Nutrición animal I

TEMA 14: “ LA NUTRICIÓN ANIMAL : INCORPORACIÓN DE
NUTRIENTES”
LA NUTRICIÓN ANIMAL
La función de nutrición
La función de nutrición animal comprende los procesos de captura, ingestión, intercambio
gaseoso, transporte, metabolismo y excreción.
Las reacciones metabólicas son la base de la vida, ya que de ellas dependen la reproducción, el
desarrollo, el mantenimiento de las estructuras y la capacidad de responder a estímulos. Las
reacciones del metabolismo se pueden dividir en dos grupos : anabólicas y catabólicas.
En el anabolismo se utilizan moléculas sencillas, como los aminoácidos y los monosacáridos para
formar moléculas complejas : por ejemplo, los polisacáridos. Estas y otras moléculas se
utilizan en la reparación y en la formación de nuevas estructuras.
Las reacciones del anabolismo necesitan energía. Esta energía es proporcionada por las
reacciones del catabolismo. El principal proceso catabólico es la respiración celular aerobia
que utiliza O2 y moléculas, como glucosa para obtener ATP y además se generan productos de
desecho, como CO2, H2O y NH3.
El metabolismo precisa de un aporte continuo de nutrientes gaseosos y no gaseosos a las
células y de la eliminación de productos de desechos metabólicos.
Los animales con mucha actividad metabólica precisan de gran aporte de nutrientes y una
eficaz eliminación de los productos de desecho metabólicos. Todo esto se llevará a cabo,
mediante un aparato digestivo que transforma los nutrientes complejos en más sencillos para
que puedan ser absorbidos; un aparato respiratorio para hacer el intercambio gaseoso; un
aparato circulatorio que transporte el 02 a todas las células del organismo, así como el CO2 y
otros desechos originados en el metabolismo; y un aparato excretor para eliminar las
sustancias de desecho del metabolismo.
Procesos :
1. Captura e ingestión →La ingestión consiste en la introducción de los alimentos en el cuerpo
del animal. Normalmente la entrada del alimento se realiza por la boca.
2. Digestión →Consiste en la transformación , con ayuda de enzimas hidrolíticos, de las
moléculas complejas alimenticias ingeridas en moléculas más sencillas para que puedan ser
absorbidas por las células del organismo. Existen tres tipos de digestión :
a) Digestión intracelular : es propia de los animales sencillos, como los poríferos o esponjas, en
los que la digestión se realiza en el interior de las células llamadas coanocitos, que son células
flageladas que tapizan la cavidad interna de la esponja. El movimiento de los flagelos provoca
un flujo de agua que penetra por los poros y facilita que las partículas alimenticias
arrastradas por la corriente de agua sean fagocitadas por los coanocitos. Una vez formada la
vacuola alimenticia, los lisosomas vierten en ella sus enzimas digestivos para que se realice la
digestión, formandose la vacuola digestiva. La digestión intracelular tiene limitaciones , ya que
sólo pueden capturarse partículas pequeñas y cada cual debe producir sus propios enzimas.
b) Digestión extracelular : se realiza fuera de las células , en el interior del tubo digestivo. Es
propia de todos los vertebrados y de la mayoría de invertebrados. En ellos el tubo digestivo
está dividido en varias partes para poder realizar la digestión de manera gradual y coordinada.
c) Digestión mixta : es un tipo de digestión que se desarrolla en dos etapas, una extracelular y
otra intracelular. Es propia de animales sencillos, como los celentéreos que introducen a sus
presas en el interior de una cavidad gastrovascular.
La digestión parcial en la cavidad gastrovascular está realizada por enzimas hidrolíticos. Las
partículas semidigeridas son englobadas por amebocitos de la pared de la cavidad , y la
digestión se completa en las vacuolas de estas células. Las sustancias de desecho son
expulsadas por la boca.
3. Absorción →Las moléculas obtenidas durante la digestión se incorporan al organismo y para
ello atraviesan las paredes del tubo digestivo y pasan los líquidos circulantes del animal para
ser distribuidos por todo el cuerpo. Este paso se realiza molécula a molécula por medio de
difusión y transporte activo.
