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• JosmirArevalo

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Circulación pulmonar

La circulación pulmonar es la porción del sistema circulatorio que lleva sangre desoxigenada desde el corazón hasta los pulmones, para luego regresarla oxigenada de vuelta al corazón. El término contrasta con la circulación sistémica que impulsa la sangre hacia el resto de los tejidos del cuerpo, excluyendo los pulmones. La función de la circulación pulmonar es asegurar la oxigenación sanguínea por la hematosis pulmonar.

Curso En la circulación pulmonar, la sangre de procedencia venosa, con baja concentración de oxígeno, sale del ventrículo derecho del corazón, pasa por las arterias pulmonares, entra a los pulmones y regresa de vuelta al corazón, con sangre arterial y oxigenada, a través de las venas pulmonares.

Corazón derecho La sangre proveniente de las venas del organismo es sangre desoxigenada y rica en dióxido de carbono, producto del metabolismo celular fisiológico. Al salir de esta circulación sistémica, entra en la aurícula derecha del corazón, que al contraerse ésta, envía la sangre a través de la válvula tricúspide que separa la aurícula derecha del ventrículo derecho. El paso de la sangre desoxigenada por la válvula tricúspide la lleva al ventrículo derecho de donde es bombeada en dirección de los pulmones.

Arterias [editar] Desde el ventrículo derecho, la sangre pasa por la válvula semilunar hasta la arteria pulmonar. Por cada pulmón, hay dos arterias pulmonares por los cuales la sangre viaja hacia los pulmones. A pesar de llevar sangre desoxigenada, y por lo tanto, sangre venosa, por razón de que son vasos sanguíneos que parten del corazón, por definición son llamadas arterias pulmonares y no venas pulmonares.

Pulmones Las arterias pulmonares llevan la sangre hasta los vasos sanguíneos más pequeños, lugar donde la hemoglobina de las células o glóbulos rojos liberan dióxido de carbono y recogen oxígeno como parte del intercambio gaseoso de la respiración.

Venas La sangre ahora oxigenada sale de los pulmones dentro de las venas pulmonares, que regresan la sangre al corazón, dentro de la aurícula izquierda, completando así el ciclo pulmonar. Esta sangre es bombeada de la aurícula izquierda, a través de la válvula mitral, al ventrículo izquierdo. Desde allí, el ventrículo izquierdo se contrae y distribuye la sangre por el cuerpo por medio de la circulación sistémica, antes de que regrese nuevamente a la aurícula derecha del corazón, comenzando la circulación pulmonar nuevamente.

Fisiología La sangre desoxigenada proveniente de los tejidos sale del corazón derecho por las arterias pulmonares, las cuales llevan la sangre a los pulmones, donde los glóbulos rojos liberan dióxido de carbono en intercambio por oxígeno durante la respiración. La sangre así oxigenada sale de los pulmones por las venas pulmonares, las cuales regresan la sangre al corazón izquierdo, completando el ciclo. La sangre es luego distribuida por todo el cuerpo a través de la circulación sistémica antes de regresar de nuevo a la circulación pulmonar.

Historia La circulación pulmonar fue descubierta y publicada por primera vez por Ibn Nafis en 1242, como parte de su obra titulada Commentary on Anatomy in Avicenna's Canon (Comentario sobre Anatomía en el Canon de Avicenna), por lo que es considerado el padre de la fisiología de la circulación sanguínea.[1] Luego Miguel Servet publicó en Christianismi restitutio (1553) sobre la materia. Por haber sido una obra de teología condenada por la mayoría de las facciones cristianas de la época, el descubrimiento permaneció en la oscuridad hasta las disecciones de William Harvey en 1616.

Desarrollo La circulación pulmonar es casi enteramente pasada por alto en la circulación fetal. Los pulmones fetales están colapsados, y la sangre pasa de la aurícula derecha directamente a la aurícula izquierda a través del foramen ovale, una apertura anatómica que comunica las dos aurículas.[2] Cuando los pulmones se expanden al nacer, la presión pulmonar cae y la sangre comienza a viajar desde la aurícula derecha al ventrículo derecho en dirección del circuito pulmonar. En el curso de varios meses, el foramen oval se cierra debido a que

la presión en la aurícula izquierda hace que el tabique que separa las dos aurículas se comprima, dejando una leve depresión llamada la fosa oval en el corazón adulto.[3] Entre un 10 y un 25% de la población viven con el foramen oval permeable (FOP) donde potencialmente puede haber comunicación entre las dos aurículas.[4 CIRCULACION La sangre es bombeada fuera del corazón a través de tubos duros elásticos llamados arterias. Los vasos del lado derecho del corazón inician el sistema circulatorio pulmonar, que lleva la sangre a los pulmones para reaprovisionarlos con oxígeno fresco. La aorta, la arteria principal del corazón, se ramifica para formar la circulación sistémica, que lleva oxígeno a todos los tejidos del cuerpo. Otra red de venas regresa la sangre al corazón. Vinculando las más pequeñas arterias y venas hay vasos diminutos llamados capilares. La longitud de este sistema intrincado, es aproximadamente, de 150.000 km. Comprende el sistema por el que discurre La sangre a través de las arterias, los capilares y las venas; este recorrido tiene su punto de partida y su final en el corazón. En los humanos y en los vertebrados superiores, el corazón está formado por cuatro cavidades: · aurícula derecha · aurícula izquierda · ventrículo derecho · ventrículo izquierdo El lado derecho del corazón bombea sangre carente de oxígeno procedente de los tejidos hacia los pulmones donde se oxigena; el lado izquierdo del corazón recibe la sangre oxigenada de los pulmones y la impulsa a través de las arterias a todos los tejidos del organismo. La circulación se inicia al principio de la vida fetal. Se calcula que una porción determinada de sangre completa su recorrido en un periodo aproximado de un minuto. Circulación Pulmonar

La sangre procedente de todo el organismo llega a la aurícula derecha a través de dos venas principales: la vena cava superior y la vena cava inferior. Cuando la aurícula derecha se contrae, impulsa la sangre a través de un orificio hacia el ventrículo derecho. La contracción de este ventrículo conduce la sangre hacia los pulmones. La válvula tricúspide evita el reflujo de sangre hacia la aurícula, ya que se cierra por completo durante la contracción del ventrículo derecho. En su recorrido a través de los pulmones, la sangre se oxigena, es decir, se satura de oxígeno. Después regresa al corazón por medio de las cuatro venas pulmonares que desembocan en la aurícula izquierda. Cuando esta cavidad se contrae, la sangre pasa al ventrículo izquierdo y desde allí a la aorta gracias a la contracción ventricular. La válvula bicúspide o mitral evita el reflujo de sangre hacia la aurícula y las válvulas semilunares o sigmoideas, que se localizan en la raíz de la aorta, el reflujo hacia el ventrículo. En la arteria pulmonar también hay válvulas semilunares o sigmoideas. Ramificaciones La aorta se divide en una serie de ramas principales que a su vez se ramifican en otras más pequeñas, de modo que todo el organismo recibe la sangre a través de un proceso complicado de múltiples derivaciones. Las arterias menores se dividen en una fina red de vasos aún más pequeños, los llamados capilares, que tienen paredes muy delgadas. De esta manera la sangre entra en estrecho contacto con los líquidos y los tejidos del organismo. En los vasos capilares la sangre desempeña tres funciones: libera el oxígeno hacia los tejidos, proporciona a las células del organismo de nutrientes y otras sustancias esenciales que transporta, y capta los productos de deshecho de los tejidos. Después los capilares se unen para formar venas pequeñas. A su vez, las venas se unen para formar venas mayores, hasta que, por último, la sangre se reúne en la vena cava superior e inferior y confluye en el corazón completando el circuito. Circulación Portal Además de la circulación pulmonar y sistémica descripta, hay un sistema auxiliar del sistema venoso que recibe el nombre de circulación portal. Un cierto volumen de sangre procedente del intestino confluye en la vena porta y es transportado hacia el hígado. Aquí penetra en unos capilares abiertos denominados sinusoides, donde entra en contacto directo con las células hepáticas. En el hígado se producen cambios importantes en la sangre,

vehículo de los productos de la digestión que acaban de absorberse a través de los capilares intestinales. Las venas recogen la sangre de nuevo y la incorporan a la circulación general hacia la aurícula derecha. A medida que avanza a través de otros órganos, la sangre sufre más modificaciones. Circulación Coronaria La circulación coronaria irriga los tejidos del corazón aportando nutrientes, oxígeno y, retirando los productos de degradación. En la parte superior de las válvulas semilunares, nacen de la aorta dos arterias coronarias. Después, éstas se dividen en una complicada red capilar en el tejido muscular cardiaco y las válvulas. La sangre procedente de la circulación capilar coronaria se reúne en diversas venas pequeñas, que después desembocan directamente en la aurícula derecha sin pasar por la vena cava. Función Cardiaca La actividad del corazón consiste en la alternancia sucesiva de contracción (sístole) y relajación (diástole) de las paredes musculares de las aurículas y los ventrículos. Durante el periodo de relajación, la sangre fluye desde las venas hacia las dos aurículas, y las dilata de forma gradual. Al final de este periodo la dilatación de las aurículas es completa. Sus paredes musculares se contraen e impulsan todo su contenido a través de los orificios auriculoventriculares hacia los ventrículos. Este proceso es rápido y se produce casi de forma simultánea en ambas aurículas. La masa de sangre en las venas hace imposible el reflujo. La fuerza del flujo de la sangre en los ventrículos no es lo bastante poderosa para abrir las válvulas semilunares, pero distiende los ventrículos, que se encuentran aún en un estado de relajación. Las válvulas mitral y tricúspide se abren con la corriente de sangre y se cierran a continuación, al inicio de la contracción ventricular. La sístole ventricular sigue de inmediato a la sístole auricular. La contracción ventricular es más lenta, pero más enérgica. Las cavidades ventriculares se vacían casi por completo con cada sístole. La punta cardiaca se desplaza hacia delante y hacia arriba con un ligero movimiento de rotación. Este impulso, denominado el choque de la punta, se puede escuchar al palpar en el espacio entre la quinta y la sexta costilla. Después de que se produce la sístole ventricular el corazón queda en completo reposo durante un breve espacio de tiempo. El ciclo completo se puede dividir en tres periodos: 1. las aurículas se contraen 2. se produce la contracción de los ventrículos 3. aurículas y ventrículos permanecen en reposo En los seres humanos la frecuencia cardiaca normal es de 72 latidos por minuto, y el ciclo cardiaco tiene una duración aproximada de 0,8

segundos. La sístole auricular dura alrededor de 0,1 segundos y la ventricular 0,3 segundos. Por lo tanto, el corazón se encuentra relajado durante un espacio de 0,4 segundos, casi la mitad de cada ciclo cardiaco. En cada latido el corazón emite dos sonidos, que se continúan después de una breve pausa. El primer tono, que coincide con el cierre de las válvulas tricúspide y mitral y el inicio de la sístole ventricular, es sordo y prolongado. El segundo tono, que se debe al cierre brusco de las válvulas semilunares, es más corto y agudo. Las enfermedades que afectan a las válvulas cardiacas pueden modificar estos ruidos, y muchos factores, entre ellos el ejercicio, provocan grandes variaciones en el latido cardiaco, incluso en la gente sana. La frecuencia cardiaca normal de los animales varía mucho de una especie a otra. En un extremo se encuentra el corazón de los mamíferos que hibernan que puede latir sólo algunas veces por minuto; mientras que en el otro, la frecuencia cardiaca del colibrí es de 2.000 latidos por minuto. Pulso Cuando la sangre es impulsada hacia las arterias por la contracción ventricular, su pared se distiende. Durante la diástole, las arterias recuperan su diámetro normal, debido en gran medida a la elasticidad del tejido conjuntivo y a la contracción de las fibras musculares de las paredes de las arterias. Esta recuperación del tamaño normal es importante para mantener el flujo continuo de sangre a través de los capilares durante el periodo de reposo del corazón. La dilatación y contracción de las paredes arteriales que se puede percibir cerca de la superficie cutánea en todas las arterias recibe el nombre de pulso. Los Latidos Cardiacos La frecuencia e intensidad de los latidos cardiacos están sujetos a un control nervioso a través de una serie de reflejos que los aceleran o disminuyen. Sin embargo, el impulso de la contracción no depende de estímulos nerviosos externos, sino que se origina en el propio músculo cardiaco. El responsable de iniciar el latido cardiaco es una pequeña fracción de tejido especializado inmerso en la pared de la aurícula derecha, el nodo o nódulo sinusal. Después, la contracción se propaga a la parte inferior de la aurícula derecha por los llamados fascículos internodales: es el nodo llamado auriculoventricular. Los haces auriculoventriculares, agrupados en el llamado fascículo o haz de His, conducen el impulso desde este nodo a los músculos de los ventrículos, y de esta forma se coordina la contracción y relajación del corazón. Cada fase del ciclo cardiaco está asociada con la producción de un potencial energético

detectable con instrumentos eléctricos configurando un registro denominado electrocardiograma. Capilares La circulación de la sangre en los capilares superficiales se puede observar mediante el microscopio. Se puede ver avanzar los glóbulos rojos con rapidez en la zona media de la corriente sanguínea, mientras que los glóbulos blancos se desplazan con más lentitud y se encuentran próximos a las paredes de los capilares. La superficie que entra en contacto con la sangre es mucho mayor en los capilares que en el resto de los vasos sanguíneos, y por lo tanto ofrece una mayor resistencia al movimiento de la sangre, por lo que ejercen una gran influencia sobre la circulación. Los capilares se dilatan cuando la temperatura se eleva, enfriando de esta forma la sangre, y se contraen con el frío, con lo que preservan el calor del organismo. También desempeñan un papel muy importante en el intercambio de sustancias entre la sangre y los tejidos debido a la permeabilidad de las paredes de los capilares; éstos llevan oxígeno hasta los tejidos y toman de ellos sustancias de desecho y dióxido de Carbono (CO2 ), que transportan hasta los órganos excretores y los pulmones respectivamente. Allí se produce de nuevo un intercambio de sustancias de forma que la sangre queda oxigenada y libre de impurezas. Tensión Arterial Es la resultante de la presión ejercida por la sangre sobre las paredes de las arterias. La tensión arterial es un índice de diagnóstico importante, en especial de la función circulatoria. Debido a que el corazón puede impulsar hacia las grandes arterias un volumen de sangre mayor que el que las pequeñas arteriolas y capilares pueden absorber, la presión retrógrada resultante se ejerce contra las arterias. Cualquier trastorno que dilate o contraiga los vasos sanguíneos, o afecte a su elasticidad, o cualquier enfermedad cardiaca que interfiera con la función de bombeo del corazón, afecta a la presión sanguínea. En las personas sanas la tensión arterial normal se suele mantener dentro de un margen determinado. El complejo mecanismo nervioso que equilibra y coordina la actividad del corazón y de las fibras musculares de las arterias, controlado por los centros nerviosos cerebroespinal y simpático, permite una amplia variación local de la tasa de flujo sanguíneo sin alterar la tensión arterial sistémica. Para medir la tensión arterial se tienen en cuenta dos valores: el punto alto o máximo, en el que el corazón se contrae para vaciar su sangre en la circulación, llamado sístole; y el punto bajo o mínimo, en el que el corazón se relaja para llenarse con la sangre que regresa de la circulación, llamado diástole. La presión se mide en milímetros de mercurio(mmHg), con la ayuda de un instrumento denominado esfigmomanómetro. Consta de un manguito de goma inflable conectado a un dispositivo que detecta la presión con un marcador. Con el manguito se rodea el brazo izquierdo y se insufla apretando una pera de goma conectada a éste por un tubo. Mientras el médico realiza la exploración, ausculta con un estetoscopio aplicado sobre una arteria en el antebrazo. A medida que el manguito se expande, se comprime la arteria de forma gradual. El punto en el que el manguito interrumpe la circulación y las pulsaciones no son audibles determina la presión sistólica o presión máxima.

Sin embargo, su lectura habitual se realiza cuando al desinflarlo lentamente la circulación se restablece. Entonces, es posible escuchar un sonido enérgico a medida que la contracción cardiaca impulsa la sangre a través de las arterias. Después, se permite que el manguito se desinfle gradualmente hasta que de nuevo el sonido del flujo sanguíneo desaparece. La lectura en este punto determina la presión diastólica o presión mínima, que se produce durante la relajación del corazón. Durante un ciclo cardiaco o latido, la tensión arterial varía desde un máximo durante la sístole a un mínimo durante la diástole. Por lo general, ambas determinaciones se describen como una expresión proporcional del más elevado sobre el inferior, por ejemplo, 140/80. Cuando se aporta una sola cifra, ésta suele corresponder al punto máximo, o presión sistólica. Sin embargo, otra cifra simple denominada como presión de pulso es el intervalo o diferencia entre la presión más elevada y más baja. Por lo tanto, en una presión determinada como 160/90, la presión media será 70. En las personas sanas la tensión arterial varía desde 80/45 en lactantes, a unos 120/80 a los 30 años, y hasta 140/85 a los 40 o más. Este aumento se produce cuando las arterias pierden su elasticidad que, en las personas jóvenes, absorbe el impulso de las contracciones cardiacas. La tensión arterial varía entre las personas, y en un mismo individuo, en momentos diferentes. Suele ser más elevada en los hombres que en las mujeres y los niños; es menor durante el sueño y está influida por una gran variedad de factores. Muchas personas sanas tienen una presión sistólica habitual de 95 a 115 que no está asociada con síntomas o enfermedad. La tensión arterial elevada sin motivos aparentes, o hipertensión esencial, se considera una causa que contribuye a la arteriosclerosis. Las toxinas generadas dentro del organismo provocan una hipertensión extrema en diversas enfermedades. La presión baja de forma anormal, o hipotensión, se observa en enfermedades infecciosas y debilitantes, hemorragia y colapso. Una presión sistólica inferior a 80 se suele asociar con un estado de shock.

