TIPOS DE APARATOS RESPIRATORIOS

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2 TIPOS DE APARATOS RESPIRATORIOS DIFUSIÓN DIRECTA RESPIRACIÓN CUTÁNEA RESPIRACIÓN BRANQUIAL RESPIRACIÓN TRAQUEAL RESPIRACIÓN PULMONAR ESPONJA CELENTÉREOS ANÉLIDOS OLIGOQUETOS GUSANOS PARÁSITOS ANFIBIOS EXTERNAS - ANÉLIDOS POLIQUETOS - EQUINODERMOS - LARVAS ANFIBIOS INTERNAS - MOLUSCOS - CRUSTÁCEOS - PECES INSECTOS ARÁCNIDOS CARACOL TERRESTRE ALGUNAS ARAÑAS ANFIBIOS REPTILES AVES MAMÍFEROS

3 APARATO RESPIRATORIO HUMANO

4 LA LARINGE

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6 INTERCAMBIO GASEOSO

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8 SONIDOS DEL CUERPO El cuerpo rara vez permanece en silencio. La mayor parte de los sonidos ocurren en la intimidad del organismo, sobre todo en su vasta y diversificada red de cañerías. Pero por todos es sabido que a veces se escapan de forma involuntaria en el momento más inesperado, haciéndonos pasar un mal momento. 1. LAS VENTOSIDADES El aire es un gas que suele ser tragado junto con los alimentos. La mayor parte del aire ingerido es posteriormente eructado; sólo una pequeña parte pasa desde el estómago hacia el tracto gastrointestinal y es expulsado por el ano en forma de ventosidades o pedos (compuestos en un 50% por Nitrógeno, 40% por Dióxido de Carbono y 10% por Metano e Hidrógeno). Éstos son también producidos por el metabolismo de los alimentos por parte de las bacterias que viven en el intestino, especialmente después de la ingestión de algunas comidas, como las coles y las judías. Un adulto puede expulsar a través de sus ventosidades hasta 2 litros de gases. Por término medio, las personas ventosean más de 10 veces al día y unas veces al año. A lo largo de la vida dejamos escapar una media de flatulencias. Os expertos calculan que el 99% de las ventosidades son inodoras y del 1% restante, la mitad son irrespirables. 2. EL CASTAÑETEO DE DIENTES El castañeteo de los dientes se produce por un movimiento involuntario de la musculatura mandibular en respuesta al frío, la fiebre o a una situación de estrés y miedo. Se ha calculado que al castañear, los dientes chocan unos contra otros entre 240 y 260 veces por minuto. La acción de rechinar o apretar los dientes se conoce técnicamente como bruxismo. Habitualmente, éste es el resultado de una tensión psicológica, que conlleva una contractura alrededor del maxilar. 3. EL ERUCTO Esperado y apreciado por las mamás durante la primera etapa de crecimiento de sus hijos, el eructo goza de una mala reputación en la mayoría de las culturas, hasta el punto de que constituye un tabú. Desde el punto de vista fisiológico, este acto es necesario para evacuar los gases que han entrado en el estómago durante la comida o un ejercicio intenso. Los árabes eructan educadamente después de haber comido en hogar ajeno, como señal de complacencia. 4. EL RONQUIDO Una encuesta realizada por la Sociedad Española de Neumología y Cirugía Torácica (SEPAR) revela que el 39 5 % de la población española ronca y que los mayores roncadores son los hombres de más de 35 años. La intensidad de los ronquidos oscila entre 35 y 40 decibelios. 5. EL HIPO Por lo general inofensivo, el ataque de hipo aparece cuando un estímulo activa los nervios que controlan el diafragma. El sonido se produce por los espasmos repetidos del diafragma, seguido del cierre rápido y sonoro de la glotis, la apertura entre las cuerdas vocales que controla el flujo de aire que entra en los pulmones, Durante una crisis se generan entre 15 y 60 hipos, de 0 5 segundos cada uno, por minuto. Remedios caseros para silenciarlo son contener la respiración, respirar dentro de una bolsa de papel, tragar rápidamente agua, pan duro o hielo picado, tirar ligeramente de la lengua o frotar los ojos con suavidad. 6. EL ESTORNUDO Para despejar las vías nasales de elementos extraños, la musculatura del aparato respiratorio genera un estornudo, que no es otra cosa que la expulsión violenta de aire comprimido, el cual se expulsa a una velocidad de 170 kilómetros por hora. 7. LA TOS La tos es un movimiento de aire, súbito, ruidoso y violento, que alcanza los 900 kilómetros por hora al pasar por la garganta.