4. Transporte →Mediante el transporte llegan a las células las moléculas nutrientes necesarias
para el metabolismo celular, como el oxígeno, y además se retiran de ellas las sustancias de
desecho que se producen en el metabolismo.
5. Intercambio gaseoso →Se realiza entre el medio interno y el externo. Durante dicho
intercambio se requiere un aporte externo continuo de oxígeno a las células para llevar a cabo
los procesos metabólicos y se elimina el dióxido de carbono que se genera. La principal forma
que tienen los animales de obtener energía es la respiración celular aerobia, que consiste en la
oxidación de los nutrientes hasta dar dióxido de carbono y agua.
6. Excreción →Durante la respiración celular se forma dióxido de carbono y otros productos
de desecho que deben ser eliminados fuera del cuerpo animal. Esta función es realizada por el
aparato excretor, generalmente en colaboración con el aparato circulatorio.
Los nutrientes
Los alimentos son productos orgánicos de origen animal, vegetal o industrial que proporcionan
al animal los nutrientes que necesita para su funcionamiento.
- Los glúcidos proporcionan monosacáridos. Se emplean como fuente de energía rápida.
Almacena la glucosa en forma de glucógeno en el hígado y músculos.
- Los lípidos proporcionan ácidos grasos, utilizados como reserva energética concentrada. Los
fosfolípidos sirven para formar las membranas celulares.
- Las proteínas forman aminoácidos. Sirven para sintetizar hormonas, neurotransmisores, y
para formar nuevas proteínas.
- Las vitaminas y sales minerales no necesitan proceso digestivo alguno. Ambas sustancias
son imprescindibles para regular el metabolismo y muchos enzimas no podrían funcionar sin su
colaboración. Algunas vitaminas como D y C son antioxidantes.
- El agua tampoco necesita un proceso digestivo. El ser humano necesita tomar dos litros de
agua al día.
La alimentación equilibrada en el ser humano
La dieta alimenticia varia dependiendo de las personas y sus necesidades. La alimentación
equilibrada es aquella que satisface las necesidades energéticas del organismo y aporta
moléculas necesarias para su buen funcionamiento. Estas necesidades dependen de la edad,
sexo, etc …
Cuando se disminuye la cantidad de comida por debajo de las necesidades calóricas del cuerpo,
la actividad metabólica disminuye. La disminución de la actividad metabólica es un mecanismo
homeostático que responde al descenso de la incorporación de calorías para mantener el peso
del cuerpo constante, incluso en situaciones de escasa ingestión de alimentos.
Las necesidades energéticas del cuerpo se consiguen con una combinación adecuada en el
consumo de glúcidos, proteínas y grasas. Los glúcidos y las proteínas proporcionan el mismo
número de calorías por gramo y las grasas aportan el doble.
La energía suele expresarse en kilocalorías. Cada kilocaloría contiene mil calorías.
La caloría es la cantidad de calor necesario para elevar un grado centígrado la temperatura de
un gramo de agua.
Además de calorías, las células del cuerpo humano necesitan para formar las proteínas
específicas unos 20 tipos distintos de aa, de los cuales 8, llamados aa esenciales, no los puede
sintetizar y debe adquirirlos por medio de los alimentos, como vegetales y carne de animales
herbívoros.
Uno de los errores nutricionales más graves es el de no desayunar correctamente. El desayuno
debe aportar el 25% de las calorías necesarias para el resto del día y todos los nutrientes en
una adecuada proporción. Está comprobado que el efecto de un buen desayuno favorece a la
memoria, la concentración y el buen humor.
Se considera que una dieta es equilibrada en nutrientes si contiene proteínas ( entre 10 y 15
%) , lípidos ( 30%) y glúcidos ( hasta completar el 100% )
Si un ser humano no ingiere la cantidad de alimento que su cuerpo necesita sufre desnutrición
y cuando ingiere más alimentos del que necesita está sobrenutrido, lo que conlleva a un
aumento de masa corporal.
