LA RESPIRACIÓN

 

Por respiración generalmente se entiende al proceso fisiológico indispensable para la vida de organismos aeróbicos. Gracias a la respiración podemos tener energía y a llevar a cabo nuestra alimentación y nuestra vida diaria.

Según los distintos hábitats, los distintos seres vivos aeróbicos han desarrollado diferentes sistemas de intercambio de gases: cutáneo, traqueal, branquial, pulmonar. Consiste en un intercambio gaseoso osmótico (o por difusión) con su medio ambiente en el que se capta oxígeno, necesario para la respiración celular, y se desecha dióxido de carbono, como subproducto del metabolismo energético y vapor de agua.

Plantas y animales, lo mismo que otros organismos de metabolismo equivalente, se relacionan a nivel macroecológico por la dinámica que existe entre respiración y fotosíntesis. En la respiración se emplean el oxígeno del aire, que a su vez es un producto de la fotosíntesis oxigénica,  y se desecha dióxido de carbono; en la fotosíntesis se utiliza el dióxido de carbono y se produce el oxígeno, necesario luego para la respiración aeróbica.

La reacción química global de la respiración es la siguiente:

C₆ H₁₂ O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + energía (ATP)

Todos los seres humanos vivimos una primera experiencia al nacer. Al momento de ser separados del cordón umbilical, ese vehículo de alimentación durante la gestación, nos enfrentamos a nuestra primera acción como unidad independiente, cual es: respirar. Aquí, adquirimos esa individualidad que somos dentro de un contexto social, en el que vamos a desarrollar nuestras actividades cotidianas.

Al convertirnos en habitantes de la biosfera (esa delicada franja que cubre nuestro planeta, la cual es apta para la vida de los seres humanos), la respiración se convierte en un suministro continuo de oxígeno, constituyéndose, además, en un alimento vital para la vida. El prescindir de este alimento, por unos segundos o minutos, es fatal. Sabemos por información de los medios de comunicación, sobre casos en los que algunas personas han pasado días o semanas sin comer o beber bajo circunstancias traumáticas y, han logrado sobrevivir. Pero la falta de aire es algo totalmente diferente, este hecho es lo que marca la desaparición como estructura viva.

La respiración no es solamente una actividad de los pulmones. Todo el organismo respira a través del pulmón. Quien captura el oxígeno y quien expulsa el anhídrido carbónico es todo el organismo. Sus miles de millones de células consumen oxígeno incansablemente para liberar de los azúcares la energía necesaria e indispensable para realizar sus actividades.

En el proceso de inhalación, llevamos oxígeno a la sangre y expulsamos el aire con el dióxido de carbono indeseado. En la respiración, también, llevamos consigo una gran cantidad de elementos contaminantes y polvo, pero la nariz cuenta con una serie de filamentos que sirven de filtro para retener aquellos de mayor tamaño. De ahí, que se recomienda realizar el proceso de respiración por la nariz. La boca no cuenta con estos filtros y desde luego no está preparada para retener ese tipo de partículas nocivas para nuestra salud.

LA RESPIRACIÓN DE LOS SERES VIVOS: DIVERSIDAD Y ADAPTACIÓN

¿Cómo son las estructuras respiratorias de los animales?

En los seres unicelulares, como las amebas, el intercambio de gases sucede de la forma más simple, a través de la membrana celular, cubierta externa que rodea a las células, mediante un fenómeno conocido como difusión.

La difusión consiste en el paso de sustancias, en este caso de oxígeno y dióxido de carbono, a través de la membrana celular de los organismos.

Algunos organismos marinos simples, como esponjas y medusas, cuyas células están en permanente contacto con el agua, realizan su intercambio gaseoso por difusión.

Las lombrices, otros gusanos y los anfibios respiran a través de la piel que es muy delgada, por lo que se dice que tienen respiración cutánea. En este tipo de respiración el oxígeno entra al organismo a través de las células de la piel y luego pasa al sistema circulatorio, que lo transporta a todo el cuerpo; de la misma manera es llevado a la piel y de ahí sale al exterior. del cuerpo del animal.

En este caso, el aire de la atmósfera entra en las tráqueas por medio de pequeños orificios, llamados espiráculos, ubicados a los costados y que tienen vellosidades que impiden la entrada de polvo. De las tráqueas el oxígeno se difunde a todas las células del cuerpo y por estas sale el dióxido de carbono.

Las arañas y los escorpiones tienen unas cámaras que contienen unas membranas húmedas con forma de páginas de un libro, con las que respiran. Estas estructuras se conocen como pulmones de libro.

El tipo de respiración con las estructuras más complejas es el pulmonar, presente en algunos tipos de peces (conocidos) como los anfibios en estado adulto, los reptiles, las aves y los mamíferos. Los pulmonados son órganos con una gran superficie de intercambio gaseoso, ya que están compuestos de millones de alvéolos.

El sistema respiratorio de anfibios adultos, reptiles y mamíferos es muy parecido al humano. Por el contrario el de las aves es muy complejo; posee unas estructuras llamadas sacos aéreos, que están conectadas a los pulmones, para llevarles de manera continua aire. Estas adaptaciones en las aves han surgido debido a que el vuelo constituye una actividad que consume grandes cantidades de energía, que debe ser repuesta constantemente.

En las hojas y los tallos jóvenes de las plantas hay unas estructuras microscópicas llamadas estomas, formadas por dos células, con forma de frijol, que se abren o cierran para permitir el intercambio gaseoso. El oxígeno que entra en la hoja es transportado hacía la raíz, los tallos, las flores y los frutos.

En los tallos y ramas herbáceos, leñosos y semileñosos hay unas estructuras llamadas lenticelas, con forma de poros, por donde las plantas también realizan el intercambio gaseoso.

IMPORTANCIA DE LA FOTOSISNTESIS 

La fotosíntesis se realiza en los cloroplastos, donde se encuentran los pigmentos capaces de captar y absorber la energía luminosa procedente del sol. Estos pigmentos son: clorofila (verde), xantofila (amarillo) y carotenoides (anaranjados). Se trata de uno de los procesos anabólicos más importantes de la naturaleza, ya que la materia orgánica sintetizada en su transcurso permite la realización del mismo.

En él:

• Se transforma materia inorgánica en orgánica: a partir de la fuente de carbono del dióxido de carbono del aire. Fase oscura.
• Se transforma la energía luminosa en química: que es usada por todos los seres vivos. Los vegetales son el primer y único eslabón productor de la cadena trófica. Fase luminosa.

El oxígeno se libera como producto residual y lo usan la mayor parte de los organismos para la respiración celular.

Existen factores ambientales que condicionan el rendimiento e intensidad de la fotosíntesis. Esto es muy importante desde el punto de vista biológico, puesto que lo que llamamos rendimiento fotosintético es lo mismo que cantidad de materia orgánica producida.
Los principales condicionantes de la fotosíntesis son: la concentración de dióxido de carbono, la concentración de oxígeno, la intensidad luminosa, el tiempo de iluminación o también llamado fotoperiodo, la humedad y la temperatura.

*La actividad fotosintética crece al aumentar la cantidad de CO2, hasta llegar a un límite a partir del cual el rendimiento se estabiliza. Para ello la intensidad luminosa debe ser constante y elevada.

* Cuanto mayor es la cantidad de oxígeno del ambiente, menor es la cantidad de dióxido de carbono fijado en forma de moléculas orgánicas. La presencia de oxígeno disminuye la cantidad de una enzima imprescindible para fijar el CO2.