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Biología I
Sistema Circulatorio
En todos los animales, excepto en aquellos de tamaño muy pequeño o con un plan corporal extremadamente simple, la sangre es
la "autopista" química que conecta a la multitud de células que forman el cuerpo del organismo; es el medio por el cual las
moléculas de nutrientes procesadas por digestión y las moléculas de oxígeno incorporadas por la respiración son en viadas a las
células individuales. La sangre también se lleva los materiales de desecho, incluyendo el dióxido de carbono y la urea, producidos
por las células en el curso de sus actividades metabólicas. Como se ha visto, el CO2 recogido por la sangre abandona el cuerpo por
difusión a través de las superficies respiratorias. En los vertebrados, la urea y otros desechos son procesados en los riñones y
excretados del cuerpo. Además, la sangre transporta otras sustancias importantes, tales como hormona, enzimas y anticuerpos, y
tiene entre sus constituyentes básicos a las células que defienden el cuerpo contra los invasores extraños.
LA SANGRE
Un individuo que pesa 75 kg tiene alrededor de 6 litros de sangre, que equivale a más o menos el 8% de su peso corporal.
Aproximadamente el 60% de la sangre es un líquido de color pajizo llamado plasma, que es 90% agua. El otro 40% de la sangre
que no es plasma está constituido por los glóbulos rojos, los glóbulos blancos y las plaquetas. La sangre, se clasifica como un
tipo de tejido conectivo.
Plasma
Con excepción del oxígeno y el dióxido de carbono transportados por la hemoglobina, la mayoría de las moléculas necesitadas por
las células individuales, así como los productos de desecho de estas células, son arrastradas por el tránsito denso del torrente
sanguíneo, disueltas en el plasma. Además, el plasma contiene moléculas de proteína, conocidas como proteínas plasmáticas, que
no son nutrientes ni productos de desecho, sino que funcionan en el propio torrente sanguíneo; gracias a estas proteínas
plasmáticas disueltas, el potencial osmótico de la sangre es mayor que el del fluido intersticial circundante. De este modo, el
efecto de estas proteínas es evitar una pérdida excesiva del fluido del torrente sanguíneo hacia los tejidos; sirven también para
ligar a ciertos iones y moléculas pequeñas, impidiéndoles que dejen el torrente sanguíneo, y para transportar grasa, colesterol y
moléculas por lo demás insolubles en el torrente sanguíneo.
Las proteínas plasmáticas son de tres tipos principales: albúmina, fibrinógeno y globulinas. La función principal de la albúmina es
mantener el alto potencial osmótico del plasma en relación con el líquido intersticial, mientras que el fibrinógeno es el responsable
de la coagulación sanguínea. Entre las globulinas más importantes están las inmunoglobulinas o anticuerpos.
Glóbulos rojos
Los glóbulos rojos, o eritrocitos están especializados para el transporte de oxígeno. Cuando madura el glóbulo rojo de un
mamífero, expulsa su núcleo y sus mitocondrias, y sus otras estructuras celulares se disuelven. Casi todo el volumen del glóbulo
rojo maduro está lleno con hemoglobina, alrededor de 265 millones de moléculas por célula en los seres humanos.
Hay aproximadamente 5 millones de glóbulos rojos por milímetro cúbico de sangre; aproximadamente 25.000 millones (25 x
1012) en el cuerpo de una persona adulta. Dado que los glóbulos rojos, que carecen de núcleo, no pueden repararse, su lapso de
vida es comparativamente breve, entre 120 y 130 días. En este mismo momento, en nuestros cuerpos están muriendo glóbulos
rojos a un ritmo de aproximadamente 2 millones por segundo; para remplazarlos, se están formando otros nuevos en la médula
ósea con un ritmo igual.
Glóbulos blancos
Por cada 1.000 glóbulos rojos en el torrente sanguíneo de los seres humanos hay 1 ó 2 glóbulos blancos, o leucocitos, totalizando
6.000 a 9.000 por milímetro cúbico de sangre. Estas células son casi incoloras, más grandes que los glóbulos rojos, no contienen
hemoglobina y tienen un núcleo.
La función principal de los glóbulos blancos es la defensa del organismo contra invasores tales como virus, bacterias y otras
partículas extrañas. A diferencia de los glóbulos rojos, los glóbulos blancos no están confinados dentro de los vasos sanguíneos,
sino que pueden migrar al líquido intersticial. Se ven esféricos en el torrente sanguíneo, pero en los tejidos pueden aplanarse como
amebas. Al igual que las amebas, se mueven por medio de seudópodos. y muchos son fagocíticos. Ciertos tipos de glóbulos
blancos desempeñan papeles centrales en la respuesta inmune.
Los glóbulos blancos frecuentemente son destruidos durante la lucha contra la infección. El pus está compuesto
fundamentalmente por estas células muertas. Nuevos glóbulos blancos que ocuparán el lugar de los que son destruidos se forman
constantemente en el bazo, en la médula ósea y en otros tejidos.
Plaquetas
Las plaquetas, llamadas así porque se asemejan a placas pequeñas, son discos incoloros, ovales o de forma irregular, más
pequeños que los glóbulos rojos (de unos 3 micrómetros de diámetro). Las plaquetas son fragmentos citoplasmáticos, limitados
por membrana, de células inusualmente grandes, los megacariocitos, que se encuentran en la médula ósea. Son, en efecto, peque-
ñas bolsas de productos químicos que desempeñan un papel esencial al iniciar la coagulación de la sangre y obturar roturas de los
vasos sanguíneos.
