RESPIRACIÓN PULMONAR

La respiración por medio de pulmones es característica de  la mayoría de los vertebrados. Dentro del proceso evolutivo son parte de un conjunto de adaptaciones que les permitió a los vertebrados colonizar la tierra.

El grupo de los vertebrados a excepción de los peces se caracterizan porque tienen respiración pulmonar. Los pulmones son bolsas de finas paredes que sirven para realizar el intercambio gaseoso, para lo que se conectan con el exterior mediante una serie de conductos que terminan en uno mayor denominado tráquea.

Según se asciende en la escala animal, los pulmones van aumentando su superficie interna, desde los anfibios, cuyos pulmones son sacos sin ninguna tabicación, hasta llegar a las aves y sobre todo a mamíferos. Los pulmones en estos últimos terminan en unos alveólos que le dan a los mamíferos un aumento considerable de la superficie respiratoria.

ANFIBIOS: 

Loa anfibios incluyen a las salamandras, los anuros (sapos y ranas) y la Cecilias

cecilia

Las cecilias tienen el cuerpo alargado sin cola ni patas, respiran con un solo pulmón. Su piel gruesa que se ha adaptado para resistir la sequía no le permite realizar respiración cutánea.

salamandra

Las salamandras carecen de pulmones, realizan solo respiración cutánea.

Ya hemos visto como los anuos realizar respiración pulmonar y cutánea.

REPTILES

Los reptiles realizan exclusivamente respiración pulmonar. Sus pulmones son mejor desarrollados y poseen tabique lo que le genera mayor superficie para un intercambio gaseoso más eficaz.

Dentro de los reptiles encontramos: Tortugas, lagartos, serpientes, cocodrilos, iguanas etc.

Las tortugas presentan igualmente respiración cloacal, las cuales ingresan oxigeno al torrente circulatorio a través de la cloaca la cual se encuentra ricamente irrigada ( recuerdan este termino que ha sido explicado en clase ?).

Las serpientes al igual que las cecilias debido a su forma alargada, poseen un pulmón grande y otro muy poco desarrollado.

AVES

A causa de la alta tasa metabólica requerida para el vuelo, las aves tienen una alta demanda de oxígeno. Es por ello que las aves tienen el sistema respiratorio más eficiente del reino animal . Las aves ventilan sus pulmones por medio de sacos aéreos, estructuras que sólo tienen las aves (y por lo tanto quizá también los dinosaurios). Estos sacos no juegan un papel en el intercambio de gases, pero almacenan aire y actúan como fuelles, permitiendo a los pulmones mantener un volumen fijo de aire fresco constantemente fluyendo en su interior.

Tres juegos distintos de órganos realizan la respiración. Los sacos aéreos anteriores , los pulmones , y los sacos aéreos posteriores.

Los sacos aéreos posteriores y anteriores, típicamente nueve, se expanden durante la inhalación. El aire entra al ave, recorre la tráquea, la mitad del aire inhalado entra a los sacos aéreos posteriores, la otra mitad pasa por los pulmones y a los sacos aéreos anteriores. Los sacos aéreos se contraen durante la exhalación. El aire de los sacos aéreos anteriores se vacía directamente en la tráquea y es expulsado por la boca o las fosas nasales. Los sacos aéreos posteriores se vacían en los pulmones. El aire que pasa por los pulmones cuando el ave exhala es expulsado por la tráquea. Debido a que el aire fresco fluye a través de los pulmones en una sola dirección, no existe mezcla del aire rico en oxígeno y el aire pobre en oxígeno y rico en dióxido de carbono, como ocurre en los pulmones de mamíferos. 

Los pulmones de las aves no tienen alveolos , como los pulmones de mamíferos, pero en su lugar contienen millones de pequeños pasajes conocidos como parabronquios.  El aire fluye por las paredes con forma de panal de abejas de los parabronquios hacia vesículas llamadas atrios, las cuales se proyectan radialmente desde los parabronquios. Estos atrios dan lugar a capilares aéreos, donde el oxígeno y el dióxido de carbono migran por difusión desde y hacia la sangre que fluye a través de los capilares sanguíneos. Las aves también carecen de diafragma.  

La siringe es el órgano vocal productor de sonido en las aves, localizado en la base de la tráquea. Como en la laringe de los mamíferos, el sonido es producido por la vibración del aire que fluye a través del órgano. La siringe permite a algunas especies de aves producir vocalizaciones extremadamente complejas, incluso imitar el habla humana. En algunas aves cantoras, la siringe puede producir más de un sonido al mismo tiempo.

¿que otras funciones cumplen los sacos aéreos de la aves?. Quien quiere opinar al respecto.

RESPIRACIÓN EN MAMIFEROS

Los mamíferos son un grupo muy heterogéneo de animales. La única característica que comparten los mamíferos además de poseer glándulas mamarias es la de respirar a través de pulmones.

