Respiració Animal: Mecanismes, Difusió i Òrgans Respiratoris
La Respiració en els Organismes Animals
La respiració en els organismes animals es comprèn en tres fases:
- Intercanvi gasós amb el medi: Es realitza per l'òrgan respiratori (pulmó, brànquia, etc.) amb el medi on es troba (atmosfera, aigua). És un procés mecànic que s'anomena ventilació.
- Intercanvi gasós amb la sang: Es produeix mitjançant difusió entre l'òrgan respiratori i la sang.
- Respiració cel·lular: Procés bioquímic que té lloc en les cèl·lules, les quals reben de la sang l'oxigen necessari i aboquen CO₂.
Factors que Influeixen en la Velocitat de Difusió
La velocitat de difusió serà més gran com més gran sigui la superfície d'intercanvi i la diferència de concentració del gas a un i altre costat de la membrana.
La velocitat de difusió també serà més gran com menor sigui el gruix de la membrana.
La diferència de concentració es manté alta gràcies a:
- La ventilació: Renova contínuament la concentració d'O₂ i CO₂. Per això, quan realitzem un esforç, augmenta la freqüència respiratòria.
- La circulació: Retira contínuament l'O₂ en el moment que la sang l'absorbeix de l'òrgan respiratori i concentra el CO₂ recollit de les cèl·lules (la qual cosa afavoreix la seva difusió cap a l'òrgan respiratori, on la concentració d'aquest és més baixa).
Brànquies: L'Òrgan Respiratori Aquàtic
Les brànquies són l'òrgan més estès en animals aquàtics. Són mecanismes altament eficaços en l'intercanvi de gasos i poden ser de dos tipus:
- Externes: Són poc freqüents en el món animal. En ser estructures vistoses i molt delicades, resulten atractives per als depredadors (per això la seva presència s'ha vist molt reduïda).
- Internes: Són l'òrgan respiratori de molts artròpodes i mol·luscos aquàtics i dels peixos.
Estructura i Funcionament de les Brànquies
Les brànquies estan sostingudes pels arcs branquials, quatre a cada costat, situats entre la cavitat bucal i els opercles. Estan dividides en centenars de filaments branquials, cadascun dels quals se subdivideix en nombroses lamel·les de parets fines.
La gran superfície branquial, juntament amb la primesa de les parets de les lamel·les, a través de les quals es verifica l'intercanvi gasós, converteix les brànquies en òrgans respiratoris extremadament eficaços.
L'aigua banya les brànquies fluint de manera unidireccional, entrant per la boca i sortint per les obertures laterals. Aquest corrent subministra oxigen i retira CO₂ de forma contínua de les brànquies. La sang també flueix unidireccionalment en les brànquies, però ho fa en sentit contrari a la circulació de l'aigua (mecanisme de contracorrent).
Les Tràquees: Sistema Respiratori d'Artròpodes
Les tràquees són un tipus de sistema respiratori propi dels insectes i alguns aràcnids, format per un conjunt de tubs. El tub principal és de secció circular i s'obre a l'exterior per mitjà d'un orifici anomenat espiracle.
El tub principal es va ramificant en traquèoles cada vegada més fines i, finalment, en capil·lars aeris. Aquesta profusa ramificació fa que la distància de les cèl·lules als capil·lars sigui molt petita, la qual cosa afavoreix l'intercanvi gasós. Per tant, han de ser animals de mida reduïda a causa del diàmetre dels capil·lars aeris.
Pulmons: Intercanvi Gasós amb l'Atmosfera
Els pulmons són cavitats molt vascularitzades que realitzen dues funcions principals:
- L'intercanvi gasós amb l'atmosfera: la captació d'O₂ i l'expulsió de CO₂.
- L'intercanvi gasós amb la sang.
Tipus de Pulmons
Hi ha dos tipus principals de pulmons:
- Pulmons de difusió: Es donen en els gasteròpodes terrestres, en els escorpins i en les aranyes, en què l'intercanvi gasós amb l'atmosfera es realitza de forma passiva, per difusió.
- Pulmons de ventilació: Propis de peixos pulmonats, amfibis, rèptils, aus i mamífers. Aquest procés té dos actes: la inspiració (presa d'aire) i l'espiració (expulsió de l'aire).
Respiració en Amfibis (Granotes)
Els pulmons de les granotes són dos sacs de parets molt primes i elàstiques, amb intensa vascularització i amb plecs interns poc desenvolupats que augmenten la superfície interna. Respiren amb la boca tancada: inspiren aire a través dels orificis nasals i el guarden en la cavitat bucofaríngia, que amplien abaixant la base de la boca.
Respiració en Rèptils
Els rèptils posseeixen dos pulmons amb abundant irrigació de capil·lars. Són dos sacs amb un tapiat intern més desenvolupat que en els amfibis. Desemboquen en sengles bronquis, els quals ho fan al seu torn en una tràquea reforçada per cartílag.
Respiració en Aus
L'aire penetra en els pulmons des de les obertures nasals, passant per la tràquea i els dos bronquis. Aquests se subdivideixen en unes estructures molt fines anomenades parabronquis, que es localitzen a l'interior de la massa pulmonar, on es verifica l'intercanvi gasós amb la sang.
Els sacs aeris forcen l'aire a circular pels parabronquis. Aquests sacs estan connectats amb espais aeris existents a l'interior d'alguns ossos, la qual cosa augmenta la capacitat d'emmagatzematge d'aire.