los pulmones de los vertebrados han sufrido notables cambios encaminados a mejorar el intercambio de gases y hay tres adaptaciones: incremento de la superficie de intercambio, adquisición de mecanismos de ventilación y mejora en la circulación pulmonar.

La Excreción en los Animales

La eliminación de los productos de desecho, algunos son tóxicos, se conoce como excreción y se realiza a través del sistema excretor. En los organismos pluricelulares el sistema excretor además regula el volumen de los líquidos del organismo y mantiene la composición y concentración del medio interno.