- Respira directament o respiració per difusió
- Difusió d'oxigen
- Lleis de Fick
- Organismes amb respiració directa
- Respiració per difusió sanguínia
- referències
La respiració directa és la que es produeix entre les cèl·lules d'un ésser viu i l'ambient, sense necessitar un òrgan per respirar; és a dir, l'intercanvi de gasos es dóna a través d'una membrana. En aquests organismes es produeix un transport d'oxigen per difusió simple; pel fet que l'oxigen es troba en major quantitat a l'exterior, es difon a l'interior de l'organisme.
La respiració directa és un dels diferents tipus de respiració al costat de la respiració per difusió sanguínia, respiració traqueal, respiració per mitjà de ganyes i respiració pulmonar. Aquestes es classifiquen en respiració simple o complexes, segons els diferents mecanisme per extreure l'oxigen del seu entorn.
La respiració és un procés involuntari. La seva principal funció és lliurar oxigen a les cèl·lules de el cos i remoure el diòxid de carboni. Tots els éssers vius tenen mecanismes per realitzar aquest procés.
En tots els casos, aquest intercanvi de gasos que ocorre entre un organisme i el seu entorn es realitza per mitjà de difusió, procés físic que permet aquest intercanvi.
En el cas dels humans la difusió ocorre en els pulmons i en el cas d'organismes més simples, com les esponges o les meduses, ocorre en tota la superfície dels seus cossos.
Les criatures més simples, com els organismes unicel·lulars, depenen per complet de la difusió per al desplaçament i l'intercanvi de gasos.
A mesura que augmenta la complexitat d'aquests organismes, les cèl·lules es van allunyant de la capa cel·lular on ocorre l'intercanvi de gasos amb el medi ambient. D'aquesta manera es va fent més difícil que s'obtinguin i eliminin gasos per difusió.
Respira directament o respiració per difusió
Tot i que els organismes especialitzats tenen una gran varietat de cèl·lules amb diferents funcions, una estructura és comuna a totes les cèl·lules: la membrana cel·lular o membrana plasmàtica.
Aquesta membrana forma una espècie de barrera al voltant de les cèl·lules i regula tot el que entra i surt d'elles.
L'estructura de la membrana cel·lular és extremadament important. Està composta principalment per dues làmines de fosfolípids i proteïnes que la fan controlar el que passa a través d'ella.
El fosfolípid és una molècula constituïda per àcids grassos, alcohol (glicerol) i un grup fosfat. Aquestes molècules estan en constant moviment aleatori.
La membrana cel·lular és semipermeable, el que significa que certes petites molècules poden travessar-la. Com les molècules de la membrana estan sempre en moviment, permet que es formin obertures temporals que permeten creuar a petites molècules d'un costat a un altre de la membrana.
Aquest moviment constant, i la desproporcionada concentració de les molècules dins i fora de la cèl·lula, facilita que es puguin moure per la membrana.
Les substàncies dins de la cèl·lula també contribueixen a determinar el nivell de concentració entre la cèl·lula i el que l'envolta.
Endins es pot trobar citosol, compost majoritàriament per aigua; organel·les i diversos compostos com carbohidrats, proteïnes i sals, entre d'altres.
Difusió d'oxigen
Les molècules es mouen per sota de el nivell de concentració. És a dir, el seu moviment va des d'un àrea de major concentració a una de menor concentració. Aquest procés rep el nom de difusió.
Una molècula d'oxigen pot passar a través de la membrana plasmàtica d'una cèl·lula ja que és prou petita i amb les condicions adequades.
La majoria dels éssers vius fan servir constantment oxigen en les reaccions químiques que tenen lloc en les seves cèl·lules. Entre aquests processos químics es troben la respiració cel·lular i la producció d'energia.
Per tant, la concentració d'oxigen dins de les cèl·lules és molt més baixa que la concentració d'oxigen fora d'elles. Llavors les molècules es desplacen des de fora cap a l'interior de la cèl·lula.
Així mateix, les cèl·lules també produeixen més diòxid de carboni que el seu entorn, així que hi ha una major concentració dins de la cèl·lula que fora.
Llavors aquest diòxid de carboni es desplaça de dins fa l'exterior de la cèl·lula. Aquest intercanvi de gasos és vital per sobreviure.
Lleis de Fick
Hi ha organismes que no posseeixen òrgans respiratoris especialitzats com els humans. Per això, han de prendre oxigen i expulsar el diòxid de carboni a través de la seva pell.
Perquè aquest simple intercanvi gasós passi, es necessita de diverses condicions. Les lleis de Fick estableixen que proporció de la difusió a través d'una membrana depèn de l'àrea de superfície, diferència de concentració i distància.
Per tant, els seus cossos han de ser prims i llargs (de poc volum però amb molta superfície). A més, haurien de segregar alguna substància humida i viscosa que faciliti l'intercanvi (com succeeix amb la mucositat que es troba en els pulmons).
Organismes amb respiració directa
Organismes com els oxiuros (nematodes), tenies (platihelmints), meduses (celenterats) i esponges (porífers) que respiren per mitjà de la difusió, no posseeixen sistema respiratori, tendeixen tenir formes primes i extenses, i sempre segreguen fluids viscosos o mucositats.
Per la forma i simplicitat d'aquests organismes, cada cèl·lula del seu cos està molt a prop de el medi extern. Les seves cèl·lules es mantenen humides perquè la difusió dels gasos es realitzi de forma directa.
meduses
Les tenies són petites i aplatades. La forma del seu cos incrementa la superfície i l'àrea de difusió, garantint que cada cèl·lula dins el cos estigui a prop de la superfície de la membrana exterior per accedir a l'oxigen.
Si aquests paràsits tinguessin una forma cilíndrica, llavors les cèl·lules centrals del seu cos no serien capaços d'obtenir l'oxigen.
Finalment, cal destacar que el procés de difusió que permet l'obtenció d'oxigen i l'expulsió de l'diòxid de carboni és un procés passiu com qualsevol altre mecanisme respiratori. Cap organisme ho fa de manera consent ni tampoc pot controlar-ho.
Respiració per difusió sanguínia
Una forma més complexa de difusió incorpora un sistema circulatori que permet major desplaçament. Consisteix en transportar l'oxigen a través d'una capa humida de la superfície fins al torrent sanguini.
Una vegada que l'oxigen està en la sang, pot escampar-se pel cos per arribar a totes les cèl·lules i teixits. Aquest sistema el fan servir els amfibis, els cucs i les sangoneres, per exemple.
Com succeeix amb les tenies, els cucs de terra tenen un cos cilíndric però prim que té molta superfície i poc volum.
A més, mantenen el seu cos húmer segregant un moc viscós en les seves glàndules epitelials que li permet atrapar i dissoldre l'oxigen de l'aire.
referències
- Beal, Lauren. "Wow! The Wonders of an Earthworm. How Diffusion Allows an Earthworm to Breathe ". Recuperat el 05 de juny de 2017 a sas.upenn.edu.
- Science Clarified (2017). "Respiration - How it works". Recuperat el 05 de juny de 2017 a scienceclarified.com.
- Raven, P., Johnson, GB (2002) Biology, Sixth Edition. McGraw Hill, Dubuque, 11053-1070 pp.
- Science Encyclopedia (2017). " Respiration - External Respiration ". Recuperat el 05 de juny de 2017 a science.jrank.org.
- Boundless. «The Respiratory System and Direct Diffusion». Recuperat el 05 de juny de 2017 a boundless.com.