Lectura 2. Mecanismos respiratorios en los animales
En los seres vivos la captura y el transporte de oxígeno son funciones importantes. La energía para os procesos biofísicos y bioquímicos se obtiene por medio de la oxidación, esta no es tan sólo una reacción donde participa el oxigeno, desde el punto de vista químico, es la ganancia de electrones. Estos electrones son transportados por acarreadores y en el paso de un acarreador a otro se obtiene energía aprovechable por la célula. De cada molécula orgánica se obtienen numerosos electrones que proporcionan 38 moléculas de ATP por molécula de glucosa. El oxígeno participa en la fase final de la respiración capturando los protones y formando el agua.
La respiración es el término usado para designar la oxidacción degradativa de los compuestos orgánicos que tiene lugar en las células a través de largas series de reacciones enzimáticas que dan como resultado una transformación gradual de la energía potencial de la molécula en energía cinética, que puede manifestarse y medirse como trabajo, calor y algunas veces luz.
El término respiración se usa a veces en un sentido más amplio que incluye los mecanismos por medio de los cuales obtiene un organismo el oxígeno del medio externo y lo transporta a sus células para sus reacciones oxidativas, pero en sentido estricto se refiere sólo al metabolismo oxidativo.
El desarrollo de la respiración se considera como uno de los acontecimientos evolutivos más importantes y uno de los que proporcionaron muchas oportunidades para el cambio evolutivo, como ya se mencionó en la lectura "Importancia de la fotosíntesis", una causa directa de la fotosíntesis fue la eliminación del oxigeno producto de ésta a la atmósfera. Los organismos empleaban la respiración anaerobia como la forma de obtener la energía de las moléculas orgánicas, en ella los compuestos orgánicos se descomponen parcialmente y se obtiene sólo una fracción de la energía potencial de la molécula y dióxido de carbono. En la respiración aerobia casi toda la energía potencial (93 %) de la molécula de glucosa se transforma en energía aprovechable por la célula.
Actualmente se sabe que la respiración es parecida en todos aquellos organismos en los que están implicadas enzimas similares y que siguen caminos similares para la oxidación de cualquier molécula alimenticia. El oxigeno y dióxido de carbono entran o salen de todas las células por difusión.
La difusión sólo se realiza si el tejido no tiene más de un milímetro de diámetro y a una distancia de 0.5 mm de la fuente de oxígeno, la difusión entonces se dificulta para los organismos macroscópicos y con muchas capas celulares. En el caso de los organismos unicelulares toda su superficie está en contacto con el oxigeno del ambiente.
En casi todos los seres vivos la superficie del cuerpo proporciona oxígeno al cuerpo pero conforme el tamaño aumenta y la complejidad se incrementa este suplemento de oxígeno no es suficiente para satisfacer los requerimientos de todas y cada una de las células. En la evolución se desarrollaron respuestas de los organismos para satisfacer la demanda de oxígeno. En algunos animales se derivaron estructuras y órganos de la pared corporal que son esencialmente prolongaciones de ella, ya sea como crecimientos externos o internos. Los crecimientos hacia el exterior se denominan con el término general de "branquias" y las interiores con el término de "pulmones".
Es esencial para el funcionamiento eficiente de cualquier superficie respiratoria, que el medio con el que esta en contacto se esté cambiando constantemente para que no se reduzca la cantidad de oxígeno e incremente la de dióxido de carbono, esta renovación se consigue con la presencia de cilios, flagelos o movimientos del cuerpo.
En el caso del mecanismo cutáneo es muy importante que la superficie corporal esté húmeda, situación que favorece la difusión de los gases.
Por definición una branquia es un órgano para la captura de gases y su eliminación debajo del agua. En la práctica es un término que se usa para designar varias estructuras de diferentes tipos a través de las cuales puede pasar el oxígeno del aire, así como del agua, siempre que la superficie de la branquia esté húmeda
Al término de pulmón también le ha sucedido lo mismo que al de branquia, muchas estructuras se nombran como "pulmones". Generalmente el pulmón es cualquier área de la pared del cuerpo vuelta hacia adentro, replegada o que crece hacia el interior, el intercambio puede ser en agua o aire.
El mecanismo traqueal incluye tubos llenos de aire, abiertos al exterior por espiráculos y desarrollados, al menos en parte, como crecimiento hacia el interior de la superficie del cuerpo. Para los insectos, el sistema traqueal es un sistema de transporte, ya que la hemolinfa no toma parte en el transporte de los gases como lo hacen la sangre o linfa de otros animales con otros mecanismos respiratorios.
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