Sistema Circulatorio

¿Qué características y funciones principales tienen los sistemas circulatorios?

Todos los sistemas circulatorios tienen tres partes principales:

- La sangre, un líquido que actúa como medio de transporte.

- Un sistema de canales, o vasos sanguíneos, que conducen la sangre por todo el cuerpo.

- Una bomba, el corazón, que mantiene a la sangre en circulación.

Los sistemas circulatorios abiertos se encuentran en muchos invertebrados, entre ellos los artrópodos y los moluscos. Estos animales tienen uno o más “corazones” simples, una red de vasos sanguíneos y un espacio abierto grande dentro del cuerpo llamado hemocele, donde la sangre baña directamente a los tejidos y órganos internos.

Los sistemas circulatorios cerrados también se encuentra en invertebrados y moluscos activos, pero son característicos de los vertebrados, incluso el ser humano. En estos sistemas, la sangre está confinada al corazón y a una serie continua de vasos sanguíneos. Estos sistemas permiten un flujo más rápido de la sangre, un transporte más eficiente de los desechos y nutrimentos, así como una presión sanguínea más alta que en los sistemas abiertos.

Los sistemas circulatorios de los seres humanos y otros vertebrados desempeña las siguientes funciones:

- Transporta oxígeno de los pulmones o las branquias a los tejidos y transportan dióxido de carbono de los tejidos a los pulmones o a las branquias.

- Distribuyen nutrimentos del aparato digestivo a todas las células del cuerpo.

- Transportan productos de desecho y sustancias tóxicas al hígado, donde se elimina la toxicidad de muchas de ellas, y al riñón donde son excretados.

- Distribuyen hormonas de las glándulas y los órganos que las producen a los tejidos en los que actúan.

- Regulan la temperatura del cuerpo, lo cual se logra en parte ajustando el flujo sanguíneo.

- Evitan la pérdida de sangre mediante el mecanismo de coagulación.

- Protegen al cuerpo contra bacterias y virus gracias a los anticuerpos y glóbulos blancos que circulan en la sangre.

¿Cómo funciona el corazón de los vertebrados?

El corazón de los vertebrados consta de cavidades musculares que pueden contraerse con fuerza. Las cavidades llamadas aurículas captan sangre; sus contracciones envían sangre a los ventrículos, que son cavidades cuyas contracciones hacen circular la sangre por el cuerpo.

Una bomba, formada por la aurícula derecha y el ventrículo derecho, bombea sangre desoxigenada. La aurícula derecha recibe del cuerpo sangre sin oxígeno a través de dos grandes venas, que son vasos que llevan sangre al corazón: la vena cava superior y la vena cava inferior. Despues de llenarse con sangre, la aurícula derecha se contrae y empuja sangre hacia el ventrículo derecho. La contracción de éste envía la sangre sin oxígeno a los pulmones, a través de las arterias pulmonares, que son vasos que llevan sangre proveniente del corazón. La otra bomba, formada por la aurícula y el ventrículo izquierdos, bombea sangre oxigenada. Sangre rica en oxígeno proveniente de los pulmones ingresa en la aurícula izquierda a través de las venas pulmonares y de ahí pasa al ventrículo izquierdo. Las vigorosas contracciones de este ventrículo, que es la cavidad más musculosa del corazón, empujan la sangre oxigenada por una arteria principal, la aorta, al resto del cuerpo.

Las células del músculo cardiaco están unidas entre sí mediante discos intercalados que contienen uniones estrechas (desmosomas) y uniones abiertas (poros que conectan células adyacentes). Los desmosomas evitan que las fuertes contracciones del corazón separen las células musculares. Las uniones abieras permiten que la señal eléctrica que desencadena las contracciones pase de manera directa y rápida de una célula muscular a las adyacentes. Esto provoca que regiones interconectadas del músculo cardiaco se contraigan casi de forma sincrónica.

Durante cada latido, las dos aurículas se contraen en sincronía para vaciar su contenido a los ventrículos. Una fración de segundo después, los dos ventrículos se contraen simultáneamente, impulsando la sangre hacia las arterias que salen del corazón. Luego, tanto las aurículas como los ventrículos se relajan brevemente antes de que este ciclo cardiaco se repita.

La presión sanguínea alta, también llamada hipertensión, es causad por la contricción de las arteriolas, lo que provoca resistencia al flujo sanguíneo y tensión en el corazón. La hipertensión también contribuye al “endurecimiento de las arterias”.

