Primera parte del tema 11. Aparato respiratorio. Nivel de 1º de Bachillerato

1. La utilización del
alimento
El aparato
respiratorio
Tema 11

2. LA OBTENCIÓN DE ENERGÍA A PARTIR DE LOS ALIMENTOS
Para que los nutrientes liberen la
energía que contienen es necesario
que se degraden.
Esta degradación se producen en el
catabolismo celular, con
oxígeno, producción de energía y
sustancias de desecho:
agua, dióxido de carbono y residuos
nitrogenados.
La energía obtenida en estos
procesos puede disiparse en forma
de calor o almacenarse en forma de
ATP (moneda de intercambio
energético) hasta que el organismo
la necesite

4. Degradación de
materia orgánica
Se puede
realizar de dos
formas:
Procesos anaerobios Procesos aerobios
(sin oxígeno) (con oxígeno)
Fermentación Respiración celular
Libera poca energía (2 ATP por Libera mucha energía (36 ATP
cada molécula de glucosa) por cada molécula de glucosa)

5. UTILIZACIÓN DE LA ENERGÍA EN LOS SERES VIVOS
En animales: En vegetales
Incorporan sustancias
Realizar trabajos
nutritivas a partir de las del
mecánicos
suelo: sales minerales
Transmitir el impulso
Apertura y cierre de estomas
nervioso
Transportar sustancias en
Transporte de nutrientes
el interior
Regular la temperatura
corporal (Homeotermos)

6. RENDIMIENTO ENERGÉTICO DE LOS ALIMENTOS
No todos los alimentos producen la misma cantidad de energía debido a su diferente
composición.

7. RENDIMIENTO ENERGÉTICO DE LOS ALIMENTOS
La FAO recomienda una cantidad mínima de
energía (en calorías) que debe tener toda
persona para cumplir con sus necesidades
energéticas.
Este aporte energético debe proceder de
una dieta equilibrada
No todos los alimentos
producen la misma energía:
• 1 g glúcidos: 4 Kcal
• 1g lípidos: 9 Kcal
• 1 g proteínas: 4 Kcal

8. La dieta Mediterránea es una dieta
sana y equilibrada que además tiene
efectos favorables para la salud:
• Reduce el colesterol porque los alimentos que la forman contienen pocas grasas
saturadas.
• Minimiza los problemas cardiovasculares.
• Retrasa el envejecimiento por ser rica en antioxidantes que se encuentran en los
vegetales, frutas, legumbres, hortalizas y cereales integrales.

9. LA RESPIRACIÓN EN ANIMALES
La respiración celular es idéntico en animales y vegetales, e implica un
continuo intercambio de gases entre las células y el medio externo, entra
oxígeno y sale dióxido de carbono.
En los animales, para que se de este
intercambio en todas las células es
necesario un sistema circulatorio que
transporte el oxígeno, y retire
el dióxido de carbono.
El intercambio de estos gases se
produce por medio del sistema
respiratorio y a través de la respiración
externa.

10. La respiración se divide en tres fases:
Respiración Intercambio de Respiración
fisiológica: gases: celular o
Consiste en captar El O2 captado del mitocondrial:
oxígeno del exterior exterior difunde en Oxidación de
y expulsar dióxido de el líquido interno materia orgánica
carbono. que baña las células utilizando O2 y
del animal y el CO2 liberando CO2.
sale al medio
externo.

11. Respiración fisiológica o ventilación pulmonar
Así se llama a la entrada y salida de aire de los pulmones. Consta de dos
movimientos respiratorios: inspiración y espiración.
INSPIRACIÓN: ESPIRACIÓN:
Se produce por contracción del Ocurre lo contrario que en la
diafragma (desciende) y de los inspiración: diafragma y los
músculos que elevan las costillas. músculos de las costillas se
Aumento de la capacidad relajan, disminuyendo la
torácica y entrada de aire en los capacidad torácica. Esto provoca
pulmones. la salida pasiva del aire.

13. Intercambio de gases
• Las paredes de los alvéolos pulmonares son muy delgadas y están rodeadas por
una red de capilares sanguíneos. Esto permite que se produzca el intercambio
de gases entre el aire y la sangre.
• En los alvéolos se realiza el intercambio de gases (O2 y CO2) entre el aire que
hay en el interior de los alvéolos y la sangre que circula por los capilares
sanguíneos.
• El intercambio de gases ocurre mediante un proceso físico llamado difusión,
que consiste en que las moléculas se desplazan desde donde hay más
concentración a donde hay menos.
• Cuando la sangre llega a los pulmones tiene un alto contenido en CO2 y muy
escaso en O2 .
• El O2 pasa por difusión a través de las paredes alveolares y capilares a la sangre.
Allí es transportada por la hemoglobina, localizada en los glóbulos rojos, que la
llevará hasta las células del cuerpo donde por el mismo proceso de difusión
pasará al interior para su posterior uso.