CIRCULACIÓN Generalidades

Diversidad sistemas cardiovasculares

La sangre

Los sanguíneos

El corazón

Circuito Vascular

Sistema Circulatorio

Sistema linfático

vasos

En el transcurso del proceso evolutivo aparecieron animales con una mayor complejidad estructural y un mayor tamaño, y con mayores necesidades energéticas. Entre esos animales, fueron favorecidos los que adquirieron órganos especializados en la captación de oxígeno -como las branquias y pulmones- y un tejido conectivo fluido -en el caso de los vertebrados, la sangrecapaz de transportarlo hasta las células.

En la actualidad coexisten organismos de una gran diversidad de sistemas cardiovasculares. Básicamente, todos consisten en una red de conductos por los que circula un fluido - como la sangre- y una o varias bombas -como el corazón- capaces de generar el trabajo necesario para esta circulación. La sangre es la encargada del transporte del oxígeno, los nutrientes y otras moléculas esenciales, así como los productos de desecho. Ésta se compone de plasma, eritrocitos, leucocitos y plaquetas. El plasma, la parte fluida de la sangre, es una solución acuosa en la que están disueltos y suspendidos nutrientes, productos de desechos, sales capaces de regular el pH sanguíneo, anticuerpos, hormonas, proteínas plasmáticas y otras sustancias. En los vertebrados, la sangre circula a través de un circuito cerrado de vasos sanguíneos: arterias, arteriolas, capilares, vénulas y venas. Esta red, que incluye tanto al circuito pulmonar como al sistémico, finalmente alcanza a cada célula del cuerpo. La función principal del sistema circulatorio es llevada a cabo en los capilares, donde se intercambian sustancias entre la sangre y el fluido intersticial que rodea a las células individuales del cuerpo. La sangre fluye a través del organismo por el sistema vascular gracias a la existencia de un órgano capaz de generar la fuerza necesaria para impulsarla: el corazón. Los cambios evolutivos en la estructura del corazón de los vertebrados pueden relacionarse globalmente con cambios en las tasas metabólicas y en el nivel de actividad de los animales. El corazón no es solamente un órgano que bombea sangre; también es capaz de secretar sustancias que regulan su propio funcionamiento. En el esquema general del sistema cardiovascular, la sangre circula desde el corazón a través de vasos cada vez más pequeños, desde donde va pasando nuevamente a vasos de mayor tamaño hasta retornar al corazón. Existen dos circuitos principales en el sistema cardiovascular de un vertebrado que respira aire: el circuito pulmonar y el circuito sistémico. En los mamíferos y las aves, la tabicación completa entre el "corazón izquierdo y el derecho" tiene una consecuencia importante: las presiones sanguíneas pueden ser diferentes en ambos circuitos. En el sistema circulatorio, el gasto cardíaco genera la presión sanguínea, que es una medida de la fuerza por unidad de área que la sangre ejerce sobre las paredes de los vasos sanguíneos. La presión sanguínea no sólo depende del gasto cardíaco, que genera un flujo de sangre en el sistema vascular, sino también de la resistencia que el sistema opone al paso de la sangre. Esta resistencia está gobernada, en gran medida, por el radio de las arteriolas, elemento clave en la regulación de la presión arterial. La actividad del sistema nervioso autónomo que controla la musculatura lisa de las arteriolas, al igual que la que regula el ritmo y la fuerza del latido cardíaco, está regulada por un área de la médula llamada centro de regulación cardiovascular.

El sistema linfático se encarga de recolectar el líquido intersticial remanente del filtrado desde los capilares hacia la luz de los vasos sanguíneos. El líquido plasmático ingresa por filtración desde los capilares hacia el intersticio, y pasa desde el instersticio hacia la luz de los vasos por efecto de la presión oncótica. El líquido intesticial remanente que no se recupera por acción de la presión oncótica es devuelto a la circulación por medio del sistema linfático, que lo recolecta y vuelca en el sistema venoso.

Diversidad de los sistemas cardiovasculares Los sistemas cardiovasculares consisten, básicamente, en una red de conductos por los que circula un fluido -en algunos casos la sangre- y una o varias bombas que impulsan esta circulación -como el corazón-. Este esquema, que varía en estructura y complejidad en los diferentes animales, debe asegurar el adecuado aporte de sangre a las distintas partes del organismo. Las esponjas, cnidarios y nematodos no presentan un sistema vascular anatómicamente diferenciado que transporte sustancias: los gases, nutrientes y sustancias de desecho se intercambian ente las células y el exterior por difusión. En los moluscos y artrópodos, existe un sistema de vasos conectados con un corazón y el sistema circulatorio es abierto. El sistema circulatorio también puede ser cerrado.

a) Un sistema circulatorio abierto: el de los artrópodos. Consiste en un sistema de vasos conectados con un corazón. Desde los vasos, la sangre se vuelca en los tejidos y se forman "lagunas" abiertas desde las cuales retorna luego al corazón a través de aberturas valvulares. b) Un sistema circulatorio cerrado: el de los anélidos. La sangre circula por dentro del sistema de vasos longitudinales-uno dorsal y varios ventrales- que corren a lo largo de su cuerpo alargado y que se ramifican en vasos menores y capilares. Es movilizada por cinco pares de "corazones" -áreas musculares de los vasos sanguíneos- que bombean la sangre hacia el vaso ventral. Los vasos más pequeños

recogen la sangre de los tejidos y los vierten en el vaso dorsal muscular que la bombea hacia adelante. Existen, además, válvulas que impiden que la sangre retroceda y por lo tanto su recorrido es unidireccional. Este tipo de sistema se encuentra en invertebrados como los erizos de mar y los pulpos, y en todos los vertebrados.

El sistema circulatorio de la vertebrada actual deriva de un diseño ya estaba presente en los vertebrados ancestrales y que sufrió diversas modificaciones evolutivas asociadas fundamentalmente con el pasaje de la vida acuática a la terrestre. Se encuentra en los vertebrados acuáticos de respiración branquial -ciclóstomos y teleósteos-, en los cefalocordados -anfioxos- y en el embrión de todos los vertebrados.

Una disposición anatómica similar, en los primeros vertebrados, habría dado origen al sistema circulatorio de los vertebrados actuales. Un "corazón" ubicado ventralmente impulsa la sangre hacia la aorta ventral, que se ramifica en seis pares de arcos aórticos a la altura de la faringe, numerados del I al VI. Los arcos aórticos se reunen dorsalmente en dos raíces aórticas que se juntan y forman la aorta dorsal que distribuye la sangre en los tejidos. En los vertebrados acuáticos más primitivos, y en los anfioxos, la capilarización de los arcos aórticos a nivel de las hendiduras branquiales permite la oxigenación de la sangre. El corazón es un órgano esencialmente formado por tejido muscular y por lo tanto, puede contraerse. Cuando el corazón se contrae, la cavidad que encierra reduce su volumen y, en consecuencia, aumenta la presión de la sangre en su interior, que tiende a salir. Las células musculares del corazón deben contraerse ordenadamente y con una cierta rapidez ante un estímulo. Durante el proceso evolutivo, este conjunto de características aparecen en el músculo cardíaco que bombea en forma eficiente la sangre a través de todo el cuerpo.

La sangre En los vertebrados, la sangre es el fluido que circula a través del cuerpo transportando gases, nutrientes y desechos. Consiste, en un 40%, en células: glóbulos rojos (eritrocitos ), glóbulos blancos (leucocitos ) y plaquetas . El plasma ocupa el 60% restante. Los eritrocitos no tienen núcleo ni otras organelas; contienen hemoglobina y se especializan en el transporte de oxígeno. La función principal de los leucocitos es la defensa del organismo contra invasores como virus , bacterias y partículas extrañas. Los glóbulos blancos pueden migrar al espacio intersticial y muchos realizan fagocitosis. Las plaquetas provienen de megacariocitos que se encuentran en la médula ósea. Contienen mitocondrias, un retículo endoplasmático liso y numerosos gránulos, donde se acumulan diversas sustancias sintetizadas o no por la plaqueta. Las plaquetas desempeñan un papel esencial al iniciar la coagulación de la sangre y obturar roturas de los vasos sanguíneos. Además, aseguran la reserva y transporte de serotonina producida por células del intestino delgado a través de la sangre producida por células del intestino delgado, así como la secreción de otras sustancias vasoactivas como la histamina. Las plaquetas participan en la cascada de coagulación de la sangre. Con excepción del oxígeno, la mayoría de las moléculas nutrientes y los productos de desecho son transportados disueltos en el plasma. Además, el plasma contiene proteínas plasmáticas que no son nutrientes ni productos de desecho. Incluyen la albúmina, el fibrinógeno y las globulinas. La formación de las células de la sangre -o hematopoyesis- se produce tempranamente en el embrión humano, en el hígado y en menor grado en el bazo. Después del nacimiento, todas las células sanguíneas, excepto los linfocitos, se sintetizan sólo en la médula ósea. Todas las células sanguíneas se originan a partir de un tipo único de células totipotenciales que se diferencian.

La ruptura de los vasos sanguíneos produce una hemorragia que disminuye el aporte de oxígeno y nutrientes al área afectada. Esto puede causar la necrosis, o muerte de las células, y, en caso de pérdidas de sangre importantes, una caída de la presión sanguínea de graves consecuencias. Tanto en los vertebrados como en los invertebrados, existen mecanismos por los que se obtura la zona dañada, evitándose la pérdida de sangre.

En los invertebrados se produce una contracción muscular de las paredes del cuerpo que facilita el cierre de la herida, mientras que la aglutinación y posterior formación de una placa de células sanguíneas obtura la zona. El proceso de formación de esta placa o coágulo se denomina coagulación. En los mamíferos, cuando un vaso sanguíneo se rompe, los vasos sanguíneos de la zona afectada se contraen y el aporte de sangre se reduce. Este proceso es reforzado por la formación de un coágulo integrado por células y proteínas sanguíneas. La coagulación de la sangre es un fenómeno complejo, que requiere de plaquetas y de numerosos factores de coagulación presentes normalmente en el torrente sanguíneo, o en las membranas de las plaquetas o de otros tipos celulares. Involucra, en sus etapas finales, moléculas de tromboplastina que convierten a la protrombina en su forma activa, la enzima trombina. La trombina, a su vez, convierte al moléculas de fibrinógeno en fibrina, que se aglutina, formando una red insoluble en la que se "enredan" los glóbulos rojos y

las plaquetas. Así se forma un coágulo que luego se contrae, acercando los bordes de la herida.

Los vasos sanguíneos En el esquema general del sistema cardiovascular, la sangre es vertida desde el corazón en las arterias grandes, por las que viaja hasta llegar a arterias ramificadas más pequeñas; luego pasa a arterias aun más pequeñas -las arteriolas- y, finalmente, a redes de vasos mucho más pequeños, los capilares. Desde los capilares, la sangre pasa nuevamente a venas pequeñas de mayor diámetro -las vénulas-, luego a venas más grandes y, a través de ellas, retorna al corazón.

Las arterias tienen paredes gruesas, duras y elásticas, que pueden soportar la alta presión de la sangre cuando ésta abandona el corazón. Los capilares tienen paredes formadas sólo por una capa de células. El intercambio de gases, nutrientes y residuos del metabolismo entre la sangre y las células del

cuerpo se produce a través de estas delgadas membranas capilares. La sangre de los capilares entra a las vénulas, que se juntan formando las venas. Las venas tienen una luz normalmente mayor que las arterias, y siempre tienen las paredes más delgadas, más fácilmente dilatables, con lo que se minimiza la resistencia al flujo de sangre en su retorno al corazón.

El corazón Los corazones más simples, como los anélidos, son simplemente engrosamientos musculares de los vasos sanguíneos. En el curso de la evolución de los vertebrados, el corazón experimentó algunos cambios que resultaron en adaptaciones estructurales. La sangre rica en oxígeno se muestra en rojo y la sangre pobre en oxígeno en azul. a) En los peces, el corazón tiene sólo una aurícula (A) y un ventrículo (V). La sangre oxigenada en los capilares de las branquias va directamente a los capilares sistémicos sin regresar antes al corazón. b) En los anfibios, la única aurícula está dividida en dos cámaras separadas. La sangre rica en oxígeno procedente de los pulmones entra en una aurícula, y la sangre pobremente oxigenada que viene de los tejidos entra en la otra. El ventrículo, aunque carece de una división estructural, presenta poca mezcla de sangre. Desde el ventrículo, la sangre oxigenada se vierte en los tejidos y la sangre pobre en oxígeno se vierte en los pulmones. c) En los reptiles -lagartijas, tortugas y serpientes- el corazón está formado por tres cámaras, dos aurículas y un ventrículo. El ventrículo está parcialmente dividido y el corazón funciona como si tuviera cuatro cámaras, con una mezcla entre las sangres oxigenada y desoxigenada mínima. d) En las aves y los mamíferos, tanto la aurícula como el ventrículo están divididos en dos cámaras separadas; de hecho, hay dos corazones ("izquierdo" y "derecho"), uno que bombea la sangre pobremente oxigenada hacia los pulmones y el otro que bombea la sangre rica en oxígeno hacia los tejidos del cuerpo

En el corazón humano, las paredes están constituidas predominantemente por músculo cardíaco, formado por miocitos. La sangre que retorna desde los tejidos corporales constituye el llamado retorno venoso que penetra en la aurícula derecha a través de dos grandes venas §, las venas cavas superior e inferior. La sangre que retorna de los pulmones entra en la aurícula izquier-da a través de las venas pulmonares . Las aurículas se dilatan cuando reciben la

sangre. Luego, ambas aurículas se contraen simultáneamente, haciendo que la sangre penetre en los ventrículos a través de válvulas abiertas. Luego, los ventrículos se contraen simultáneamente, las válvulas que se encuentran entre las aurículas y los ventrículos se cierran por la presión de la sangre en los ventrículos. El ventrículo derecho impulsa la sangre desoxigenada hacia los pulmones me-diante las arterias pulmonares ; el ventrículo izquierdo impulsa la sangre oxi-genada hacia la aorta. Desde la aorta, la sangre se distribuye a los distintos tejidos corporales pero también ingresa, luego de ramificarse, al sistema coronario, que es el circuito vascular que irriga al propio tejido cardíaco. El corazón presenta contracciones rítmicas, el latido cardíaco. En este latido, todos los miocitos responden a los estímulos nerviosos. El estímulo que origina la contracción cardíaca se origina en células especializadas del propio músculo, el marcapasos. El latido de un corazón de mamífero está controlado por una región de tejido muscular de la aurícula derecha -el nódulo sinoauricular- que impone el ritmo de la frecuencia cardíaca actuando como un marcapasos. Algunos de los nervios que regulan al corazón tienen sus terminaciones en esta región. La excitación se extiende desde el marcapasos a través de las células musculares de la aurícula; así, ambas aurículas se contraen casi simultáneamente. Cuando la excitación alcanza el nódulo auriculoventricular, sus fibras de conducción pasan el estímulo al haz de His, y se contraen casi simultáneamente los ventrículos. Dado que las fibras del nódulo auriculoventricular conducen el estímulo con relativa lentitud, los ventrículos no se contraen hasta haberse completado el latido auricular.Cuando los impulsos del sistema de conducción viajan a través del corazón y producen su contracción, se genera una corriente eléctrica en su superficie. Esta corriente se transmite a los fluidos corporales y, desde allí, parte de ella alcanza la superficie del cuerpo. Esta corriente puede ser registrada en un electrocardiograma que permite establecer la capacidad del corazón de iniciar y transmitir los impulsos. En cada latido, el corazón eyecta un determinado volumen de sangre. El volumen total de sangre bombeada por el corazón por minuto se llama gasto cardíaco. El gasto cardíaco se relaciona con el volumen de sangre que el corazón es capaz de movilizar y, por lo tanto, con la cantidad de energía química necesaria para realizar ese trabajo y con el consumo de oxígeno necesario para disponer de esa energía química. Un cambio del gasto cardíaco puede deberse a cambios de la frecuencia del latido, del volumen de eyección o a ambos. Frente a variaciones en las necesidades orgánicas de aporte sanguíneo a los tejidos (por ejemplo, durante el ejercicio), el gasto cardíaco puede modificarse por acción nerviosa, por acción de hormonas o por un control intrínseco del corazón ligado al retorno venoso. La regulación nerviosa es ejercida por el sistema nervioso autónomo fundamentalmente a través de la modificación de la frecuencia de latido.

Finalmente, el corazón muestra una notable capacidad para autorregular la cantidad de sangre que eyecta, independientemente de factores nerviosos u hormonales. Las fibras simpáticas estimulan el nódulo sinoauricular, mientras que las fibras parasimpáticas, contenidas en el nervio vago, lo inhiben. Como consecuencia, ante un aumento de la estimulación del sistema nervioso parasimpático, la fecuencia cardíaca disminuye y, ante un aumento de la estimulación del sistema nervioso simpático, la frecuencia cardíaca aumenta. Los primeros estudios sobre el corazón se centraron en su función de bombeo. Sin embargo el corazón es también un órgano secretor de sustancias hormonas y enzimas - que regulan su propio funcionamiento y el de otros órganos. Las sustancias secretadas por el corazón pueden tener efectos sobre las mismas células que la producen (acción autocrina), sobre las células vecinas (acción paracrina) o sobre otros órganos (acción endocrina). Estas sustancias incluyen la angiotensina II, un péptido vasoconstrictor que proviene, a su vez, del clivaje de un precursor que cuando circula por la sangre y aumenta la presión sanguínea. Otra sustancia, el óxido nítrico, en el corazón, es sintetizado por las células endoteliales del sistema coronario. Su liberación afecta al músculo liso adyacente generando vasodilatación local, pero también incrementa la relajación del músculo cardíaco al actuar directamente sobre los miocitos vecinos: un claro ejemplo de regulación paracrina. Existe también una proteína , el factor natriurético atrial que se acumula en los miocitos en forma de una prohormona peptídica que, al ser clivada, da lugar a la hormona activa. En el sistema cardiovascular, como consecuencia del aumento de la diuresis y la natriuresis, el volumen total de sangre disminuye y, por lo tanto, el retorno venoso y la presión arterial caen con lo que el gasto cardíaco se reduce. Estos mecanismos tienden a contrarrestar las causas que llevaron a la liberación de factor natriurético atrial y son un buen ejemplo de un proceso de retroalimentación negativa. La infusión de una cierta cantidad de suero puede provocar el aumento del retorno venoso al corazón. Como consecuencia, las paredes cardíacas se distienden por un aumento del volumen de sangre contenido en los ventrículos y las aurículas. La fuerza de contracción ventricular se incrementa (Ley de Starling) y también el volumen de eyección. El estiramiento de las paredes auriculares induce la secreción de factor natriurético atrial que viaja por el torrente sanguíneo hasta los riñones, donde provoca un aumento de la diuresis y la natriuresis. Estos dos últimos efectos tienden a disminuir el volumen de sangre y, en consecuencia, el retorno venoso que desencadenó el proceso descripto.