Coagulación de la sangre
La coagulación de la sangre es un fenómeno complejo, que requiere de plaquetas y de por lo menos 15 factores presentes
normalmente en el torrente sanguíneo o en las membranas celulares. La secuencia de hechos comienza cuando el plasma
encuentra una superficie rugosa o una molécula de proteína conocida como factor tisular. El factor tisular, que se piensa que tiene
muchas funciones reguladoras en todo el cuerpo, se encuentra en la superficie externa de muchos tipos celulares diferentes, pero
no sobre las células que revisten la superficie interna de los vasos sanguíneos. Cuando el factor tisular reacciona con una proteína
plasmática específica en circulación, como puede ocurrir cuando se rompe un vaso sanguíneo, se inicia una cascada de reacciones
químicas. En esta cascada, el producto de cada paso en la serie de reacciones actúa como catalizador para el paso siguiente, y las
moléculas que intervienen son, al igual que las enzimas, utilizadas una y otra vez. El resultado es que en cada paso de la serie, el
número de moléculas se amplifica. Finalmente se activa una molécula llamada tromboplastina. La tromboplastina actúa para
convertir a la protrombina, una proteína plasmática producida en el hígado, en su forma activa, la enzima trombina:
La trombina, a su vez convierte al fibrinógeno, una proteína plasmática soluble, en fibrina.
Las moléculas de fibrina se aglutinan, formando una red insoluble en la que se enredan los glóbulos rojos y las plaquetas para
formar un coágulo. El coágulo se contrae, reuniendo a los bordes de la herida. En una reacción de coagulación típica se producen
aproximadamente 2 millones de moléculas de trombina a partir de la protrombina, llevando a la producción de alrededor de
160.000 millones de moléculas de fibrina.
Reacciones de coagulación también ocurren cuando se saca sangre del cuerpo y se la coloca en un tubo de ensayo, aparentemente
desencadenadas de algún modo por el contacto con una superficie extraña. El fluido claro que queda después que el coágulo se
contrae, se conoce como suero sanguíneo. En un tubo de ensayo, las reacciones de coagulación siempre se desarrollan
inexorablemente hasta su conclusión, a menos que se usen productos químicos anticoagulantes. Sin embargo, en el cuerpo, las
reacciones son reguladas con precisión por mecanismos que todavía son un misterio. Si no estuviesen regulados de esta manera,
según algunos cálculos podríamos coagulamos desde la punta de la cabeza hasta la punta de los pies en 90 segundos después de
iniciada la cascada de reacción.
LOS VASOS SANGUÍNEOS
En el sistema cardiovascular, el corazón vierte sangre en las arterias grandes, en las que viajan hasta arterias ramificadas más
pequeñas, luego a las arterias aun más pequeñas (las arteriolas) y finalmente redes de vasos aun más pequeños, los capilares.
Desde los capilares, la sangre pasa a venas pequeñas, las vénulas, luego a venas más grandes y, a través de ellas, retorna al
corazón.
En los humanos, el diámetro de la abertura de la arteria más grande, la aorta, es aproximadamente 2,5 centímetros, el del capilar
más pequeño, sólo 5 micrómetros, y el de la vena más grande, la vena cava, aproximadamente 3 centímetros. Las arterias, venas
y capilares difieren no sólo en tamaño sino también en la estructura de sus paredes. De los tres tipos de vasos, las arterias tienen
las paredes más gruesas y más fuertes, constituidas por tres capas. La capa interna, o endotelio (un tipo de tejido epitelial),
forma el revestimiento de los vasos; la capa media contiene músculo liso y tejidos elásticos; la capa externa, también elástica,
está constituida por colágeno y otros tejidos de sostén. Dada su elasticidad, las arterias se estiran cuando la sangre se vierte en
ellas y luego vuelven lentamente a su estado anterior. La pulsación que se siente cuando se colocan las yemas de los dedos sobre
una arteria próxima a la superficie del cuerpo, como por ejemplo en la muñeca, corresponde a la expansión y retracción alternadas
de una pared arterial elástica. Las paredes de las venas, al igual que las de las arterias, tienen tres capas, pero son más delgadas,
menos elásticas y más plegables. Una vena vacía sufre un colapso, mientras que una arteria vacía permanece abierta.
Los capilares y la difusión
El corazón, las arterias y las venas son en esencia los medios para hacer que la sangre entre y salga de los capilares, lugar donde se
lleva a cabo la función real del sistema circulatorio. Las paredes de los capilares están formadas por sólo una capa de células, el
endotelio, y la luz (paso) de los capilares más pequeños tiene, como hemos indicado, 5 micrómetros de diámetro, la anchura
suficiente para que los glóbulos rojos retorcidos y plegados puedan desplazarse en fila india. La longitud total de los capilares en
una persona adulta es de más de 80.000 kilómetros.
A raíz de estos hechos, la sangre se mueve lentamente a través del sistema capilar. A medida que se mueve, los gases (oxígeno y
dióxido de carbono), las hormonas, y otros materiales, se intercambian por difusión con los tejidos circundantes, a través de
uniones entre las células endoteliales y a través del citoplasma de estas células. Las moléculas orgánicas, tales como la glucosa,
probablemente se mueven por sistemas de transporte de las células endoteliales. En las células endoteliales fueron observadas
vesículas pinocíticas; supuestamente sirven para acarrear material disuelto hacia el interior el exterior de los capilares.
No hay célula en el cuerpo humano que esté a más de 130 micrómetros de un capilar, una distancia bastante corta para la difusión
rápida. Aun las células de las paredes de las venas y arterias grandes dependen de los capilares para su provisión de sangre, como
ocurre con el corazón mismo
EL SISTEMA CARDIOVASCULAR
Como vimos los sistemas de transporte de la sangre en los animales varían en estructura y complejidad. En la lombriz de tierra por
ejemplo, la sangre circula en un sistema cerrado de vasos continuos: ella es impulsada por las contracciones de "corazones" que
son poco más que porciones musculares dilatadas de vasos sanguíneos determinados. Por contraste, los moluscos tienen un
corazón mucho más complejo, que consiste en varias cámaras, pero la mayoría de ellos tienen un sistema circulatorio abierto: la
sangre es bombeada a través de vasos que se abren en espacios dentro de los tejidos, de los cuales retorna a las branquias y luego
al corazón.