- Clasificación de los alimentos: según su valor nutritivo y función la OMS clasifica los
alimentos en 7 grupos, pero destacan 3.
a) Alimentos energéticos : Son ricos en glúcidos y lípidos. Constituyen la principal fuente de
energía. Cereales, grasas ...
b) Alimentos plásticos : Son ricos en aa esenciales, que elaboran las proteínas necesarias para
el crecimiento y la renovación de los tejidos. Carne, pescado, huevos …
c) Alimentos reguladores : Son ricos en vitaminas y sales minerales. Tienen importantes
niveles de fibra. Fruta y verduras.
Modelos de aparatos digestivos : completo e incompleto
Todos los aparatos digestivos realizan tres procesos : ingestión del alimento, la absorción y la
egestión o defecación, que consiste en la expulsión de las sustancias no digeridas.
Los animales más evolucionados poseen un tubo digestivo con dos aberturas anatómicas y
fisiológicamente distintas, boca y ano, es decir ; tienen un aparato digestivo completo.
- El aparato digestivo incompleto se caracteriza por tener una sola abertura, la boca por la
cual son ingeridos los alimentos y son eliminados los desechos. Este tipo de aparato digestivo
lo poseen los celentéreos y platelmintos. Este aparato es poco eficiente porque mientras se
procesa un alimento, no se puede digerir otro ingerido. Por esto es inadecuado para animales
que necesitan ingerir continuamente alimentos.
- El aparato digestivo completo es más eficiente que el aparato digestivo incompleto porque
básicamente es un tubo que recorre el cuerpo, con una boca en un extremo, por donde se
produce la ingestión del alimento, y un ano en el otro lado por donde se realiza la egestión de
los desechos. Esto permite ingerir el alimento a la vez que se está absorbiendo y digiriendo.
Está formado por regiones especializadas para procesar el alimento : parte anterior, parte
media y parte final.
Las ondas peristálticas, originadas por la contracción muscular, recorren todo el tubo y
facilitan el avance del alimento y su mezcla con los enzimas.
- El aparato digestivo de algunos invertebrados
a) Animales con aparato digestivo incompleto
· Los platelmintos tienen digestión mixta. Estos gusanos planos excepto las tenias, poseen un
solo orificio y un tubo digestivo incompleto que se extiende por todo el cuerpo. Este tubo
consta de boca, faringe e intestino más o menos ramificado, pero sin abertura anal, por lo que
los excrementos se acumulan en la luz intestinal y se eliminan por la boca mediante lavada
intestinal.
b) Animales con aparato digestivo completo
· En los anélidos se toma como modelo el aparato digestivo de la lombriz de tierra. Al penetrar
la tierra, la lombriz ingiere continuamente material, que es expulsado por el ano. El alimento
ingerido por la boca pasa a la faringe, un órgano musculoso encargado de succionar el alimento
y enviarlo al esófago , el cual conduce el alimento hacia el buche, donde se almacena
temporalmente. Poco a poco el alimento va pasando del buche a la molleja, donde las
contracciones musculares y los granos de arena trituran el alimento y lo transforman en
alimentos pequeños. Finalmente, el alimento pasa al intestino donde las enzimas digestivas
realizan la digestión química , transformando los nutrientes complejos en simples para que las
células puedan absorberlos. El material no ingerido sale al exterior a través del ano.
· Los nematodos son similares a los anélidos.
· En los equinodermos la boca está situada en la parte inferior, le sigue un corto esófago, un
gran estómago, un pequeño intestino y el ano, que se abre en la parte superior. En los erizos, la
boca posee cinco piezas masticadoras que constituyen la linterna de Aristóteles y el estómago
da varias vueltas por el interior del animal. En las estrellas, el estómago se ramifica en cinco
cascos intestinales que recorren internamente cada uno de los brazos.
