Sistema circulatorio
El sistema circulatorio, también conocido como sistema cardiovascular, está formado por órganos y líquidos que transportan materiales como oxígeno y nutrientes por todo el cuerpo. Todos los vertebrados tienen un sistema circulatorio cerrado en el que el plasma sanguíneo y las células permanecen dentro de los vasos sanguíneos. Esto se opone a un sistema circulatorio abierto en el que la sangre rodea los órganos y tejidos en una cámara abierta.
Visión general
En aves y mamíferos, el órgano principal del sistema cardiovascular es un corazón de cuatro cámaras con sus vasos sanguíneos asociados. En otros vertebrados, el corazón puede tener dos o tres cámaras. Muchos invertebrados tienen un sistema circulatorio abierto donde la sangre (también conocida como hemolinfa) baña las células y los órganos directamente. Algunos de estos organismos, como el pulpo, pueden tener varios corazones repartidos por todo el cuerpo. Los sistemas circulatorios abiertos vs cerrados han evolucionado en diferentes linajes a lo largo del tiempo.
Como se ve en el diagrama anterior, el sistema circulatorio abarca todo el cuerpo. A medida que mueve la sangre por el sistema, lleva oxígeno a los tejidos y se lleva los productos de desecho que crean . El sistema circulatorio también tiene muchas funciones relacionadas con la entrega de hormonas, permitiendo el paso de células inmunes y otras funciones relacionadas con la coordinación y el mantenimiento de un organismo multicelular. Echemos un vistazo más de cerca a algunas de estas funciones.
Función del sistema circulatorio
La evolución animal ha dado lugar a un grado cada vez mayor de especialización en tejidos y órganos. Por ejemplo, los organismos multicelulares simples como las esponjas tienen estructuras donde cada célula interactúa directamente con el medio ambiente. Cada célula intercambia moléculas con el medio ambiente, obtiene nutrientes del medio ambiente y expulsa sus productos de desecho directamente al exterior. En animales más grandes y complejos, esto es difícil ya que hay muchas células presentes en el interior del organismo que interactúan mínimamente con el ambiente externo.
Por lo tanto, cada una de las funciones básicas de un organismo debe ser realizada por un conjunto de órganos especializados. Por ejemplo, el sistema digestivo está especializado en la extracción eficiente de nutrientes útiles de los alimentos. De manera similar, el sistema respiratorio se ocupa del intercambio de gases, mientras que los sistemas nervioso y endocrino están involucrados en la coordinación y homeostasis. Para mantener cada uno de estos sistemas de órganos, el cuerpo necesita un sistema circulatorio. El sistema circulatorio permite que cada célula obtenga sustento, esté protegida de patógenos, se comunique con otras células y exista en un microambiente relativamente constante.
Ejemplo de función del sistema circulatorio
La función subyacente del sistema circulatorio es el transporte. Esta función básica transporta muchas sustancias diferentes hacia y desde diferentes partes del cuerpo.
La intrincada red de vasos sanguíneos que rodea el intestino delgado absorbe los productos finales de la digestión. La glándula pituitaria situada en lo profundo del cerebro libera hormonas que influyen en los sistemas musculoesquelético, tegumentario y reproductivo. Estas hormonas se transportan a sus órganos y células objetivo a través del sistema circulatorio. Dentro de los alvéolos en los pulmones, el oxígeno del aire se difunde hacia los capilares donde se une a la proteína hemoglobina (que se encuentra en los glóbulos rojos). A través de esta proteína transportadora, la sangre transporta oxígeno a todas las células del cuerpo.
La sangre también juega un papel importante en el mantenimiento del pH del cuerpo. Esto es particularmente importante ya que el pH influye en la eficiencia y eficacia de cada biomolécula. La regulación de la temperatura también la realiza el sistema circulatorio. Cuando la temperatura corporal aumenta, hay vasodilatación en la piel, lo que lleva a la pérdida de calor. En temperaturas frías, los vasos sanguíneos que suministran sangre a las extremidades se contraen. Esta constricción conserva el calor corporal de los órganos internos críticos. Finalmente, la sangre y la linfa contienen anticuerpos y células inmunes. Esto incluye las células de la inmunidad innata presentes desde el nacimiento, así como la inmunidad adaptativa adquirida a través de la exposición a patógenos.
Partes del sistema circulatorio
El sistema circulatorio está formado por el corazón, la sangre, los vasos sanguíneos, la linfa y los vasos linfáticos. Si bien el corazón es el «órgano» más grande del sistema circulatorio, en realidad es solo un gran vaso sanguíneo rodeado de músculos. Las arterias y las venas en sí mismas a veces se consideran juntas como un órgano interconectado que atraviesa el cuerpo.
Corazón
En los seres humanos, el corazón tiene cuatro cámaras que constan de dos aurículas y dos ventrículos. Las aurículas son las cámaras receptoras y reciben sangre de las venas. Por otro lado, los ventrículos están diseñados para ser bombas eficientes que envían sangre a las arterias.