El corazón de los vertebrados, al igual que el de los moluscos, es un órgano muscular que consiste en varias cámaras, pero los
vasos sanguíneos forman un sistema cerrado, semejante, en principio, al de la lombriz ae tierra pero considerablemente más
complicado. El corazón y los vasos en común se conocen como sistema cardiovascular (de cardio, que significa corazón y
vascular, que significa "vaso")
El corazón humano
La figura muestra un diagrama del corazón humano. Sus paredes están constituidas predominantemente por un tipo de músculo
especializado, el músculo cardíaco. La sangre que retoma desde los tejidos corporales penetra en la aurícula derecha a través de
dos venas grandes, las venas cavas superior e inferior. La sangre que retorna de los pulmones entra en la aurícula izquierda a
través de las venas pulmonares. Las aurículas, que tienen paredes delgadas en comparación con los ventrículos, se dilatan
cuando reciben la sangre. Luego, ambas aurículas se contraen simultáneamente, ayudando a que la sangre penetre en los
ventrículos a través de válvulas abiertas. Luego, los ventrículos se contraen simultáneamente: las válvulas existentes entre las
aurículas y los ventrículos se cierran por la presión de la sangre en los ventrículos. El ventrículo derecho impulsa a la sangre
desoxigenada hacia los pulmones mediante las arterias pulmonares; el ventrículo izquierdo impulsa la sangre oxigenada hacia
la aorta, de la cual pasa a los otros tejidos corporales. Las válvulas existentes entre los ventrículos y la arteria pulmonar y la aorta
se cierran después que los ventrículos se contraen, evitando así el reflujo de sangre. En un adulto sano en reposo, este proceso
rítmico se produce unas 70 veces por minuto; bajo ejercicio intenso, la frecuencia es más del doble.
Si usted escuchara el latido cardíaco, oiría un sonido similar a "lub-dup, lub-dup". El primer sonido, más profundo ("lub"),
corresponde al cierre de las válvulas existentes entre las aurículas y los ventrículos; el segundo sonido ("dup"), al cierre de
las válvulas que comunican a los ventrículos con las arterias. Si se daña a cualquiera de las cuatro válvulas, como por ejemplo
en el caso de la fiebre reumática, la sangre puede gotear en retroceso a través de la válvula, produciendo el ruido que se caracteriza
como "soplo cardíaco".
Además de su función como una bomba, el corazón también es un órgano
secretor de hormonas. En los humanos y otros mamíferos, muchas de las cé-
lulas del músculo cardíaco de la aurícula sintetizan y liberan un péptido
conocido como factor natriurético ("excreción de sal") auricular o, más
simplemente, péptido cardíaco que parece desempeñar un papel importante
en la regulación del volumen sanguíneo y de la presión sanguínea.
Regulación del latido cardíaco
La mayoría de los músculos se contraen solamente cuando los estimula un
nervio motor, pero el estímulo de las células del músculo cardíaco se origina
en el propio músculo. El corazón de un vertebrado continuará latiendo aun
cuando se lo separe del cuerpo si se lo mantiene en una solución nutriente
oxigenada. En los embriones vertebrados, el corazón comienza a latir el co-
menzar el desarrollo, antes que aparezca cualquier inervación. De hecho, las
células cardíacas embrionarias aisladas laten en un tubo de ensayo.
La contracción del músculo cardíaco se inicia en un área especial del cora-
zón, el nodo sinoaricular, que está situado en la aurícula derecha. Esta
región del tejido funciona como un marcapasos. Está compuesta por células
musculares cardíacas especializadas que pueden iniciar espontáneamente su propio impulso y contraerse. Desde el marcapasos. el
impulso se extiende a través de las aurículas derecha e izquierda; cuando pasa a lo largo de la superficie de las células musculares
cardíacas individuales, activa su maquinaria contráctil y éstas se contraen. El impulso viaja muy rápidamente a través de las
uniones nexus que conectan al citoplasma de las células musculares cardíacas contiguas. En consecuencia, muchas células de
ambas aurículas son activadas de manera casi simultánea.
Aproximadamente 100 milisegundos después que se activa el marcapasos, impulsos que viajan a lo largo de las fibras de
conducción especiales y del propio músculo auricular estimulan una segunda área de tejida nodal, el nodo auriculoventricular.
Desde éste, los impulsos son llevados por fibras musculares especiales, el haz de His (que recibe el nombre de su descubridor),
hasta las paredes de los ventrículos derecho e izquierdo, que se contraen entonces casi simultáneamente. El haz de His es el único
puente eléctrico entre las aurículas y los ventrículos. Aunque sus fibras conducen los impulsos muy rápidamente, el nudo
auriculoventricular está formado por fibras de conducción lenta. En consecuencia, se impone una demora entre las contracciones
auriculares y ventriculares, asegurando que el latido auricular se complete antes que comience el latido de los ventrículos.
Cuando los impulsos del sistema de conducción viajan a través del corazón, la corriente eléctrica generada en la superficie del
corazón se transmite a los fluidos del cuerpo, y desde allí parte de ella alcanza la superficie del cuerpo. Electrodos ubicados
apropiadamente sobre esta superficie y conectados a un instrumento de registro pueden medir esta corriente. El registro, un elec-
trocardiograma, es importante para establecer la capacidad del corazón de iniciar y transmitir los impulsos.
EL CIRCUITO VASCULAR
Como hemos visto, hay dos circuitos principales en el sistema cardiovascular de un
vertebrado que respira aire: el circuito pulmonar y el circuito sistémico. En el
circuito pulmonar la sangre desoxigenada abandona el ventrículo derecho del
corazón a través de la arteria pulmonar. Esta arteria se divide en las ramas derecha e
izquierda, que llevan la sangre a los pulmones derecho e izquierdo, respectivamente.
Dentro de los pulmones, las arterias se dividen en arterias más pequeñas, luego en
arteriolas y finalmente en los capilares alveolares aun más pequeños, a través de los
cuales se intercambian el oxígeno y el dióxido de carbono. La sangre fluye de los
capilares a pequeñas vénulas y luego a venas cada vez más grandes, que drenan
finalmente en las cuatro venas pulmonares que llevan la sangre, ya oxigenada, a la
aurícula izquierda del corazón. Las arterias pulmonares son las únicas arterias que
llevan sangre completamente desoxigenada y las venas pulmonares son las únicas
venas que llevan sangre completamente oxigenada.