Los pulmones se encargan de obtener el oxigeno del aire y trasladarlo al sistema circulatorio el cual será el encargado de entregarlo a las diferentes células corporales al igual que tomar el dióxido de carbono como producto de desecho de la respiración celular y llevarlo a los pulmones para ser expulsado al exterior.

Se produce un flujo bidireccional de aire donde entra y sale la misma cantidad de aire a través del mismo orificio en un proceso denominado ventilación.

Ese proceso de respiración se lleva a cabo con la ayuda de un musculo potente denominado diafragma, el cual separa en los mamíferos la cavidad abdominal de la cavidad torácica.

Sin embargo a pesar de que todos los mamíferos respiran por pulmones, no todos son terrestres es por ello que hay mamíferos voladores y mamíferos acuáticos.

¿De cuales animales estamos hablando.

¿Tiene los murciélagos características  similares a la aves en su sistema respiratorio?

¿Cómo se adaptan los mamíferos acuáticos para permanecer  durante  períodos largos de tiempo dentro del agua.?

¿Qué podría suceder si toman gran cantidad de aire y se sumergen a grandes profundidades?

Animo chicos sigo esperando sus aportes al blog. Con estas  preguntas les oriento su participación.

ANATOMIA DE LOS PULMONES

Veremos a continuación detalles anatómicos generales de los pulmones. Son generales a todos los mamíferos y por lo tanto los humanos comparten estas características. Más adelante hablaremos del sistema respiratorio humano.

El aire luego de ingresar por los diferentes orificios (nariz, espiráculo etc), pasa por un conducto  constituido por una serie de anillos cartilaginosos  el cual se denomina traquea. Existe una traquea única en las diferentes especies. La traquea se divide en dos bronquios principales, uno para cada pulmón, dentro de los pulmones los conductos se dividen en bronquiolos los cuales terminan en unos sacos de paredes finas denominadas alveolos  los cuales se llenan de aire durante la inspiración y se vacían durante la espiración produciendo de esta manera un intercambio de aire (ventilación) con la atmósfera.

Existen millones de alveolos en cada pulmón. Cada alveolo está rodeado por vasos sanguíneos, en un extremo venosos y pobres en oxígeno y ricos en dióxido de carbono, por el otro extremos arteriales los cuales abandonan el pulmón y regresan al corazón con sangre rica en oxígeno

Gracias a la propiedad que tienen los gases de disolverse en un medio liquido, dependiendo de la diferencia de presiones entre el líquido y el aire, el oxígeno logra pasar de los alveolos a la sangre, debido a que la presión que ejercen las partículas de oxigeno en el alveolo es mayor a la presión de oxígeno existente en los vasos capilares pulmonares. De igual forma la presión de  las moléculas de dióxido de carbono  en los capilares pulmonares es mayor que la de los alveolos, produciendo  difusión de estas partículas de los capilares pulmonares  a los alveolos y posteriormente de los alveolos a la atmósfera.

ASIGNATURA DE FISIOLOGÍA PARA GRADOS 10º Y 11º

FISIOLOGIA PARA ESTUDIANTES DE GRADO 10º Y 11º DEL LICEO CREATIVO MENDEL

Cordial saludo queridos estudiantes.

Quiero presentar a ustedes una nueva asignatura la cual espero les resulte de gran interés y utilidad para sus proyectos de vida. Va muy de acuerdo con nuestra filosfía institucional y nuestro énfasis en educación ambiental y ciencias naturales.

Tenemos en  Risaralda  un número importante de carreras derivadas de nuestro enfasis las cuales seguramente serán de interes para muchos de ustedes. 

Quiero hace mención de algunas: Ingeniería ambiental, microbiología, medicina, odontología, ciencias del deporte, zootecnia, agronomía, veterinaria, enfermeria profesional, instrumentación quirúrgica, ingeniería física, ingeniería química entre otras.

Igualmente fortaleceremos un área que representa el 20% de las pruebas de estado.

La fisiología es una apasionante área de las ciencias naturales que estudia el funcionamiento de los seres vivos y que integra de una manera dinamica la biología, la física y la química.

Reforzaremos y repasaremos  conceptos físicos y químicos  ya incluidos en su plan de estudios y los aplicaremos de una manera  dinámica al funcionamiento de los seres vivos.

A manera de ejemplo quiero hecer mención  de que para una optima comprensión de la respiración de los seres vivos es necesario entender  muy bien las leyes de los gases ya que la respiración implica el ingreso y la expulsión de gases  en los  seres vivos.

Comprenderán fenómenos como la falta de oxigeno en las alturas, la fisiología del buceo (Si alguno de ustedes en un futuro quiere ser buzo o sencillamente bucear en forma ocasional, estos conceptos le serán indispensables).

De igual manera para compreneder los procesos de circulación de los seres vivos debemos tener unos conceptos claves sobre la mecánica de los fluidos.

