¿Qué es la respiración?
El término "respiración" se refiere a dos procesos separados, los cuales ocurren en los seres vivos y están relacionados con la generación de energía. Una es la respiración fisiológica, el proceso por el cual un organismo toma oxígeno y excreta dióxido de carbono. El segundo es la respiración celular, una serie de reacciones bioquímicas que permiten que una célula genere energía.
Respiración Fisiológica
Hay cuatro etapas para este proceso en humanos y otros mamíferos, y trazan el progreso del oxígeno desde la inhalación hacia los pulmones hasta la absorción por parte de los órganos internos y otros tejidos. También cubre la exhalación de dióxido de carbono.
Ventilación
La primera etapa es la ventilación, en la cual el aire entra y sale de los alvéolos de los pulmones. Estas son estructuras fibrosas de colágeno que se expanden durante la inhalación, para absorber la cantidad máxima de oxígeno; Al exhalar, se contraen y liberan dióxido de carbono. Los alvéolos están presentes solo en los pulmones de mamíferos; sin embargo, existen estructuras similares en otros animales vertebrados, como reptiles y aves.
Intercambio de gas pulmonar
En esta etapa, el oxígeno de los alvéolos ingresa al sistema circulatorio a través de los capilares pulmonares. Los alvéolos y los capilares pulmonares están separados por una barrera de solo dos células de espesor; Una vez que cruzan esta barrera, las moléculas de oxígeno se unen a la hemoglobina, una proteína especial, en los glóbulos rojos.
Transporte de gas
El transporte de gas comienza en los capilares pulmonares. En este paso, el oxígeno unido a la hemoglobina se mueve a través de los vasos sanguíneos del sistema circulatorio, y finalmente ingresa a los capilares en todo el cuerpo. Los capilares alimentan órganos, glándulas y otros tejidos, que necesitan un suministro constante de oxígeno para funcionar.
Intercambio de gas periférico
La etapa final es el intercambio de gases periférico, en el cual el oxígeno se mueve desde los capilares hacia las células. Esto ocurre de manera similar a la forma en que los gases se difunden entre los alvéolos y los capilares pulmonares en los pulmones. Los gases residuales, como el dióxido de carbono excretado por las células, ingresan a los capilares y se mueven a través del sistema circulatorio hacia los pulmones, donde se liberan durante la exhalación.
Otros sistemas fisiológicos
La respiración no es exclusiva de organismos con pulmones. Por ejemplo, en la mayoría de las especies de peces se produce en branquias, lo que permite a los animales extraer oxígeno del agua. En los anfibios, la mayoría del intercambio de gases ocurre a través de la piel; Los pulmones proporcionan un medio para controlar los niveles de oxígeno del cuerpo, actuando como una fuente secundaria de oxígeno. Las plantas producen oxígeno a través de la fotosíntesis y absorben más a través de la difusión a través de sus hojas. Independientemente del proceso físico, todos estos organismos absorben oxígeno y excretan dióxido de carbono, al igual que los mamíferos.
Respiración celular
El oxígeno que se lleva a los tejidos a través de la respiración fisiológica se usa en todas las células para el proceso bioquímico de la respiración celular. Este proceso, que también se conoce como metabolismo oxidativo, es un conjunto de reacciones químicas, muchas de las cuales involucran oxígeno, que permiten al cuerpo convertir ciertas moléculas en energía utilizable. En las células animales y vegetales, se producen las reacciones que convierten los nutrientes en una molécula rica en energía llamada adenosina trifosfato (ATP).
El oxígeno es necesario para la respiración celular porque muchas reacciones de oxidación-reducción, también llamadas reacciones redox, ocurren durante todo el proceso de respiración. Este gas es un poderoso agente oxidante, lo que significa que, en reacciones químicas, puede proporcionar fácilmente sus electrones disponibles. Esto lo hace muy útil en las reacciones.
Las reacciones que ocurren también se conocen como catabólicas, porque rompen las moléculas de nutrientes grandes en otras más pequeñas. Estas moléculas son azúcares, que se derivan de los carbohidratos; ácidos grasos de grasas en la dieta; y aminoácidos, derivados de proteínas. Los electrones se liberan cuando los nutrientes se descomponen, y los electrones se usan en reacciones que producen ATP. Esta molécula rica en energía se usa en las células para alimentar casi todas las reacciones que ocurren dentro de ellas.
Respiración Celular Anaerobia
En animales y plantas, así como en muchas especies bacterianas, el tipo de respiración celular que ocurre es aeróbico, lo que simplemente significa que usa oxígeno. En algunas especies de bacterias, la respiración es anaeróbica, lo que significa que no usa oxígeno. En cambio, estos organismos usan moléculas como nitrato o azufre como sustituto. Algunos incluso han evolucionado hasta el punto de que solo pueden vivir en entornos sin oxígeno.