CIRCULACIÓN DE NUTRIENTES EN LOS SERES VIVOS

 LA CIRCULACIÓN

Es el proceso mediante el cual se transportan y distribuyen a todas las células de un organismo los nutrientes y el oxígeno que les permite obtener la energía que requieren; igualmente mediante este proceso se eliminan las sustancias de desecho que allí se producen tales como el dióxido de carbono, el vapor de agua y compuestos nitrogenados.

Los seres vivos obtienen de su medio ambiente, las sustancias y los gases necesarios para realizar todos sus procesos internos, y eliminan las sustancias de desecho, pues su acumulación puede producir la muerte. La circulación, es el medio de transporte de estas sustancias entre las diferentes células del cuerpo

los seres vivos han desarrollado diferentes mecanismos para asegurar que cada una de sus células pueda transportar e intercambiar con el medio y otras cèlulas las sustancias para mantenerse con vida, asi como eliminar los desechos producto de su metabolismo.

en los organismos unicelulares, dichos mecnismos se relacionan con el movimiento de sustancias a través de la membrana celular.

en organismos pluricelulares estos mecanismos se relacionan con el desarrollo de estructuras como los sistmas circulatorios, los cuales, sin importar la distancia a la cual se encuentren las células del medio externo, ponen a disposicion de ellas un medio interno que les suministra sustancias vitales y un medio para eliminar de manera rápida y segura los desechos.

UNIDAD 2- CIRCULACIÓN EN EL SER HUMANO.

1.    SISTEMA CIRCULATORIO

El sistema circulatorio o cardiovascular es el sistema de transporte por excelencia que garantiza el recambio permanente de sustancias entre las diversas partes del cuerpo. Está compuesto por una bomba impulsadora que es el corazón, una red de conductos transportadores llamados vasos sanguíneos y un líquido circulante, que es la sangre. Con el sistema linfático conforman el sistema circulatorio, cuyas funciones principales son: permitir el transporte de la sangre oxigenada y otros nutrientes a las células de los tejidos; recoger sustancias de desecho y dióxido de carbono de las células; brindar inmunidad al organismo mediante el transporte de células de defensa; ayudar a regular la homeostasis –equilibrio del cuerpo- en procesos como el transporte de hormonas y el mantenimiento de la temperatura corporal.

1.1  Corazón.

El corazón es un órgano muscular que se encuentra en al centro del pecho, detrás y levemente a la izquierda del esternón, entre los pulmones. Está compuesto por tres capas musculares: el pericardio, el miocardio y el endocardio. El pericardio o epicardio es la capa más externa y parece una bolsa con una parte interna llamada pericardio seroso o visceral y una parte externa llamada pericardio fibroso o parietal que contiene el  líquido pericárdico, que lubrica y amortigua los movimientos cardíacos.

El miocardio es la capa más gruesa y está formada principalmente por musculo cardíaco. Sus fibras musculares están formadas por fibras más delgadas, llamadas miofibrillas compuestas, a su vez, por unidades musculares llamadas sarcómeros, que ocupan el 50% de la masa de la célula cardíaca. Las miofibrillas contienen miofilamentos formados por proteínas así: los filamentos gruesos por la proteína llamada miosina y los delgados, por las proteínas actina, troponina y tropomiosina, que se entrecruzan en forma de Z, produciendo la contracción del corazón.

El endocardio es la capa más delgada e interna del corazón; sus paredes están revestidas por el endotelio, que evita que la sangre se coagule. Dentro del corazón se encuentra una pared muscular denominada tabique interventricular que lo divide en dos lados: derecho e izquierdo, y cuatro cámaras o cavidades; las superiores se denominan aurículas –izquierda y derecha- y las inferiores ventrículos –izquierdo y derecho-.

Entre las aurículas y los ventrículos existen válvulas que controlan el flujo de sangre en una sola dirección y se denominan válvulas auriculoventriculares. La válvula tricúspide permite el paso de sangre de la aurícula derecha (AD) hacia el ventrículo derecho (VD) y tiene tres valvas u hojas. La válvula mitral o bicúspide permite el paso de la sangre de la aurícula izquierda (AI) al ventrículo izquierdo (VI). La válvula sigmoide pulmonar permite el paso de la sangre del ventrículo derecho (VD) a la arteria pulmonar para llevarla hacia los pulmones donde es oxigenada. La válvula sigmoide aórtica permite el paso de la sangre del ventrículo izquierdo (VI) a la aorta y, allí, al resto del organismo.