La sangre oxigenada de los pulmones llega a la aurícula izquierda a través de la vena pulmonar. Pasa al ventrículo izquierdo a través de la válvula mitral durante la sístole o contracción auricular. Durante la sístole ventricular, esta sangre se bombea a la aorta para que circule por el cuerpo a través de arterias, arteriolas y capilares.
El intercambio de materiales se produce a través de las paredes endoteliales unicelulares de los capilares. La sangre desoxigenada de varios tejidos luego regresa a la aurícula derecha del corazón a través de dos venas principales: la vena cava superior e inferior. Una vez que la sangre desoxigenada llega al ventrículo derecho a través de la válvula tricúspide, se bombea a los pulmones durante la sístole ventricular a través de la arteria pulmonar. En los pulmones, el intercambio de gases ocurre dentro de los alvéolos.
La imagen de arriba muestra las cuatro cámaras del corazón junto con los principales vasos sanguíneos y válvulas. Por tanto, el sistema circulatorio de los seres humanos se puede dividir en dos bucles que se centran alrededor del corazón. La primera se llama circulación pulmonar y transporta sangre entre el corazón y los pulmones. El otro circuito extenso se llama circulación sistémica y comienza en la aorta y suministra oxígeno y nutrientes a todos los tejidos del cuerpo, incluidos los músculos del corazón.
Vasos sanguineos
Hay dos tipos principales de vasos sanguíneos: los que llevan sangre hacia el corazón se denominan venas y los que llevan sangre desde el corazón hacia otros tejidos y órganos se denominan arterias . Las arterias y venas experimentan ramificaciones repetidas para producir arteriolas y vénulas. Los vasos sanguíneos más delgados son los capilares, formados por una sola capa de células epiteliales escamosas. Estas delgadas estructuras tubulares son el sitio principal para el intercambio de materiales entre el sistema circulatorio y los tejidos.
La imagen de arriba muestra cómo las arterias y las venas están conectadas a través de capilares. El azul representa sangre desoxigenada, mientras que el rojo representa sangre oxigenada. Este es un fenómeno de color real que se observa en la sangre. La sangre arterial suele ser de color rojo brillante debido a la gran cantidad de oxígeno que transporta, mientras que la sangre venosa es más oscura y más azul / violeta.
La sangre que se extrae para las pruebas de rutina a menudo proviene de las venas. Las arterias de la circulación sistémica contienen sangre oxigenada, mientras que las venas llevan sangre desoxigenada que contiene altas cantidades de dióxido de carbono hacia el corazón. Lo contrario es cierto para la circulación pulmonar, ya que la sangre recibe oxígeno en los pulmones y luego regresa al corazón para ser bombeada hacia el cuerpo.
Circulación linfática
Aunque el sistema linfático a veces se considera separado del sistema circulatorio, sus funciones se superponen.
El líquido intersticial es una solución incolora que baña todas las células del cuerpo y forma un componente principal del líquido extracelular. Se forma debido a la fuerza hidrostática de la sangre en los capilares que hace que el agua, los iones y los pequeños solutos del sistema circulatorio escapen.
El líquido intersticial es similar al plasma sanguíneo en muchos aspectos. Parte de este líquido comienza a fluir hacia la red extendida de estructuras tubulares que forman la circulación linfática. Este líquido ahora se llama linfa y pasa a través de los ganglios linfáticos, donde los patógenos, las células dañadas o las células cancerosas pueden quedar atrapadas y destruidas. Los desechos metabólicos y los restos celulares se mueven hacia el torrente sanguíneo y se procesan antes de ser expulsados o excretados como desechos corporales.
Los vasos linfáticos se entrelazan a través de los capilares para absorber todo el líquido que pierden y transferirlo de vuelta al sistema circulatorio. Los ganglios linfáticos fluyen en una dirección para llevar este líquido hacia el cuello, donde se vierte de nuevo a las venas subclavias. Así es como el líquido vuelve a entrar en el sistema circulatorio.
Una de las funciones importantes del sistema linfático es mantener la homeostasis del líquido entre el líquido en la sangre y el contenido de líquido del líquido tisular. Una red de vasos linfáticos y ganglios que funcione correctamente previene el edema, contribuye a la inmunidad y es crucial para la absorción de grasas y vitaminas liposolubles.
¿Cómo funciona el sistema circulatorio?
El sistema circulatorio es impulsado principalmente por el corazón. La presión creada en el corazón empuja la sangre hacia las arterias. Las arterias se expanden con la presión y la sangre se fuerza hasta los capilares más pequeños. Las venas están rodeadas por una variedad de músculos lisos, y estos músculos ayudan a mover la sangre a través de las venas de menor presión y de regreso al corazón. Otras actividades, como los movimientos de los músculos grandes, también pueden ayudar a impulsar la sangre a través del sistema. En general, a un ser humano solo le toma alrededor de un minuto hacer circular una porción de sangre a través de todo el sistema y de regreso al corazón.
Estructura del sistema circulatorio
En conjunto, el sistema circulatorio tiene un patrón, una estructura y un flujo generales. La sangre comienza en el corazón, donde se divide en dos patrones de circulación. La circulación pulmonar va a los pulmones y regresa al corazón. Este circuito se utiliza para oxigenar los pulmones. Luego, la sangre vuelve a entrar al corazón y se bombea a través de la circulación sistémica.