· En los moluscos el aparato digestivo es un tubo, en ocasiones con forma de espiral. Consta de
boca, esófago, estómago, intestino y ano. En la boca se encuentra la rádula, órgano raspador
con función masticadora. En el estómago desemboca una glándula, el hepatopáncreas, que
segrega jugos para facilitar la digestión.
· En los artrópodos la boca está adaptada al tipo de alimentación y posee apéndices, como
mandíbulas y maxilas, para la captura y masticación, y palpos, para el gusto. Tienen su máximo
representante en los insectos, cuyo aparato digestivo empieza en la boca con glándulas
salivares y apéndices bucales que varían en aspecto y constitución. En el tramo final del
esófago hay una dilatación, llamada buche, donde el alimento ensalivado se acumula
temporalmente para pasar a la molleja, donde es triturado y finalmente introducido en el
intestino.
- El aparato digestivo de algunos vertebrados
El aparato digestivo de los vertebrados está constituido por el tubo digestivo y las glándulas
anejas o accesorias. El tubo digestivo consta de boca, faringe, esófago, estómago, intestino y
ano. Las glándulas anejas vierten jugos digestivos en el interior del tubo, entre ellas cabe
destacar las salivares en los vertebrados terrestres, las gástricas el hígado y el páncreas.
- La boca es la cavidad abierta al exterior donde se alojan los dientes y la lengua.
· Los dientes de peces, anfibios y reptiles son cónicos, afilados , sirven para atrapar a presas y
se renuevan constantemente.
Los mamíferos tienen cuatro tipos de dientes : incisivos, caninos, premolares y molares. La
dentición se adapta al tipo de alimentación.
Las aves y las tortugas no tienen dientes pero si pico.
·La lengua , excepto en los peces, es un órgano móvil y musculoso, con numerosas papilas
gustativas. Su función principal es mezclar los alimentos y facilitar la deglución.
- La faringe es un tubo muscular que participa en la deglución.
- El esófago es un conducto musculoso que conecta la faringe con el estómago y mediante las
contracciones peristálticas impulsa el bolo alimenticio hacia el estómago.
- El estómago es una dilatación del tubo digestivo donde se disgrega el alimento.
- El intestino es un largo tubo dividido en dos partes:
· El intestino medio en los vertebrados se llama intestino delgado y es donde se realiza la
reacción química total de los alimentos y la absorción. Recibe la secreciones de las glándulas
anejas, el hígado y el páncreas.
· El intestino terminal en los vertebrados se llama intestino grueso.
- El ano es el orificio localizado en el extremo posterior del intestino a través del cual se
eliminan los desechos digestivos.
→La fórmula dentaria : es un conjunto de números
fraccionarios que indican la cantidad de dientes de cada tipo
que hay en la mitad de
cada mandíbula
2123/2123 en este
orden: incisivos, caninos,
premolares y molares. Un
humano adulto tiene 32
piezas.
El aparato digestivo del ser humano
El proceso de la digestión se inicia en la boca y continúa
en la faringe, el esófago, el estómago, el intestino
delgado, el intestino grueso y el ano. También forman
parte del aparato digestivo otros órganos accesorios,
como las glándulas salivares, el páncreas, el hígado y la vesícula biliar, que proporcionan
enzimas y otras sustancias necesarias para la digestión.
En la boca los alimentos sufren los primeros procesos para su digestión mecánica: la
masticación y la insalivación.
La masticación es realizada por los dientes, que cortan, desgarran y trituran los alimentos
sólidos ayudados por los movimientos de la lengua y las mandíbulas.
Los incisivos muerden y cortan, los caninos muerden y desgarran, los premolares trituran y los
molares trituran y muelen.
La lengua es un órgano musculoso que se utiliza para remover el alimento y facilitar la
masticación. Posee papilas gustativas con receptores sensitivos para el sentido del gusto.
Durante la insalivación, mientras el alimento es desintegrado mecánicamente por los dientes
también está siendo humedecido por la saliva. La saliva es una secreción acuosa, ligeramente
alcalina, producida por las glándulas salivares.