1.1.1  Contracción del corazón.

El corazón tiene propiedades eléctricas y mecánicas que permiten su contracción. Un sistema automático dentro del corazón envía impulsos eléctricos a las fibras musculares cardíacas excitándolas para que se contraigan y expulsen la sangre de una cavidad a otra y luego, al resto del cuerpo. El tejido muscular se excita porque posee las siguientes características

·        Inotropismo: capacidad de contraerse con cierta intensidad.

·        Automatismo o autoexcitabilidad: capacidad de autoexcitarse de forma automática.

·        Dromotropismo: capacidad de conducir el estímulo desde la aurícula hasta el resto del corazón en forma ordenada y controlada.

·        Cronotropismo: capacidad de latir a una frecuencia determinada.

1.1.2 El impulso cardíaco.

En la conducción del impulso cardíaco intervienen varios componentes. En primer lugar está el nódulo sinoauricular o marcapaso (SA) situado en la aurícula derecha (AD) donde se une con la vena cava superior. Luego está el nódulo auriculoventricular, que es un punto de conexión del impulso cardíaco situado en la base de la aurícula derecha. Sigue el haz de His o  haz  auriculoventricular, que es un fino cordón de fibras musculares cardíacas especializadas y tiene la función de transmitir el impulso desde las aurículas a los ventrículos y, luego, las fibras se Purkinje, que son derivaciones del haz de His y que recorren el endocardio ventricular formando la red de Purkinje donde la velocidad de conducción es muy alta.

El impulso cardíaco se origina en el nódulo sinoauricular (SA), luego pasa a la aurícula derecha (AD) y luego a la aurícula izquierda (AI), provocando la contracción de ambas aurículas. Esta frecuencia de disparo es controlada  por el Sistema Nervioso Autónomo (SNA). A continuación, la señal eléctrica pasa por las vías internodales al nódulo auriculoventricular (AV) dando origen al haz de His, donde se detiene un momento. Luego envía la señal eléctrica por dos vías que forman a cada lado del corazón la red de Purkinje, donde la velocidad de conducción es muy alta. La suma de estos impulsos estimula la contracción del corazón y el bombeo de la sangre.

1.1.2 Irrigación sanguínea.

Para que el corazón pueda contraerse también se requiere la irrigación de un conjunto de arterias denominadas: coronaria derecha, coronaria izquierda y circunfleja, que transporta nutrientes necesarios para su funcionamiento. Además posee un sistema venoso coronario formado por las venas Tebesio (cavidades derechas), venas del sistema intermedio (VD), y drenaje venoso del ventrículo izquierdo dado por el seno coronario, que recoge la sangre del miocardio y sus productos de desecho metabólico.

1.2  Vasos sanguíneos.

El sistema vascular está formado por una red de vasos sanguíneos cuya función es transportar la sangre por todo el cuerpo. Por medio del sistema circulatorio la sangre es llevada hasta los pulmones para oxigenarse, se distribuyen los nutrientes absorbidos en el intestino delgado y se transportan las hormonas de un sitio a otro del cuerpo. Igualmente el sistema circulatorio transporta los desechos obtenidos a partir del metabolismo celular hacia los órganos encargados de eliminarlos.

Los vasos sanguíneos están constituidos por tres capas o túnicas: la íntima, la media y la adventicia. La túnica íntima es la capa de revestimiento interno del vaso y está formado por tejido epitelial llamado endotelio; la media que contiene cantidades variables de musculo liso y tejido elástico. La túnica adventicia es la más externa del vaso básicamente conformada por tejido conectivo rico en fibras elásticas y colágeno.

1.2.1  Arterias.

Las arterias son vasos sanguíneos con una capa muscular más gruesa que la de las venas. En su trayecto, a medida que se alejan del corazón, las arterias se van ramificando y disminuyendo su calibre hasta los vasos más pequeños llamados arteriolas y estos, a su vez, se ramifican en otros aún más pequeños llamados capilares. Su función es transportar la sangre oxigenada, excepto la arteria pulmonar,  que conduce sangre sin oxigenar del corazón a los pulmones. Conforme a su morfología las arterias se pueden clasificar en conductoras, distribuidoras y de recambio.