9 RESPIRATORIO EN ANIMALES 1. Indica qué características deben tener las superficies de intercambio de gases. Las superficies de intercambio de gases deben ser: Externas Estar muy vascularizadas Ser suficientemente delgadas Han de mantenerse constantemente húmedas 2. Explica en qué consiste el intercambio de gases por difusión directa y diferéncialo de la respiración cutánea. Qué animales tienen cada uno de estos tipos de respiración? El intercambio de gases por difusión directa consiste en que los gases pasan de un lugar en el que se encuentran a mayor concentración a otro en el que están en menor concentración. Ocurre en los organismos unicelulares o en los pluricelulares más sencillos. La respiración cutánea consiste en un intercambio de gases entre el organismo y el exterior a través de la piel. Poseen respiración cutánea muchos animales pluricelulares pequeños y poco activos, como los platelmintos. 3. Fíjate en el siguiente dibujo: a) Qué tipo de estructura está representada? Se representan tráqueas, unas invaginaciones tubulares de la superficie externa quitinosa del animal y las traqueolas son tráqueas más finas y sin quinina. b) Pon nombre a cada uno de los elementos que la forman. A, célula muscular B, traqueolas C, tráqueas D, entrada de oxígeno a través del espiráculo E, salida de CO 2 a través del espiráculo c) Explica cómo funciona este sistema. Las tráqueas y las traqueolas conducen el aire que entra por los espiráculos del animal, situados por la superficie de su cuerpo, hacia todas las células y allí se produce el intercambio de gases. d) Qué animales son los que lo presentan? La respiración traqueal la presentan los insectos y otros artrópodos terrestres, como el ciempiés, milpiés y algunas arañas. 4. Señala los tipos de branquias que tienen los animales respecto a su localización en el cuerpo. Qué ventajas tienen unas con respecto a las otras? Las branquias pueden ser externas o internas. Las externas se encuentran en contacto directo con los gases del medio, mientras que las internas no, aunque tienen la ventaja de que se encuentran más protegidas de posibles daños que puedan sufrir en su estructura

10 5. En qué consiste el mecanismo de contracorriente de las branquias? Qué ventajas proporciona? Las branquias son estructuras filamentosas, delgadas, insertas en arcos branquiales. Su interior está muy vascularizado y los vasos sanguíneos se encuentran dispuestos de forma que el paso de agua a través de las branquias es opuesto a la circulación sanguínea. El mecanismo de contracorriente permite un intercambio de gases muy eficiente con el agua. 6. Copia y completa el siguiente esquema: Tipos de respiración Esponjas Peces óseos Reptiles Insectos Moluscos Difusión directa Branquial Pulmonar Traqueal Branquial 7. Observa y nombra las partes señaladas en el dibujo: 8. Realiza un dibujo del aparato respiratorio de las aves y explica cómo se produce la ventilación. Por qué se dice que las aves tienen el sistema de mayor eficacia de todos los vertebrados? En las aves, los bronquios no terminan en alvéolos sino que forman unos tubos muy finos o parabronquios, a través de los cuales pasa el aire hacia los sacos aéreos, y se produce el intercambio de gases. Los sacos aéreos se llenan de aire y al contraerse lo expulsan, volviendo a atravesar los parabronquios. El sistema de intercambio de gases en las aves asegura un intercambio gaseoso tanto durante la inspiración como en la espiración, por tanto, se dice que es el sistema de mayor eficacia de todos los vertebrados. 9. Haz un dibujo esquemático para explicar cómo se produce el intercambio de gases en las superficies respiratorias. Hay alguna característica que facilite el intercambio? El intercambio de gases es un proceso físico-químico de difusión simple entre el aire inspirado, que se encuentra en los alvéolos pulmonares, y la sangre que circula por los capilares que rodean los alvéolos.

