Mecanismos de Respiración Terrestre: Tráqueas y Pulmones

Estructuras Especializadas para la Respiración en el Medio Terrestre

1) Respiración Traqueal

Es propia de insectos y de otros artrópodos terrestres en los que el intercambio de gases se realiza por medio de una serie de tubos, las tráqueas. Las tráqueas se producen por invaginaciones del tegumento, en las que el aire entra a través de unos pequeños orificios de la superficie del cuerpo, llamados estigmas o espiráculos. Los conductos traqueales disminuyen de tamaño según se van ramificando, de modo que los más finos (traqueolas) conectan directamente con las células, donde el intercambio gaseoso se realiza por difusión. No es necesaria la existencia de un aparato circulatorio para el transporte de gases. La ventilación se efectúa mediante un sistema coordinado de apertura y cierre de los estigmas debido a contracciones musculares. La respiración traqueal se ve limitada por el tamaño corporal; la longitud de los tubos no puede ser muy grande. Además, este sistema respiratorio ocupa gran parte del volumen corporal, por lo que dificulta el desarrollo de órganos.

2) Respiración Pulmonar

Los pulmones constituyen invaginaciones densamente vascularizadas de las superficies respiratorias. Son típicos de los vertebrados terrestres, aunque aparecen estructuras semejantes en los invertebrados como los moluscos gasterópodos terrestres que carecen de mecanismo de ventilación, por lo que estos órganos respiratorios se denominan pulmones de difusión. La vejiga natatoria de algunos peces también se puede considerar un pulmón. Desempeña varias funciones: actúa como órgano de flotación, sirve de órgano accesorio de la respiración, ya que hace las veces de pulmón, y permite producir o identificar sonidos.

En los vertebrados terrestres, los pulmones son bolsas que proceden embriológicamente de una evaginación de la faringe. Se sitúan en el interior y se comunican con el exterior por unos conductos de ventilación: los bronquios y la tráquea; se conoce también como pulmones de ventilación.

Tipos de Pulmones en Vertebrados Terrestres

• Anfibios

  Presentan pulmones en forma de saco, sin tabicaciones internas, por lo que deben complementar este tipo de respiración cutánea.

• Reptiles

  Pese a que los pulmones de los reptiles aparecen ya claramente tabicados en cámaras, la respiración pulmonar no es aún muy eficaz.

• Aves

  En ellas, los sacos aéreos son una adaptación a la enorme demanda de oxígeno durante el vuelo. Se trata de expansiones de las paredes del pulmón que se dilatan formando sacos y se alojan en distintas partes del cuerpo.

• Mamíferos

  Los alvéolos pulmonares de los mamíferos son unas vesículas muy numerosas y muy vascularizadas que aumentan la superficie respiratoria. Estos alvéolos constituyen el extremo final de las últimas ramificaciones de los bronquiolos.

Mecanismo de Intercambio Gaseoso en Animales Pulmonados

En los animales pulmonados, el mecanismo de intercambio gaseoso se realiza en dos etapas:

1. La Ventilación Pulmonar

   Consiste en la inspiración o entrada de aire a los pulmones y en su posterior espiración o salida.

   • Anfibios

     Introducen el aire en los pulmones mediante un acto de deglución realizado por la lengua.

   • Aves

     La compresión de los sacos aéreos por los músculos de las alas determina el movimiento de inspiración y espiración a través de los pulmones. La caja torácica no participa en la mecánica respiratoria, puesto que es rígida.

   • Mamíferos

     El aire entra en los pulmones desde el exterior (inspiración) cuando aumenta el volumen de la caja torácica, lo cual se produce por la acción de ciertos músculos. Al aumentar el volumen torácico, disminuye la presión en los pulmones y el aire entra. El proceso contrario ocurre durante la espiración.

2. Intercambio de Gases en los Pulmones

   El intercambio gaseoso que tiene lugar en los pulmones se produce como consecuencia de la diferente concentración de gases existente entre el aire del interior de los pulmones y la sangre. Cuando llega a los pulmones, la sangre presenta una concentración muy elevada de CO₂ y muy pobre de O₂. Como la presión del oxígeno en el aire alveolar es mayor que en la sangre que llega, el oxígeno pasa por difusión a través de las paredes de los alvéolos y los capilares a la sangre hasta que la presión se iguala en ambos lugares. El mecanismo de intercambio del CO₂ es semejante, pero en sentido contrario, es decir, el CO₂ pasa desde la sangre a los alvéolos.