La saliva contiene una proteína, la mucina, que le proporciona su aspecto viscoso, sales
minerales y varias enzimas, como la amilasa salival, que inicia la degradación del almidón y el
glucógeno al provocar su hidrólisis en maltosa. Una vez triturado e insalivado se convierte en
una masa redondeada llamada bolo alimenticio. El bolo alimenticio, empujado por la lengua,
avanza hacia el esófago a través de la faringe en un acto llamado deglución.
A medida que el bolo alimenticio va cayendo hacia la faringe, otro acto reflejo eleva la tráquea
y queda cerrada su parte superior por la epiglotis. Una vez que el bolo alimenticio llega al
esófago, se producen movimientos peristálticos, que facilitan el tránsito del bolo alimenticio
por él. En este tramo no hay secreción de enzimas, pero sí de mucus, que lubrica el bolo
alimenticio, facilita su transporte y evita la erosión de las paredes del esófago.
Cuando el bolo alimenticio llega al estómago, se abre de manera refleja un esfínter, llamado
cardias, que permite su entrada en el mismo y que a continuación se cierra para impedir la
regurgitación. El estómago es un saco muscular en el que se almacena temporalmente el
alimento. Las células glandulares de su pared segregan el jugo gástrico, que contiene
principalmente ácido clorhídrico, pepsinógeno y mucina.
- El HCl hace que el pH del estómago se mantenga en torno a dos. Mata a la mayoría de las
bacterias e inicia la transformación del pepsinógeno en su forma activa, la pepsina.
- La pepsina es una enzima que hidroliza las proteínas en péptidos cortos.
- La mucina es una sustancia que al formar una película protectora sobre las paredes del
estómago, evita que el ácido clorhídrico y la pepsina las dañen. La secreción gástrica es
intermitente y está bajo control nervioso y hormonal.
El estómago produce también ondas peristálticas suaves. La agitación es más vigorosa en el
extremo intestinal, donde se abre el esfínter pilórico para dejar paso al producto de la
digestión del estómago, el quimo, que va pasando en pequeñas cantidades al duodeno.
En el estómago se produce la absorción de pequeñas moléculas, como las sales minerales, el
agua y el alcohol.
El intestino delgado es un
tubo estrecho de unos ocho m
de longitud. Los primeros 25
cm, forman el duodeno, la
larga parte central es el
yeyuno y el resto, el íleon.
El revestimiento del intestino
delgado tiene aspecto
aterciopelado debido a la presencia de las llamadas vellosidades intestinales, que incrementan
la superficie de absorción del agua y los nutrientes. Están recorridas por una red de capilares
sanguíneos y un vaso linfático capilar en el centro, el vaso quilífero.
En el duodeno tiene lugar la mayor parte de la digestión química de los alimentos. En él
desembocan los conductos que transportan el jugo pancreático y la bilis desde el páncreas y el
hígado. A medida que el quimo se desplaza por el intestino delgado impulsado por el
peristaltismo, las contracciones de mezcla y el movimiento de las microvellosidades, los
enzimas entran en contacto con los nutrientes y los digieren.
El hígado está situado debajo del diafragma. Es el órgano más grande del cuerpo y produce la
bilis que se acumula en la vesícula biliar. La bilis es vertida al intestino delgado cuando las
grasas estimulan en la pared intestinal. Es un líquido amarillento compuesto por agua, sales
biliares, colesterol y pigmentos biliares. Las sales biliares tienen como función emulsionar las
grasas.
El páncreas es una glándula alargada situado debajo del estómago que segrega hormonas y
produce jugo pancreático, el cual contiene bicarbonato sódico y las enzimas pancreáticas,
amilasa, lipasa, tripsinógeno y quimiotripsinógeno. El bicarbonato sódico junto con el cloruro,
contribuyen a neutralizar la acidez del quimo y le confieren un carácter alcalino, lo que
favorece la acción de los enzimas pancreáticos.
- La amilasa hidroliza los polisacáridos, como el almidón y el glucógeno.
