Introducción
La respiración de los peces en un ambiente acuático representa un desafío fisiológico considerable. En comparación con el aire, el agua contiene una menor disponibilidad de oxígeno por unidad de volumen y, debido a su mayor densidad y viscosidad, requiere un gasto energético superior para ser movilizada sobre las superficies respiratorias. Los peces poseen branquias, órganos altamente especializados, en extraer eficientemente el oxígeno disuelto y transferirlo hacia la sangre (Piiper & Scheid, 1975; Evans et al., 2005).
En la mayoría de los peces, las branquias están constituidas por arcos branquiales de los cuales se proyectan las hileras de filamentos branquiales. Sobre ambos lados de cada filamento se disponen las lamelas, estructuras ampliamente vascularizadas que constituyen la principal superficie de intercambio gaseoso. La combinación de una extensa superficie respiratoria, una barrera agua sangre de reducido espesor y una densa red de capilares facilita la difusión de los gases respiratorios (Wilson & Laurent, 2002; Evans et al., 2005).
El sistema de contracorriente
La elevada eficiencia del intercambio gaseoso branquial se explica, en gran medida, por la disposición en contracorriente del agua y la sangre. Esto significa que el agua que pasa entre las lamelas y la sangre que circula por los capilares lamelares avanzan en direcciones opuestas. La sangre desoxigenada llega a las branquias por el sistema vascular aferente, recorre los canales capilares de las lamelas y abandona el órgano, ya oxigenada, a través del sistema vascular eferente. Al mismo tiempo, el agua con mayor presión parcial de oxígeno circula sobre la superficie lamelar en sentido contrario (Piiper & Scheid, 1975; Strother, 2013).
Durante el intercambio gaseoso branquial, el agua pierde progresivamente oxígeno a medida que recorre las lamelas, mientras que la sangre, al circular en dirección opuesta, incrementa gradualmente su contenido de este gas. Esta disposición mantiene diferencias locales de presión parcial de oxígeno [PO₂] entre ambos fluidos a lo largo de toda la superficie respiratoria.
La principal ventaja del sistema de contracorriente es que, en cada punto del recorrido, la [PO₂] del agua se mantiene por encima de la [PO₂] de la sangre adyacente. De este modo, persiste un gradiente favorable para la difusión del oxígeno desde el agua hacia la sangre a lo largo de las lamelas. La circulación en sentidos opuestos evita que ambos fluidos alcancen un equilibrio prematuro, como ocurriría si avanzaran en la misma dirección, y permite una extracción más eficiente del oxígeno disponible en el medio acuático (Piiper & Scheid, 1975).
Como consecuencia de este mecanismo, la sangre que abandona la branquia puede alcanzar una [PO₂] superior a la del agua que sale de la superficie de intercambio, aunque no puede superar la [PO₂] del agua que ingresa al sistema branquial. En condiciones fisiológicas, la eficiencia del intercambio gaseoso también depende de la relación entre ventilación y perfusión, la distribución del flujo de agua, la existencia de cortocircuitos vasculares o ventilatorios, la superficie y el espesor de las lamelas, la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno, la temperatura, la salinidad y la disponibilidad ambiental de oxígeno (Strother, 2013; Harter et al., 2022).
Referencias
Evans, D. H., Piermarini, P. M., & Choe, K. P. (2005). The multifunctional fish gill: Dominant site of gas exchange, osmoregulation, acid-base regulation, and excretion of nitrogenous waste. Physiological Reviews, 85(1), 97–177. ttps://doi.org/10.1152/physrev.00050.2003
Harter, T. S., Damsgaard, C., & Regan, M. D. (2022). Linking environmental salinity to respiratory phenotypes and metabolic rate in fishes: A data mining and modelling approach. Journal of Experimental Biology, 225(Suppl. 1), Article jeb243421. https://doi.org/10.1242/jeb.243421
Piiper, J., & Scheid, P. (1975). Gas transport efficacy of gills, lungs and skin: Theory and experimental data. Respiration Physiology, 23(2), 209–221. https://doi.org/10.1016/0034-5687(75)90061-4
Strother, J. A. (2013). Hydrodynamic resistance and flow patterns in the gills of a tilapine fish. Journal of Experimental Biology, 216(14), 2595–2606.https://doi.org/10.1242/jeb.079517
Wilson, J. M., & Laurent, P. (2002). Fish gill morphology: Inside out. Journal of Experimental Zoology, 293(3), 192–213. https://doi.org/10.1002/jez.10124
Como citar
Godoy, 2026. Respirar contra la corriente: cómo las branquias extraen oxígeno del agua. https://bit.ly/4wZwnSN.
Imagen 1: Organización general de la branquia y circulación del agua. Vista general de un arco branquial con sus filamentos y lamelas. El agua circula sobre las superficies respiratorias, mientras la sangre fluye en dirección opuesta y aumenta progresivamente su oxigenación.
Imagen 2: Contracorriente en las lamelas branquiales. Detalle del flujo opuesto del agua y la sangre en las lamelas. La sangre desoxigenada ingresa por los vasos aferentes y, después del intercambio gaseoso, sale oxigenada por los vasos eferentes.
Imagen 3: Gradiente de oxígeno en el sistema de contracorriente. Representación del gradiente de presión parcial de oxígeno [PO₂]. En cada punto del recorrido, la [PO₂] del agua permanece por encima de la correspondiente a la sangre, manteniendo la difusión del oxígeno hacia los capilares. Los valores son esquemáticos.