El circuito vascular Hay dos circuitos principales en el sistema cardiovascular de un vertebrado que respira aire: el circuito pulmonar y el circuito sistémico. En los mamíferos y las aves, la tabicación completa entre el "corazón izquierdo y el derecho" tiene una

consecuencia importante: las presiones sanguíneas pueden ser diferentes en ambos circuitos. La sangre oxigenada se muestra en rojo, y la desoxigenada en azul. Las porciones de los pulmones en las cuales ocurre el intercambio gaseoso son irrigadas por la circulación sistémica. La sangre que viaja a través de los capilares provee de oxígeno y de nutrientes a cada célula de estos tejidos y se lleva el dióxido de carbono y otros desechos. En las terminaciones venosas de los lechos capilares la sangre pasa a través de vénulas, luego a venas más grandes y finalmente retorna al corazón a través de las venas cavas superior o inferior.

La sangre es vertida desde el corazón en las arterias grandes, por las que viaja hasta llegar a arterias ramificadas más pequeñas; luego pasa a arterias aun más pequeñas -las arteriolas- y, finalmente, a redes de vasos mucho más pequeños, los capilares . Desde los capilares, la sangre pasa nuevamente a venas pequeñas de mayor diámetro -las vénulas-, luego a venas más grandes y, a través de ellas, retorna al corazón. 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 el cerebro. En el corazón humano, la sangre que retorna de la circulación sistémica a través de las venas cavas superior e inferior entra a la aurícula derecha y pasa al ventrículo derecho, que la impulsa a través de las arterias pulmonares hacia los pulmones, donde se oxigena. La sangre de los pulmones entra a la aurícula izquierda a través de las venas pulmonares, pasa al ventrículo izquierdo y luego es bombeada a través de la aorta a los tejidos del cuerpo. Entre la circulación sistémica se incluyen varios sistemas porta , en los que la sangre fluye a través de dos lechos capilares distintos, conectados "en serie" por venas o por arterias, antes de entrar a las venas que retornan al corazón. Un ejemplo es el sistema porta hepático que permite que los productos de la digestión pueden ser procesados de modo directo por el hígado. Otros sistemas porta desempeñan papeles importantes en el procesamiento químico de la sangre en los riñones y en las funciones de la glándula hipófisis.

SISTEMA CIRCULATORIO La sangre es el fluido que circula por todo el organismo a través del sistema circulatorio, formado por el corazón y los vasos sanguíneos. De hecho, la sangre describe dos circuitos complementarios. En la circulación pulmonar o circulación menor la sangre va del corazón a los pulmones, donde se oxigena o se carga con oxigeno y descarga el dioxido de carbono. En la circulación general o mayor, la sangre da la vuelta a todo el cuerpo antes de retornar al corazón.

Los Vasos sanguíneos (arterias, capilares y venas) son conductos musculares elásticos que distribuyen y recogen la sangre de todos los rincones del cuerpo.

El Corazón es un musculo hueco, del tamaño del puño (relativamente), encerrado en el centro del pecho. Como una bomba, impulsa la sangre por todo el organismo. realiza su trabajo en fases sucesivas. Primero se llenan las cámaras superiores o aurículas, luego se contraen, se abren las válvulas y la sangre entra en las cavidades inferiores o ventrículos. Cuando están llenos, los ventrículos se contraen e impulsan la sangre hacia las arterias. El corazón late unas setenta veces por minuto y bombea todos los días unos 10.000 litros de sangre. La sangre es un tejido liquido, compuesto por agua, sustancias disueltas y células sanguíneas. Los glóbulos rojos o hematies se encargan de la distribución del oxigeno; los glóbulos blancos efectúan trabajos de limpieza (fagocitos) y defensa (linfocitos), mientras que las plaquetas intervienen en la coagulación de la sangre. Una gota de sangre contiene unos 5 millones de glóbulos rojos, de 5.000 a 10.000 glóbulos blancos y alrededor de 250.000 plaquetas. El aparato circulatorio sirve para llevar los alimentos y el oxigeno a las células, y para recoger los desechos que se han de eliminar después por los riñones, pulmones, etc. De toda esta labor se encarga la sangre, que está circulando constantemente.

La Sangre es un liquido rojo, viscoso de sabor salado y olor especial. En ella se distinguen las siguientes partes : el plasma, los glóbulos rojos, los glóbulos blancos y las plaquetas. El plasma sanguíneo es la parte liquida, es salado de color amarillento y en él flotan los demás componentes de la sangre, también lleva los alimentos y las sustancias de desecho recogidas de las células. El plasma cuando se coagula la sangre, origina el suero sanguíneo. Los Glóbulos Rojos o Hematíes tienen forma de discos y son tan pequeños que en cada milímetro cúbico hay cuatro a cinco millones, miden unas siete micras de diámetro, no tienen núcleo por eso se consideran células muertas, tiene un pigmento rojizo llamado hemoglobina que les sirve para transportar el oxigeno desde los pulmones a las células. Los Glóbulos Blancos o Leucocitos Son mayores pero menos numerosos (unos siete mil por milímetro cúbico), son células vivas que se trasladan, se salen de los capilares y se dedican a destruir los microbios y las células muertas que encuentran por el organismo. También producen antitoxinas que neutralizan los venenos de los microorganismos que producen las enfermedades. Las Plaquetas Son células muy pequeñas, sirven para taponar las heridas y evitar hemorragias. Partes Del Aparato Circulatorio Consta de : Un órgano central, el corazón y un sistema de tubos o vasos, las arterias, los capilares y las venas. Corazón Es un órgano hueco y musculoso del tamaño de un puño, rodeado por el Pericardio. Situado entre los pulmones, dividido en cuatro cavidades : dos Aurículas y dos Ventrículos. Entre la Aurícula y el Ventrículo derecho hay una válvula llamada tricúspide, entre Aurícula y Ventrículo izquierdos está la válvula mitral. Las gruesas paredes del corazón forman el Miocardio. Las Arterias Son vasos gruesos y elásticos que nacen en los Ventrículos aportan sangre a los órganos del cuerpo por ellas circula la sangre a presión debido a la elasticidad de las paredes. Del corazón salen dos Arterias : Arteria Pulmonar que sale del Ventrículo derecho y lleva la sangre a los pulmones. Arteria Aorta sale del Ventrículo izquierdo y se ramifica, de esta ultima arteria salen otras principales entre las que se encuentran:

Las carótidas: Aportan sangre oxigenada a la Subclavias: Aportan sangre oxigenada a los Hepática: Aporta sangre oxigenada al Esplénica: Aporta sangre oxigenada al

cabeza. brazos. hígado. bazo.

Mesentéricas: Aportan sangre oxigenada Renales: Aportan sangre oxigenada a Ilíacas: Aportan sangre oxigenada a

al los las

intestino. riñones. piernas.

Los Capilares Son vasos sumamente delgados en que se dividen las arterias y que penetran por todos los órganos del cuerpo, al unirse de nuevo forman las venas. Las Venas Son vasos de paredes delgadas y poco elásticas que recogen la sangre y la devuelven al corazón, desembocan en las Aurículas. En la Aurícula derecha desembocan : La Cava superior formada por las yugulares que vienen de la cabeza y las subclavias (venas) que proceden de los miembros superiores. La Cava inferior a la que van las Ilíacas que vienen de las piernas, las renales de los riñones, y la suprahèpatica del hígado. La Coronaria que rodea el corazón. En la Aurícula izquierda desemboca las cuatro venas pulmonares que traen sangre desde los pulmones y que curiosamente es sangre arterial.

Funcionamiento Del Corazón El corazón tiene dos movimientos : Uno de contracción llamado Sístole y otro de dilatación llamado Diástole. Pero la Sístole y la Diástole no se realizan a la vez en todo el corazón, se distinguen tres tiempos : Sístole Auricular : se contraen las Aurículas y la sangre pasa a los ventrículos que estaban vacíos. Sístole Ventricular : los ventriculos se contraen y la sangre que no puede volver a las aurículas por haberse cerrado las válvulas bicúspide y tricúspide, sale por las arterias pulmonar y aorta. Estas también tienen sus válvulas llamadas válvulas sigmoideas, que evitan el reflujo de la sangre. Diástole general : Las Aurículas y los Ventrículos se dilatan y la sangre entran de nuevo a las aurículas. Los golpes que se producen en la contracción de los Ventrículos originan los latidos, que en el hombre oscilan entre 70 y 80 latidos por minuto.

El sistema linfático La linfa es un liquido incoloro formado por plasma sanguíneo y por glóbulos blancos, en realidad es la parte de la sangre que se escapa o sobra de los capilares sanguíneos al ser estos porosos. Las venas linfáticas tienen forma de rosario por las muchas válvulas que llevan, también tienen unos abultamientos llamados ganglios que se notan sobre todo en las axilas, ingle, cuello etc. En ellos se originan los glóbulos blancos.

En condiciones normales, no todo el líquido plasmático filtrado desde los capilares hacia el espacio intersticial vuelve a recuperarse en el sistema venoso por efecto de la presión oncótica. Este excedente de líquido es drenado para retornar al sistema circulatorio. En los vertebrados superiores, los fluidos y algunas proteínas perdidas por la sangre en los tejidos son recolectados por el sistema linfático que los lleva nuevamente al torrente sanguíneo. El sistema linfático humano está formado por una red de vasos linfáticos y nódulos linfáticos. La linfa reingresa en el torrente sanguíneo a través del conducto torácico, que se vacía en la vena subclavia izquierda y, a través del conducto linfático derecho, que se vacía en la vena subclavia derecha. Estas dos venas se vacían en la vena cava superior. El sistema linfático tiene algunas similitudes con el sistema venoso, pues consiste en una red interconectada de vasos que son progresivamente más grandes. Los vasos más grandes presentan una capa de músculo liso que les permite contraerse y un sistema de válvulas que asegura el tránsito en un solo

sentido del líquido. Los vasos más pequeños no tienen pared muscular y se asemejan a los capilares a través de los cuales circula la sangre.

Los capilares linfáticos, sin embargo, son conductos ciegos que se abren en el espacio intercelular y no forman parte de un circuito continuo. El fluido intersticial se infiltra en los capilares linfáticos, desde los cuales viaja a conductos más grandes que se vacían en dos venas que a su vez se vacían en la vena cava superior. El fluido llevado en el sistema linfático se conoce como linfa . La concentración iónica de la linfa es similar a la del plasma , pero su concentración en proteínas es menor. En la linfa se transportan al torrente sanguíneo las grasas absorbidas del tubo digestivo.

Algunos vertebrados no mamíferos tienen "corazones linfáticos", capaces de propulsar la linfa. En los mamíferos, la linfa se mueve por la contracción de los vasos linfáticos y por la acción de los músculos del cuerpo. La cantidad diaria de linfa volcada en el sistema venoso es de 2 a 4 litros, mucho menor que los 7.000 litros diarios que pasan por la circulación sistémica. Sin embargo, esta circulación permite la recuperación de alrededor de 200 gramos diarios de proteínas que, de otra manera, hubieran quedado retenidas en el intersticio. Los nódulos o ganglios 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 de que penetren 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.

Respiración Vegetal Respiratorio Animal 1. 2. 3. 4.

y

Aparato

Introducción La Respiración de las Plantas La Respiración de los Animales Referencias bibliográficas

Introducción. La respiración permite el consumo de oxígeno (O2) por todas las células del cuerpo y con ello cada célula puede obtener mayor cantidad de energía para sus funciones vitales. El metabolismo celular oxigénico contribuye con el trabajo celular aportando la energía celular (ATP). Por ello, la falta de oxígeno o los ambientes contaminados pobres en oxígeno, dificultan la vida, el desarrollo de los órganos y hasta causa la muerte de plantas y animales.

Además de la oxigenación la respiración también tiene función excretora, pues elimina el dióxido de carbono (CO2) que es un desecho celular (del metabolismo) y así se mantiene las condiciones internas constantes (homeostasis) de entrada de nutrientes y salida de desechos. La Respiración de las Plantas.

En las plantas, el intercambio gaseoso se realiza principalmente a través de estomas y/o lenticelas. Estomas o pneumátodos. Formados por un par de células epidérmicas modificadas (células estomáticas o células oclusivas) de forma arriñonada. Para el intercambio gaseoso forman un orificio denominado ostiolo que se cierra automáticamente en los caso de exceso de CO2 o de falta de agua. Los estomas suelen localizarse en la parte inferior de la hoja, en la que no reciben la luz solar directa, también se encuentran en tallos herbáceos. Lenticelas. Se encuentran diseminadas en la corteza muerta de tallos y raíces. De modo típico, las lenticelas son de forma lenticular (lente biconvexa) en su contorno externo, de donde se les viene el nombre. De ordinario están orientadas vertical u horizontalmente sobre el tallo, según la especie y varían en tamaño, desde apenas visible a tan grande como de 1 cm o aún de 2,5 de largo. En árboles con corteza muy fisurada, las lenticelas se encuentran en el fondo de las fisuras. La función de las lenticelas es permitir un intercambio neto de gases entre los tejidos parenquimáticos internos y la atmósfera.

La Respiración de los Animales. Evolución. Los organismos unicelulares dependen por completo de la difusión, para el desplazamiento y el intercambio de gases, asociados con la respiración interna. Conforme aumenta la complejidad de los organismos unicelulares a pluricelulares, las células internas quedan cada vez más lejos de la capa celular donde ocurre el intercambio gaseoso con el medio, lo que dificulta cada vez más la posibilidad de que éstas obtengan y eliminen gases por difusión. Es así como surgen, frente a este inconveniente, diversos modelos de aparatos respiratorios, como branquias y pulmones, surge asimismo la necesidad de un mecanismo de transporte que permita los gases llegar hasta los tejidos del animal, esta función la asume el sistema circulatorio. Estructuras de intercambio gaseoso. Branquias. Representan la adaptación típica de la respiración de un medio acuático. Las branquias, en las cuales abundan los vasos sanguíneos donde se da el intercambio de gases, pueden ser desde prolongaciones sencillas de la superficie epitelial, como en algunos gusanos marinos, hasta las intricadas unidades repetitivas cubiertas por complejas estructuras protectoras que se observa en los peces óseos. Según su posición, las branquias pueden ser: Branquias Internas.- Son órganos formados por numerosos filamentos branquiales que se ubican por ejemplo en las ventanas de la laringe de los peces óseos (comúnmente se le llaman agallas). Presentan elevada vascularización, de allí su color rojizo. Las branquias internas están presentes también en el interior del manto de los pulpos y calamares. Branquias externas.- En aquellos vertebrados que presentan branquias externas, estas se presentan como filamentos ramificados muy vascularizados que emergen a cada lado del cuello del animal; en anfibios sin cola (sapos y ranas), sólo durante el estadio de renacuajo, en salamandras acuáticas en estadio adulto. Las branquias son inadecuadas para la vida en el aire, ya que una vez que han sido sacadas del agua, los filamentos branquiales se doblan y se pegan entre si. Un pez fuera del agua se asfixia rápidamente a pesar de la abundancia de oxígeno a su alrededor; además en el medio aéreo las branquias ofrecen una amplia superficie que favorecería la pérdida de agua. Pulmones. Son estructuras especialmente adaptadas al medio terrestres y a la respiración aérea. Por ejemplo: en reptiles, aves y mamíferos.

Superficie del Cuerpo.

Muchos animales utilizan la superficie de su cuerpo, o sea sus tegumentos, para intercambiar gases, tal es el caso por ejemplo de los anélidos como la lombriz de tierra y unos cuantos vertebrados. Tipos de respiración. Respiración Directa. La respiración directa se da cuando el intercambio de gases se realiza directamente entre el medio ambiente y las células del organismo, sin la intervención de un órgano respiratorio. Debido a que en el medio externo la concentración de oxígeno es mayor que en el medio interno, este gas ingresa por simple difusión. La respiración directa se presenta en organismos como poríferos, celentéreos, platelmintos y nemátodos. Los poríferos y celentéreos toman el oxígeno disuelto en el agua, a su vez expulsan el CO2. En organismos parásitos como tenias (platelmintos) y oxiuros (nemátodos), se requiere poco oxígeno para su metabolismo, por lo que se les denomina microaerófilos.

Respiración Indirecta Este tipo de respiración es característico en animales de gran tamaño, por lo que es necesaria la presencia de un órgano respiratorio, capaz de transportar los gases desde el medio ambiente hacia el sistema circulatorio y viceversa. El órgano respiratorio se caracteriza por presentar un epitelio delgado y muy vascularizado (muchos vasos sanguíneos). Además el epitelio debe ser húmedo para capturar gases. Moluscos.- Los caracoles terrestres (gasterópodos) presentan una invaginación del manto, situado en la joroba visceral, llamada cavidad paleal. Esta cavidad paleal esta muy vascularizada, por lo que actúa como pulmón. Además presenta una abertura de comunicación con el exterior llamada neumostoma.