14. • El O2 es transportado en la sangre por una molécula muy conocida, la
hemoglobina, de intenso color rojo. En ella hay hierro y es a él al que se une
el O2 .
• La hemoglobina está dentro de los glóbulos rojos o hematíes. Tiene una
peculiaridad: tiene más apetencia por la molécula de monóxido de
carbono (tóxico) que por la de O2 .
• El CO2 se transporta disuelto en el plasma sanguíneo (la parte líquida de la
sangre).
• En las células, el intercambio se produce en sentido contrario: el O2 pasa de
la sangre a los tejidos y el CO2 pasa de los tejidos a la sangre.
• Las células toman el O2 que les lleva la sangre y/o utilizan para quemar los
alimentos que han absorbido, lo que se conoce como respiración
celular, allí producen la energía que el cuerpo necesita y en especial el calor
que mantiene la temperatura del cuerpo humano a unos 37 grados.

17. Mecanismo de intercambio
Se denomina difusión y se basa en las
diferencias de concentración de los
gases, CO2 y O2 , (entre la sangre y el aire
que entra dentro de los pulmones).
Los gases pasan del lugar de mas
concentración al de menos concentración
en este caso, en el aire la concentración de
oxígeno es mayor que en los capilares que
llegan a los pulmones, por lo tanto el CO2
pasa al interior de la sangre.
Con el CO2 pasa lo contrario; su
concentración en la sangre es mayor que
en el aire de los pulmones y por lo tanto
sale de la sangre.

18. La sangre que llega a los pulmones tiene un
alto contenido en CO2 y muy escaso en O2. El
O2 pasa por difusión a través de las paredes
alveolares y capilares a la sangre. Allí es
transportada por la hemoglobina, que la
llevará hasta las células del cuerpo donde por
el mismo proceso de difusión pasará al interior
para su posterior uso.
El mecanismo de intercambio de CO2 es igual,
pero en sentido contrario, pasando el CO2 a los
alvéolos. El CO2, se transporta disuelto en el
plasma sanguíneo y también en parte lo
transportan los glóbulos rojos.

19. SUPERFICIES DE INTERCAMBIO
Para realizar el intercambio gaseoso es necesario que la estructura
implicada cumpla las siguientes condiciones:
•Las paredes del órgano donde se
produce el intercambio de gases
deben ser delgadas (facilita la
difusión).
•La superficie debe estar húmeda, ya
que el agua facilita la difusión.
•La zona adyacente debe estar muy
irrigada, es decir, con mucho líquido
del medio interno del animal (sangre
hemolinfa…), de forma que los gases
puedan ser captados o expulsados
rápidamente.

20. SISTEMAS RESPIRATIORIOS
Animales poco
Difusión
evolucionados
Cutánea
Sistemas Traqueal
Animales más especializados,
evolucionados dependen del tipo
de organismo Branquial
Pulmonar

21. Animales poco evolucionados
Protozoos, esponjas y celentéreos, el O2 disuelto
en el agua pasa por difusión a las células y de la
misma forma el CO2 se difunde al agua.
CO2
O2
O2
O2
O2

22. Video sobre los distintos tipos de respiración
http://www.youtube.com/watch?feature=play
er_embedded&v=_IWk0_6_hfw

23. RESPIRACIÓN CUTÁNEA
Se da en animales que viven en ambientes húmedos o
acuáticos como ciertos anélidos, algunos artrópodos y
anfibios (que además tienen pulmones).
Se necesita que la piel sea
fina y permeable a los gases,
además de estar
continuamente húmeda.
La piel además tiene
numerosos capilares por
debajo.
En general se da en animales
de pequeño tamaño y
necesidades de oxígeno
bajas.

24. RESPIRACIÓN TRAQUEAL
Propia de insectos y otros artrópodos terrestres.
Este aparato está formado por una serie de tubos, las tráqueas, con quitina para
no aplastarse, producidas por invaginaciones del tegumento, en las que el aire
entra a través de unos pequeños orificios de la superficie del cuerpo, llamados
estigmas o espiráculos

25. Las tráqueas se van ramificando y
disminuyendo de diámetro, hasta que
contactan directamente con las células, se
realiza el intercambio gaseoso por difusión.
Son las traqueolas, sin quitina y llenas de
líquido. No necesitan, por tanto, un aparato
circulatorio para el transporte de gases.
La renovación o ventilación, se consigue por
movimientos de paredes corporales o de los
tubos.
Los insectos voladores, que necesitan mayor
renovación, presentan sacos elásticos (sacos
aéreos) que se expanden y contraen gracias al
movimiento del cuerpo

26. RESPIRACIÓN BRANQUIAL
La cantidad de O2 disuelto en el agua es 1% por lo que los organismos acuáticos
deben incrementar la superficie respiratoria para obtener la cantidad de O2
necesaria.
Las branquias son características de animales acuáticos, como algunos
anélidos, moluscos, crustáceos, equinodermos y peces.
Son proyecciones de la superficie externa del cuerpo o de la capa interna del
intestino hacia el exterior del animal, muy vascularizadas.
Están formadas por muchas laminillas con diferentes formas, para facilitar el
intercambio de gases y reducir el gasto energético de la ventilación. El agua que
baña las branquias debe circular y renovarse continuamente
Hay dos tipos de branquias: externas e internas. Las primeras evolutivamente son
más primitivas.