Iniciaremos nuestro curso con fisiología respiratoria. 

No tendrán trabajos obligatorios para la casa. Todo lo haremos en clase y con la ayuda de este blog. Estoy muy animado con la nueva asignatura, espero que ustedes lo estén igualmente.

Espero realicen aportes  y comentarios al presente blog, igualmente pueden manifestar sus temas o topicos de interés  los cuales seran tenidos en cuenta  para la selección de futuros temas.

Atentamente:

Ricardo Pineda Salazar MD

Docente area de ciencias naturales y educación ambiental

Liceo Ceativo Mendel

RESPIRACION EN ANFIBIOS, INSECTOS, ANIMALES ACUATICOS

ANFIBIOS

Los anfibios además de la  cutánea,  utilizan  otros tipos de respiración: Tienen branquias cuando son larvas y pulmones cuando son adultos. Debido a que los pulmones de los anfibios no están muy bien desarrollados, se hace indispensable el uso de la piel, la cual debe estar siempre húmeda, hecho que limita los hábitat en los que pueden vivir. La perdida de la sombra ocasionada por la tala de arboles grandes hacen que estas especies sean unas de las más amenazadas en el mundo.

En estado adulto pueden permanecer largo tiempo dentro del agua gracias a que realizan 

respiración cutánea, ingresando a través de su piel oxigeno disuelto en el agua.

RESPIRACIÓN BRANQUIAL

La mayoría de los animales acuáticos tienen un sistema que les permite absorber el oxígeno que hay disuelto en el agua a través de organos llamados branquias o agallas.

Las agallas o branquias están formadas por una serie de láminas superpuestas y recorridas por vasos sanguíneos las cuales se encuentran ubicadas cerca de la cabeza del animal.

Además de los peces, las ostras y ciertos cangrejos entre otros presentan branquias.

Las branquias, están protegidas por unas estructuras óseas, denominadas opérculos que actúan a modo de tapa para permitir la entrada y la salda de agua.   Presentan dos caras: Una externa en contacto con el agua y otra interna en la cual se encuentra una red de vasos sanguíneos capilares delgados.

El agua penetra por la boca o por los orificios nasales y circula entre las branquias, donde la sangre absorbe el oxígeno disuelto en el agua  y lo distribuye a todo el cuerpo. La sangre igualmente deposita en el agua el gas de desecho (CO2). Este proceso es constante por lo que se mantiene el gradiente de concentración y en consecuencia la difusión de los gases.

Este tipo de respiración la  encontramos en peces, larvas acuáticas de anfibios e insectos.

Las branquias pueden ser:

1.   Externas: Expuesta al medio ambiente sin protección. Es propia de moluscos, equinodermos y larvas de anfibios.

2. Internas: Protegidas en la cavidad bronquial, Son propias de moluscos, crustáceos y peces adultos.

3. Dérmicas: Son proyecciones de la piel y propias de las estrellas de mar.

4. Sanguinas: Propias de los peces,  peces y los anfibios

RESPIRACION TRAQUEAL

Las tráqueas son  órganos respiratorios. En ellas  el conjunto de tráqueas forma el sistema traqueal que es una red de tubos vacíos, progresivamente de menor diámetro que penetra en los  tejídos y aporta oxígeno  directamente a las células sin necesidad de la intervención del aparato circulatorio.

En la respiración traqueal el transporte de gases respiratorios es totalmente independiente del aparato circulatorio por lo que, a diferencia de los vertebrados  el fluido circulatorio (hemolinfa) no guarda oxígeno, y se cree que este es uno de los factores que pueden limitar el tamaño máximo de los artrópodos terrestres. Poseen tráqueas los onicóforos, arácnidos, miriápodosy los insectos

Los gases pueden moverse por el aparato respiratorio mediante un sistema pasivo (difusión) o activo (ventilación), como en los saltamontes o las abejas, que bombean activamente el aire a sacos en su abdomen.

PULMONES EN LIBRO

Los   pulmones laminares o filotráqueas, son órganos respiratorios de arañas, escorpiones y otros arácnidos usados para el intercambio de gases atmosféricos y están formados por una serie de cavidades de tejido del sistema respiratorio del animal, organizadas como las páginas de un libro (en inglés se le llama book lung). 

Cada uno de estos órganos se encuentra dentro de una cavidad abdominal ventral y conecta con el exterior a través de una pequeña abertura o ranura llamada opérculo.

Su número varía de un par en la mayoría de las arañas a cuatro pares en los escorpiones. Muchos arácnidos como los ácaros no tienen rastro de estos pulmones y respiran solamente a través de las tráqueas (delgados tubos) o de la superficie de su cuerpo.

El órgano está localizado en el interior del opistosoma o abdomen  y en él se encuentra la hemolinfa (la sangre  de los artrópodos ). Los pliegues maximizan la superficie expuesta al aire y de ese modo facilitan el intercambio de gases con el ambiente.