En los moluscos de vida acuática, como calamares, ostras, almejas, el intercambio gaseoso se da por unos pliegues epidérmicos llamados branquias.

Anélidos.- En los anélidos, el intercambio de gases tiene lugar a través de la superficie del cuerpo, el que está humedecido con mucus, como ocurre en la lombriz de tierra, de actividad nocturna, que vive en galerías subterráneas húmedas. Artrópodos.- El intercambio gaseoso en los insectos se realiza mediante las tráqueas. Las tráqueas son tubitos quitinosos que se ramifican por todo el cuerpo del insecto. Estas ramificaciones microscópicas se denominan traqueolas, las cuales están humedecidas y son tan numerosas que las células se oxigenan de ella.

Las arañas respiran mediante el pulmón en libro, que se ubica en la región abdominal. Los crustáceos, como los cangrejos, respiran por branquias. Equinodermos.- En las estrellas de mar la dermis origina pápulas (branquias dermales) sobre la superficie corporal las cuales son utilizadas para el intercambio de gases. Además también utilizan los pies ambulacrales. Cada pápula de paredes finas, es una prolongación del celoma, por lo que los gases son intercambiados automáticamente entre el líquido celómico y el agua.

Cordados. Peces.- La respiración se efectúa mediante branquias. En los peces cartilaginosos se presenta las hendiduras branquiales, siendo la primera pequeña denominada espiráculo. En los peces óseos la respiración se da por 4 pares de branquias, sostenidas por cuatro arcos branquiales. Cada branquia tiene una hilera doble de filamentos branquiales, de color rojo, debido a la presencia de muchos capilares. Las branquias de estos peces presentan una estructura protectora llamada opérculo.

Anfibios.- En los sapos y ranas, el intercambio gaseoso se realiza por la piel, el pulmón y la bucofaringe. La piel es el principal órgano respiratorio debido a su gran superficie. Los pulmones son pequeños y tiene forma de saco simple, por lo que no son eficientes. En las larvas de anfibios, debido a su vida acuática, tienen 3 pares de branquias que sobresalen del cuerpo.

Reptiles.- En todos los reptiles la respiración es pulmonar. Los pulmones presentan tabiques o septos los que ofrecen una mayor superficie de intercambio gaseoso y una mayor eficiencia. Los ofidios, como las serpientes, presentan sólo el pulmón derecho funcional, el pulmón izquierdo se halla atrofiado. Las tortugas marinas, además de respiración pulmonar, presentan respiración cloacal, para ello por su cloaca vascularizada toma el O2 que se halla disuelto en el agua.

Aves.- El intercambio gaseoso se realiza mediante 2 pequeños pero eficientes pulmones. El aire inhalado es llevado por la tráquea a los bronquios, y de ahí a los pulmones, donde se encuentran los parabronquios, con capilares para la hematosis, los cuales realizan el intercambio gaseoso en la inspiración y exhalación. Las aves presentan sacos aéreos que actúan también como refrigerantes, disminuyendo el calor excesivo del cuerpo. A nivel de la división de la tráquea en bronquios se encuentra un órgano fonador llamado siringe, el cual permite el canto característico.

Mamíferos.- Todos los mamíferos presentan respiración pulmonar, hasta los acuáticos como las ballenas. Se caracterizan por ser lobulados. Los pulmones se alojan en la cavidad pleural, limitados por el diafragma, que es un músculo que interviene en la entrada y salida de gases. El intercambio de gases (hematosis) se realiza a nivel de los alvéolos que están rodeados de capilares sanguíneos. La emisión de sonidos es posible por la presencia de cuerdas vocales que se ubican en la laringe.

ANATOMÍA SISTEMA RESPIRATORIO Hace parte de varios sistemas que tiene que ver con la purificación de la sangre, denominado en conjunto sistema excretor (sistema respiratorio, urinario, circulatorio y la piel). El sistema respiratorio purifica la sangre, extrayéndole el CO2. 1.

Funciones

del

sistema

respiratorio

1.1. Intercambio de gases: Entrada de oxígeno y salida de CO2. Este intercambio de gases, además de purificar la sangre, sirve para regular el equilibrio ácido-básico. 1.2. Órgano periférico del olfato: Función que cumple por medio del neuroepitelio que se encuentra tapizando la mucosa nasal de los cornetes etmoidales. 1.3. Fonación: a nivel de la laringe. 2.

Partes

del

aparato

respiratorio

2.1. Vías aéreas: Se dividen a grandes rasgos en dos porciones: • Vías aéreas superiores: incluye la nariz y la cavidad nasal, la faringe y la laringe. • Vías aéreas inferiores: incluye la tráquea, los bronquios y los bronquiolos. 2.1.1. Cavidad nasal: Formada en su mayoría por huesos faciales, excepto la mandíbula y el hioides. La parte anterior posee unos Orificios nasales anteriores o nariz. Los orificios nasales en suinos están formados principalmente por huesos, en bovinos y

equinos están formados por cartílago y se pueden dilatar. En la parte posterior se hallan los Orificios nasales Posteriores o Coanas. La cavidad nasal está dividida en dos porciones por medio del tabique nasal medio, que está formado por cartílago, la lámina perpendicular del etmoides y el vómer. Los límites dorsal, lateral y ventral están formados por los huesos incisivo y premaxilar (procesos palatinos) y la lámina horizontal del palatino. Toda la cavidad nasal se halla recubierta por mucosa nasal, la cual es altamente vascularizada y con gran cantidad de glándulas, con el fin de calentar, humedecer y limpiar el aire que entra durante la inspiración. En su cara lateral interna presenta el orificio de salida del conducto nasolagrimal. La cavidad nasal forma el techo de la cavidad bucal. En cada mitad se encuentran los cornetes etmoidales (cuya función es la olfacción) y nasales (dorsal, ventral y medio, este último sólo en bovinos), entre los cuales se forman los meatos nasales (dorsal, ventral, medio y común). 2.1.2. Faringe: La faringe es un saco músculo-membranoso conformado principalmente por músculos que están recubiertos internamente por una mucosa. Desde el punto de vista anatómico e histológico presenta unas características más propias de las vías digestivas, pero cumple funciones importantes tanto en las vías digestivas como en las vías respiratorias. Límites o relaciones de la faringe: • Dorsalcranealmente se comunica a través de las coanas con la cavidad nasal. • Ventrocranealmente se comunica a través del itsmo de las fauces con la cavidad oral. • Caudodorsalmente se comunica con el orificio de entrada al esófago. • Caudoventralmente se comunica con la laringe a través del orificio de entrada a las vías respiratorias. • Dorsolateralmente se comunica con el oído medio a través del orificio de entrada a las trompas de Eustaquio. El paladar blando divide la faringe en dos porciones, la dorsal es la nasofaringe y la ventral, la bucofaringe. 2.1.3. Laringe: Es una válvula constituida por cuatro porciones cartilaginosas, unidas entre sí por membranas elásticas y músculos. Están conformados, en general, por cartílago hialino, el cual se puede osificar con la edad. El orificio que forman, por el cual penetra el aire, se denomina glotis. Todos los músculos de la laringe son inervados por el nervio recurrente laríngeo. Estos músculos abren y cierran la glotis, y tensan los pliegues vocales. 2.1.3.1. Funciones: • Protección de las vías aéreas. • Producción de la voz. • Producción de la tos, para limpiar las vías aéreas. • Ronroneo en el gato: dado por la fasciculación rápida de los músculos laríngeos y el diafragma, lo cual hace vibrar el aire. 2.1.3.2. Cartílagos laríngeos: • Epiglotis: Se halla en la entrada de la laringe e impide que el bolo alimenticio

se vaya por vía respiratoria, desviándolo hacia el esófago. Está fijado a la base de la lengua (craneal) y al cartílago tiroides (caudal). Está conformado de cartílago elástico. • Tiroides: Se encarga de conformar ventral y lateralmente el cuerpo de la laringe, por medio de dos láminas laterales soldadas centralmente, conformando el suelo de la laringe. Se articula con el tirohioides y la epiglotis (craneal), y con el cricoides (caudal). • Aritenoides: Es el único cartílago par de la laringe. Se halla dorsocranealmente en la laringe, conforma el orificio de entrada a la laringe, se encarga además de impedir que cuerpos extraños penetren a las vías respiratorias. Los tejidos membranosos que recubren los cartílagos aritenoides constituyen las cuerdas vocales. En la parte anterior de las cuerdas vocales, se encuentra una evaginación de la mucosa, correspondiente a los ventrículos laríngeos. Presenta dos tubérculos que se observan en la laringoscopia, tubérculo cuneiforme (craneal) y tubérculo corniculado (caudal). • Cricoides: Se halla en la porción caudal de la laringe, tiene forma de anillo y se encarga de unir la laringe con el primer anillo de la tráquea. Sobre este cartílago se halla el músculo cricotiroideo que es inervado por ramas del nervio vago. 2.1.4. Tráquea: Tubo que se extiende desde la laringe hasta la base de los pulmones, a la altura del quinto espacio intercostal, en la parte media de la cavidad torácica. La tráquea está formada por anillos cartilaginosos incompletos en su parte dorsal, unidos entre sí por láminas de tejido conectivo elástico y músculo liso traqueal. La tráquea se divide en dos bronquios primarios, uno derecho y otro izquierdo; el sitio donde se divide se denomina carina. En bovinos existen dos bronquios primarios en el lado derecho, de los cuales el más anterior se denomina bronquio apical (va a los lóbulos craneales). Los bronquios primarios dentro de la masa del pulmón se dividen en bronquios secundarios y terciarios. 2.2. Pulmones: El pulmón de mayor tamaño es el derecho, en todas las especies. El tejido pulmonar es elástico, blando y crepitante. El pulmón tiene forma triangular, con su vértice hacia craneal y su base hacia caudal (borde basal), relacionada con el diafragma (cara diafragmática). Presenta también bordes dorsal y ventral, y caras parietal e interna o mediastínica. El borde dorsal de los pulmones es redondeado y el borde ventral es agudo. La cara parietal presenta las impresiones de las costillas. En la cara mediastínica se encuentra el hilio pulmonar, por donde penetran los bronquios primarios, una rama de la arteria pulmonar, nervios autónomos y una rama de la arteria bronquial; y salen ramas de las venas pulmonares y vasos linfáticos. El pulmón izquierdo presenta varias impresiones en su cara interna, entre ellas las impresiones cardiaca y de la vena cava caudal. Ambos pulmones presentan la impresión aórtica, en su borde dorsal. Los pulmones están divididos en lóbulos. El pulmón izquierdo presenta un lóbulo craneal y uno caudal. El pulmón derecho presenta lóbulos craneal, medio (o cardiaco), caudal (o diagragmático) y accesorio. La escotadura cardiaca es un espacio entre lóbulos pulmonares que permite el contacto

directo del corazón con la parte de la cavidad torácica, principalmente la izquierda. Está ubicada entre las porciones craneal y caudal. Existen algunas diferencias interespecíficas. Bovinos: el lóbulo craneal derecho presenta dos porciones, craneal y caudal. El lóbulo craneal izquierdo también presenta porciones craneal y caudal. Equinos: los lóbulos craneales del pulmón izquierdo y del pulmón derecho no presentan porciones; además, está ausente el lóbulo intermedio del pulmón derecho. Caninos y Suinos: el lóbulo craneal del pulmón derecho no presenta porciones. Los

pulmones

poseen

inervación

simpática

y

parasimpática.

2.3. Cavidad Torácica: Es la segunda en tamaño del cuerpo y se constituye así: • Dorsalmente por las vértebras torácicas y el músculo largo del cuello porción torácica. • Ventralmente por el esternón, los músculos que lo recubren y los cartílagos de las costillas esternales. • Lateralmente por las costillas y los músculos intercostales. • Anteriormente por el orificio de entrada al tórax. • Caudalmente por el músculo diafragma. El orificio de entrada al tórax esta limitado: • Dorsalmente por la primera vértebra torácica y el músculo largo del cuello. • Lateralmente por el primer par de costillas por las cuales pasa la tráquea, el esófago y la vena yugular externa. El músculo diafragma es un músculo estriado voluntario, el cual se origina a nivel del cuerpo de la última vértebra torácica y de las tres primeras vértebras lumbares. Las fibras de donde se origina constituyen los pilares del diafragma. Hacia la periferia es de naturaleza carnosa y se inserta en los bordes caudales de las últimas costillas, se continúa insertando hacia ventral a través del arco costal hasta llegar al cartílago xifoides, su parte central se abomba en forma de cúpula hacia el interior de la cavidad torácica y es de naturaleza tendinosa. El centro tendinoso del diafragma presenta tres perforaciones llamadas hiatos y de dorsal a ventral se denominan: 1. Hiato aórtico: pasa la aorta, la vena ácigos y el conducto linfático torácico. 2. Hiato esofágico: pasa el esófago y los nervios esofagiano dorsal y esofagiano ventral (ramas del nervio vago). 3. Hiato de la vena cava caudal: pasa la vena cava caudal. El diafragma está inervado por el nervio frénico, el cual se origina de las ramas ventrales de los nervios espinales cervicales V y VI. La cavidad torácica esta recubierta por una membrana serosa denominada pleura. La pleura que recubre las paredes de la cavidad torácica se denomina pleura parietal, que se refleja hacia el diafragma, donde se llama pleura

diafragmática. A nivel del hilio pulmonar también se refleja, recubriendo las superficies de los pulmones y se denomina pleura visceral. Entre la pleura parietal y la pleura visceral existe un espacio virtual denominado espacio pleural. Se dice que es “virtual” porque estas pleuras se mantienen unidas y se deslizan una sobre la otra gracias al líquido pleural. La pleura parietal se refleja y constituye la pleura mediastínica en la parte medial de los pulmones y el espacio mediastínico o mediastino (la parte central longitudinal –va de craneal a caudal- de la cavidad torácica), por donde va el esófago, la tráquea, la aorta, la vena cava craneal y la vena cava caudal. Allí se encuentra también el corazón. A nivel de las vías respiratorias se hallan dos tipos de circulación: 1. Circulación Bronquial o Sistémica: Se origina a partir de la arteria bronquioesofágica, la cual da dos ramas: arteria bronquial y esofágica. La arteria bronquial penetra a través del hilio pulmonar, para irrigar los tejidos que conforman al árbol respiratorio y la pleura. 2. Circulación Pulmonar: Es dada por ramas de las arterias pulmonares que van paralelas a las vías respiratorias, ramificándose hasta llegar a los alvéolos y allí conformar los capilares alveolares, los cuales conforman redes que cubren la pared del alvéolo para producir el recambio gaseoso, cuyo objetivo es purificar la sangre.

Figura 1. Laringe de bovino. Figura 2. Laringe de perro. Vista lateral. Vista craneal. 1. Estilohioides. 2. 2. Esófago. 3. Glotis. 4. Epihioides. 3. Cartílago aritenoides, Queratohioides. 4. Proceso proceso corniculado. 7. lingual del basihioides. 5. Cartílago aritenoides, Tirohioides. 7. Epiglotis. 8. proceso cuneiforme. Proceso corniculado del 16. Epiglotis. 10. Paladar cartílago aritenoides. 9. blando. Cartílago aritenoides. 10. Cartílago tiroides. 15. Cartílago cricoides. 16.

Anillos traqueales.

Figura 3. Pulmón derecho Figura 4. Pulmón izquierdo de bovino. de bovino. 1. Tráquea. 2. Lóbulo 1. Tráquea. 2. Lóbulo caudal. 3. Lóbulo caudal. 3. Lóbulo craneal, intermedio. 4. Lóbulo porción caudal. 4. Lóbulo craneal, porción caudal. 5. craneal, porción craneal. 5. Lóbulo craneal, porción Lóbulo craneal derecho, craneal. 6. Borde dorsal. 7. porción craneal. 6. Borde Borde ventral. 8. dorsal. 7. Borde ventral. 8. Escotadura cardiaca. 9. Escotadura cardiaca. 9. Cara diafragmática. 10. Cara diafragmática. 10. Borde basal. 11. Lóbulo Borde basal. craneal izquierdo. 12. Fisuras interlobares.

Figura 5. Pulmón izquierdo Figura 6. Pulmón derecho de bovino. Cara interna. de bovino. Cara interna. 1. Lóbulo craneal, porción 1. Lóbulo craneal, porción craneal. 2. Lóbulo craneal, craneal. 2. Lóbulo craneal, porción caudal. 3. Lóbulo porción caudal. 3. Lóbulo caudal. 4. Bordel dorsal. 5. intermedio. 4. Lóbulo Borde ventral. 6. Fisura caudal. 5. Lóbulo accesorio. interlobar. 7. Escotadura 6. Borde basal. 8. cardiaca. 8. Cara Escotadura cardiaca. 15. diafragmática. 9. Impresión Bronquio apical, arteria y de la aorta. 10. Impresión vena pulmonares. 16. esofágica. 12. Bronquio Bronquio derecho. 17. izquierdo. 13. Arteria Arteria pulmonar. 18. Venas pulmonar izquierda. 14. pulmonares. 20. Surco de Venas pulmonares. 16. la vena cava caudal. 11. Impresión cardiaca. Impresión de la vena cava craneal. 10. Impresión

aórtica.

Anatomía radiológica del sistema respiratorio.

