Hematosis

Los animales, tanto terrestres como acuáticos utilizan como fuente de electrones para la obtención de energía en sus mitocondrias el oxígeno. Es por eso que todos ellos utilizan sistemas para obtenerlo la respiración. Los animales obtienen el oxígeno bien de la atmosfera, donde está a una concentración considerable (21%) o bien del agua (el porcentaje depende de la temperatura y la concentración de otros solutos). En cualquier caso tienen sistemas de intercambio de gases, muchas veces en órganos especializados como los pulmones o las branquias de muchos vertebrados, aunque también hay animales capaces de intercambiar gases a través de la piel, como los anfibios o los insectos, que aumentan su superficie de intercambio gracias a los tubos traqueales. El intercambio gaseoso entre el medio ambiente y la sangre es conocido como hematosis.

En todos los seres vivos el intercambio de gases con el ambiente se realiza por difusión simple, es decir sin utilización de transportadores en la membrana celular y sin ningún tipo de gasto energético implicado, si así fuese el proceso requeriría una demanda energética enorme justo para poder llevar a cabo la generación de energía. Es por eso que la presión parcial de oxígeno en el medio es fundamental cada tipo de intercambio gaseoso.

Los organismos de pequeño tamaño, desde unicelulares a macroscópicos, tan solo necesitan captar oxígeno a través de su superficie. Las moléculas de oxigeno son de pequeño tamaño y son capaces de difundir a través de las membranas plasmáticas. En el grupo de los artrópodos, que carecen de pulmones o branquias, el intercambio gaseoso también se realiza a través de la superficie, sin embargo, su epidermis está cubierta por un exoesqueleto rígido de quitina, que no intercambia gases. Para poder obtener oxígeno los insectos tienen pequeñas aberturas a lo largo de su cuerpo que permiten la entrada de aire a su interior y estas tráqueas se ramifican en el interior del artrópodo permitiendo la llegada de gases a todos los tejidos sin la necesidad de un sistema de transporte ni un órgano de intercambio de gases.

Además de los insectos, existen otros animales que tienen mecanismos únicos de intercambio de gases. Por ejemplo, las aves tienen un sistema de respiración muy eficiente que les permite volar a grandes altitudes donde el oxígeno es escaso. Sus pulmones están conectados a sacos aéreos que se llenan de aire durante la inhalación y la exhalación, lo que permite un flujo constante de oxígeno a través de sus pulmones.

En peces, moluscos y otros animales acuáticos (incluidos las larvas de anfibios) intercambian gases con el agua, mediante branquias. Debido a que la concentración de oxígeno en el agua es mucho menor que en la atmosfera estos órganos de intercambio son mucho más eficientes extrayendo oxigeno que los pulmones o que la difusión simple por la superficie de la piel.

Los pulmones son los órganos encargados del intercambio gaseoso en los animales terrestres. En el interior de los pulmones la superficie de contacto entre el aire y el organismo es elevada, mediante la formación de alveolos. En los pulmones el oxígeno es captado debido a la baja presión parcial (la cantidad de oxígeno) que hay en las células de los alveolos, de estas células se intercambia con las células sanguíneas que pasan muy cerca de la superficie de los alveolos. En su interior los eritrocitos, que acarrean el oxígeno hasta las células sueltan el dióxido de carbono de una forma similar.

Es importante mencionar que la eficiencia del intercambio gaseoso en los pulmones depende de varios factores, como la superficie de intercambio, la diferencia de presión de gases entre el aire y la sangre, y la solubilidad de los gases. Enfermedades como la fibrosis pulmonar y el enfisema pueden reducir la superficie de intercambio y dificultar la hematosis.

Lee más sobre cómo se transporte el oxígeno y el dióxido de carbono en su artículo aquí.