Enfermedad respiratoria
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Para la respiración cutánea, la piel tiene que estar húmeda y ser fina. Sólo así es lo suficientemente permeable para absorber el oxígeno y transportarlo a todas las partes del cuerpo a través de delicados vasos sanguíneos. Esto se denomina “difusión” (del latín “diffundere”/”difundir”). Por supuesto, el oxígeno consumido (es decir, el dióxido de carbono) tiene que volver a salir del cuerpo de alguna manera, y lo hace por la misma vía: a través de la piel (véase la imagen siguiente).
La respiración cutánea es la forma más primitiva de respirar. En comparación con la respiración traqueal y la respiración pulmonar, es la que proporciona la menor cantidad de oxígeno. Sólo los animales pequeños utilizan la respiración cutánea. No necesitan grandes cantidades de oxígeno debido a su pequeño tamaño corporal y a su metabolismo. Esos animales tienen que pasar todo el tiempo en ambientes húmedos para que su piel se mantenga húmeda.
El único vertebrado con respiración cutánea al 100% es la salamandra sin pulmón. No tiene ningún pulmón o sólo tiene pulmones rudimentarios. Por cierto: Los humanos también utilizan su piel para respirar, pero sólo un 1-2%. Las aves y los animales con pelo aún menos, sólo un 0,5%.
Cómo funcionan las branquias
El intercambio de gases en los animales se basa, en última instancia, en la difusión, y generalmente se produce a través de órganos respiratorios específicos. Sin embargo, en muchos anfibios acuáticos existen múltiples modos de intercambio de gases, lo que permite repartir la captación de O2 y la excreción de CO2 entre los órganos respiratorios con diferentes eficiencias. Por ejemplo, debido a que las propiedades físicas del O2 son muy diferentes entre las fases aérea y acuática, el pulmón y la piel desempeñan papeles desproporcionadamente importantes en la captación de O2. Muchas ranas acuáticas son famosas por su capacidad de intercambio gaseoso cutáneo, donde a menudo la mayor parte del CO2 se excreta a través de la piel. Además, las funciones de estos órganos de intercambio de gases cambian con el comportamiento del animal. En condiciones de buceo, la mayor parte de las necesidades de intercambio de gases de la rana deben ser satisfechas por la piel. En este artículo, describimos un laboratorio interactivo de pregrado que permite a una clase de estudiantes compartir el equipo mientras evalúan la respiración pulmonar y cutánea en ranas a las que se les proporciona una opción de aire/agua y bajo condiciones de buceo forzadas. Los conceptos explorados en este ejercicio de laboratorio incluyen la energía animal, el reflejo de buceo, los procesos de intercambio de gases pulmonares y cutáneos, el flujo de gases basado en la difusión y la deuda de O2.
Intercambio de gases
La respiración cutánea, o intercambio de gases cutáneo (a veces llamado respiración cutánea),[1] es una forma de respiración en la que el intercambio de gases se produce a través de la piel o el tegumento externo de un organismo en lugar de las branquias o los pulmones. La respiración cutánea puede ser el único método de intercambio de gases o puede acompañar a otras formas, como la ventilación. La respiración cutánea se da en una gran variedad de organismos, como insectos, anfibios, peces, serpientes marinas, tortugas y, en menor medida, en mamíferos.
La respiración cutánea se produce en una variedad de peces marinos, intermareales y de agua dulce. En el caso de la respiración acuática, los peces respiran principalmente a través de las branquias, pero la respiración cutánea puede suponer entre el 5 y el 40% de la respiración total, dependiendo de la especie y la temperatura. La respiración cutánea es más importante en las especies que respiran aire, como los peces del fango y los peces de caña, y en estas especies puede suponer casi el 50% de la respiración total[2].
La piel de los anfibios es uno de los principales lugares de respiración en todas las especies de las que se dispone de mediciones[2] La respiración cutánea es el único modo de respiración de las salamandras sin pulmones (familia Plethodontidae), que carecen por completo de pulmones pero constituyen la familia más grande de salamandras. La respiración cutánea en las ranas y otros anfibios puede ser el modo respiratorio principal durante las temperaturas más frías[3].
Respiración de los peces
Probablemente hayas oído hablar de la respiración por los pulmones o la respiración por las branquias, pero ¿has oído hablar de la respiración por la piel? Por desgracia, los humanos no podemos hacerlo. Pero la capacidad de respirar a través de la piel, lo que se llama respiración cutánea, es un rasgo común en los anfibios.
La rana es un buen ejemplo. Básicamente, la piel de la rana es fina y tiene muchos vasos sanguíneos. El oxígeno se difunde en la piel a través de esos vasos sanguíneos. Los vasos también permiten la salida del dióxido de carbono.
Los renacuajos tienen branquias, que acaban desapareciendo porque a las ranas adultas les salen pulmones, pero la respiración cutánea es útil en invierno, cuando las ranas suelen hibernar bajo el agua. Las ranas no tienen que obtener el oxígeno del aire. Las ranas suelen hibernar en agua rica en oxígeno, y así pueden respirar durante todo el invierno.
Esa baba, sin embargo, es una capa de moco, y en realidad ayuda a las ranas con su respiración cutánea. Sólo pueden respirar a través de la piel si ésta se mantiene húmeda; de lo contrario, una rana no podría obtener suficiente oxígeno ni eliminar suficiente dióxido de carbono.
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