El circuito sistémico es mucho más grande. Muchas arterias principales, que irrigan
diferentes partes del cuerpo, se ramifican a partir de la aorta cuando ésta abandona el
ventrículo izquierdo. Las primeras dos ramas son las arterias coronarias derecha e
izquierda, que llevan sangre oxigenada al propio músculo cardíaco. Otra subdivisión
importante de la circulación sistémica irriga al cerebro. Si la circulación de la sangre
recién oxigenada al cerebro se interrumpe durante un lapso tan breve como cinco
segundos, se pierde la consciencia; después de 4 a 6 minutos las células cerebrales
se dañan irreversiblemente.
Entre las características de la circulación sistémica se incluyen varios sitemas
porta, en los que la sangre fluye a través de dos lechos capilares distintos
conectados por venas o por arterias, antes de entrar a las venas que retornan al
corazón. Por ejemplo, en el sistema porta hepático la sangre venosa recolectada de
los capilares del tubo digestivo es desviada por medio de la vena porta hepática a
través del hígado. Allí pasa por una segunda red de capilares antes de vaciarse en la vena cava inferior. De este modo, los
productos de la digestión pueden ser procesados de modo directo por el hígado. El hígado también recibe sangre recién oxigenada
directamente de una arteria principal, la arteria hepática.
PRESIÓN SANGUÍNEA
Las contracciones de los ventrículos del corazón impulsan la sangre al interior de las arterias con fuerza considerable. La presión
sanguínea es una medida de la fuerza por unidad de área con que la sangre empuja las paredes de los vasos sanguíneos. Se
describe convencionalmente como la altura que puede alcanzar una columna de mercurio por su empuje. Para propósitos médicos,
habitualmente se mide en la arteria del brazo. La presión sanguínea normal de un adulto joven generalmente es de 120 milímetros
de mercurio (120 mmHg) cuando los ventrículos se están contrayendo (la presión sanguínea sistólica) y 80 mmHg cuando los
ventrículos se relajan (presión diastólica); esto se expresa como una presión sanguínea de 120/80. La presión se genera por la
acción de bombeo del corazón y cambia con la tasa a que se contrae. La fuerza de estas contracciones, la elasticidad de las paredes
arteriales y la tasa del flujo arterial desempeñan también papeles importantes para determinar la presión sanguínea.
La constricción y la dilatación de las arteriolas en diferentes partes del cuerpo regulan el flujo de sangre, y de este modo la
provisión de oxígeno y nutrientes, según los requerimientos variables del animal. Por ejemplo, el flujo de sangre a través del
músculo esquelético se incrementa durante el ejercicio; el flujo al estómago y a los intestinos se incrementa durante la digestión, y
el flujo a través de la piel se incrementa a temperaturas altas y disminuye a temperaturas bajas. Un flujo constante de sangre al
cerebro es de importancia particular. Uno de los mecanismos que evita el daño serio de las células cerebrales humanas como
resultado de una provisión inadecuada de sangre, es el desmayo, que hace que una persona se desplome; en consecuencia, para
que la sangre continúe fluyendo hacia el cerebro no hay que superar a la fuerza de gravedad.
Los acontecimientos psicológicos también tienen influencia sobre la vasoconstricción y la dilatación y, de esta manera, sobre la
distribución del flujo de sangre. Ejemplos familiares son ruborizarse, palidecer de miedo, la angina pectoris (dolor en el pecho y
en el brazo izquierdo) precipitada por la emoción, y la erección del pene o del clítoris como resultado de estímulos eróticos.
Las venas, con sus paredes delgadas y sus diámetros relativamente grandes, ofrecen poca resistencia al flujo, haciendo posible el
movimiento de retorno de la sangre al corazón, a pesar de su baja presión. Las válvulas de las venas evitan el reflujo (. El regreso
de la sangre al corazón es intensificado por las contracciones de músculos esqueléticos. Por ejemplo, cuando uno camina, los
músculos de las piernas abultan y comprimen las venas que yacen entre los músculos que se contraen, elevando así la presión
dentro de las venas e incrementando el flujo. (Si uno tiene que estar de pie y quieto durante mucho tiempo, debe contraer los
músculos de la pierna periódicamente para que la sangre retorne al corazón y así se evite su estancamiento.) Asimismo, a medida
que la cavidad torácica se expande durante la inspiración, las paredes elásticas de las venas del pecho se dilatan, la presión venosa
en la región cardíaca disminuye, y aumenta el retorno de la sangre al corazón
EL SISTEMA LINFÁTICO
En los vertebrados superiores, los fluidos perdidos por la sangre en los tejidos son recolectados por el sistema linfático que los
lleva nuevamente al torrente sanguíneo. El sistema linfático es como el sistema venoso, pues consiste en una red interconectada
de vasos que son progresivamente más grandes. Los vasos más grandes son. en efecto, semejantes a las venas en su estructura, y
los vasos más pequeños se asemejan a los capilares a través de los cuales circula la sangre. Sin embargo, una diferencia
importante es que los capilares linfáticos comienzan ciegamente en los tejidos y no forman parte de un circuito continuo. El fluido
intersticial se infiltra en los capilares linfáticos, desde los cuales viaja a conductos grandes que se vacían en las dos venas
subclavias; estas venas, situadas debajo de las dos clavículas (huesos en collar), se vacían en la vena cava superior. El fluido
llevado en el sistema linfático se conoce como linfa. Como se recordará, la linfa es también el medio en que se transportan al
torrente sanguíneo las grasas absorbidas del tubo digestivo Algunos vertebrados no mamíferos tienen "corazones linfáticos" que
les ayudan a mover el fluido. En los mamíferos, la linfa se mueve por la contracción de los músculos del cuerpo; hay válvulas que
evitan el reflujo, como en el sistema venoso. Estudios recientes han demostrado además que los vasos linfáticos se contraen
rítmicamente; estas contracciones pueden ser el factor principal que impulsa a la linfa.
Los nudos linfáticos, que son una masa de tejido esponjoso, están distribuidos en todo el sistema linfático. Tienen dos funciones:
son los sitios de proliferación de los linfocitos, glóbulos blancos especializados que son efectores de la respuesta inmune, y
eliminan los restos celulares y las partículas extrañas de la linfa antes que penetre en la sangre. La remoción de los desechos
químicos, sin embargo, requiere del procesamiento de la propia sangre; esta función es desempeñada por los riñones.