27. Branquia externa
Son propias de algunos anélidos
marinos, crustáceos y larvas de
insectos y anfibios.
Expansiones externas de la
superficie.
Principales inconvenientes frente a
las internas
• Sufren lesiones
• Entorpecen locomoción
• Obligan a realizar continuos
desplazamientos (no tienen
mecanismos de ventilación)

29. Branquia interna
Son más complejas. La
introducción de unas
branquias en la cavidad
favorece la aparición de un
mecanismo de ventilación
que permite una mayor
protección de superficies
respiratorias (son menos
vulnerables) y mayor
aerodinamismo del cuerpo.
Son propias de los peces y
además algunos moluscos y
crustáceos.

30. Branquia interna
Los peces sujetan y extienden las
branquias mediante arcos branquiales.
En tiburones y rayas aparecen cinco
arcos (seis en los menos evolucionados)
y cuatro arcos en los peces óseos.
Una estructura ósea llamada opérculo,
protege estos arcos branquiales.
El agua circula desde la boca a las
hendiduras branquiales, presionada por
la lengua y creando una corriente que
favorece el intercambio gaseoso entre la
branquia y el agua.
Branquias al SEM

33. PECES TELEÓSTEOS.
PECES CARTILAGINOSOS
Branquias cubiertas por opérculo.
Cada branquia formada por
El agua penetra por los muchos filamentos con
numerosas laminillas branquiales
espiráculos y sale a través de
cinco hendiduras branquiales, a vs. para aumentar la superficie de
ambos lados. intercambio.
Carece de ventilación y se Los filamentos están cubiertos de
mueven de manera continua. numerosos capilares.
La ventilación es por el
movimiento del opérculo.

34. RESPIRACIÓN PULMONAR
• Es el sistema respiratorio más
eficaz
• Es característico de algunos
invertebrados y anfibios, reptiles,
aves y mamíferos.
• El intercambio de gases se
produce en cavidades internas de
paredes finas muy vascularizadas:
pulmones
• Comunicados con exterior a
través de las vías respiratorias,
que sirven además para
humedecer y limpiar el aire que
entra.

36. EVOLUCIÓN DEL SISTEMA PULMONAL
Circulación pulmonar
Superficie de intercambio
Mecanismo de ventilación
En los anfibios es En los anfibios, el En aves y
pequeña pero va aire es tragado y mamíferos la
aumentado hasta empujado a los eficacia
llegar a los pulmones gracias respiratoria es
mamíferos a la boca, el resto mayor porque
de grupos tienen tienen una
mecanismos de circulación doble
ventilación completa

37. MODELOS DE SISTEMAS PULMONARES
Algunas arañas tienen pulmones en
libro. Se trata de cavidades internas
cuya pared está muy
replegada, formando láminas muy
finas.
ANFIBIOS
Son los pulmones más simples. Son sacos
sencillos con capilares. Su poca eficiencia hace
que necesiten de la respiración cutánea

38. REPTILES
Los pulmones disponen de mayor superficie de
intercambio, ya que presenta tabiques.
A pesar de este aumento, son poco
eficaces, todavía.
Las serpientes poseen un único pulmón
desarrollado, para evitar excesiva compresión
en un cuerpo tan estrecho.
Las tortugas acuáticas manifiestan zonas de
intercambio de gases con el agua en la zona
rectal, en el tubo digestivo. Además, poseen
modificaciones en su sistema circulatorio, que
les permiten aguantar mucho tiempo bajo el
agua sin necesidad de capturar oxígeno de la
superficie.

39. AVES
Tienen sacos aéreos, que actúan como
reserva de aire y aumentan la eficiencia de la
respiración. Los pulmones reciben el aire del
exterior mediante unos tubos ramificados.
Además reciben el aporte de oxígeno de los
sacos aéreos, que han sido llenados de aire
cuando el animal ha inspirado.
Este tipo de respiración es muy eficaz ya que el animal,
al coger el aire, llena los pulmones y los sacos aéreos.
Los pulmones se pueden vaciar en la siguiente
espiración y volver a llenarse con el aire de los sacos sin
necesidad de usar para respirar los músculos del vuelo,
que son los mismos que sirven para inspirar. Además, el
animal reduce su densidad al llenar su interior de aire.

40. MAMÍFEROS
En mamíferos, los pulmones
muestran gran desarrollo de su
superficie interna. Una serie de
tubos ramificados transporta el
aire a los sacos alveolares,
compuestos por pequeñas
cámaras, llamadas alveolos, que
son los lugares donde se produce
el intercambio gaseoso con la
sangre.

41. LA RESPIRACIÓN EN VEGETALES
No requieren un aparato respiratorio debido a sus características particulares:
• Menor necesidad de oxígeno que los animales (tasas de respiración celular más
bajas)
• Tejidos vivos cercanos al exterior (es más fácil capturar el oxígeno)
• Existen muchos espacios entre las células por los cuales pueden pasar los gases.
Las estructuras especializadas en el intercambio de gases son los estomas y las
lenticelas

42. RELACIÓN ENTRE FOTOSÍNTESIS Y RESPIRACIÓN CELULAR