El sistema respiratorio de las aves facilita el intercambio eficiente de dióxido de carbono y oxígeno mediante el uso de sacos de aire para mantener un flujo de aire unidireccional continuo a través de los pulmones.
La estrategia
El sistema respiratorio de las aves es notablemente diferente del sistema respiratorio de los mamíferos, tanto en su estructura como en su capacidad para intercambiar gases de la manera más eficiente posible.
Consiste en pares de pulmones, que contienen estructuras estáticas con superficies para el intercambio de gases, y sacos de aire conectados, que se expanden y contraen, lo que hace que el aire se mueva a través de los pulmones estáticos. Una bocanada de aire inhalado rico en oxígeno permanece en el sistema respiratorio durante dos ciclos completos de inhalación y exhalación antes de que se gaste por completo y se exhale por el cuerpo.
Cuando el aire fresco se inhala por primera vez a través de las fosas nasales de un ave, viaja a través de la tráquea (un tubo grande que se extiende desde la garganta), que se divide en bronquios primarios izquierdo y derecho (llamados "mesobronquios", y cada bronquio conduce a un pulmón ). El aire inhalado viaja por cada bronquio primario y luego se divide: parte del aire ingresa a los pulmones donde se produce el intercambio de gases, mientras que el aire restante llena los sacos de aire posteriores (posteriores). Luego, durante la primera exhalación, el aire fresco de los sacos posteriores ingresa a los pulmones y experimenta un intercambio gaseoso. El aire gastado en los pulmones es desplazado por este aire entrante y sale del cuerpo a través de la tráquea. Durante la segunda inhalación, el aire fresco vuelve a entrar tanto en los sacos posteriores como en los pulmones. El aire gastado en los pulmones es nuevamente desplazado por el aire que ingresa, pero no puede salir a través de la tráquea porque el aire fresco fluye hacia adentro. En cambio, el aire gastado de los pulmones ingresa a los sacos de aire anteriores (delanteros). Luego, durante la segunda exhalación, el aire gastado en los sacos anteriores y en los pulmones sale a través de la tráquea, y el aire fresco en los sacos posteriores ingresa a los pulmones para el intercambio de gases.
Cuando un ave inhala, el aire fresco (azul) ingresa a través de la tráquea y los bronquios y fluye hacia los pulmones y los sacos de aire posteriores. El aire fresco que ingresa a los pulmones desplaza el aire viciado (rojo) de la respiración anterior y lo traslada a los alvéolos anteriores. Durante la exhalación, el aire fresco del saco de aire posterior se mueve hacia los pulmones, mientras que el aire viciado de los sacos de aire anteriores se expulsa a través de los bronquios y la tráquea.
Este patrón de flujo de aire a través del sistema respiratorio crea un flujo unidireccional (en un solo sentido) de aire fresco sobre las superficies de intercambio de gases en los pulmones. Además, el aire fresco pasa sobre las superficies de intercambio de gases durante la inhalación y la exhalación, lo que da como resultado un suministro constante de aire fresco que permite al ave experimentar un estado casi continuo de intercambio de gases dentro de los pulmones. Esto contrasta con los pulmones de los mamíferos, que experimentan un flujo de aire bidireccional (bidireccional) sobre las superficies de intercambio de gases.
La eficiencia del sistema respiratorio aviar se debe en parte a su naturaleza unidireccional y en parte a la estructura de su sistema parabronquial (los pasajes más pequeños dentro de los pulmones). Los capilares de aire en las paredes del sistema parabronquial tienen un área superficial total mucho mayor que la que se encuentra en el sistema respiratorio de los mamíferos. La mayor superficie permite intercambiar una mayor proporción de oxígeno de cada respiración por dióxido de carbono de la sangre y los tejidos.
Este resumen incluye contribuciones de Alex Uhrich.