Válvulas unidireccionales se encargan de mantener la dirección del flujo sanguíneo. La presión en una dirección las abre fácilmente, pero la presión inversa las cierra herméticamente. Las válvulas auriculoventriculares permiten que la sangre fluya de las aurículas a los ventrículos, y las válvulas semilunares permiten que entre sangre en la arteria pulmonar y en la aorta cuando se contraen los ventrículos, pero impiden que regrese cuando éstos se relajan.

La contracción del corazón se inicia y coordina por medio de un marcapasos, un cúmulo de células especializadas de músculo cardiaco que producen señales eléctricas espontáneas a un ritmo regular. El marcapasos primario del corazón es el nodo sinoauricular, situado en la pared superior de la aurícula derecha.

Durante el ciclo cardiaco, las aurículas se contraen primero y vierten su contenido en los ventrículos, luego se vuelven a llenar mientras los ventrículos se contraen. Así, hay un retraso entre la contracción auricular y la ventricular. ¿Cómo se realiza esto? Desde el nodo SA, un impulso eléctrico crea una ola de contracción que corre por los músculos tanto de la aurícula derecha como de la izquierda, las uales se contraen en sincronía. Luego, la señal que llega a una barrera de tejido no excitable entre las aurículas y los ventrículos. Ahí, la excitación se canaliza a través del nodo auriculoventricular, una masa pequeña de células musculares especializadas situadas en la base del a aurícula derecha.El impulso se conduce lentamente en el nodo AV y pospone brevemente la contracción ventricular. La señal de contracción se difunde a lo largo de tractos especializados de fibras musculares de conducción rápida (fibras de Purkinke). Cuando el marcapasos falla, o si otras áreas del corazón se vuelven más excitables y usurpan la función del marcapasos, se presentan contracciones sin coordinación e irregulares denominadas fibrilación. Cuando el ejercicio o la tensión exigen un mayor abasto de sangre a los músculos, el sistema nervioso simpático, que prepara al cuerpo para acciones de emergencia, acelera el ritmo cardíaco. Asimismo, la hormona epinefrina (adrenalina), eleva el ritmo cardiaco.

¿Qué es la sangre?

La sangre transporta nutrimentos, gases, hormonas y desechos disueltos por el cuerpo. Tiene dos componentes principales: un líquido llamado plasma, y componentes celulares (glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas) suspendidos en el plasma.

Disueltas en el plasma hay proteínas y sales. Las tres principales proteínas plasmáticas son: las albúminas, las cuales ayudan a mantener la presión osmótica de la sangre (que controla el flujo de agua a través de las membranas plasmáticas); las globulinas, que transportan nutrimentos y esempeñas un papel importante en el sistema inmunitario; y el fibrinógeno, importante en la coagulación de la sangre.

Las células más abundantes en la sangre son las que transportan oxígeno: los glóbulos rojos o eritrocitos. Su color rojo se debe a una proteína de gran tamaño que contiene hierro, la hemoglobina. Una molécula de hemoglobina puede unirse y transportar a cuatro moléculas de oxígeno. La hemoglobina se une débilmente al oxígeno, al que capta en los capilares de los pulmones, donde la concentración de oxígeno es alta, y lo libera en otros tejidos del cuerpo, donde su concentración es baja. Después de liberar su oxígeno, una parte de la hemoglobina capta dióido de carbono en los tejidos y lo transporta de regreso a los pulmones.

Los glóbulos rojos se forman en la médula ósea de ciertos huesos. Durante su desarrollo, los glóbulos rojos pierden sus núcleos y, con ello, su capacidad para dividirse. Los glóbulos rojos muertos o dañados se sacan de circulación primordialmente en el hígado y en el bazo, y se descomponen para liberar su hierro, transportarlo en la sangre hasta la médula ósea, y reutilizarlo para la producción de más hemoglobina.

El número de glóbulos rojos en la sangre determina qué tanto oxígeno puede transportar; estos niveles se mantienen mediante un sistema de retroalimentación negativa en el que interviene la hormona eritropoyetina, la cual se produce en los riñones y se libera a la sangre como respuesta a una deficiencia de oxígeno. Ésta hormona estimula la producción rápida de nuevos glóbulos rojos en la médula ósea.

Los glóbulos blancos, o leucocitos, se producen en la médula ósea y protegen al cuerpo contra enfermedades y usan el sistema circulatorio para desplazarse al lugar de la invasión. Algunos, como los monocitos, viajan

...