Sistema respiratorio animal: estructura y función
Todos los animales necesitan oxígeno para obtener energía y deben eliminar el dióxido de carbono como desecho. La respiración celular quema glucosa con oxígeno según C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ATP, donde el ATP es la moneda de energía que la célula puede gastar.
Para lograrlo ocurren dos movimientos: la ventilación, que lleva aire o agua fresca hasta la zona de intercambio, y el intercambio gaseoso por difusión, que es el paso de O2 hacia adentro y de CO2 hacia afuera desde donde hay muchos hacia donde hay pocos. Toda superficie respiratoria debe ser grande, delgada, húmeda y estar bien ventilada para que no se agote el oxígeno alrededor.
La naturaleza resolvió este reto con cuatro diseños: difusión directa por la piel en animales pequeños como la lombriz, branquias en animales acuáticos como la trucha, sistema traqueal con espiráculos y tráqueas en insectos como el saltamontes, y pulmones con alvéolos en vertebrados terrestres como la paloma y el humano. En humanos el aire sigue la ruta nariz y boca > tráquea > bronquios > bronquiolos > alvéolos, donde difunde a la sangre gracias al diafragma que permite la inspiración de O2 y la espiración de CO2.