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Circulatorio primer año laboratorio e instrumentación quirúrgica biología cruz roja

  • 1. Biología I Sistema Circulatorio En todos los animales, excepto en aquellos de tamaño muy pequeño o con un plan corporal extremadamente simple, la sangre es la "autopista" química que conecta a la multitud de células que forman el cuerpo del organismo; es el medio por el cual las moléculas de nutrientes procesadas por digestión y las moléculas de oxígeno incorporadas por la respiración son en viadas a las células individuales. La sangre también se lleva los materiales de desecho, incluyendo el dióxido de carbono y la urea, producidos por las células en el curso de sus actividades metabólicas. Como se ha visto, el CO2 recogido por la sangre abandona el cuerpo por difusión a través de las superficies respiratorias. En los vertebrados, la urea y otros desechos son procesados en los riñones y excretados del cuerpo. Además, la sangre transporta otras sustancias importantes, tales como hormona, enzimas y anticuerpos, y tiene entre sus constituyentes básicos a las células que defienden el cuerpo contra los invasores extraños. LA SANGRE Un individuo que pesa 75 kg tiene alrededor de 6 litros de sangre, que equivale a más o menos el 8% de su peso corporal. Aproximadamente el 60% de la sangre es un líquido de color pajizo llamado plasma, que es 90% agua. El otro 40% de la sangre que no es plasma está constituido por los glóbulos rojos, los glóbulos blancos y las plaquetas. La sangre, se clasifica como un tipo de tejido conectivo. Plasma Con excepción del oxígeno y el dióxido de carbono transportados por la hemoglobina, la mayoría de las moléculas necesitadas por las células individuales, así como los productos de desecho de estas células, son arrastradas por el tránsito denso del torrente sanguíneo, disueltas en el plasma. Además, el plasma contiene moléculas de proteína, conocidas como proteínas plasmáticas, que no son nutrientes ni productos de desecho, sino que funcionan en el propio torrente sanguíneo; gracias a estas proteínas plasmáticas disueltas, el potencial osmótico de la sangre es mayor que el del fluido intersticial circundante. De este modo, el efecto de estas proteínas es evitar una pérdida excesiva del fluido del torrente sanguíneo hacia los tejidos; sirven también para ligar a ciertos iones y moléculas pequeñas, impidiéndoles que dejen el torrente sanguíneo, y para transportar grasa, colesterol y moléculas por lo demás insolubles en el torrente sanguíneo. Las proteínas plasmáticas son de tres tipos principales: albúmina, fibrinógeno y globulinas. La función principal de la albúmina es mantener el alto potencial osmótico del plasma en relación con el líquido intersticial, mientras que el fibrinógeno es el responsable de la coagulación sanguínea. Entre las globulinas más importantes están las inmunoglobulinas o anticuerpos. Glóbulos rojos Los glóbulos rojos, o eritrocitos están especializados para el transporte de oxígeno. Cuando madura el glóbulo rojo de un mamífero, expulsa su núcleo y sus mitocondrias, y sus otras estructuras celulares se disuelven. Casi todo el volumen del glóbulo rojo maduro está lleno con hemoglobina, alrededor de 265 millones de moléculas por célula en los seres humanos. Hay aproximadamente 5 millones de glóbulos rojos por milímetro cúbico de sangre; aproximadamente 25.000 millones (25 x 1012) en el cuerpo de una persona adulta. Dado que los glóbulos rojos, que carecen de núcleo, no pueden repararse, su lapso de vida es comparativamente breve, entre 120 y 130 días. En este mismo momento, en nuestros cuerpos están muriendo glóbulos rojos a un ritmo de aproximadamente 2 millones por segundo; para remplazarlos, se están formando otros nuevos en la médula ósea con un ritmo igual. Glóbulos blancos Por cada 1.000 glóbulos rojos en el torrente sanguíneo de los seres humanos hay 1 ó 2 glóbulos blancos, o leucocitos, totalizando 6.000 a 9.000 por milímetro cúbico de sangre. Estas células son casi incoloras, más grandes que los glóbulos rojos, no contienen hemoglobina y tienen un núcleo. La función principal de los glóbulos blancos es la defensa del organismo contra invasores tales como virus, bacterias y otras partículas extrañas. A diferencia de los glóbulos rojos, los glóbulos blancos no están confinados dentro de los vasos sanguíneos, sino que pueden migrar al líquido intersticial. Se ven esféricos en el torrente sanguíneo, pero en los tejidos pueden aplanarse como amebas. Al igual que las amebas, se mueven por medio de seudópodos. y muchos son fagocíticos. Ciertos tipos de glóbulos blancos desempeñan papeles centrales en la respuesta inmune. Los glóbulos blancos frecuentemente son destruidos durante la lucha contra la infección. El pus está compuesto fundamentalmente por estas células muertas. Nuevos glóbulos blancos que ocuparán el lugar de los que son destruidos se forman constantemente en el bazo, en la médula ósea y en otros tejidos. Plaquetas Las plaquetas, llamadas así porque se asemejan a placas pequeñas, son discos incoloros, ovales o de forma irregular, más pequeños que los glóbulos rojos (de unos 3 micrómetros de diámetro). Las plaquetas son fragmentos citoplasmáticos, limitados por membrana, de células inusualmente grandes, los megacariocitos, que se encuentran en la médula ósea. Son, en efecto, peque- ñas bolsas de productos químicos que desempeñan un papel esencial al iniciar la coagulación de la sangre y obturar roturas de los vasos sanguíneos. Coagulación de la sangre La coagulación de la sangre es un fenómeno complejo, que requiere de plaquetas y de por lo menos 15 factores presentes normalmente en el torrente sanguíneo o en las membranas celulares. La secuencia de hechos comienza cuando el plasma encuentra una superficie rugosa o una molécula de proteína conocida como factor tisular. El factor tisular, que se piensa que tiene muchas funciones reguladoras en todo el cuerpo, se encuentra en la superficie externa de muchos tipos celulares diferentes, pero no sobre las células que revisten la superficie interna de los vasos sanguíneos. Cuando el factor tisular reacciona con una proteína plasmática específica en circulación, como puede ocurrir cuando se rompe un vaso sanguíneo, se inicia una cascada de reacciones químicas. En esta cascada, el producto de cada paso en la serie de reacciones actúa como catalizador para el paso siguiente, y las moléculas que intervienen son, al igual que las enzimas, utilizadas una y otra vez. El resultado es que en cada paso de la serie, el número de moléculas se amplifica. Finalmente se activa una molécula llamada tromboplastina. La tromboplastina actúa para convertir a la protrombina, una proteína plasmática producida en el hígado, en su forma activa, la enzima trombina: La trombina, a su vez convierte al fibrinógeno, una proteína plasmática soluble, en fibrina.