11 El aire alveolar tiene más cantidad de oxígeno que la sangre de los capilares que proceden de los tejidos. Por tanto, existe un gradiente de presión positivo, y el oxígeno entra al interior del capilar alveolar y después al interior del eritrocito para unirse a la hemoglobina y formar oxihemoglobina. Del mismo modo, pero al contrario, ocurre con el dióxido de carbono. El intercambio de gases es facilitado por la permeabilidad de las membranas. 10. Nombra tres animales que tengan los siguientes órganos respiratorios: a) Branquias internas Peces óseos como la trucha, la dorada o el atún. b) Branquias externas Anélidos poliquetos marinos, crustáceos y larvas de anfibios. c) Tráqueas Insectos y artrópodos terrestres como las arañas y escorpiones. d) Respiración cutánea Anélidos, equinodermos y caballito del diablo. e) Pulmones Aves, mamíferos y reptiles. 11. Explica las ventajas e inconvenientes del medio aéreo y del medio acuático para el intercambio de gases. En animales acuáticos, el agua circula por el interior del organismo y lleva los gases disueltos, facilitando el intercambio entre el agua y las superficies respiratorias. En los animales terrestres, con pulmones, presentan un mecanismo de ventilación con el fin de que el aire que contiene el oxígeno llegue a las superficies respiratorias; así, los mamíferos contraen y relajan la musculatura de la caja torácica y las aves tienen sacos aéreos que funcionan como fuelles. 12. Las branquias son órganos de respiración propios de los animales acuáticos. Cita los tipos de branquias que hay, indicando los animales que las tienen y razona las ventajas e inconvenientes de cada uno de los tipos. Las branquias pueden ser externas (Anélidos poliquetos marinos) o internas (moluscos, crustáceos y peces). Las externas se encuentran en contacto directo con los gases del medio (pudiendo sufrir lesiones con facilidad), mientras que las internas no, aunque tienen la ventaja de que se encuentran más protegidas de posibles daños que puedan sufrir en su estructura 13. Explica la necesidad, por parte de los animales, de obtener oxígeno y también la procedencia del dióxido de carbono que expiramos. Todos los seres vivos aerobios necesitan oxígeno para llevar a cabo la respiración celular en el interior de sus células y así obtener necesaria para todas sus funciones vitales. El dióxido de carbono que espiramos es un producto que procede de las reacciones de oxidación de la respiración celular. 14. Cómo se llama también la respiración externa? Señala la relación existente entre la respiración externa y la respiración celular. La respiración externa es el intercambio de gases entre el organismo y el medio ambiente (en vertebrados se denomina ventilación pulmonar). Durante la inspiración, incorporamos fundamentalmente oxígeno que las células utilizarán en la respiración celular. Mientras que en la espiración expulsamos dióxido de carbono, que es un producto de las reacciones de oxidación de la respiración celular.

12 15. Cuando realizamos algún deporte, la ventilación pulmonar aumenta con respecto a la de reposo. Qué explicación puedes dar a este hecho? Durante una actividad física, las células musculares se contraen con mayor frecuencia y con mayor intensidad, por lo que requieren un mayor consumo de oxígeno y, por consiguiente, una mayor producción de dióxido de carbono. Por lo tanto, la ventilación pulmonar debe aumentar para que así, las células musculares reciban la cantidad de oxígeno que necesitan y puedan eliminar el dióxido de carbono que producen. 16. Copia los siguientes esquemas e indica el sentido del movimiento de las moléculas de oxígeno y dióxido de carbono. Mediante qué proceso pasan las moléculas de un lado a otro? Las moléculas de oxígeno y de dióxido de carbono pasan de un medio a otro por difusión simple, es decir, del medio en el que se encuentran en mayor concentración al medio en donde están en menor concentración. 17. Qué características físico-químicas facilitan la difusión de gases en el medio terrestre en relación al medio acuático? Qué desventaja tienen por su parte los animales terrestres con respecto a los acuáticos para el intercambio de gases? En el medio terrestre, el intercambio de gases se produce por difusión, desde los lugares donde se encuentran en mayor concentración hacia aquellos en los que la concentración es menor. En el medio terrestre, las superficies de intercambio deben permanecer húmedas, ser finas y muy vascularizadas para permitir la difusión del oxígeno y el dióxido de carbono. En el medio acuático, el agua transporta los gases disueltos. 18. Nombra algunos animales que realicen respiración cutánea. Por qué para la mayoría de los grupos de animales la respiración cutánea es insuficiente? Poseen respiración cutánea los platelmintos, algunos peces y algunos anfibios adultos. No obstante, la existencia de respiración cutánea como único modo de respiración es solo viable en aquellos organismos de pequeño tamaño y poco activos, en los que la relación entre la superficie del cuerpo y la masa corporal del animal es alta. 19. Explica cómo se produce la respiración por tráqueas. Qué diferencia a los animales con respiración traqueal, de los animales que tienen otros tipos de respiración? La respiración traqueal está constituida por tubos o tráqueas que se abren al exterior por unos orificios llamados espiráculos, que se ramifican por todo el cuerpo. Esta ventilación es facilitada por movimientos musculares del abdomen y por un mecanismo de cierre de los espiráculos que evita la desecación. En estos animales no se hace necesario ningún otro sistema de transporte de gases, ya que las traqueidas llegan a todas las células del cuerpo y el intercambio de gases es directo.