Aparatos circulatorio y respiratorio [editar] Para conseguir mayor eficacia de la respiración y distribución del oxígeno a las células, los aparatos circulatorio y respiratorio se vuelven más complejos que los de los reptiles. En primer lugar, el corazón se divide en cuatro cavidades, dos aurículas que reciben la agua, y dos testiculoss que la expulsan. De este modo, la sangre oxigenada procedente de los pulmones, llega a la aurícula izquierda y es distribuida a todo el organismo desde el ventrículo del mismo lado. La sangre que retorna del organismo carente de oxígeno, lo hace a la aurícula derecha, siendo impulsada desde el ventrículo correspondiente hasta los pulmones, donde se oxigenará y retornará nuevamente al corazón. Estos animales, por tanto, disponen de dos circuitos independientes para la circulación de la sangre, el pulmonar y el sistémico. Pero además, los eritrocitos (glóbulos rojos) han perdido el núcleo de tal modo que el volumen desocupado permite una mayor cantidad de hemoglobina en el interior de la célula, aumentando por tanto la capacidad de transporte de oxígeno. Tanto el corazón como los pulmones, son relativamente grandes en los mamíferos, ocupando la mayor parte de la cavidad torácica. En algunos grupos taxonómicos asistimos además a un aumento del volumen de los pulmones, como es el caso de los murciélagos, en los que éstos son proporcionalmente tres veces más grandes que en las especies terrestres. Los pulmones son unos órganos esponjosos que constan de una estructura ramificada de canales para la circulación del aire llamadas bronquiolos que desembocan en unos sacos de naturaleza epitelial, conocidos como alvéolos, en los que se produce el intercambio de gases (oxígeno y dióxido de carbono) entre el aire inspirado y la sangre. La estructura dendrítica de bronquiolos y alvéolos tiene como consecuencia un notable aumento de la superficie de intercambio, incrementando por tanto la capacidad respiratoria de los animales. Se considera que la superficie media de intercambio de gases en un humano, es más de 40 veces la correspondiente a la piel de todo su cuerpo. Los bronquiolos van agrupándose y formando los bronquios, a través de los cuales el aire circula entre los pulmones y la tráquea que comunica con la cavidad buco-nasal mediante la laringe.

Mecanismos de adaptación [editar] Adaptaciones para el vuelo [editar]

Para conseguir la energía necesaria para el vuelo, el corazón de los murciélagos sufre una evidente hipertrofia siendo proporcionalmente más voluminoso que en el resto de los mamíferos, y sus células almacenan además mucho más glucógeno con lo que al generar más energía, consiguen enviar un volumen superior de sangre. Por otra parte el ritmo cardiaco de estos animales, varía en función de los requerimientos de oxígeno. Así, cuando van a comenzar a volar, puede llegar a latir entre 400 y 1.000 veces por minuto, y en momentos de relajación, puede descender hasta 20. El sistema vascular presenta esfínteres en los capilares que al cerrarse comunican directamente las arterias con las venas, aunque no se sabe exactamente cuándo los utilizan y por qué lo hacen. Por su parte en las venas de las alas, hay válvulas entre las cuales las paredes del vaso se contraen impulsando el retorno sanguíneo y contrarrestando la fuerza que el vuelo ejerce negativamente sobre las paredes venosas dificultando la circulación. Los pulmones también son muy voluminosos, aumentando así la superficie de intercambio gaseoso y con ello la efectividad de la respiración.

Adaptaciones para la vida acuática [editar] Casi todos los mamíferos acuáticos tienen que hacer frente al problema de que el oxígeno respirable no es accesible en todo momento. En algunos casos, las inmersiones duran tiempos considerables, y los animales tienen que valerse de distintos mecanismos para no asfixiarse. En primer lugar, la capacidad pulmonar de los animales acuáticos es superior a la de los terrestres, de tal modo que necesitan una menor frecuencia respiratoria. Por otra parte, para perder menos tiempo en el intercambio gaseoso con el exterior, la velocidad a la que vacían y llenas sus pulmones, es mucho mayor que en los animales terrestres. En concreto, el rorcual común (Balaenoptera physalus), con una capacidad pulmonar 3.000 veces mayor que la de un humano, tarda la mitad de tiempo que éste en vaciar y volver a llenar sus pulmones. Pero además, el aire almacenado en sus pulmones es utilizado en un 90%, en contraposición con el pobre 20% que aprovechamos los humanos en cada ritmo respiratorio. Por lo que respecta al transporte y almacenamiento de oxígeno, cabe reseñar que la sangre de estos animales contiene un número considerablemente mayor de glóbulos rojos por unidad de volumen, aumentando la cantidad de hemoglobina y por tanto la capacidad de transporte sanguíneo de oxígeno. La mioglobina es una proteína capaz de almacenar el oxígeno en el músculo, y se halla en mayor proporción en las fibras musculares de los animales acuáticos que en los terrestres, de modo que el músculo puede funcionar durante más tiempo sin tener un aporte de oxígeno. Y no sólo poseen mecanismos para incrementar la efectividad de los procesos respiratorios, sino que reducen considerablemente el gasto de oxígeno mediante la ralentización de procesos fisiológicos que no son esenciales durante la inmersión. Un ejemplo es la drástica reducción del ritmo cardiaco desde 85 a 12 latidos por minuto del elefante marino septentrional (Mirounga angustirostris) mientras bucea en busca de su alimento. Para evitar que el

nitrógeno disuelto en el aire respirado se disuelva en la sangre cuando la presión es alta, evitando así la formación de burbujas en el torrente sanguíneo que podrían dar lugar a procesos embólicos, los cetáceos poseen una caja torácica flexible que por acción de la presión del agua cuando se sumergen, comprime los pulmones, desplazando el aire hacia el centro de los mismos, donde el intercambio gaseoso es prácticamente nulo, de tal manera que la cantidad de nitrógeno que pasa a la sangre es mínima.

Adaptaciones para la vida bajo tierra [editar] La composición gaseosa del aire subterráneo difiere mucho de la existente sobre la superficie de la tierra, hasta el punto de que a unos pocos decímetros bajo la superficie, el nivel de oxígeno desciende hasta cotas próximas a las existentes en la cima de las altas montañas. En términos numéricos podemos aproximar que mientras que a nivel del mar, la proporción de oxígeno en la atmósfera es del 21%, bajo la superficie, puede no alcanzar el 6%. Al contrario ocurre con la de dióxido de carbono, calculada en un 0’03% sobre la superficie, y entre 0’5 y 13% en el subsuelo. Realmente, los mecanismos de la fisiología respiratoria de los animales que habitan bajo tierra no están tan estudiados como en animales acuáticos. Pero existen algunas evidencias basadas en el estudio de algunas especies de ratatopo. Los animales que habitan sobre la superficie recurren al incremento del ritmo respiratorio cuando la concentración de CO2 aumenta en la atmósfera, pero en los animales que viven bajo tierra, el ritmo parece ser más lento de lo normal. Estudios realizados en ratas-topo, dan como resultado altas concentraciones de bicarbonatos en orina, por lo que se piensa que ésta puede ser una vía de eliminación del CO2 respirado, aunque para ello tendría que ser vehiculado en sangre sin que se conozcan bien los mecanismos que evitan la asfixia. Parece ser que los músculos, incluido el cardiaco, están dotados de un alto número de capilares, y sus fibras además, son ricas en mitocondrias. Por otra parte, son especies con una baja tasa metabólica y una capacidad de termorregulación limitada comparadas con las de otros mamíferos, situaciones que pueden ser provocadas precisamente por las especiales circunstancias atmosféricas en las que estos animales se desenvuelven.

TEMA II: INTERCAMBIO TRANSPORTE DE GASES • • •

GASEOSO

EN

CIRCULACIÓN PULMONAR. MEMBRANA RESPIRATORIA PROCESO GENERAL DE DIFUSIÓN DE LOS GASES MECANISMO DE DIFUSIÓN Y TRANSPORTE DE GASES POR LA SANGRE

EL

PULMÓN.

•

DIFUSIÓN Y TRANSPORTE DE CO2

A. CIRCULACIÓN PULMONAR. MEMBRANA RESPIRATORIA CIRCULACIÓN PULMONAR: esta constituida por la rama vascular del pulmón en donde

se produce el intercambio de gases (ventrículo derecho, arteria pulmonar, capilares -intercambio gaseoso- vena pulmonar y aurícula derecha) Los alveolos están rodeados por capilares, formando una red. El punto de contacto es lo que llamamos MEMBRANA RESPIRATORIA. Ésta tiene una distancia corta y un espesor de 1 micra, con una superficie total de 70m2. Capas de la membrana respiratoria (de interna a externa): • • • • • •

Fina película de líquido que contiene sulfactante Epitelio alveolar Espacio intersticial Membrana basal del capilar Endotelio capilar Sangre capilar

B. PROCESO GENERAL DE DIFUSIÓN DE LOS GASES DIFUSIÓN: es un fenómeno físico, por el que una sustancia disuelta es capaz de atravesar una membrana que separa dos disoluciones. La difusión de las moléculas disueltas, en este caso el O2 o el CO2, se produce de la disolución que tenga mayor concentración (hipertónica) hacia la de menor (hipotónica) y cesa cuando se alcanza el equilibrio (isotónica). La presión de gas es una fuerza que impulsa a moverse y salir del que lo rodea, siempre pasan las moléculas del lugar donde hay mayor presión a donde hay menor presión. La zona se conoce como difusión y no gasta energía. El proceso de difusión utiliza la totalidad de la superficie de la membrana respiratoria.

Factores e los que depende la magnitud de la difusión de un gas: 1. Depende del área de la membrana respiratoria, cuanto mayo sea a cantidad durante un enfisema, menos será la superficie de interacción 2. Cuanto mayor sea el gradiente de presión entre un lado y otro de la membrana respiratoria, mayor será la difusión 3. Cuanto más delgada sea la membrana, más difusión habrá. Si se padece pulmonía, los alveolos estarán ocupados por un líquido, aumentando la distancia. 4. Cuanto mayor sea la solubilidad del gas en la membrana respiratoria, mayor será la difusión. El CO2 es 20 veces más soluble que el O2 en la membrana respiratoria 5. Un gas difunde en la membrana respiratoria aproximadamente a la inversa de la raíz cuadrada de su peso molecular /presión A - presión B/ x sup x solubilidad Magnitud de difusión = -------------------------------------------------------------------espesor de la membrana x peso molecular Ecuación simplificada de la ley de Fick para la difusión de gases a través de tejidos

D α solubilidad √PM

C. MECANISMO DE DIFUSIÓN Y TRANSPORTE DE GASES POR LA SANGRE Vgas = A X D X (P1 -P2) --------------------OXÍGENO T El transporte total de O2 desde el alveolo hasta las células (tejidos) requiere se 3 procesos: • • •

Difusión del O2 desde los alveolos hacia la sangre pulmonar Transporte del O2 por la sangre Difusión de ese O2 desde la sangre capilar tisular hacia los tejidos

Estos procesos de difusión se producen dependiendo de la diferencia de presión de ese gas entre los dos puntos y de la solubilidad de ese gas en las membranas. La presión de O2 que tiene la sangre venosa que llega a los pulmones y sale por la arteria pulmonar (extremo arterial) es de 40 mmHg, la presión del alveolo es de 104 mmHg (gradiente de presión bastante grande)

La sangre es transformada en sangre oxigenada a una presión de 100 mmHg, ésta regresará al corazón por las venas pulmonares, entrando en él a través de la aurícula izquierdo, de ahí pasará al ventrículo izquierdo y saldrá del corazón por la aorta, dirigiendo la sangre a todos los tejidos, en donde habrá una presión de más o menos 350 mmHg

El oxígeno que ha sido cedido a los tejidos, es rápidamente utilizado por ellos, en el metabolismo de los azúcares, grasas y proteínas; por tanto en los tejidos la presión de O2 se mantendrá baja. Como consecuencia del metabolismo se produce CO2 y H2O. El O2 es transportado por la sangre, una pequeña proporción está disuelta en el plasma y en los glóbulos rojos, pero la mayor parte de O2 es transportada por la hemoglobina. Si tomáramos una muestra de sangre arterial (100 mm) y de sangre venosa (40 mm), sabiendo que la presión de O2 de ambas, Coeficiente de utilización: Esa llamada se recibe porque se produce un aumento de la concentración de CO2 y un aumento del pH, como consecuencia de la elevación de la concentración de hidrogeniones, esto sucede también cuando aumenta el ácido 2,3 difosfoglicérico (DPG) y cuando se eleva la temperatura. Para que la hemoglobina reduzca la afinidad que tiene por el O2, deberá ceder una mayor cantidad de moléculas de O2 a los tejidos hasta que esta situación se normalice. DIÓXIDO DE CARBONO El gradiente de presión es más bajo para la difusión del CO2, pero éste posee una solubilidad de 20 veces más, atravesando las membranas.

Presiones de CO2 en: • En los tejidos donde se acumula en CO2 la presión es de 46 mmHg • En la sangre oxigenada será de 40 mmHg • En los alveolos de 40 mmHg • En la sangre venosa de 46 mmHg El CO2 se transporta por la sangre de tres formas:

1. Como CO2 disuelto en la sangre, en una proporción del 7% más o menos 2. El 27% se transporta combinado con la hemoglobina. 3. El más importante es el trasporte en forma de ion bicarbonato Si no respiramos, acumulamos CO2, aumentando de esta forma el ácido carbónico (ácido débil que se disocia en ion bicarbonato + hidrogeniones) y produciendo un aumento de los hidrogeniones. El pH desciende en situaciones de acidosis. Si se eliminara mucho CO2 del organismo, se formaría poco ácido carbónico y disminuirían el hidrógeno

Los pulmones y la respiración Los órganos mayores para la respiración son dos pulmones, localizados en la cavidad torácica. Los pulmones son esponjosos y con forma de cono. Cada pulmón pesa alrededor de 600 gramos. El pulmón derecho tiene tres divisiones o lóbulos, es un poco mas grande que el pulmón izquierdo, el cual tiene dos lóbulos. Ambos pulmones están envueltos en una dura membrana que también se alinea en la cavidad torácica. Esta membrana doble, la pleura, secreta un liquido lubricante que le permite a los pulmones moverse suavemente. La inflamación de la pleura puede ocasionar el aumento del fluido en la cavidad torácica. Esta condición es llamada pleuresía.

Pulmones Humanos

La respiración comienza cuando el diafragma, el músculo en forma de domo debajo de la cavidad del pecho, se contracta y se mueve hacia abajo. Los músculos intracostales entre las costillas también se contractan, causando a la caja de costillas su movimiento hacia arriba y hacia afuera. Al mismo tiempo, estas contracciones musculares causan a la cavidad del pecho que se agrande. Cuando el pecho se expande, la presión del aire en la cavidad del pecho se acaba. La presión de aire por fuera del cuerpo es mas grande que la que hay adentro de la cavidad del pecho. Luego el aire se va hacia los pulmones desde afuera del cuerpo, igualando la presión. Esta parte del proceso de respiración es llamada inspiración o inhalación. Cuando la presión del aire a sido igualada, causa al diafragma y a los musculos intracostales una relajación con la cual regresan a sus posiciones normales. Esto en turno reduce el tamaño

de la cavidad del pecho. Mientras el tamaño del pecho se reduce, la presión del aire dentro de la cavidad del pecho va haciéndose mas fuerte que la presión de aire por fuera del cuerpo. Luego el aire deja a los pulmones, igualándose la presión de nuevo. Esta parte del proceso de respiración es llamado expiración o exhalación.

Respiración Humana

Intercambio de gases Los alvéolos están completamente rodeados de vasos capilares. El intercambio actual de gases ocurre cuando el oxígeno en el aire de los alvéolos se mezcla en la sangre por medio de los capilares. En consecuencia el bióxido de carbono en la sangre se disuelve en el aire del alvéolo. El tejido epitelial formando las paredes de los dos alvéolos y capilares es solo una célula de grueso. Juntas las paredes de los alvéolos y los capilares miden solo 0.0004 mm. El oxígeno en el aire inhalado se disuelve en la mucosa en el forro del alvéolo. En la sangre, la mayoría del oxígeno se combina con la hemoglobina para formar la axyhemoglobina. El oxigeno de la oxihemoglobina se disuelve en las células del cuerpo y es usado en el metabolismo, las actividades físicas y químicas entre las células. El metabolismo también incluye el movimiento hacia arriba y abajo del complejo molecular y la liberación de energía durante el movimiento hacia abajo. Como un resultado del metabolismo, la concentración de oxígeno en el cuerpo es baja, pero la concentración de bióxido de carbono es alta. El bióxido de carbono, un biproducto metabólico, se disuelve de las células del cuerpo a la sangre. El bióxido de carbono es transportado en la sangre. Cuando la sangre llega a los pulmones, el bióxido de carbono se disuelve de la sangre a los pulmones. El bióxido de carbono es exhalado junto con el vapor de agua..

Efectos de la altitud La gente que se mueve de bajas altitudes a bajas altitudes sufren temporalmente de exceso de cansancio y flojera. La causa de su fatiga se atribuye generalmente al "aire delgado". Mientras mas altitud haya, existe menos oxigeno en el aire. Al nivel del mar, la hemoglobina esta en un 97% saturada por oxígeno. A una altitud de 3,048 metros esta saturada solo en un 90%, y a 6,096 metros, solo en un 70%. El cuerpo humano comienza a sentir los efectos de la reducción de oxígeno a una altitud alrededor de 1,800 metros.

Estudios de la gente que normalmente vive en alto provee información en los efectos de larga duración en las condiciones en donde los niveles de oxígeno son bajos. Por ejemplo, los Indios Quechua de los Andes, quienes viven alrededor de los 3,600 metros han desarrollado un pecho muy grande y grandes capacidades de los pulmones. Esta personas también tienen diferente la composición de su sangre; ellos tiene una concentración mas alta de glóbulos rojos que la que la gente que normalmente vive al nivel del mar. Este grupo indio también tiene un rango de respiración mas alta, los capilares en sus pulmones tienen un diámetro mas grande, particularmente en el lado derecho, la presión sanguínea en los pulmones es mayor que en cualquier otra parte del sistema circulatorio. Como quiera que sea, el latido del corazón de los Indios Quechua es mas tenue que los de una persona que vive al nivel del mar.

Cómo funcionan las venas y arterias Cómo todos sabemos el corazón es el encargado de bombear la sangre a todo nuestro organismo, las arterias son las encargadas de llevar la sangre oxigenada y las venas, las encargadas de regresar la sangre al corazón para ser nuevamente oxigenada. (Las arterias llevan y las venas regresan). Arterias Las arterias son tubos huecos de paredes resistentes y gruesas. Las arterias principales son: la aorta y la pulmonar, y su tamaño va disminuyendo a arteriolas y sistema capilar. Existen arterias especializadas para nutrir ciertas partes del cuerpo, las principales son: • • • • • • •

Las carótidas: a la cabeza. Subclavias: a los brazos. Hepática: al hígado. Esplénica: al bazo. Mesentéricas: al intestino. Renales: a los riñones. Ilíacas: a las piernas.