  • 2. Las moléculas de fibrina se aglutinan, formando una red insoluble en la que se enredan los glóbulos rojos y las plaquetas para formar un coágulo. El coágulo se contrae, reuniendo a los bordes de la herida. En una reacción de coagulación típica se producen aproximadamente 2 millones de moléculas de trombina a partir de la protrombina, llevando a la producción de alrededor de 160.000 millones de moléculas de fibrina. Reacciones de coagulación también ocurren cuando se saca sangre del cuerpo y se la coloca en un tubo de ensayo, aparentemente desencadenadas de algún modo por el contacto con una superficie extraña. El fluido claro que queda después que el coágulo se contrae, se conoce como suero sanguíneo. En un tubo de ensayo, las reacciones de coagulación siempre se desarrollan inexorablemente hasta su conclusión, a menos que se usen productos químicos anticoagulantes. Sin embargo, en el cuerpo, las reacciones son reguladas con precisión por mecanismos que todavía son un misterio. Si no estuviesen regulados de esta manera, según algunos cálculos podríamos coagulamos desde la punta de la cabeza hasta la punta de los pies en 90 segundos después de iniciada la cascada de reacción. LOS VASOS SANGUÍNEOS En el sistema cardiovascular, el corazón vierte sangre en las arterias grandes, en las que viajan hasta arterias ramificadas más pequeñas, luego a las arterias aun más pequeñas (las arteriolas) y finalmente redes de vasos aun más pequeños, los capilares. Desde los capilares, la sangre pasa a venas pequeñas, las vénulas, luego a venas más grandes y, a través de ellas, retorna al corazón. En los humanos, el diámetro de la abertura de la arteria más grande, la aorta, es aproximadamente 2,5 centímetros, el del capilar más pequeño, sólo 5 micrómetros, y el de la vena más grande, la vena cava, aproximadamente 3 centímetros. Las arterias, venas y capilares difieren no sólo en tamaño sino también en la estructura de sus paredes. De los tres tipos de vasos, las arterias tienen las paredes más gruesas y más fuertes, constituidas por tres capas. La capa interna, o endotelio (un tipo de tejido epitelial), forma el revestimiento de los vasos; la capa media contiene músculo liso y tejidos elásticos; la capa externa, también elástica, está constituida por colágeno y otros tejidos de sostén. Dada su elasticidad, las arterias se estiran cuando la sangre se vierte en ellas y luego vuelven lentamente a su estado anterior. La pulsación que se siente cuando se colocan las yemas de los dedos sobre una arteria próxima a la superficie del cuerpo, como por ejemplo en la muñeca, corresponde a la expansión y retracción alternadas de una pared arterial elástica. Las paredes de las venas, al igual que las de las arterias, tienen tres capas, pero son más delgadas, menos elásticas y más plegables. Una vena vacía sufre un colapso, mientras que una arteria vacía permanece abierta. Los capilares y la difusión El corazón, las arterias y las venas son en esencia los medios para hacer que la sangre entre y salga de los capilares, lugar donde se lleva a cabo la función real del sistema circulatorio. Las paredes de los capilares están formadas por sólo una capa de células, el endotelio, y la luz (paso) de los capilares más pequeños tiene, como hemos indicado, 5 micrómetros de diámetro, la anchura suficiente para que los glóbulos rojos retorcidos y plegados puedan desplazarse en fila india. La longitud total de los capilares en una persona adulta es de más de 80.000 kilómetros. A raíz de estos hechos, la sangre se mueve lentamente a través del sistema capilar. A medida que se mueve, los gases (oxígeno y dióxido de carbono), las hormonas, y otros materiales, se intercambian por difusión con los tejidos circundantes, a través de uniones entre las células endoteliales y a través del citoplasma de estas células. Las moléculas orgánicas, tales como la glucosa, probablemente se mueven por sistemas de transporte de las células endoteliales. En las células endoteliales fueron observadas vesículas pinocíticas; supuestamente sirven para acarrear material disuelto hacia el interior el exterior de los capilares. No hay célula en el cuerpo humano que esté a más de 130 micrómetros de un capilar, una distancia bastante corta para la difusión rápida. Aun las células de las paredes de las venas y arterias grandes dependen de los capilares para su provisión de sangre, como ocurre con el corazón mismo EL SISTEMA CARDIOVASCULAR Como vimos los sistemas de transporte de la sangre en los animales varían en estructura y complejidad. En la lombriz de tierra por ejemplo, la sangre circula en un sistema cerrado de vasos continuos: ella es impulsada por las contracciones de "corazones" que son poco más que porciones musculares dilatadas de vasos sanguíneos determinados. Por contraste, los moluscos tienen un corazón mucho más complejo, que consiste en varias cámaras, pero la mayoría de ellos tienen un sistema circulatorio abierto: la sangre es bombeada a través de vasos que se abren en espacios dentro de los tejidos, de los cuales retorna a las branquias y luego al corazón. El corazón de los vertebrados, al igual que el de los moluscos, es un órgano muscular que consiste en varias cámaras, pero los vasos sanguíneos forman un sistema cerrado, semejante, en principio, al de la lombriz ae tierra pero considerablemente más complicado. El corazón y los vasos en común se conocen como sistema cardiovascular (de cardio, que significa corazón y vascular, que significa "vaso") El corazón humano La figura muestra un diagrama del corazón humano. Sus paredes están constituidas predominantemente por un tipo de músculo especializado, el músculo cardíaco. La sangre que retoma desde los tejidos corporales penetra en la aurícula derecha a través de dos venas grandes, las venas cavas superior e inferior. La sangre que retorna de los pulmones entra en la aurícula izquierda a través de las venas pulmonares. Las aurículas, que tienen paredes delgadas en comparación con los ventrículos, se dilatan cuando reciben la sangre. Luego, ambas aurículas se contraen simultáneamente, ayudando a que la sangre penetre en los ventrículos a través de válvulas abiertas. Luego, los ventrículos se contraen simultáneamente: las válvulas existentes entre las aurículas y los ventrículos se cierran por la presión de la sangre en los ventrículos. El ventrículo derecho impulsa a la sangre desoxigenada hacia los pulmones mediante las arterias pulmonares; el ventrículo izquierdo impulsa la sangre oxigenada hacia la aorta, de la cual pasa a los otros tejidos corporales. Las válvulas existentes entre los ventrículos y la arteria pulmonar y la aorta se cierran después que los ventrículos se contraen, evitando así el reflujo de sangre. En un adulto sano en reposo, este proceso rítmico se produce unas 70 veces por minuto; bajo ejercicio intenso, la frecuencia es más del doble. Si usted escuchara el latido cardíaco, oiría un sonido similar a "lub-dup, lub-dup". El primer sonido, más profundo ("lub"), corresponde al cierre de las válvulas existentes entre las aurículas y los ventrículos; el segundo sonido ("dup"), al cierre de las válvulas que comunican a los ventrículos con las arterias. Si se daña a cualquiera de las cuatro válvulas, como por ejemplo