13 20. Crees que existe relación entre el tipo de aparato respiratorio de un animal y la actividad desarrollada por él? Razona tu contestación. Sí. El aparato respiratorio debe ser más eficaz en cuanto a sus funciones según la actividad que el animal desarrolla y el medio en el que viva. En general, los animales más activos poseen aparatos respiratorios más evolucionados, puesto que el intercambio de gases con el medio debe realizarse de forma rápida. 21. La hemoglobina en la especie humana presenta una afinidad por el monóxido de carbono unas 200 veces mayor que la afinidad por el oxígeno. Por tanto, aunque el monóxido de carbono se encuentra en la atmósfera en cantidades muy bajas, se mezcla con la hemoglobina formando carboxihemoglobina. Un aire con el 0,2% de monóxido de carbono puede ser mortal para una persona. El monóxido de carbono es uno de los gases contaminantes en las grandes ciudades, generalmente asociado a la utilización de combustible fósiles. a) Explica cómo puede afectar a la respiración el aumento de este gas en la atmósfera. El aumento de monóxido de carbono en la atmósfera podría afectar a la incorporación por parte de los animales de este gas durante la inspiración, lo cual resultaría letal para sus células. El monóxido de carbono puede causar la muerte cuando se respira en niveles elevados. Incluso si se respira, aunque sea en moderadas cantidades, el monóxido de carbono puede causar la muerte por envenenamiento en pocos minutos. b) Investiga o busca casos en los que se hayan producido este tipo de envenenamientos por mala combustión de los gases. El dióxido de carbono se produce cuando se queman materiales combustibles como gas, gasolina, queroseno, carbón, petróleo, tabaco o madera, en ambientes de poco oxígeno. Las chimeneas, las calderas, los calentadores de agua y los aparatos domésticos que queman combustibles pueden producirlo si no funcionan bien. De hecho, cada año un gran número de personas pierden la vida accidentalmente debido al nevenenamiento con este gas. 22. Señala qué problemas tendría un animal terrestre que tuviera branquias en lugar de pulmones. Los mamíferos acuáticos, como los delfines, focas y ballenas, entre otros, tienen pulmones. Busca información para explicar cómo pueden permanecer buceando durante largos periodos de tiempo. En el medio terrestre, las branquias resultarían un mecanismo muy poco eficaz como aparato respiratorio ya que no se puede incorporar el agua del medio para que circule por su interior. La eficacia de la estructura alveolar de los mamíferos permite a los mamíferos acuáticos permanecer mucho tiempo sin coger aire, ya que la superficie alveolar en los mamíferos es superior a la de otros animales. Además, tienen un diafragma que se sitúa oblicuamente respecto a la columna vertebral y que permite aumentar un poco su capacidad pulmonar. Cuando van a realizar una inmersión, expulsan grandes cantidades de aire como adaptación destinada a evitar la embolia gaseosa que se produce cuando un animal desciende a grandes profundidades bajo el agua. Los mamíferos acuáticos pueden permanecer mucho más tiempo bajo el agua cogiendo la misma cantidad de aire que el resto de mamíferos.