Las arterias conductoras se caracterizan por su mayor grosor. Sus principales ejemplos lo constituyen la aorta, la ilíaca común, la subclavia y las carótidas. Las arterias distribuidoras poseen un diámetro que varía entre 0,3 mm y 1 cm. Las arterias de intercambio y arteriolas poseen un diámetro entre 250 y 300 micras y su paso de luz es mínimo.

1.2.2  Venas.

Las venas son vasos sanguíneos con paredes musculares más finas que las de las arterias pero con un mayor calibre. En su trayecto se ramifican en vasos sanguíneos más pequeños llamados vénulas. Como todos los vasos sanguíneos, están compuestas por tres capas (íntima, media y adventicia), pero estas son de mayor fragilidad y tendencia a colapsarse. Las vénulas  se forman en la unión de vasos capilares y su diámetro está en el rango de 10 a 15 micras. Las venas pequeñas miden entre 0,2 y 1mm de diámetro, las venas cavas, renales, ilíacas, esplénicas, porta i mesentéricas forman verdaderos troncos. Su función es transportar la sangre sin oxigenar y los productos de desecho del metabolismo celular. La excepción es la vena pulmonar que conduce sangre oxigenada de los pulmones al corazón.

1.2.3  Capilares.

Los capilares son vasos sanguíneos que comunican las arteriolas y las vénulas, con las que forman redes capilares. Las paredes de los capilares son muy finas, por ello facilitan el intercambio de sustancias. A través de ellos se filtran el plasma sanguíneo y sus nutrientes, al igual que dióxido de carbono y otras sustancias de desecho. Los capilares constituyen la unidad funcional del sistema circulatorio. Se distinguen tres tipos de capilares: continuos, discontinuos y fenestrados. Los capilares continuos son los que no presentan perforaciones en su endotelio y su lámina basal. Poseen células especiales llamadas pericitos, que regulan el flujo sanguíneo. Los capilares discontinuos son los que presentan perforaciones entre sus células endoteliales y los capilares fenestrados son aquellos en los que sus células endoteliales presentan, en su citoplasma, poros denominados fenestras.

Junto a los vasos sanguíneos, el corazón funciona como una bomba electromecánica que expulsa la sangre oxigenada al sistema arterial para su distribución hasta los tejidos; en ellos, el proceso de intercambio de gases y otras sustancias es realizado por el sistema capilar, así como la receptación de la sangre es llevada a cabo por el sistema venoso.

1.2.4  Principales vasos sanguíneos.

Las arterias y las venas tienen una función complementaria; mientras las primeras llevan sangre a todas las células del cuerpo, las segundas se encargan de recaptar la sangre utilizada por ellas. Las arterias y las venas más importantes de  cuerpo humano se indican en la siguiente tabla:

1.3 Sangre.

La sangre es un tejido líquido compuesto por las células sanguíneas y por el plasma o componente fluido que se renueva permanentemente. Cumple con importantes funciones en todo el organismo, por eso se le denomina comúnmente el “fluido de la vida”. La sangre transporta los nutrientes que las células necesitan para vivir y el oxígeno  que necesitan para poder respirar. En ella también viajan las células de defensa del organismo y otras que coagulan la sangre durante el cierre de las heridas. Las hormonas que se producen en las glándulas, así como muchos de los medicamentos que tomamos para atacar algún problema de salud, utilizan esta vía para llegar a su destino. La cantidad de sangre que tiene una persona se relaciona con su edad, peso,  sexo y altura. Una persona adulta tiene un volumen de sangre aproximadamente igual al 7% de su peso corporal.

1.3.1  Plasma.

El plasma está constituido por agua, proteínas como albúmina, fibrinógeno y globulinas. El plasma transporta hormonas, metabólicos, catabólicos, oxígeno y dióxido de carbono. Las células sanguíneas son de tres tipos: glóbulos rojos o eritrocitos o hematíes, glóbulos blancos o leucocitos y plaquetas o trombocitos.

1.3.2  Glóbulos rojos.

Los glóbulos rojos o eritrocitos o hematíes son células anucleadas de unas siete micras de diámetro, cuyo color rojo se debe a la hemoglobina que contienen. Su función es transportar  intercambiar oxígeno y dióxido de carbono. El 95% de la masa celular del eritrocito está representada por una proteína llamada hemoglobina. Su forma en un disco bicóncavo con  una depresión central. La vida media de un  glóbulo rojo es de 120 días. En seres humanos se considera normal valores de 4.500.000 a 6.000.000 por mL, en el hombre y de 3.800.000 5.000.000 en la mujer. Constituyen en el 45% del volumen total de la sangre.

