Aparato respiratorio de un ave: ¿Por qué nunca le falta aire a un ave?

Las aves son animales voladores que requieren de un aporte continuo de aire oxigenada en sus pulmones.
En el caso de los mamíferos, los ciclos respiratorios constan de una inspiración y una espiración. Fíjate, y lo puedes comprobar contigo mismo, que después de tomar el aire y antes de expulsarla, hay un momentito de apnea (parón en el ciclo respiratorio).
En los mamíferos, el aire entra en una inspiración y sale en la espiración siguiente:

Inspiración -------- Apnea ------- Espiración.

En un ave eso no ocurre así. Es bastante más complejo. En las aves, para que el aire que entra en una inspiración salga, son necesarios dos ciclos respiratorios. Es decir:

Inspiración 1------- Espiración 1 ------ Inspiración 2 ------- Espiración 2

¿Cómo es posible esto?

Para poder explicar eso debemos conocer las adaptaciones de su aparato respiratorio.

Estas son:

1. Fosas nasales: orificios de toma y expulsión de aire.
2. Tráquea: conducto cartilaginoso con anillos rígidos que está siempre abierto. Permite el paso del aire del exterior al interior de los pulmones y viceversa.
3. Bronquios: ramificación de la tráquea. Corresponden con tubos abiertos, cartilaginosos y rígidos que entran directamente en los pulmones.
4. Bronquios secundarios: también llamados mesobronquios. Son divisiones de los bronquios dentro de los pulmones.
5. Parabronquios. son túbulos muy pequeños dentro de los pulmones del ave que están muy vascularizados y en ellos se realiza el intercambio gaseoso. En las aves no hay alveolos.
6. Pulmones. dos sacos esponjosos dilatables, muy vascularizados y que están recorridos por mesobronquios y parabronquios. Los pulmones se disponen en la caja torácica del animal.
7. Sacos aéreos: corresponden a órganos membranosos, exclusivos de las aves, que sirven para almacenar aire. 

Los sacos aéreos:

Son órganos membranosos, presentes únicamente en las aves, que pueden almacenar aire.  Corresponden a dilataciones de la membrana bronquial. Son globulares, con un epitelio muy fino y vascularizado. Se encuentran en contacto con los pulmones a través de un conducto muy estrecho.

Se presentan en número de 7 a 14, según la especie; pero lo normal es que sean 9.

Podemos clasificarlos en:

1. Sacos aéreos anteriores o craneales: suelen ser 5. Uno en posición interclavicular, dos cervicales y 2 en la parte anterior del tórax.
2. Sacos aéreos posteriores o caudales: suelen ser 4. Dos en la zona posterior del tórax y los otros dos en la zona abdominal.

Sacos aéreos. Vista ventral.

Sacos aéreos. Vista ventral.

Es importante tener en cuenta que en los sacos aéreos no se realiza ningún intercambio gaseoso. Esa función es exclusiva de los pulmones, concretamente en los parabronquios.

Los sacos aéreos facilitan un flujo unidireccional del aire permitiendo que tanto en la inspiración como en la espiración los pulmones tengan aire oxigenada.

¿Cómo es el ciclo respiratorio de un ave?

El aire debe entrar y salir de los pulmones. Un ciclo respiratorio completo en un ave comprende dos inspiraciones y dos espiaraciones.

Inspiración 1

Durante la inspiración se produce la dilatación de pulmones y sacos aéreos, todos, tanto los anteriores como los posteriores. Esto hace que el aire entre por las fosas nasales y atraviese la tráquea. Continúa por los bronquios primarios, pasa a los secundarios (mesobronquios) que ya están dentro del pulmón. En ese momento, el aire con oxígeno se dirige una parte hacia los sacos aéreos posteriores y otra hacia los bronquios terciarios (parabronquios) que están muy vascularizados.  

De esta manera, los pulmones tienen aire oxigenada y queda otra reserva de aire oxigenada en los sacos aéreos posteriores.

Espiración 1

Los pulmones y sacos aéreos se contraen provocando la salida de aire oxigenada de reserva que hay en los sacos aéreos posteriores. A su vez, el aire carboxilada es expulsada por la tráquea al contraerse los pulmones y los sacos aéreos anteriores. 

Fíjate que de esta manera, durante la espiración, los pulmones reciben, de nuevo, aire oxigenada.

Inspiración 2

Se vuelven a expandir los pulmones y los sacos aéreos anteriores y posteriores.

El aire oxigenada nueva vuelve a seguir el mismo camino que en la inspiración 1. Es decir, una parte va a los sacos aéreos posteriores y otra a los parabronquios.

Por otro lado, la expansión de los sacos aéreos anteriores permite recoger aire carboxilada de los parabronquios. Es cierto que este aire puede llevar algo de oxígeno pero al estar mezclada con dióxido de carbono, va a ser retirada y posteriormente eliminada.

Espiración 2

Vuelta a contraerse los pulmones y todos los sacos aéreos. Esto produce que, nuevamente, llegue aire oxigenada a los pulmones y salga la carboxilada por la tráquea.

Con este sistema, las aves siempre tienen aire en los pulmones y a la misma presión parcial de oxígeno que en el ambiente por lo que nunca tienen sensación de ahogo.

Vídeo explicativo