Venas Las venas a diferencia de las arterias, son menos elásticas y tienen unas válvulas que impiden que la sangre descienda o se regrese por su peso. Su grosor también varia desde las minúsculas vénulas, venas hasta las de mayor grosor llamadas venas cavas que entran por el lado derecho del corazón. Las principales venas son y vienen de: • • • •

Cava superior: de la cabeza Subclavias: miembros superiores Cava inferior: piernas, riñones, hígado. La vena coronaria rodea al corazón

Entre venas y arterias podemos sumar aproximadamente una longitud de 50,000 Km, aproximadamente. La sangre está presente en todo el organismo, pero puede variar la cantidad de concentración dependiendo de varios factores por ejemplo:

Durante el ejercicio la concentración de sangre en los músculos es mayor, así como durante la digestión la cantidad de sangre aumenta en los intestinos, el calor y el frío también modifican la distribución de la sangre.

a hemoglobina (Hb) es una heteroproteína de la sangre, de peso molecular 68.000 (68 kD), de color rojo característico, que transporta el oxígeno desde los órganos respiratorios hasta los tejidos, en mamíferos, ovíparos y otros animales. La forman cuatro cadenas polipeptídicas (globinas) a cada una de las cuales se une un grupo hemo, cuyo átomo de hierro es capaz de unirse de forma reversible al oxígeno. El grupo hemo se forma por: 1. Unión de la Succinil CoA (formado en ciclo de Krebs o ciclo del acido cítrico) a un aminoácido glicina formando un grupo pirrol. 2. Cuatro grupos pirrol se unen formando la Protoporfirina IX. 3. La protoporfirina IX se une a una molécula de hierro ferroso (Fe2+) formando el grupo hemo.

Grupo Hemo Cuando la hemoglobina está unida al oxígeno, se denomina oxihemoglobina o hemoglobina oxigenada, dando el aspecto rojo o escarlata intenso característico de la sangre arterial. Cuando pierde el oxígeno, se denomina hemoglobina reducida, y presenta el color rojo oscuro o bordó de la sangre venosa (se manifiesta clínicamente por cianosis). •

Reacción paso a paso:

•

Reacción total:

Tipos de hemoglobina [editar]

Hemoglobina • Hemoglobina A o HbA es hemoglobina, beta alpha 2 1 llamada también Identificadores hemoglobina del adulto o Símbolo HBA1 HBB ? hemoglobina normal, Entrez 3039 3040 3043 representa aproximadamente HUGO 4823 4824 4827 el 97% de la hemoglobina 141800 141850 141900 degradada en el adulto, OMIM NM_000558 NM_000517 NM_000518 formada por dos globinas alfa RefSeq UniProt P69905 P68871 y dos globinas beta. • Hemoglobina A2: Representa Otros datos menos del 2,5% de la Locus Cr. 11 16 p15.5 p13.3 hemoglobina después del nacimiento, formada por dosglobinas alfa y dos globinas delta, que aumenta de forma importante en la beta-talasemia, al no poder sintetizar globinas beta. • Hemoglobina s: Hemoglobina alterada genéticamente presente en la Anemia de Células Falciformes. Afecta predominantemente a la población afroamericana y amerindia. • Hemoglobina t • Hemoglobina f: Hemoglobina característica del feto. • Oxihemoglobina: Representa la hemoglobina que se encuentra unida al oxígeno normalmente ( Hb+O2) • Metahemoglobina: Hemoglobina con grupo hemo con hierro en estado férrico, Fe (III) (es decir, oxidado). Este tipo de hemoglobina no se une al oxígeno. Se produce por una enfermedad congénita en la cual hay deficiencia de metahemoglobina reductasa, la cual mantiene el hierro como Fe(III). La metahemoglobina también se puede producir por intoxicación de nitritos, porque son agentes metahemoglobinizantes. • Carbaminohemoglobina: se refiere a la hemoglobina unida al CO2 después del intercambio gaseoso entre los glóbulos rojos y los tejidos (Hb+CO2). • Carboxihemoglobina: Hemoglobina resultante de la unión con el CO. Es letal en grandes concentraciones (40%). El CO presenta una afinidad 200 veces mayor que el Oxígeno por la Hb desplazándolo a este

•

fácilmente produciendo hipoxia tisular, pero con una coloración cutánea normal (produce coloración sanguínea fuertemente roja) (Hb+CO). Hemoglobina glucosilada: presente en patologías como la diabetes, resulta de la unión de la Hb con carbohidratos libres unidos a cadenas carbonadas con funciones ácidas en el carbono 3 y 4.

También hay hemogloblinas de los tipos: Gower 1, Gower 2 y Portland. Estas sólo están presentes en el embrión.

La mioglobina es una hemoproteína muscular, estructuralmente y funcionalmente muy parecida a la hemoglobina, es una proteína relativamente pequeña constituida por una cadena polipeptídica de 153 residuos aminoacídicos que contiene un grupo hemo con un átomo de hierro, y cuya función es la de almacenar y transportar oxígeno. También se denomina miohemoglobina o hemoglobina muscular. Las mayores concentraciones de mioglobina se encuentran en el músculo esquelético y en el músculo cardíaco, donde se requieren grandes cantidades de O2 para satisfacer la demanda energética de las contracciones. La mioglobina fue la primera proteína a la que se determinó su estructura tridimensional por cristalografía de rayos X en 1957. Es una proteína extremadamente compacta y globular, en la que la mayoría de los aminoácidos hidrofóbicos se encuentran en el interior y muchos de los residuos polares expuestos en la superficie. Alrededor del 75% de la estructura secundaria tiene una conformación de a-hélice; de hecho, existen ocho segmentos de a-hélice en la mioglobina, designados de la A a la H. Dentro de una cavidad hidrofóbica de la proteína se encuentra el grupo prostético hemo. Esta unidad no polipeptídica se encuentra unida de manera no covalente a la mioglobina y es esencial para la actividad biológica de unión de O2 de la proteína. La mioglobina y el citocromo B562, hacen parte de las proteínas hémicas, que intervienen en el transporte y fijación de oxígeno, el transporte de electrones y la fotosíntesis. Estas proteínas poseen como grupo prostético un Tetrapirrol cíclico o grupo Hem, o Hemo, formado por cuatro anillos de pirrol planares enlazados por puentes de alfa metileno. En el centro de este anillo existe un hierro ferroso (Fe+2). En el caso del citocromo la oxidación y reducción del átomo de hierro son esenciales para la actividad biológica. Para la mioglobina y la hemoglobina la oxidación del Fe+2 destruye su actividad biológica. En la mioglobina no oxigenada, el hierro del Hem (grupo hemo) se encuentra aproximadamente a 0,03nm fuera del plano del grupo en dirección a la HisF8. La oxigenación de la mioglobina produce el movimiento del átomo de Hierro, ya que el oxigeno ocupa la sexta posición de coordinación del hierro y desplaza el residuo HisF8 0,01nm fuera del plano del Hem. Este movimiento en el anillo

Hem produce el cambio conformacional de algunas regiones de la proteína, lo que favorece a la liberación de oxígeno en las células deficientes de oxígeno, en donde este se requiere para la generación de energía metabólica dependiente de ATP.

Unión del oxígeno al grupo hemo [editar] La capacidad de la mioglobina y la hemoglobina para enlazar oxígeno depende de la presencia de un componente no polipeptídico, denominado grupo hemo. Este grupo confiere a la hemoglobina y a la mioglobina su color característico. A las unidades no polipeptídicas que se requieren para la actividad biológica de las proteínas se les denomina grupos prostéticos. A las proteínas conjugadas sin su característico grupo prostético se les llama apoproteínas. El grupo hemo consta de una parte orgánica y un átomo de hierro. La parte orgánica es la protoporfirina y está formada por cuatro grupos pirrólicos. Los cuatro pirroles están unidos por medio de puentes metino para formar un anillo tetrapirrólico. A este anillo están enlazados cuatro metilos, dos vinilos y dos cadenas laterales de propionato. El átomo de hierro del hemo está ligado a los cuatro nitrógenos en el centro del anillo de la protoporfirina. El hierro puede formar otros dos enlaces, uno a cada lado del plano del hemo. Estos lugares se denominan la quinta y sexta posición de coordinación. La quinta posición se coordina con un residuo de histidina en la hélice F de la hemoglobina (histidina proximal), mientras que la sexta posición es ocupada por el oxígeno. Cerca de donde se une el oxígeno al grupo hemo, existe otra histidina (histidina distal) que previene que otras moléculas de hemoglobina entren en contacto produciendo la oxidación del Fe2+ a Fe3+ y disminuye la afinidad de la hemoglobina por el monóxido de carbono (CO). El átomo de hierro del hemo puede estar en estado de oxidación ferroso (+2) o férrico (+3). Las formas correspondientes de la hemoglobina se denominan ferrohemoglobina y ferrihemoglobina (o metahemoglobina), respectivamente. Solamente la ferrohemoglobina (+2) puede captar oxígeno. La hemoglobina es una proteína alostérica. La unión del O2 a una subunidad de hemoglobina, induce cambios conformacionales que se transmiten a otras subunidades, incrementando su afinidad por el O2. Por lo tanto, se dice que la unión del oxígeno a la hemoglobina es cooperativa. Por el contrario, la unión del O2 a la mioglobina es no cooperativa. Lo anterior se hace evidente cuando se observan las curvas de disociación del oxígeno para ambas proteínas, donde la saturación (Y) es la fracción de centros de unión de oxígeno ocupados y puede oscilar desde 0 (cuando todos los centros están vacíos) hasta 1 (cuando todos los centros están ocupados); y pO2 es la presión parcial de oxígeno. Como se regula la respiración eminario Titulo: Regulación de la Respiración

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Introducción Se señala que el fin de la respiración lo constituye mantener constante la concentración de los gases sanguíneos y para que ello ocurra el organismo debe regular el ritmo de ventilación pulmonar en base a las necesidades fisiológicas, es decir en condiciones de reposo y/o durante el ejercicio. El punto donde se origina y así mismo el lugar donde concurren todos los procesos que regulan la respiración es el centro respiratorio, situado a nivel del bulbo y la protuberancia. Se habla entonces de una regulación nerviosa central. En el proceso respiratorio interviene el nervio vago por lo que se menciona entonces una regulación nerviosa, mientras que cuando intervienen de forma conjunta diversos estímulos internos y externos, se dice que la regulación es refleja y finalmente cuando se producen cambios químicos especialmente en el aire inspirado y en la sangre, estos influyen sobre la respiración y van a constituir la regulación química. Todos estos mecanismos de una forma directa o indirecta inciden obre el centro respiratorio. Nota: Todos los aspectos a tratar que se indican en las preguntas a desarrollar los encontrará en el Capítulo 42 (pág. 614-622) en el Tomo I de la Fisiología Médica de Guyton. Regulación Nerviosa Central de la Respiración Corre a cargo del Centro Respiratorio el cual se encuentra constituído por grupos neuronales dispersos que se localizan de forma bilateral en el bulbo raquídeo como se indica en la figura 42-1 (Constrúyala Ud.) Preguntas: ¿ Cómo se encuentra conformado el centro respiratorio? ¿ Cuál es la función del grupo dorsal de neuronas y como llegan hasta ellas las señales periféricas? ¿ En que consiste que la señal inspiratoria sea saltatoria y cual es su importancia? ¿Cuál es la función del grupo ventral de neuronas? ¿ Que le brinda el centro neumotáxico a la respiración? Regulación Nerviosa de la Respiración Se plantea que la regulación nerviosa se realiza a través del nervio vago, de modo que si se seccionan ambas ramas del nervio vago, los movimientos respiratorios se hacen más lentos y profundos, con lo cual se demuestra que el vago ejerce una acción inhibitoria sobre la amplitud de la respiración. • Desarrolle el Reflejo de Hering-Breuer (pág. 615) mediante un esquema y destaque su importancia fisiológica. Regulación Nerviosa Refleja de la Respiración. La regulación nerviosa refleja de la respiración consiste en modificar la respiración por una serie de mecanismos reflejos cuyos receptores se encuentran dispersos por todo el organismo y juegan un papel importante en la adaptación de la respiración ante las modificaciones del medio ambiente La regulación refleja distingue dos tipos de reflejos: • los reflejos propios que son aquellos que se originan por excitaciones que tienen lugar en los músculos respiratorios como resultado de cambios de presión o de tono y que pueden originar cambios o variaciones en la respiración. Estos reflejos tienen como característica la de mantenerse durante la anestesia general.

• Los reflejos indirectos son aquellos que tienen lugar por excitación a causa del frío y sensaciones dolorosas de la piel y las mucosas y de los músculos que provocan por vía indirecta una modificación de la frecuencia y de la amplitud de la respiración. La regulación refleja es la que se refiere a los reflejos de protección y dentro de ellos podemos mencionar: la apnea, la tos y el estornudo. La apnea significa cese o detención de la respiración, que puede ser provocada por la acción de un gas muy irritante para la mucosa nasal y faríngea y donde además la excitación más interna de la mucosa respiratoria puede provocar un paro respiratorio. Pregunta: ¿Cómo se originan la tos y el estornudo? Para contestar Consulte el Capítulo 39 (pág. 473) del Tomo I de la Fisiología Médica de Guyton. El conocimiento del reflejo de la tos es importante desde el punto de vista diagnóstico. En el caballo, rumiantes pequeños y en los carnívoros para provocarlos solo es necesario ejercer presión con ambas manos sobre la boca, la parte superior de las vías respiratorias por ejemplo la laringe. En los bóvidos ocluyendo las fosas nasales durante 30-40 segundos y en los cerdos excitándolos o sometiéndolos a una carrera. Los bovinos, cardos y carnívoros tosen con la glotis abierta por lo que la tos es fuerte, prolongada y con un tono más alto que en otras especies. Los corderos y la cabra presentan una tos áspera y entrecortada por tener ligeramente tensas las cuerdas vocales. La tos más fuerte es la del caballo. Regulación Química de la Respiración. En la regulación química de la respiración intervienen el contenido de dióxido de carbono, oxígeno de la sangre y el pH de la misma, y por ello es que se dice entonces que el fin de la respiración es conservar sus concentraciones adecuadas en los líquidos corporales El centro respiratorio puede ser excitado directamente a través de las vías sanguíneas que llegan a sus neuronas o de forma indirecta por medio de los quimiorreceptores. Todos los aspectos referidos a este punto los encontrarán en las páginas 616621 en el capítulo 42 del Tomo I de la Fisiología Médica de Guyton Preguntas: ¿ Qué son y donde se encuentran las áreas quimiosensibles?. Observe la figura 42-2 de la pág 619. Sí el estímulo primario de las áreas quimiosensibles son los iones hidrógenos ¿ Por qué entonces el CO2 disuelto en la sangre tiene un efecto más poderoso que los iones hidrógenos disueltos en la misma?. ¿ A qué se atribuye que los cambios en la concentración de CO2 ejerzan un efecto más poderoso en el líquido cefalorraquídeo, que en el líquido intresticial?.

¿ Cómo argumentaría usted el hecho de que luego del efecto agudo originado por un aumento de la pCO2 en sangre, sobrevenga un efecto crónico?. ¿Por qué se considera al Centro Respiratorio como Presostato del Dióxido de Carbono?. Estudiemos a continuación la estimulación indirecta del centro respiratorio a través de los quimirreceptores: Preguntas: ¿Qué son y donde se encuentran los quimirreceptores. Observe la figura 42-4 pág 619. Desde el punto de vista químico. ¿Cuáles se consideran como los dos efectos frenadores (inhibidores) de la respiración y cúal sería entonces el efecto excitador que se le opone? Explique cómo se estimulan los quimiorreceptores y señale las diferencias que existen entre el CO2 e H con respecto al oxígeno. Durante la eupnea (respiración normal) el oxígeno no es necesario normalmente para regular la respiración.

Cuando la sangre llega al pulmón penetra con una pO2 de 40 torr y al salir lo hace con 104 torr aunque realmente sale del pulmón con 95 torr. Esta caída se debe a que un 2% no alcanza el área alveolar sino la circulación bronquial que riega los tejidos pulmonares profundos y al abandonar el pulmón su pO2 es de 40 torr. Al combinarse en las venas pulmonares con la sangre procedente del área alveolar de recambio es lo que hace que la presión descienda a 95 torr. Aquí la Hb se encuentra saturada al 97% y porta 19,4 ml de oxígeno cada 100 ml de sangre. Al abandonar el tejido la sangre venosa tiene una pO2 de 40 torr, lo que permite aún un 75% de saturación de la Hb y que porta entonces 14,4 ml de oxígeno cada 100ml de sangre. Esto quiere decir que se dejan en el tejido 5 ml de oxígeno por cada 100ml de sangre. En resumen el sistema respiratorio suele conservar una pO2 alveolar más alta que la necesaria para saturar completamente la hemoglobina (Hb) si la ventilación alveolar es normal o esta incrementada 10 veces, la sangre estará prácticamente saturada . Aún cuando la ventilación alveolar disminuya hasta la mitad de su valor normal, la saturación completa de la sangre solo se reduce en un 10%. Existen situaciones anormales en el organismo donde la pCO2 y la concentración de iones H aumenta, a la vez que disminuye la pO2 arterial .

VASOS SANGUÍNEOS: La sangre circula en un circuito cerrado, sale del corazón por medio de las arterias y regresa a el por medio de las venas.