Estas venas y arterias sirven al cuerpo y tienen una configuración estandarizada. Primero, las arterias transportan sangre oxigenada hacia los tejidos. A medida que las arterias se acercan a su tejido objetivo, se vuelven cada vez más pequeñas, lo que eventualmente conduce a capilares. Los capilares son los vasos más pequeños de todos y sirven como lugar de intercambio de gases en los tejidos. En el otro lado de los capilares, comienzan las venas. Las venas transportan sangre desoxigenada, junto con diversos productos de desecho, de regreso al corazón. Los productos de desecho se excretarán en los pulmones o serán filtrados por el hígado o los riñones.
En otros animales, el sistema circulatorio puede variar ampliamente. Este artículo describe el sistema circulatorio cerrado de humanos y otros mamíferos. Los peces, por otro lado, tienen solo un corazón de 2 cámaras y todo el sistema circulatorio es mucho más simple. Otros organismos, como insectos y otros invertebrados, pueden tener un sistema circulatorio abierto. Esta forma de sistema circulatorio simplemente baña los órganos y tejidos en un líquido similar a la sangre, pero no contiene venas ni arterias. Aún así, otros animales como el pulpo tienen múltiples corazones para realizar las tareas del sistema circulatorio.
Enfermedades del sistema circulatorio
Las enfermedades del sistema circulatorio a menudo se centran en la incapacidad de cualquiera de estas partes para funcionar correctamente. La arterioesclerosis, por ejemplo, es una acumulación de placas de grasa en las paredes de las arterias. Esto aumenta la presión pero disminuye el flujo de sangre. El corazón debe trabajar más duro para superar estos bloqueos. Las enfermedades del sistema circulatorio a menudo causan otras afecciones, como un ataque cardíaco o un derrame cerebral.
El sistema circulatorio es una vasta red de tubos y actúa como el sustento del cuerpo, transportando una serie de sustancias desde cada célula y tejido hacia su destino final. Puede tratarse de sustancias tóxicas que deben metabolizarse en el hígado, hormonas que deben administrarse a los órganos diana o nutrientes y oxígeno que necesita cada célula. Sin embargo, la naturaleza extensa del sistema circulatorio, con estructuras tubulares de diferentes diámetros e histología, lo hace vulnerable a muchos tipos diferentes de enfermedades. Entre estos, la formación de placas grasas en los vasos sanguíneos y los trastornos de la coagulación que inhiben la respuesta del cuerpo a las lesiones son particularmente dañinos.
Arteriosclerosis
Arteriosclerosis es un término general para el endurecimiento y endurecimiento de arterias y arteriolas. Da como resultado un deterioro del sistema circulatorio para suministrar nutrientes cruciales a diferentes partes del cuerpo, ya que las arterias deben permanecer elásticas para adaptarse a la presión arterial. Si las paredes de una arteria o arteriola se vuelven rígidas, ya no pueden adaptarse a la presión del líquido generada por cada latido del corazón, lo que genera una tensión adicional en los músculos del corazón.
Aterosclerosis
Entre la variedad de causas de la arteriosclerosis, la formación de una placa de grasa que ocluye el vaso sanguíneo se llama aterosclerosis. Comienza con una lesión en la pared endotelial interna de la arteria o arteriola, por contaminantes o por la presencia de una gran cantidad de lipoproteínas de baja densidad (LDL) y colesterol. Esto dificulta la función de barrera del endotelio y permite que el colesterol y otras LDL se muevan hacia los tejidos internos de la pared arterial. La presencia de estas moléculas en el área dañada activa el sistema inmunológico, reclutando macrófagos al sitio de la lesión.
Cuando hay una gran cantidad de LDL en la placa, los macrófagos no pueden limpiar el sitio y sufren necrosis, formando un núcleo de células muertas dentro de la pared arterial. A esto le sigue la calcificación de la placa y la formación de una capa fibrosa alrededor de toda la estructura. Estos eventos aumentan la resistencia al flujo sanguíneo y reducen el diámetro y la elasticidad de los vasos sanguíneos. Con el tiempo, estas placas podrían desconectarse parcialmente de la pared arterial, exponiendo las células necróticas internas a la sangre y provocando la coagulación de la sangre. También podrían desprenderse por completo y moverse hacia vasos sanguíneos más pequeños y ocluirlos por completo.
La aterosclerosis puede provocar una serie de enfermedades según el vaso sanguíneo afectado. Si las arterias que suministran sangre al corazón se ven afectadas, puede provocar angina (dolor en el pecho), infarto cardíaco o paro cardíaco. La aterosclerosis puede provocar un aumento de la presión arterial cuando las arterias del riñón están parcial o totalmente bloqueadas. El bloqueo completo de cualquier vaso sanguíneo que suministre oxígeno y glucosa críticos al cerebro da como resultado un accidente cerebrovascular, con posible daño irremediable a las neuronas y al tejido nervioso. Si los vasos sanguíneos que suministran sangre oxigenada a las extremidades o las extremidades se ven afectados, puede provocar necrosis de los tejidos y potencialmente provocar gangrena.
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