Sistemas Fisiológicos Clave en Animales: Respiración, Excreción y Sinapsis

Tipos de Respiración Animal

La respiración es un proceso vital para el intercambio de gases, y los animales han desarrollado diversas estrategias para llevarla a cabo, adaptándose a sus entornos y niveles de complejidad.

Respiración Cutánea

Presente en moluscos, anélidos y anfibios, este tipo de intercambio gaseoso se realiza a través de toda la superficie del cuerpo. La piel es delgada y húmeda, con numerosos capilares sanguíneos que facilitan el intercambio de gases.

Respiración Traqueal

Característica de los artrópodos terrestres, el aire es transportado por un sistema de conductos denominados tráqueas. Estas son invaginaciones tubulares de la pared corporal, reforzadas por un revestimiento quitinoso que evita su aplastamiento. Las tráqueas se abren al exterior por espiráculos. En animales menos evolucionados, los espiráculos permanecen siempre abiertos, aunque en general están provistos de una válvula que permite su apertura y cierre. Las traqueolas son conductos finos al final del sistema traqueal, que están en contacto directo con las células para el intercambio de gases por difusión. La renovación del aire en el interior de las tráqueas se conoce como ventilación, especialmente eficiente en insectos voladores.

Respiración Branquial

Común en peces, insectos acuáticos y crustáceos, el intercambio gaseoso se produce en las branquias, que se hallan muy vascularizadas y formadas por laminillas de diferentes formas.

Tipos de Branquias

• Branquias Externas: Son expansiones externas de la superficie corporal. Presentan inconvenientes como:
  • Son fácilmente lesionables.
  • Entorpecen la locomoción.
  • Los animales deben realizar continuos desplazamientos al carecer de ventilación propia.
• Branquias Internas: Se encuentran en el interior del animal, siendo menos vulnerables que las externas.

Ventilación Branquial

• Crustáceos: Las branquias se sitúan en las patas, y la ventilación se realiza mediante el movimiento de estas.
• Moluscos Lamelibranquios: La ventilación se produce mediante el movimiento de los cilios que recubren las branquias.
• Moluscos Cefalópodos: La contracción de los músculos del manto impulsa el agua hacia las branquias, un mecanismo que también utilizan para desplazarse.
• Peces Cartilaginosos: El agua entra por los espiráculos y sale por cinco hendiduras branquiales situadas a ambos lados de la cabeza; no tienen ventilación activa.
• Peces Óseos: Las branquias están cubiertas por un opérculo. Cada branquia está formada por filamentos con laminillas branquiales, y además, los filamentos branquiales están cubiertos por una extensa red de capilares. La ventilación se logra mediante los movimientos del opérculo.

Respiración Pulmonar

Considerada la más eficaz, se encuentra en anfibios, reptiles, aves y mamíferos. El intercambio gaseoso ocurre en los pulmones, que se comunican con el exterior por vías respiratorias que comienzan en la boca y fosas nasales, y continúan por la faringe, laringe, tráquea y bronquios.

Adaptaciones Pulmonares

• Incremento de la superficie de contacto.
• Adquisición de mecanismos de ventilación eficientes.
• Mejora de la circulación pulmonar.

Productos de Desecho y Excreción Animal

Los animales generan diversos productos de desecho metabólico que deben ser eliminados para mantener la homeostasis.

Productos No Nitrogenados

Principalmente CO2 y agua. El CO2 se elimina por las superficies respiratorias, mientras que el agua se expulsa en forma de vapor por la superficie corporal o líquida a través del aparato excretor.

Productos Nitrogenados

El nitrógeno, derivado del metabolismo de proteínas y ácidos nucleicos, se puede eliminar en forma de amoniaco, urea o ácido úrico, dando lugar a diferentes tipos de animales según su principal producto de excreción nitrogenada:

• Amoniotélicos: Excretan amoniaco (NH3) directamente al exterior. Debido a la elevada toxicidad del NH3, deben diluirlo con grandes cantidades de agua.
• Ureotélicos: Excretan los desechos nitrogenados en forma de urea, que debe estar diluida, aunque requiere menos agua que el amoniaco.
• Uricotélicos: Excretan el nitrógeno en forma de ácido úrico. Las ventajas de esta forma son un ahorro significativo de agua y una baja toxicidad, lo que permite acumularlo sin causar daños graves al animal.

Formación de Orina en Vertebrados

La formación de orina en los vertebrados es un proceso complejo que ocurre en los riñones y consta de tres etapas principales:

1. Filtración Glomerular: Tiene lugar en la cápsula de Bowman, donde, desde los capilares glomerulares, se filtran hacia el interior de la cápsula sustancias como agua, sales minerales, glucosa, aminoácidos, vitaminas, urea, ácido úrico y proteínas de bajo peso molecular.
2. Reabsorción: Se realiza en los túbulos que forman la nefrona, cuyo objetivo es recuperar sustancias aprovechables para el organismo, como la mayor parte del agua, glucosa y aminoácidos.
3. Secreción: Sustancias adicionales pasan desde los capilares que rodean la nefrona al interior de esta, especialmente al interior del túbulo distal. Al final de estas etapas, se forma la orina, que se almacena en la vejiga y se expulsa por la uretra al exterior.

La Sinapsis: Transmisión del Impulso Nervioso

La sinapsis es el contacto funcional a través del cual el impulso nervioso, al llegar a la zona final del axón, se transmite a otra neurona o a un órgano efector. Al llegar el impulso nervioso al elemento presináptico, los neurotransmisores se liberan a la hendidura sináptica y se unen a los receptores de la membrana postsináptica, provocando en ella un incremento en la permeabilidad del Na+. La entrada de sodio despolariza la membrana y hace que el impulso nervioso se propague a través de la segunda neurona.