Características estructurales de los grandes vasos

Las arterias que salen del corazón se van haciendo cada vez más delgadas y pequeñas, y de composición tisular más sencilla, a medida que divergen y se ramifican repetidamente dentro de todas las partes del cuerpo. Las arterias continúan formando vasos microscópicos, las arteriolas, que finalmente se ramifican formando una redecilla de tubos endoteliales, los capilares, dentro de los tejidos y en continuidad con la sustancia intercelular. Es a través de la relación capilar - tejido donde se efectúan las funciones principales del sistema circulatorio. Los capilares se reúnen en la formación tubular inicial de un sistema cerrado de retorno constituyendo las vénulas, las cuales convergen para formar las venas, que cursan paralelas a las arterias. Características estructurales de las arterias elásticas, musculares, arteriolas, venas y vénulas.

Sistema linfático y sistema mononuclear o sistema macrofágico

fagocitario

La mayor parte del líquido hístico formado en el extremo arterial del lecho capilar ingresa en la circulación sanguínea a través de los extremos venosos de los capilares y de las vénulas postcapilares. Sin embargo de un 10 - 20 % se transporta a través de un sistema de finos capilares linfáticos, atraviesa uno o más grupos de ganglios linfáticos y finalmente, pasa por vasos linfáticos de mayor calibre antes de regresar al sistema venoso. Estos conductos y ganglios, junto con otras masas de tejido linfoide presentes en las paredes del tracto alimentario, bazo, timo y médula ósea suelen

agruparse bajo la denominación de Sistema Linfático. Sin embargo, además de transportar y modificar la linfa, ciertas partes del sistema linfático se ocupa esencialmente de la fagocitosis, generando respuestas inmunitarias y contribuyendo a mantener el número de células en la sangre y la linfa, por lo que se clasifican con frecuencia como órganos linforreticulares. La función principal de las vías linfáticas es devolver a la sangre el líquido y los solutos en exceso del compartimiento extracelular. La linfa puede considerarse como un ultrafiltrado del plasma sanguíneo, pero con un contenido proteico que varía entre 2 y 5 %. Esta cantidad no despreciable de proteínas es captada por los capilares linfáticos y llevada por medio del sistema de vías linfáticas nuevamente a la sangre. Una parte importante de la función del sistema linfático es la de transportar a la sangre inmunoglobulinas (anticuerpos), formadas en los ganglios linfáticos. Sistema fagocitario mononuclear o sistema macrofágico, es el término colectivo que se aplica a un amplio sistema de células de gran capacidad fagocitaria. Estas células son muy numerosas, y es característica su presencia en el organismo en determinada situaciones. Debido a sus propiedades ameboideas y fagocitarias, las células del sistema macrofágico forman uno de los más importantes sistemas de defensa a corto plazo del organismo contra los microorganismos. Existen células del sistema fagocitario en las siguientes localizaciones: • • • •

En el tejido conjuntivo donde se han descrito con el nombre de macrófagos. En la sangre, donde están representados por los monocitos. Revistiendo las sinusoides sanguíneas del hígado, donde se denominan células de Kupffer. En el tejido reticular del bazo, ganglios linfáticos, folículos linfoides solitarios, amígdalas y médula ósea

El sistema linfático comprende los siguientes elementos •

Vasos linfáticos: los capilares linfáticos forman redes en el espacio hísticos cuyas mallas son mayores que las de los capilares sanguíneos vecinos, una característica importante de la pared endotelial de los capilares linfáticos es su permeabilidad a sustancias de tamaño molecular mucho mayor que las que pueden atravesar la pared endotelial de los capilares sanguíneos. Los capilares linfáticos se unen entre sí para formar troncos mayores que pasan por los ganglios linfáticos vecinos o en ocasiones, a otros más lejanos. En última instancia la casi totalidad de la linfa del organismo se acumula en dos conductos: el conducto torácico y el conducto linfático derecho o gran vena linfática derecha, que vacían su linfa en los dos troncos venosos braquiocefálicos izquierdo y derecho respectivamente.

•

Ganglios linfáticos: son pequeños cuerpos ovalados en forma de habichuela situados en el curso de los vasos linfáticos, de forma que la linfa pasa a su través antes de alcanzar el torrente sanguíneo. Suelen presentar una pequeña depresión en una de sus caras, denominado hilio, a través de la cual entran y salen los vasos sanguíneos.

•

Acúmulos de tejido linfoide situados en las paredes del tracto alimentario, en el bazo y en el timo.

•

Linfocitos circulantes: están siempre presentes en el torrente sanguíneo, en la linfa y en otros líquidos corporales, así como en los tejidos conjuntivos y órganos linfoides especializados. Los linfocitos constituyen varias poblaciones celulares que tienen en común su capacidad de producir sustancias químicas, como los anticuerpos, que pueden inactivar sustancias extrañas, microbios y células neoplásicas cuando se producen en el cuerpo o son introducidos en los tejidos.

Esquema del sistema linfático.

Esquema de un ganglio linfático.

Bibliografía 1. BASMAJIAN, J.V. Anatomía. Nueva Editorial Interamericana. Sexta edición. México. 1972. 2. FUMAGALLI, Z.; MARINOZZI, G. Atlas Fotográfico en color de Anatomía Macroscópica Humana. Tomos I y II. Editorial CientíficoMédica. Barcelona, España. 1975. 3. LATARJET, M; RUIZ LIARD, A. Anatomía Humana. Tomos I y II. Editorial Médica Panamericana. Segunda edición. México, D F. 1989. 4. MOORE, K. L. Anatomía. Orientación Clínica. Editorial Médica Panamericana. Buenos Aires. Argentina. 2002. 5. NETTER, F. H. Colección Ciba de Ilustraciones Médicas. Tomos I al VIII; Salvat editores, S A. Barcelona. España. 1990. 6. PANSKY, B. Anatomía Humana. MC. Graw Hill - Interamericana. México. 1996.

Introducción: Los mamíferos son un grupo muy heterogéneo de animales. La única característica que comparten todos los mamíferos, además de presentar todos glándulas mamarias, es la de tener la respiración de tipo pulmonar.

Características del sistema respiratorio de los mamíferos: Los mamíferos, como elementos característicos de su respiración pulmonar, presentan los alveolos, que es el lugar donde se produce el intercambio gaseoso con la sangre, y el diafragma, que separa la cavidad torácica de la cavidad abdominal y que sirve para realizar los movimientos respiratorios con el objetivo de introducir el aire en los pulmones o expulsarlo.

Función

principal

del

sistema

respiratorio:

La función principal del sistema respiratorio es la de facilitar el transporte de gases, mediante la espiración y la inspiración del aire. La inspiración es la entrada de aire en el sistema respiratorio que se da cuando se aumenta la capacidad pulmonar. La espiración es la salida de aire del sistema respiratorio asociada a una disminución de la capacidad pulmonar. El sistema respiratorio hace posible que las células del organismo dispongan siempre de oxígeno porque transporta el oxígeno desde el medio ambiente hasta la sangre. El sistema respiratorio también permite la eliminación del dióxido de carbono o CO2 con el transportarte de este gas desde desde la sangre hacia el exterior del animal.

¿Por

que

los

mamíferos

respiran

por

pulmones?

Con la conquista de la tierra iniciada por los anfibios, los mamíferos adquirieron, de los anfibios, un nuevo sistema de respiración distinto al de los peces, la respiración pulmonar, como adaptación a la vida fuera del agua.

¿Cómo

respiran

los

mamíferos

acuáticos?

Introducción: Los mamíferos tienen un sistema respiratorio adaptado a la vida fuera del agua pero, ¿qué sucede en los mamíferos marinos o de agua dulce que necesitan vivir dentro del agua? Este tipo de animales pese a permanecer mucho tiempo bajo el agua no puede obtener el oxígeno de ella porque su respiración tampoco es branquial, como los peces. ¿Cómo solucionan este problema los mamíferos acuáticos? La respuesta es bien sencilla y está en las características de su propio sistema respiratorio.

Mayor

capacidad

de

oxigenación

de

la

sangre:

Todos los mamíferos poseen un sistema respiratorio muy eficaz, que oxigena muy bien la sangre, gracias a la estructura alveolar de su sistema respiratorio, que les ha permitido ser homeotermos. Pero este mismo sistema respiratorio, en los mamíferos acuáticos, también les ha permitido permanecer mucho tiempo sin coger aire, ya que la superficie de oxigenación de la sangre (o de hematosis), es decir, la superficie alveolar en los mamíferos es superior a la de los otros animales.

Gracias

a

su

diafragma:

Los mamíferos acuáticos tienen un diafragma que se sitúa oblicuamente respecto a la columna vertebral y que permite aumentar un poco su capacidad pulmonar.

Expulsión del aire antes de la inmersión:

No obstante, su estrategia para resistir largos periodos bajo el agua no se basa en coger grandes cantidades de aire, más bien sucede lo contrario. Los mamíferos marinos cuando van a realizar una inmersión, expulsan grandes cantidades de aire como adaptación destinada a evitar la embolia gaseosa, que se produce cuando un animal desciende a gran profundidad bajo el agua.

Gracias a su sistema respiratorio potente, cogiendo la misma cantidad de aire que el resto de mamíferos, los mamíferos marinos pueden permanecer mucho más tiempo bajo el agua. En realidad, la adaptación del sistema respiratorio de los mamíferos acuáticos al medio acuosos no es más que una de las muchas adaptaciones al agua de esta clase de mamíferos.

Relación del sistema respiratorio con la temperatura corporal: Pese a que el sistema respiratorio está relacionado con el transporte de gases, el sistema respiratorio también guarda relación con la temperatura corporal porque el sistema respiratorio es el aparato de los animales que permite la captación del oxígeno. El oxígeno es el elemento químico que hace posible que el combustible de los animales, la glucosa, se queme para producir calor. Como ya hemos podido comprobar con los mamíferos acuáticos, su sistema respiratorio es muy complejo y poderoso. Cuando decimos que los mamíferos tienen un sistema respiratorio muy poderoso, nos estamos refiriendo a que su eficaz sistema respiratorio permite captar este elemento químico presente en el aire, el oxigeno, mejor que cualquier otro animal. Por lo tanto, relacionándolo con la primera idea, los mamíferos pueden llegar a producir una cantidad de calor tan grande, es decir, en los mamíferos es posible la endotermia, solo en parte gracias a su sistema respiratorio.

Evolución de los animales vertebrados Ha transcurrido muchos millones de años desde los primeros vertebrados, los peces, que vivían en el agua, hasta los animales mamíferos que desarrollan toda su vida en el medio terrestre. La conquista de la tierra por los animales vertebrados es todo este periplo temporal de aventuras que han experimentado este tipo de animales hasta llegar a los mamíferos.

¿Cuáles

fueron

los

primeros

vertebrados?

Los primeros vertebrados vivían en el agua hace ya unos 500 millones de años. Eran los peces, pero tenemos que tener en cuenta que, lógicamente, los peces de aquellos tiempos eran algo diferentes a nuestros peces.

¿Cuáles fueron los primeros vertebrados que abandonaron el agua? Los primeros vertebrados que supieron abandonar este elemento, el agua, fueron los anfibios. Este fenómeno se dio aproximadamente 350 millones de años después de la aparición de los primeros peces y fue posible gracias a que un grupo de peces empezó a adquirir la capacidad de moverse por la tierra firme. Como dato curioso, el primer anfibio que se conoce se llamaba Ichthyostega. Era un animal que se parecía a una salamandra actual, como puede parecer lógico, pero también recordaba mucho a una reptil, exactamente se parecía físicamente a una especie de cocodrilo.

¿Cuáles fueron los primeros vertebrados adaptados a la vida terrestre? Los primeros vertebrados adaptados a la vida terrestre fueron los reptiles, que aparecieron hace más de 300 millones de años. Los reptiles se originaron a partir de los anfibios mediante un proceso que duró mucho tiempo. Los anfibios, tras miles y miles de años, se adaptaron a la vida terrestre, por ejemplo mediante cambios en su reproducción, dando lugar a los reptiles. Con el paso del tiempo, los reptiles aumentaron mucho su tamaño hasta originar los dinosaurios.

¿Cuáles fueron los primeros vertebrados de sangre caliente? Se piensa que los dinosaurios, al menos los más grandes, eran animales de sangre caliente. Los dinosaurios, gracias a su gran tamaño, mantenían una temperatura corporal entre los 35 y los 40ºC. Es decir, una temperatura superior a la de nuestros mamíferos.

¿De

dónde

vienen

los

mamíferos?

Se cree que los mamíferos se originaron a partir de los reptiles. De ahí que cuando vivían todavía los grandes dinosaurios ya existían los pequeños mamíferos. Los pequeños mamíferos, con el paso del tiempo, y gracias a la extinción de los dinosaurios, experimentaron aumentos de tamaño y forma hasta dar lugar a la gran variedad de mamíferos que podemos encontrar hoy en día.

Sangre De Wikipedia, la enciclopedia libre (Redirigido desde Circulación sanguínea) Saltar a navegación, búsqueda

Los glóbulos rojos (Eritrocitos) están presentes en la sangre y transportan el oxígeno al resto de las células del cuerpo.

Sangre vista con aumento de 1024X a 640X . La sangre (humor circulatorio) es un tejido fluido de un color rojo característico por la presencia del pigmento hemoglobínico contenido en los eritrocitos. En los laboratorios clínicos se abrevia san. La sangre es considerada un tipo de tejido conectivo especializado, con una matriz coloidal de consistencia líquida y constitución compleja. Presenta una fase sólida, integrada por los elementos formes, que comprende a los glóbulos blancos, los glóbulos rojos y las plaquetas; y una fase líquida, o fracción acelular (matriz), representada por el plasma sanguíneo.

La sangre funciona principalmente como medio logístico de distribución e integración sistémica, cuya contención en los vasos sanguíneos (espacio vascular) admite su distribución (circulación sanguínea) hacia casi todo el cuerpo.

Tabla de contenidos [ocultar] • •

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1 Información general 2 Composición de la sangre o 2.1 Glóbulos rojos o 2.2 Hemoglobina o 2.3 Plaquetas o 2.4 Glóbulos blancos
2.4.1 Granulocitos o células polimorfonucleares
2.4.2 Agranulocitos o células monomorfonucleares o 2.5 Plasma sanguíneo 3 Características físico-químicas 4 Tipos de sangre 5 Fisiología de la sangre 6 Hematopoyesis 7 Transporte gases o 7.1 Transporte de dióxido de carbono o 7.2 Transporte de iones de hidrógeno 8 Circulación de la sangre 9 Hemograma 10 Enfermedades de la sangre 11 Véase también 12 Referencias 13 Enlaces externos

Información general [editar]

Sangre circulando con aumento de 640X . •

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El prefijo "hem—" ("hemo—" también "hemato—") derivado del griego haima, se usa en el léxico médico para referirse a lo relacionado con la sangre. Por ejemplo: hemostasia, hematocrito, hemodinámico, hematíe, hematopoyesis, etc. La sangre es una dispersión coloidal: el plasma representa su fase continua y fluida; y los elementos formes, la fase dispersa del sistema en forma de pequeños corpúsculos semisólidos. Antiguamente, la sangre era considerada dentro de la teoría humoral como la sustancia predominante en individuos de temperamento sanguíneo. La sangre representa aproximadamente el 7% del peso del cuerpo humano promedio [1] , así se considera que un adulto tiene un volumen de sangre (volemia) de aproximadamente cinco litros, de los cuales 2,7-3 litros son plasma sanguíneo. En los humanos y otras especies que utilizan la hemoglobina, la sangre arterial y oxigenada es de un color rojo brillante, mientras que la sangre venosa y parcialmente desoxigenada toma un color rojo oscuro y opaco. Sin embargo, debido a un efecto óptico causado por la forma en que la luz penetra a través de la piel, las venas se ven de un color azul.

Composición de la sangre [editar] Como todo tejido, la sangre se compone de células y componentes extracelulares (su matriz extracelular), estas dos fracciones tisulares vienen representadas por: •

•

Los elementos formes —también llamados elementos figurados—, son elementos semisólidos (o sea mitad líquidos y mitad sólidos) y particulados (corpúsculos) representados por células y componentes derivados de células; y El plasma sanguíneo, un fluido traslúcido y amarillento que representa la matriz extracelular líquida en la que están suspendidos los elementos formes.

Los elementos formes constituyen alrededor de un 45% de la sangre. Tal magnitud porcentual se conoce con el nombre de hematocrito (fracción "celular"), adscribible casi en totalidad a la masa eritrocitaria. El otro 55% está representado por el plasma sanguíneo (fracción acelular). Los elementos formes de la sangre son variados en tamaño, estructura y función, se agrupan en: •

Las células sanguíneas, que son los glóbulos blancos o leucocitos, células que "están de paso" por la sangre para cumplir su función en

•

otros tejidos; y Los derivados célulares, que no son células estrictamente sino fragmentos celulares, están representados por los eritrocitos y las plaquetas, siendo los únicos componentes sanguíneos que cumplen sus funciones estrictamente dentro del espacio vascular.

Primeramente describiremos los derivados celulares, en segundo lugar los leucocitos, y luego el plasma sanguíneo.

Glóbulos rojos [editar] Artículo principal: Eritrocito

Los glóbulos rojos, hematíes o eritrocitos constituyen aproximadamente el 96% de los elementos figurados. Su valor normal (conteo) en la mujer está entre 4.800.000 y en los hombres 5.400.000 hematíes por mm³ (ó microlitro). Estos corpúsculos carecen de núcleo y orgánulos, por lo cual no pueden ser considerados estrictamente como células. Contienen algunas vías enzimáticas y su citoplasma está ocupado casi en su totalidad por la hemoglobina, una proteína encargados de transportar oxígeno y dióxido de carbono. En la membrana plasmática de los eritrocitos están las glucoproteínas (CDs) que definen a los distintos grupos sanguíneos y otros identificadores celulares. Los eritrocitos tienen forma de disco bicóncavo, deprimido en el centro; esta forma aumenta la superficie efectiva de la membrana. Los glóbulos rojos maduros carecen de núcleo porque lo expulsan en la médula ósea antes de entrar en el torrente sanguíneo (esto no ocurre en aves, anfibios y ciertos animales). Los eritrocitos en humanos adultos se forman en la médula ósea.