- La lipasa hidroliza las grasas en glicerina y ácidos grasos
- La tripsina continúa la digestión de las proteínas iniciada en el estómago y las convierten en
péptidos de cadena corta. Estos enzimas se vierten en el intestino en forma inactiva como
tripsinógeno y quimiotripsinógeno para evitar que se digieran las propias células del páncreas;
después pasan a su forma activa por la acción de uno de los enzimas.
El jugo intestinal está producido por las glándulas de la mucosa intestinal, que contienen agua,
mucus y enzimas. Los enzimas segregados por el intestino se localizan en la membrana de las
microvellosidades y son la sacarasa, maltasa, lactasa, peptidasas y lipasa.
La sacarasa, la maltasa y la lactasa hidrolizan la sacarosa, la maltosa y la lactosa. Las
peptidasas convierten los péptidos en aminoácidos y la lipasa hidroliza las grasas.
Una vez que han actuado los enzimas digestivos sobre el quimo, este se transforma en el quilo,
un líquido viscoso de aspecto blanquecino.
→La absorción intestinal
- La absorción consiste en el paso de los alimentos digeridos a través de las paredes del
aparato digestivo a la sangre o la linfa. La mayor parte de los nutrientes digeridos se
absorben en el primer metro del intestino delgado, donde las vellosidades proporcionan una
inmensa superficie de absorción. La sangre que baña las vellosidades recoge los nutrientes del
intestino y los transporta por medio de venas que convergen en una vena porta- hepática hasta
el hígado.
Los ácidos grasos y la glicerina penetran en el interior de las células que forman la mucosa,
donde vuelven a formar grasas. Pasan a los vasos quilíferos , llegan a los vasos linfáticos y
finalmente desembocan en la sangre. El resto de las sustancias digeridas pasan a los capilares
sanguíneos, que se reúnen en otros de mayor calibre para desembocar finalmente en la vena
porta- hepática, que lleva la sangre al hígado.
- La última porción del tubo digestivo es el intestino grueso, que tiene unos 2 m de longitud y
unos 6 cm de diámetro. En él se distinguen 3 partes : el ciego, el colon y el recto.
El ciego es una región corta con forma de saco que acaba en el apéndice vermiforme, cuya
inflamación produce apendicitis. El apéndice posee tejido linfoide y está relacionado con el
sistema inmunitario. El colon asciende verticalmente formando el colon ascendente, pasa
horizontalmente por debajo y por delante del estómago, constituyendo el colon transverso, y
baja por el lado izquierdo formando el colon descendente, que en su último tramo adopta
forma de asa. Se llama recto a los últimos 20 cm del intestino grueso que acaba en el conducto
anal. La abertura al exterior se llama ano.
La mayor parte de los nutrientes presentes en el quimo han sido absorbidos en el intestino
delgado ; el resto, no digerido, pasa por la válvula ileocecal. Al pasar por el intestino grueso, se
absorben de él el agua y sodio. Las bacterias simbióticas de esta porción intestinal aprovechan
los últimos nutrientes que quedan en la comida y producen vitamina K y algunas vitaminas del
complejo B, las cuales pueden ser absorbidas y utilizadas por el organismo.
En el intestino grueso, los alimentos no digeridos como la celulosa y otras fibras vegetales,
junto con mucus, bacterias, y células muertas del propio tubo digestivo, progresan hacia el
conducto anal mediante movimientos peristálticos y antiperistálticos. Estos últimos provocan
un estancamiento de los alimentos en el intestino para permitir la absorción de gran parte del
agua que contienen y provocar que los desechos o heces fecales se espesen. Estas heces son
impulsadas hasta el recto y expulsadas por el ano.
· Absorción en el intestino delgado (92%)
· Absorción en el intestino grueso (7%)
· Heces (1%) H2O
heces = H2O
ingerida + H2O
secretada – H2O
absorbida
LA RESPIRACIÓN DE LOS ANIMALES
Tipos de respiración
- La respiración celular
Es un proceso mediante el cual los nutrientes se oxidan con la presencia del oxígeno, liberando
gradualmente la energía que contienen.
