Respiración animal

La respiración animal es el conjunto de procesos mediante los cuales los animales obtienen oxígeno del medio, lo transportan hasta las células y eliminan el dióxido de carbono producido. Se distingue de la respiración celular, la reacción metabólica que ocurre en las mitocondrias y que usa ese oxígeno para obtener energía en forma de ATP a partir de los nutrientes.

¿Qué es la respiración animal?

También llamada intercambio gaseoso o ventilación, comprende dos fases: la respiración externa, el intercambio de gases entre el medio y la sangre u otros fluidos del cuerpo, y la respiración interna, el intercambio entre esos fluidos y las células. El proceso se resume en la reacción global de la respiración celular aeróbica: glucosa + oxígeno → dióxido de carbono + agua + energía.

Para que el intercambio sea eficaz, las superficies respiratorias comparten estas características: son delgadas, húmedas, están muy irrigadas por vasos sanguíneos (salvo en los insectos) y presentan una gran superficie. Los gases atraviesan la membrana por difusión, desde donde hay más concentración hacia donde hay menos.

Tipos de respiración en los animales

Respiración cutánea

El intercambio se produce a través de la piel, que debe mantenerse húmeda. Es suficiente en animales pequeños o de metabolismo bajo, como la lombriz de tierra. En los anfibios, como la rana, coexiste con la pulmonar y permite incluso respirar bajo el agua.

Respiración branquial

Las branquias son expansiones muy ramificadas y vascularizadas. En los peces óseos, el agua entra por la boca, pasa por las branquias y sale por el opérculo. Utilizan un sistema de contracorriente: la sangre circula en sentido contrario al del agua, con lo que mantienen el gradiente y captan más del 80 % del oxígeno disuelto. Esto compensa que el agua contiene mucho menos oxígeno que el aire.

Respiración traqueal

En los insectos, el aire entra por orificios del exoesqueleto llamados espiráculos y circula por una red de tubos ramificados (tráqueas y traqueolas) que lleva el oxígeno directamente a los tejidos. Por ello la sangre (hemolinfa) no transporta oxígeno. Este sistema limita el tamaño del cuerpo de los insectos.

Respiración pulmonar

Los pulmones son cavidades internas que protegen la superficie respiratoria de la desecación.

• Anfibios: pulmones simples, con poca superficie.
• Reptiles: pulmones con más tabiques internos.
• Mamíferos: los pulmones tienen millones de alvéolos, pequeños sacos donde se produce el intercambio. El diafragma y los músculos intercostales controlan la ventilación. En el ser humano, los alvéolos ofrecen una superficie de intercambio de varias decenas de metros cuadrados.
• Aves: pulmones rígidos conectados a sacos aéreos, con un flujo de aire unidireccional por los parabronquios, de modo que reciben aire fresco tanto en la inspiración como en la espiración. Es el sistema más eficiente, que permite a algunas aves volar a gran altura.

El proceso en los mamíferos

1. Inspiración: el diafragma desciende y las costillas se elevan, aumenta el volumen del tórax y el aire entra por las vías respiratorias (fosas nasales, faringe, laringe, tráquea, bronquios).
2. Intercambio: en los alvéolos, el oxígeno pasa a los capilares y se une a la hemoglobina de los glóbulos rojos; el CO₂ pasa de la sangre al aire.
3. Transporte: la sangre lleva el oxígeno a los tejidos y regresa con CO₂, que viaja sobre todo como bicarbonato.
4. Espiración: el diafragma se relaja y el aire cargado de CO₂ sale al exterior.

El ritmo respiratorio lo controla el bulbo raquídeo, que responde sobre todo a la concentración de CO₂ en la sangre.

Adaptaciones destacadas

• Los cetáceos, como las ballenas, respiran aire con pulmones y tienen los orificios nasales en la parte superior de la cabeza. Su sangre y músculos almacenan mucho oxígeno para inmersiones largas.
• Los peces pulmonados (dipnoos) tienen pulmones además de branquias y pueden sobrevivir fuera del agua.
• Los pulpos usan branquias y su sangre contiene hemocianina, pigmento con cobre, en lugar de hemoglobina.
• Los animales de alta montaña tienen más glóbulos rojos y hemoglobina con mayor afinidad por el oxígeno.

Importancia

Sin oxígeno, la mayoría de los animales no pueden producir ATP suficiente y mueren en minutos o pocas horas. La respiración está estrechamente ligada al metabolismo, a la circulación y a la homeostasis, ya que también regula el pH de la sangre. Es una de las funciones vitales que comparten las características de los seres vivos.

Preguntas frecuentes

Referencias

• Hickman, C. P. et al. Principios integrales de zoología. McGraw-Hill Interamericana.
• Randall, D., Burggren, W. y French, K. Eckert. Fisiología animal. McGraw-Hill Interamericana.
• Campbell, N. A. y Reece, J. B. Biología. Editorial Médica Panamericana.