1.3.3   Plaquetas.

Las plaquetas o trombocitos son pequeños fragmentos de células encargadas de la formación del coágulo–trombo- sanguíneo que, al agregarse al endotelio vascular lesionado, lo taponan. Su número habitual en la sangre es de 200.000 a 400.000  por mm3. Tiene una vida media de 8 a 12 días y, una vez envejecen, son destruidas por los macrófagos. Existen además algunos factores de coagulación que son proteínas presentes en el plasma o liberadas desde los tejidos. Las células sanguíneas pueden ser separadas del plasma por centrifugación y dan como resultado, el hematocrito que permite estimar el volumen de células en la sangre.

1.3.4 Glóbulos blancos.

Los glóbulos blancos o leucocitos son células incoloras nucleadas con organelos citoplasmáticos en su interior encargados de la inmunidad y defensa del organismo. Incluyen leucocitos tipo neutrófilos,  eosinófilos, basófilos según el tipo de pigmentación que adquiera su núcleo, además de linfocitos y monocitos. El porcentaje total de leucocitos y plaque tas es del 1% los neutrófilos constituyen el 70%  de los glóbulos blancos circulantes. Los eosinófilos representan el 3%, los basófilos el 1o 2%, los linfocitos el 20 o 30% y, los monocitos el 3 al 8%.

Los neutrófilos son fagocitos activos y forman parte d la primera línea de defensa contra las infecciones bacterianas.

Los eosinófilos tienen afinidad especial con los complejos antigénicos-anticuerpo, y fagocitan el complemento que ellos forman. Intervienen en alergias y algunas infecciones.

Los basófilos se relacionan con la repuesta inmune, la cual es de dos tipos: humoral y celular. La base de la respuesta humoral es la producción de anticuerpos y su difusión por los líquidos corporales. Los anticuerpos son armas químicas que los linfocitos B fabrican en respuesta a la presencia  de una sustancia extraña llamada antígeno. La inmunidad celular  depende de los linfocitos T, los cuales al reconocer un antígeno, proliferan y liberan factores que promueven la migración de macrófagos y la respuesta humoral.

Los monocitos, al abandonar la sangre, se transforman en macrófagos que destruyen las partículas invasoras.

En general se puede decir que el recuento de leucocitos total es de 5.000 a 12.000 por mm3 de sangre. Un aumento en su número se conoce como leucocitosis y puede obedecer a procesos infecciosos, estrés físico o emocional, pero si el número disminuye, se conoce como leucopenia.

1.1.1 Formación de la sangre.

Los centros especializados en la formación de la sangre se denominan hematopoyéticos y se ubican en la médula ósea, el bazo, los ganglios linfáticos y el timo, principalmente. Durante la vida embrionaria, los glóbulos rojos se producen en hígado, bazo y medula ósea de manera sincrónica. En el hígado principalmente, durante el periodo entre el tercero y sexto mes de gestación y, posteriormente, la médula ósea asume esta labor. El bazo es el responsable de mantener la actividad productora de linfocitos durante toda la vida, en tanto que la médula ósea es el órgano hematopoyético por excelencia.

1.2  Dinámica circulatoria.

La sangre circula en forma cíclica a través del sistema vascular –arterial, capilar, venoso- y linfático.

El sistema arterial transporta sangre oxigenada y rica en nutrientes desde el corazón a todos los tejidos del cuerpo a través de las arterias, arteriolas y capilares. Las arterias están sometidas a alta presión sanguínea y poseen en la salida sistemas vasculares que ayudan a impulsar la sangre. La circulación capilar permite el intercambio de nutrientes, metabolitos y gases, proceso conocido como microcirculación. El sistema linfático regula líquidos al interior de los vasos sanguíneos y en el espacio intersticial, devolviendo el exceso de volumen filtrado hacia la circulación venosa. El sistema venoso facilita el retorno de la sangre desde los tejidos al corazón. El sistema venoso es de baja presión y posee válvulas  que facilitan el retorno venoso hacia el corazón y evitan el reflujo hacia el capilar.