En este proceso se producen más de 20 reacciones químicas y se dan en la mitocondria.
Necesita un flujo constante de O2 hacia el interior de las células y una rápida eliminación del
CO2 y de otras sustancias de desecho producidas.
- La respiración externa
Consiste en el intercambio de gases entre el organismo y el medio ambiente a través de
superficies respiratorias: el oxígeno se difunde hacia el interior y el CO2 hacia el exterior. En
la difusión simple o directa las superficies respiratorias deben ser delgadas y estar siempre
húmedas.
La cara externa de la superficie respiratoria en los animales terrestres está cubierta por una
fina película de agua que disuelve los gases. La cara interna difunde los gases a todas las
células del cuerpo, ya sea por difusión directa o mediante un mecanismo que la acelere, como
es el aparato circulatorio.
→Modalidades de respiración externa en los animales
Algunos animales que viven en ambientes húmedos carecen de aparatos respiratorios y
realizan el intercambio gaseoso a través de la piel, por ej. la lombriz de tierra.
Casi todos los animales han desarrollado aparatos respiratorios para realizar la respiración
externa. Los aparatos respiratorios pueden agruparse en dos grandes categorías, según estén
adaptados a funcionar en el medio acuático o aéreo. Si la respiración es acuática se realiza
mediante branquias y la respiración en el medio aéreo, está formado por pulmones o tráqueas.
1. Respiración cutánea : El intercambio gaseoso se produce a través de toda la superficie
corporal del animal. Este tipo de respiración la presentan animales menores, en los que la
superficie corporal es relativamente grande en relación con el volumen. Como las esponjas,
cnidarios y platelmintos. A medida que aumenta el tamaño del animal, la difusión directa
resulta poco eficaz y se hace necesaria la colaboración del aparato circulatorio. En animales
relativamente grandes, como en anfibios y algunos peces, la respiración cutánea se
complementa con la respiración branquial o pulmonar.
2. Respiración branquial : Las branquias son las estructuras respiratorias más eficaces para la
vida en el agua. Están formadas por expansiones laminares filiformes o arborescentes de la
pared del cuerpo del animal. Si estas expansiones se proyectan fuera del cuerpo, se llaman
branquias externas. Si en cambio se quedan alojadas en el interior de una cavidad comunicada
con el exterior, se llaman branquias internas.
- Las branquias externas son las más antiguas desde el punto de vista evolutivo y están
formadas por expansiones de la superficie corporal. Se presenta en anfibios, insectos...
- Las branquias internas son más complejas. La introducción de las branquias en una cavidad
favoreció la aparición de un mecanismo de ventilación que permitió una mayor protección de
las superficies respiratorias y un mayor aerodinamismo del cuerpo. Se presentan en peces,
cefalópodos …
3. Respiración traqueal : En los insectos y en algunos artrópodos terrestres, el aire es
canalizado directamente dentro de los tejidos a través de unas invaginaciones tubulares del
exoesqueleto recubiertas de quitina denominadas tráqueas.
4. Respiración pulmonar : Los pulmones son cavidades internas muy vascularizadas que están
en comunicación con la atmósfera exterior. Están acompañados de un aparato circulatorio que
distribuye el oxígeno por todas las células y retira de estas el dióxido de carbono. Los
pulmones son típicos de los vertebrados terrestres, aunque pueden aparecer estructuras
semejantes en ciertos invertebrados, como ocurre con los moluscos gasterópodos terrestres
o en algunos arácnidos.
Aparato respiratorio humano
Está formado por una serie de tubos por los cuales el aire realiza su recorrido desde las fosas
nasales (narinas) hasta los alvéolos pulmonares y en sentido contrario.
- Vías respiratorias
El aire penetra por las fosas nasales y pasa a la faringe a través de las coanas que comunican
con la laringe, que está formada por varios cartílagos, uno de los cuales es la epiglotis. En la
laringe se encuentran las cuerdas vocales, que son unas membranas plegadas responsables de
la emisión de sonidos.