  • 3. en el caso de la fiebre reumática, la sangre puede gotear en retroceso a través de la válvula, produciendo el ruido que se caracteriza como "soplo cardíaco". Además de su función como una bomba, el corazón también es un órgano secretor de hormonas. En los humanos y otros mamíferos, muchas de las cé- lulas del músculo cardíaco de la aurícula sintetizan y liberan un péptido conocido como factor natriurético ("excreción de sal") auricular o, más simplemente, péptido cardíaco que parece desempeñar un papel importante en la regulación del volumen sanguíneo y de la presión sanguínea. Regulación del latido cardíaco La mayoría de los músculos se contraen solamente cuando los estimula un nervio motor, pero el estímulo de las células del músculo cardíaco se origina en el propio músculo. El corazón de un vertebrado continuará latiendo aun cuando se lo separe del cuerpo si se lo mantiene en una solución nutriente oxigenada. En los embriones vertebrados, el corazón comienza a latir el co- menzar el desarrollo, antes que aparezca cualquier inervación. De hecho, las células cardíacas embrionarias aisladas laten en un tubo de ensayo. La contracción del músculo cardíaco se inicia en un área especial del cora- zón, el nodo sinoaricular, que está situado en la aurícula derecha. Esta región del tejido funciona como un marcapasos. Está compuesta por células musculares cardíacas especializadas que pueden iniciar espontáneamente su propio impulso y contraerse. Desde el marcapasos. el impulso se extiende a través de las aurículas derecha e izquierda; cuando pasa a lo largo de la superficie de las células musculares cardíacas individuales, activa su maquinaria contráctil y éstas se contraen. El impulso viaja muy rápidamente a través de las uniones nexus que conectan al citoplasma de las células musculares cardíacas contiguas. En consecuencia, muchas células de ambas aurículas son activadas de manera casi simultánea. Aproximadamente 100 milisegundos después que se activa el marcapasos, impulsos que viajan a lo largo de las fibras de conducción especiales y del propio músculo auricular estimulan una segunda área de tejida nodal, el nodo auriculoventricular. Desde éste, los impulsos son llevados por fibras musculares especiales, el haz de His (que recibe el nombre de su descubridor), hasta las paredes de los ventrículos derecho e izquierdo, que se contraen entonces casi simultáneamente. El haz de His es el único puente eléctrico entre las aurículas y los ventrículos. Aunque sus fibras conducen los impulsos muy rápidamente, el nudo auriculoventricular está formado por fibras de conducción lenta. En consecuencia, se impone una demora entre las contracciones auriculares y ventriculares, asegurando que el latido auricular se complete antes que comience el latido de los ventrículos. Cuando los impulsos del sistema de conducción viajan a través del corazón, la corriente eléctrica generada en la superficie del corazón se transmite a los fluidos del cuerpo, y desde allí parte de ella alcanza la superficie del cuerpo. Electrodos ubicados apropiadamente sobre esta superficie y conectados a un instrumento de registro pueden medir esta corriente. El registro, un elec- trocardiograma, es importante para establecer la capacidad del corazón de iniciar y transmitir los impulsos. EL CIRCUITO VASCULAR Como hemos visto, hay dos circuitos principales en el sistema cardiovascular de un vertebrado que respira aire: el circuito pulmonar y el circuito sistémico. En el circuito pulmonar la sangre desoxigenada abandona el ventrículo derecho del corazón a través de la arteria pulmonar. Esta arteria se divide en las ramas derecha e izquierda, que llevan la sangre a los pulmones derecho e izquierdo, respectivamente. Dentro de los pulmones, las arterias se dividen en arterias más pequeñas, luego en arteriolas y finalmente en los capilares alveolares aun más pequeños, a través de los cuales se intercambian el oxígeno y el dióxido de carbono. La sangre fluye de los capilares a pequeñas vénulas y luego a venas cada vez más grandes, que drenan finalmente en las cuatro venas pulmonares que llevan la sangre, ya oxigenada, a la aurícula izquierda del corazón. Las arterias pulmonares son las únicas arterias que llevan sangre completamente desoxigenada y las venas pulmonares son las únicas venas que llevan sangre completamente oxigenada. El circuito sistémico es mucho más grande. Muchas arterias principales, que irrigan diferentes partes del cuerpo, se ramifican a partir de la aorta cuando ésta abandona el ventrículo izquierdo. Las primeras dos ramas son las arterias coronarias derecha e izquierda, que llevan sangre oxigenada al propio músculo cardíaco. Otra subdivisión importante de la circulación sistémica irriga al cerebro. Si la circulación de la sangre recién oxigenada al cerebro se interrumpe durante un lapso tan breve como cinco segundos, se pierde la consciencia; después de 4 a 6 minutos las células cerebrales se dañan irreversiblemente. Entre las características de la circulación sistémica se incluyen varios sitemas porta, en los que la sangre fluye a través de dos lechos capilares distintos conectados por venas o por arterias, antes de entrar a las venas que retornan al corazón. Por ejemplo, en el sistema porta hepático la sangre venosa recolectada de los capilares del tubo digestivo es desviada por medio de la vena porta hepática a través del hígado. Allí pasa por una segunda red de capilares antes de vaciarse en la vena cava inferior. De este modo, los productos de la digestión pueden ser procesados de modo directo por el hígado. El hígado también recibe sangre recién oxigenada directamente de una arteria principal, la arteria hepática.