1.2.1   El ciclo cardíaco.

Cada latido del corazón representa una secuencia de eventos llamada ciclo cardiaco. Durante el ciclo cardiaco, el musculo del corazón se relaja y se contrae alternativamente. L corazón bombea la sangre al cuerpo en forma continua en dos fases mecánicas: la sístole y la diástole  auricular y ventricular. La diástole corresponde al proceso de llenado de sangre y relajación muscular; mientras la sístole es el proceso de expulsión de la sangre, que es ocasionado por la contracción del musculo cardiaco, lo que origina una presión que se propaga a través de los vasos y demás tejidos. La sangre viaja por el organismo realizando dos circuitos conocidos como circulación mayor y circulación menor.

 Circulación mayor.

La sangre oxigena da ingresa a la aurícula izquierda del corazón a través de la válvula mitral y de allí al ventrículo izquierdo (VI). Luego por la arteria aorta, para ser redistribuida por todo el cuerpo. A medida que se aleja del corazón la aorta se ramifica en arterias más delgadas, luego en arteriolas y, finalmente, en capilares que ponen la sangre al alcance de todas las células del cuerpo. Es a este nivel que ocurre el intercambio de gases, nutrientes y desechos. A medida que se lleva a cabo el proceso de intercambio, la sangre se carga de dióxido de carbono y desechos. Ahora la sangre es enviada por vénulas que se conectan con otras de mayor calibre llamadas venas, que, finalmente, convergen en dos grandes venas: la vena cava inferior y la vena cava superior, que desembocan en la aurícula derecha del corazón.

Circulación menor.

La sangre es enviada de la aurícula derecha al ventrículo derecho a través de la válvula tricúspide y, de ahí, pasa a través de la válvula  pulmonar  hacia la arteria pulmonar para llegar a los pulmones. Allí es donde se oxigena, gracias al proceso de intercambio gaseoso denominado respiración. Una vez la sangre ha sido oxigenada, vuelve a la aurícula izquierda del corazón a través de las venas pulmonares.

3.1.1  Frecuencia cardiaca.

La frecuencia cardiaca se puede medir en cualquier arteria de mediano o gran calibre y corresponde al número de veces que el corazón late para enviar la sangre al organismo por unidad de tiempo (minuto). Se expresa en contracciones o latidos por minuto y s controlada por al sistema nervioso autónomo (SNA), obedeciendo a estímulos adrenérgicos que aumentan la frecuencia, y a estímulos colinérgicos, que tienen un efecto contario. Adicionalmente, existen barorreceptores en el arco aórtico y el seno carotideo, que detectan cambios de presión e informan de esta situación a los centros de control –un aumento de presión arterial brusco conduce a una disminución en la frecuencia cardiaca-; mecanorreceptores, ubicados en la unión de la vena cava y la aurícula derecha, son receptores del volumen y ante un aumento de la presión venosa, informan al sistema nervioso autónomo para que se aumente la frecuencia cardiaca; y quimiorreceptores, ubicados en cuerpos carotideos y  aórticos, detectan concentraciones de CO2,O2, e hidrogeniones y envían la información a centros de control de aumento o disminuyen la frecuencia cardiaca según la información que llegue.

3.1.2  Presión arterial.

La presión arterial es la fuerza que ejerce la sangre que circula contra las paredes de las arterias o, dicho de otra forma, es la resistencia que ofrecen los vasos sanguíneos al paso de la sangre. Cada vez que se contrae el corazón, aumenta la presión y cuando el corazón descansa, entre latidos, disminuye la presión.

Unos de los exámenes más frecuentes en una consulta médica, es la toma de la presión arterial con un aparato llamado tensiómetro. Con este se pueden observar dos valores: la presión alta o sistólica, que se produce durante una contracción con la reincorporación de la sangre a las cavidades, y la presión baja o diastólica, que se produce cuando el corazón expulsa la sangre del ventrículo izquierdo y descansa entre las contracciones. La presión diastólica en la aorta tiene un valor normal de 80 mm Hg y aumenta hasta 120 mm Hg en la presión sistólica.

3.1.3  Pulso arterial.

El pulso arterial es la expansión rítmica de una arteria. Cada vez que comienza una contracción de los ventrículos, se transmite una onda por los músculos de las paredes arteriales y, en algunas partes del cuerpo, se percibe esta onda como una dilatación de la arteria, producto de la expansión  endurecimiento arterial por la eyección de sangre. El pulso puede ser explorado n la arteria radial ubicada en la muñeca, en la arteria humeral ubicada en el brazo, en la arteria femoral ubicada en el pliegue inguinal, en la poplítea detrás de las rodillas, en la arteria pedia ubicada en el dorso de los pies, y en las carótidas,  ubicadas en el cuello.

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