La tráquea es un tubo de unos 11 cm de longitud que se encuentra a continuación de la laringe.
Sus paredes poseen unos anillos cartilaginosos abiertos que forman un soporte rígido para
evitar que el conducto se aplaste e impida el paso del aire. La tráquea se divide en dos
bronquios y ellos se dividen en bronquiolos, que son pequeños tubos. Los bronquiolos más
pequeños terminan en los alvéolos, que son cavidades de paredes muy finas.
En los alvéolos se produce el
intercambio gaseoso. El oxígeno se
difunde hacia la sangre desde los
capilares que envuelven cada alvéolo; al
mismo tiempo, el CO2 se difunde desde
los capilares a los alvéolos.
La tráquea, los bronquios y los
bronquiolos están tapizados por un
epitelio que contiene células ciliadas y
células que segregan mucosidades. Esta
mucosidad atrapa las partículas extrañas
que entran con el aire. Los cilios baten
continuamente, empujan las mucosidades
hacia la faringe y arrastran las
partículas, que generalmente son
tragadas. En su recorrido hacia los
alvéolos aéreos el aire sufre tres
cambios importantes: se calienta con la
temperatura corporal, se satura de vapor
de agua y se filtra la mayor parte del
polvo.
- Los pulmones
Son dos órganos de color rosado y de consistencia elástica situados en el tórax. Los pulmones
están recubiertos por una delgada capa de epitelio, la pleura visceral, y una capa similar, la
pleura parietal, que tapiza la superficie interna de las paredes del tórax. La pleura visceral y
la parietal están en contacto y se deslizan una sobre otra a medida que los pulmones se
expanden y se contraen. El espacio que queda entre ambas pleuras se denomina cavidad pleural
y contiene líquido lubricante que impide la fricción.
La ventilación pulmonar
Es el proceso mediante el cual se renueva el aire contenido en los pulmones. Se produce
mediante los movimientos de inspiración y espiración.
1) Durante la inspiración el diafragma se contrae y se aplana; las costillas se desplazan hacia
arriba al contraerse los músculos intercostales y la caja torácica se expande. El aumento de
volumen de la cavidad torácica resultante hace que la presión del aire contenido en los
pulmones quede por debajo de la presión atmosférica y el aire entre a través de los conductos
respiratorios.
2) La espiración se produce cuando los músculos intercostales se relajan, las costillas y el
diafragma vuelve a su posición inicial, disminuye el tamaño de la caja torácica y los pulmones se
desinflan, por lo que se expulsa el aire.
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el
pequeño
espesor de las membranas de los alvéolos y de los capilares y por la gran superficie de
contacto entre la sangre y el aire.
En los alvéolos pulmonares, la concentración de O2 es mayor que en los capilares pulmonares,
de modo que dicho gas pasa por difusión a la sangre. En la sangre, el O2 se une a la
hemoglobina formando oxihemoglobina.
El O2 es transportado a las células, una pequeña parte disuelto en el plasma sanguíneo y la
mayor parte en forma de oxihemoglobina. Al llegar la sangre a los capilares de los tejidos, el
O2 se desprende de la hemoglobina y pasa por difusión a las células.
En las células corporales, el CO2, está más concentrado que en los capilares sanguíneos y pasa
de estas a la sangre por difusión. Una pequeña parte del CO2 se transporta hasta los pulmones
unido a la hemoglobina, pero la mayor parte de él reacciona en la sangre con el agua y se
convierte en bicarbonato. Cuando la sangre llega a los pulmones el bicarbonato se convierte en
CO2 Y H20. Como la concentración de C02 es mayor en los capilares pulmonares que en
Una vez realizado el intercambio gaseoso, la sangre circula por las
venas pulmonares hacia el corazón para pasar a los tejidos, donde tiene
lugar un intercambio gaseoso en sentido contrario: el O2 pasa de la
sangre a los tejidos, mientras que el C02 va de los tejidos a la sangre.
pulmón, el gas se difunde hacia estos.