Hemoglobina [editar] Artículo principal: Hemoglobina

La hemoglobina —contenida exclusivamente en los glóbulos rojos— es un pigmento, una proteína conjugada que contiene el grupo “hemo”. También transporta el dióxido de carbono, la mayoría del cual se encuentra disuelto en el plasma sanguíneo. Los niveles normales de hemoglobina están entre los 12 y 18 g/dl de sangre, y es proporcional a la cantidad y calidad de hematíes (masa eritrocitaria). Constituye el 90% de los eritrocitos y como pigmento otorga su color característico, rojo, aunque esto sólo se da cuando el glóbulo rojo está cargado de oxígeno. Tras una vida media de 120 días, los eritrocitos son destruidos y extraídos de la sangre por el bazo, el hígado y la médula ósea, donde la hemoglobina

se degrada en bilirrubina y el hierro es reciclado para formar nueva hemoglobina.

Plaquetas [editar] Artículo principal: Plaqueta

Las plaquetas (trombocitos) son fragmentos celulares pequeños (2-3µm de diámetro), ovales y sin núcleo. Se producen en la médula ósea a partir de la fragmentación del citoplasma de los megacariocitos quedando libres en la circulación sanguínea. Su valor cuantitativo normal se encuentra entre 150.000 y 450.000 plaquetas por mm³ (en España, por ejemplo, el valor medio es de 226 000 por microlitro con una desviación estándar de 46 000 [2] ). Las plaquetas sirven para taponar las lesiones que pudieran afectar a los vasos sanguíneos. En el proceso de coagulación (hemostasia), las plaquetas contribuyen a la formación de los coágulos (trombos), así son las responsables del cierre de las heridas vasculares. Ver trombosis.

Glóbulos blancos [editar] Artículo principal: Leucocito

Sangre circulando con posible globulo blanco arriba a la derecha, aumento de X1024 M.óptico .

Los glóbulos blancos o leucocitos forman parte de los efectores celulares del sistema inmunológico, siendo células con capacidad migratoria, utilizan la sangre como vehículo para acceder a diferentes partes de la biología. Los leucocitos son los encargados de destruir los agentes infecciosos y las células infectadas, y también secretar sustancias protectoras como los anticuerpos, combatiendo las infecciones.

El conteo normal de leucocitos está en un rango entre 4.500 y 11.500 células por mm³ (o microlitro) de sangre, variable según las condiciones fisiológicas (embarazo, stress, deporte, edad, etc.) y patológicas (infección, cáncer, inmunosupresión, aplasia, etc.). El recuento porcentual de los diferentes tipos de leucocitos se conoce como "fórmula leucocitaria". Ver Hemograma más adelante. Según las características microscópicas de su citoplasma (tinctoriales) y su núcleo (morfología) se dividen en: •

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los granulocitos o células polimorfonucleares: que son los neutrófilos, basófilos y eosinófilos; poseen un núcleo polimorfo y numerosos gránulos en su citoplasma con tinción diferencial según los tipos celulares; y los agranulocitos o células monomorfonucleares: que son los linfocitos y los monocitos; sin gránulos en el citoplasma y con núcleo redondeado.

Granulocitos o células polimorfonucleares [editar] Artículo principal: Granulocito •

Neutrófilos: presentes en sangre entre 2.500 y 7.500 células por mm³. Son los más numerosos, ocupando un 55% a 70% de los leucocitos. Se tiñen pálidamente, de ahí su nombre. Se encargan de fagocitar sustancias extrañas (bacterias, agentes externos, etc.) que entran en el organismo. En situaciones de infección o inflamación su número aumenta en la sangre.

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Basófilos: se cuentan de 0.1 a 1.5 células por mm³ en sangre, comprendiendo un 0.2-1.2% de los glóbulos blancos. Presentan una tinción basófila, lo que los define. Segregan sustancias como la heparina, de propiedades anticoagulantes, y la histamina que contribuyen con el proceso de la inflamación.

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Eosinófilos: presentes en la sangre de 50 a 500 células por mm³ (14% de los leucocitos) Aumentan en enfermedades producidas por parásitos, en las alergias y en el asma.

Agranulocitos o células monomorfonucleares [editar] Artículo principal: Agranulocitos •

Monocitos: Conteo normal entre 150 y 900 células por mm³ (2% a 8% del total de glóbulos blancos). Esta cifra se eleva casi siempre por infecciones originadas por virus o parásitos. También en algunos tumores o leucemias. Son células con núcleo definido y con forma de riñón. En los tejidos se diferencian hacia macrófagos o histiocitos.

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Linfocitos: valor normal entre 1.300 y 4000 por mm³ (24% a 32%

del total de glóbulos blancos). Su número aumenta sobre todo en infecciones virales, aunque también en enfermedades neoplásicas (cáncer) y pueden disminuir en inmunodeficiencias. Los linfocitos son los efectores específicos del sistema inmunológico, ejerciendo la inmunidad adquirida celular y humoral. Hay dos tipos de linfocitos, los linfocitos B y los linfocitos T. Los linfocitos B están encargados de la inmunidad humoral, esto es, la secreción de anticuerpos (sustancias que reconocen las bacterias y se unen a ellas y permiten su fagocitocis y destrucción). Los granulocitos y los monocitos pueden reconocer mejor y destruir a las bacterias cuando los anticuerpos están unidos a éstas (opsonización). Son también las células responsables de la producción de unos componentes del suero de la sangre, denominados inmunoglobulinas. Los linfocitos T reconocen a las células infectadas por los virus y las destruyen con ayuda de los macrófagos. Estos linfocitos amplifican o suprimen la respuesta inmunológica global, regulando a los otros componentes del sistema inmunológico, y segregan gran variedad de citoquinas. Constituyen el 70% de todos los linfocitos. Tanto los linfocitos T como los B tienen la capacidad de "recordar" una exposición previa a un antígeno específico, así cuando haya una nueva exposición a él, la acción del sistema inmunológico será más eficaz.

Plasma sanguíneo [editar] Artículo principal: Plasma sanguíneo

El plasma sanguíneo es la porción líquida de la sangre en la que están inmersos los elementos formes. Es salado y de color amarillento traslúcido y es más denso que el agua. El volumen plasmático total se considera como de 40-50mL/kg peso. El plasma sanguíneo es esencialmente una solución acuosa de composición compleja conteniendo 91% agua, proteínas (6-8 g/dL) y algunos rastros de otros materiales (hormonas, electrolitos, etc). El plasma es una mezcla de proteínas, aminoácidos, glúcidos, lípidos, sales, hormonas, enzimas, anticuerpos, urea, gases en disolución y sustancias inorgánicas como sodio, potasio, cloruro de calcio, carbonato y bicarbonato. Además de vehiculizar las células de la sangre, también lleva los alimentos y las sustancias de desecho recogidas de las células. El suero sanguíneo es la fracción fluida que queda cuando se coagula la sangre y se consumen los factores de la coagulación. Los componentes del plasma se forman en el hígado (albúmina y fibrógeno) y en las glándulas endocrinas (hormonas).

Características físico-químicas [editar] •

La sangre es un fluido no-newtoniano (ver Ley de Poiseuille y flujo laminar de perfil parabólico), con movimiento perpetuo y pulsátil, que circula unidireccionalmente contenida en el espacio vascular (las propiedades del flujo son adaptadas a la arquitectura de los vasos sanguíneos). El impulso hemodinámico es proporcionado por el corazón en colaboración con los grandes vasos elásticos.

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La sangre suele tener un pH entre 7,36 y 7,42 (valores presentes en sangre arterial). Sus variaciones más allá de esos valores son condiciones que deben corregirse pronto (alcalosis, cuando el pH es demasiado básico, y acidosis, cuando el pH es demasiado ácido).

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Una persona adulta tiene alrededor de 4-5 litros de sangre (7% de peso corporal), a razón de unos 65 a 71 ml de sangre por kg de peso corporal.

Tipos de sangre [editar] Artículo principal: Grupo sanguíneo

Una de las cosas más ampliamente divulgadas acerca de la sangre humana es que hay varios tipos de sangre o grupos sanguíneos. Hasta ahora se han identificado más de 20 tipos de sangre [3] . Por ejemplo, la sangre del tipo (o grupo) A, o de algunos de los otros tipos comunes, B, AB y O. Si a una persona con un tipo de sangre se le transfunde sangre de otro tipo se puede enfermar gravemente e incluso morir. Así es que los hospitales tratan de hallar sangre compatible en los bancos de sangre, es decir, sangre del mismo tipo que la del paciente. •

Cabe destacar que entre los grupos sanguíneos de menos compatibilidad se encuentra el grupo "AA" por el contrario los grupos "O+" Y el "O-" tienen compatibilidad con cualquier tipo de sangre.

Véase también: Transfusión de sangre

Fisiología de la sangre [editar]

Muestra de sangre humana. • • • •

a: Glóbulos Rojos b: Neutrófilo c: Eosinóphilo d: Linfocito

Una de las funciones de la sangre es proveer nutrientes (oxígeno, glucosa), elementos constituyentes del tejido y conducir productos de la actividad metabólica (como dióxido de carbono). La sangre también permite que células y distintas sustancias (aminoácidos, lípidos, hormonas) sean transportados entre tejidos y órganos. La fisiología de la sangre está relacionada con los elementos que la componen y por los vasos que la transportan, de tal manera que: • • •

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Transporta el oxígeno desde los pulmones al resto del organismo, vehiculizado por la hemoglobina contenida en los glóbulos rojos. Transporta el anhídrido carbónico desde todas las células del cuerpo hasta los pulmones. Transporta los nutrientes contenidos en el plasma sanguíneo, como glucosa, aminoácidos, lípidos y sales minerales desde el hígado, procedentes del aparato digestivo a todas las células del cuerpo. Transporta mensajeros químicos, como las hormonas. Defiende el cuerpo de las infecciones, gracias a las células de defensa o glóbulo blanco. Responde a las lesiones que producen inflamación, por medio de tipos especiales de leucocitos y otras células. Coagulación de la sangre y hemostasia: Gracias a las plaquetas y a los factores de coagulación. Rechaza el trasplante de órganos ajenos y alergias, como respuesta del sistema inmunitario. Homeostasis en el transporte del líquido extracelular, es decir en el líquido intravascular.

Hematopoyesis [editar] Artículo principal: Hematopoyesis

Las células sanguíneas son producidas en la médula ósea; este proceso es llamado hematopoyesis. El componente proteico es producido en el hígado, mientras que las hormonas son producidas en las glándulas endocrinas y la fracción acuosa es mantenida por el riñón y el tubo digestivo. Las células sanguíneas son degradadas por el bazo y las células Kupffer del hígado (hemocateresis). Este último, también elimina las proteínas y los aminoácidos. Los eritrocitos usualmente viven algo más de 120 días antes de que sea sistemáticamente reemplazados por nuevos eritrocitos creados

en el proceso de eritropoyesis.

Transporte gases [editar] Artículo principal: Hemoglobina

La oxigenación de la sangre es medida según la presión parcial del oxígeno. 98,5% del oxígeno es combinado con la hemoglobina. Solo el 1,5% es físicamente disuelto. La molécula de hemoglobina es la encargada del transporte de oxígeno en los mamíferos y otras especies. Con la excepción de la arteria pulmonar y la arteria umbilical, y sus venas correspondientes, las arterias transportan la sangre oxigenada desde el corazón y la entregan al cuerpo a través de las arteriolas y los tubos capilares, donde el oxígeno es consumido; luego las venas transportan la sangre desoxigenada de regreso al corazón. Bajo condiciones normales, en humanos, la hemoglobina en la sangre que abandona los pulmones está alrededor del 96-97% saturada con oxígeno; la sangre "desoxigenada" que retorna a los pulmones está saturada con oxígeno en un 75% [4] [5] . Un feto, recibiendo oxígeno a través de la placenta, es expuesto a una menor presión de oxígeno (alrededor del 20% del nivel encontrado en los pulmones de un adulto), es por eso que los fetos producen otra clase de hemoglobina con mayor afinidad al oxígeno (hemoglobina F) para poder extraer la mayor cantidad posible de oxígeno de su escaso suministro [6] . Véase también: Hematosis

Transporte de dióxido de carbono [editar] Cuando la sangre sistémica arterial fluye a través de los capilares, el dióxido de carbono se dispersa de los tejidos a la sangre. Algo del dióxido de carbono es disuelto en la sangre. Algo del dióxido de carbono reacciona con la hemoglobina para formar carboamino hemoglobina. El resto del dióxido de carbono es convertido en bicarbonato e iones de hidrógeno. La mayoría del dióxido de carbono es transportado a través de la sangre en forma de iones de bicarbonato.

Transporte de iones de hidrógeno [editar] Algo de la oxihemoglobina pierde oxígeno y se convierte en deoxihemoglobina. La deoxihemoglobina tiene una mayor afinidad con H+ que la oxihemoglobina por lo cual se asocia con la mayoría de los iones de hidrógeno.

Circulación de la sangre [editar] Artículo principal: Sistema cardiovascular

La función principal de la circulación es el transporte de sustancias vehiculizadas mediante la sangre para que un organismo realice sus actividades vitales.

Hemograma [editar] El hemograma es el informe impreso resultante de un análisis cualicuantitativo de diversas variables mensurables de la sangre. El hemograma básico informa sobre los siguientes datos: • • •

recuento de elementos formes valores de hemoglobina índices corpusculares

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valores normales

LA FUNCIÓN DE LA RESPIRACIÓN

El sistema respiratorio suministra al organismo el oxígeno esencial para Ia producción de energía. El oxígeno inspirado se intercambia con el dióxido de carbono directamente en Ia sangre. Los animales unicelulares (protozoarios) y los invertebrados inferiores (anélidos, como la lombriz de tierra) efectúan su intercambio gaseoso mediante Ia superficie de todo su cuerpo, tomando de manera directa el oxígeno del medio ambiente a través de sus tejidos. Los animales pluricelulares, que tienen un mayor volumen corporal, requieren órganos especiales para captar oxígeno; en ellos el intercambio gaseoso se efectúa por medio de Ia sangre, que lleva el oxígeno a todas las células y en donde recibe los productos de desecho. Existen dos etapas en Ia respiración: 1. Etapa externa. En ésta se recibe el oxígeno y se transporta hasta las células. 2. Etapa interna. Es Ia que se Ileva a cabo en las mitocondrias de las células.

TIPOS DE RESPIRACIÓN En los animales pluricelulares, Ia respiración externa se realiza por diversos mecanismos: 1. 2. 3. 4.

Respiración cutánea Respiración traqueal Respiración branquial Respiración pulmonar

Respiración cutánea. Se lleva a cabo en organismos muy pequeños, que toman el oxígeno directamente del medio a través de Ia piel. Este tipo de respiración puede ocurrir tanto en organismos terrestres como marinos. Ejemplos: Ia hidra y Ia sanguijuela. Hay animales que respiran cutáneamente, pero como su cuerpo es grande, además de Ia difusión a través de los tejidos necesitan de un sistema circulatorio con hemoglobina que transporte el oxígeno a todo su organismo, para satisfacer sus necesidades respiratorias. Por ejemplo, Ia lombriz de tierra. Respiración traqueal. Es característica de los insectos, los cuales respiran por medio de tráqueas —tubos abiertos hacia el exterior a través de orificios llamados estigmas—, que llevan el oxígeno a todos los tejidos. Respiración pulmonar. Es característica del grupo de los vertebrados. Reptiles y ranas tienen un tipo de pulmón muy sencillo, pero en aves y mamíferos éste es más complicado; está dividido en millones de pequeños sacos llamados alvéolos, que se encuentran profusamente irrigados por vasos capilares en donde se lleva a cabo el intercambio gaseoso. En el aspecto celular, Ia respiración presenta las mismas características en todos los seres vivos, sean plantas o animales. Este proceso es realizado en el citoplasma y en las mitocondrias de Ia célula y consiste en Ia oxidación de glucosa con la finalidad

de producir sustancias más sencillas, como dióxido de carbono e hidrógeno. El hidrógeno se une al oxígeno absorbido en el sistema respiratorio. En Ia reacción también se produce energía. Respiración branquial. En los peces el agua penetra por Ia boca y es forzada a escapar por las hendiduras branquiales, a los lados de Ia cabeza del pez. De ahí, el agua pasa entre las laminillas branquiales, llenas de vasos capilares, donde cede su oxígeno a Ia sangre del pez.

ORGANOS ESPECIALIZADOS EN LA RESPIRACIÓN En el sistema respiratorio humano el canal por donde entra y sale el aire de los pulmones se llama tracto respiratorio y está formado por Ia nariz, garganta y tráquea.

La tráquea es un conducto fibromuscular y cartilaginoso muy resistente, se divide en dos bronquios principales, uno para cada pulmón; éstos se subdividen en una extensa red de bronquiolos. Al final de estos bronquiolos hay unas cavidades globulosas llamadas alvéolos, en cuyas paredes se lleva a cabo el intercambio vital de gases a través de diminutos vasos sanguíneos. El diafragma es un músculo que separa Ia cavidad torácica de Ia cavidad abdominal. Al mismo tiempo, se puede decir que forma parte del sistema respiratorio, por Ia función que lleva a cabo al momento de Ia inspiración y Ia espiración. Cuando se inspira, el diafragma se aplana, el volumen del pecho aumenta y los pulmones se expanden. Cuando se espira, el diafragma y los pulmones se contraen. El ritmo de inspiración y espiración depende principalmente de la cantidad de dióxido de carbono que hay que eliminar de Ia corriente sanguínea; por eso aumenta cuando se hace ejercicio. La espiración contiene todavía algo de oxígeno. Por su parte, las pleuras constituyen una capa delgada y membranosa que cubre los pulmones, y su función es actuar como mecanismo de

lubricación que permite Ia expansión y Ia contracción uniforme y suave de los pulmones dentro de Ia caja torácica.