  • 4. PRESIÓN SANGUÍNEA Las contracciones de los ventrículos del corazón impulsan la sangre al interior de las arterias con fuerza considerable. La presión sanguínea es una medida de la fuerza por unidad de área con que la sangre empuja las paredes de los vasos sanguíneos. Se describe convencionalmente como la altura que puede alcanzar una columna de mercurio por su empuje. Para propósitos médicos, habitualmente se mide en la arteria del brazo. La presión sanguínea normal de un adulto joven generalmente es de 120 milímetros de mercurio (120 mmHg) cuando los ventrículos se están contrayendo (la presión sanguínea sistólica) y 80 mmHg cuando los ventrículos se relajan (presión diastólica); esto se expresa como una presión sanguínea de 120/80. La presión se genera por la acción de bombeo del corazón y cambia con la tasa a que se contrae. La fuerza de estas contracciones, la elasticidad de las paredes arteriales y la tasa del flujo arterial desempeñan también papeles importantes para determinar la presión sanguínea. La constricción y la dilatación de las arteriolas en diferentes partes del cuerpo regulan el flujo de sangre, y de este modo la provisión de oxígeno y nutrientes, según los requerimientos variables del animal. Por ejemplo, el flujo de sangre a través del músculo esquelético se incrementa durante el ejercicio; el flujo al estómago y a los intestinos se incrementa durante la digestión, y el flujo a través de la piel se incrementa a temperaturas altas y disminuye a temperaturas bajas. Un flujo constante de sangre al cerebro es de importancia particular. Uno de los mecanismos que evita el daño serio de las células cerebrales humanas como resultado de una provisión inadecuada de sangre, es el desmayo, que hace que una persona se desplome; en consecuencia, para que la sangre continúe fluyendo hacia el cerebro no hay que superar a la fuerza de gravedad. Los acontecimientos psicológicos también tienen influencia sobre la vasoconstricción y la dilatación y, de esta manera, sobre la distribución del flujo de sangre. Ejemplos familiares son ruborizarse, palidecer de miedo, la angina pectoris (dolor en el pecho y en el brazo izquierdo) precipitada por la emoción, y la erección del pene o del clítoris como resultado de estímulos eróticos. Las venas, con sus paredes delgadas y sus diámetros relativamente grandes, ofrecen poca resistencia al flujo, haciendo posible el movimiento de retorno de la sangre al corazón, a pesar de su baja presión. Las válvulas de las venas evitan el reflujo (. El regreso de la sangre al corazón es intensificado por las contracciones de músculos esqueléticos. Por ejemplo, cuando uno camina, los músculos de las piernas abultan y comprimen las venas que yacen entre los músculos que se contraen, elevando así la presión dentro de las venas e incrementando el flujo. (Si uno tiene que estar de pie y quieto durante mucho tiempo, debe contraer los músculos de la pierna periódicamente para que la sangre retorne al corazón y así se evite su estancamiento.) Asimismo, a medida que la cavidad torácica se expande durante la inspiración, las paredes elásticas de las venas del pecho se dilatan, la presión venosa en la región cardíaca disminuye, y aumenta el retorno de la sangre al corazón EL SISTEMA LINFÁTICO En los vertebrados superiores, los fluidos perdidos por la sangre en los tejidos son recolectados por el sistema linfático que los lleva nuevamente al torrente sanguíneo. El sistema linfático es como el sistema venoso, pues consiste en una red interconectada de vasos que son progresivamente más grandes. Los vasos más grandes son. en efecto, semejantes a las venas en su estructura, y los vasos más pequeños se asemejan a los capilares a través de los cuales circula la sangre. Sin embargo, una diferencia importante es que los capilares linfáticos comienzan ciegamente en los tejidos y no forman parte de un circuito continuo. El fluido intersticial se infiltra en los capilares linfáticos, desde los cuales viaja a conductos grandes que se vacían en las dos venas subclavias; estas venas, situadas debajo de las dos clavículas (huesos en collar), se vacían en la vena cava superior. El fluido llevado en el sistema linfático se conoce como linfa. Como se recordará, la linfa es también el medio en que se transportan al torrente sanguíneo las grasas absorbidas del tubo digestivo Algunos vertebrados no mamíferos tienen "corazones linfáticos" que les ayudan a mover el fluido. En los mamíferos, la linfa se mueve por la contracción de los músculos del cuerpo; hay válvulas que evitan el reflujo, como en el sistema venoso. Estudios recientes han demostrado además que los vasos linfáticos se contraen rítmicamente; estas contracciones pueden ser el factor principal que impulsa a la linfa. Los nudos linfáticos, que son una masa de tejido esponjoso, están distribuidos en todo el sistema linfático. Tienen dos funciones: son los sitios de proliferación de los linfocitos, glóbulos blancos especializados que son efectores de la respuesta inmune, y eliminan los restos celulares y las partículas extrañas de la linfa antes que penetre en la sangre. La remoción de los desechos químicos, sin embargo, requiere del procesamiento de la propia sangre; esta función es desempeñada por los riñones.