15.3K: Sistemas Circulatorios Animales
- Page ID
- 56832
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
Un sistema circulatorio eficiente cuenta con:
- un fluido, por ejemplo, sangre, para transportar los materiales a transportar
- un sistema de vasos para distribuir la sangre
- una bomba para empujar la sangre a través del sistema
- intercambiar órganos para llevar a cabo intercambios entre la sangre y el ambiente externo, p.
- pulmones e intestino para agregar materiales a la sangre;
- pulmones y riñones para eliminar materiales de la sangre.
- La demanda más crucial en el sistema circulatorio es el transporte de oxígeno y dióxido de carbono hacia y desde un órgano de intercambio de gases como los pulmones o las branquias y los tejidos.
- Todos los intercambios entre sangre y células ocurren en los capilares.
- La fuerza de la bomba que empuja la sangre a través de las arterias se disipa a medida que la sangre fluye a través de los capilares. Aunque los capilares son pequeños, el área transversal total de todos los capilares suministrados por una sola arteria es mucho mayor que la de la propia arteria. Al igual que una corriente rápida y poco confinada que se extiende sobre una llanura plana, la fuerza y la velocidad del flujo disminuyen rápidamente.
Esto crea un problema:
- Si la bomba se usa para entregar sangre con fuerza al órgano de intercambio de gases, queda poca fuerza para distribuir la sangre oxigenada a los tejidos.
- Si la bomba se usa para entregar sangre con fuerza a los tejidos, queda poca fuerza para enviar la sangre desoxigenada al órgano de intercambio de gases.
El corazón de los peces
La mayoría de los peces nunca han resuelto este problema, razón por la cual probablemente la mayoría de ellos son “de sangre fría”.
- La sangre recolectada de todo el cuerpo del pez ingresa a una cámara receptora de paredes delgadas, la aurícula.
- A medida que el corazón se relaja, la sangre pasa a través de una válvula hacia el ventrículo muscular de paredes gruesas.
- La contracción del ventrículo obliga a la sangre a entrar en las redes capilares de las branquias donde se produce el intercambio de gases.
- La sangre luego pasa a las redes capilares que abastecen al resto del cuerpo donde ocurren los intercambios con los tejidos.
- Entonces la sangre regresa a la aurícula.
Si bien obviamente es adecuado a las necesidades de los peces, este no es un sistema muy eficiente. La presión generada por la contracción del ventrículo se disipa casi por completo cuando la sangre entra en las branquias.
Los Corazones de Calamar
Este grupo de invertebrados marinos ha resuelto el problema al tener bombas separadas:
- dos corazones branquiales para forzar la sangre bajo presión a las agallas
- un corazón sistémico para forzar la sangre bajo presión al resto del cuerpo
El corazón de rana y lagarto
El corazón de la rana
El corazón de la rana tiene 3 cámaras: dos aurículas y un solo ventrículo.
- La aurícula recibe sangre desoxigenada de los vasos sanguíneos (venas) que drenan los diversos órganos del cuerpo.
- La aurícula izquierda recibe sangre oxigenada de los pulmones y la piel (que también sirve como órgano de intercambio de gases en la mayoría de los anfibios).
- Ambas aurículas se vacían en el ventrículo único.
- Si bien esto podría parecer desperdiciar la oportunidad de mantener separadas las sangres oxigenadas y desoxigenadas, el ventrículo se divide en cámaras estrechas que reducen la mezcla de las dos sangre.
- Entonces, cuando el ventrículo se contrae
- sangre oxigenada de la aurícula izquierda es enviada, relativamente pura, a las arterias carótidas llevando sangre a la cabeza (y cerebro)
- La sangre desoxigenada de la aurícula derecha es enviada, relativamente pura, a las arterias pulmocutáneas llevando sangre a la piel y los pulmones donde se puede recoger oxígeno fresco
- Solo la sangre que pasa a los arcos aórticos se ha mezclado a fondo, pero aun así contiene suficiente oxígeno para suplir las necesidades del resto del cuerpo
- Tenga en cuenta que a diferencia de los peces, tanto los órganos de intercambio de gases como los tejidos interiores del cuerpo ponen su sangre a plena presión.
El corazón de lagarto
- Los lagartos tienen un tabique muscular que divide parcialmente el ventrículo.
- Cuando el ventrículo se contrae, la abertura en el tabique se cierra y el ventrículo se divide momentáneamente en dos cámaras separadas.
- Esto evita la mezcla de las dos sangres.
- La mitad izquierda del ventrículo bombea sangre oxigenada (recibida de la aurícula izquierda) al cuerpo.
- La mitad derecha bombea sangre desoxigenada (recibida de la aurícula derecha) a los pulmones.
Aves, Cocodrilos y Mamíferos
El tabique se completa en los corazones de aves, cocodrilos y mamíferos proporcionando dos sistemas circulatorios separados:
- pulmonar para intercambio de gases con el medio ambiente
- sistémico para el intercambio de gases (y todas las demás necesidades de intercambio) del resto del cuerpo
La eficiencia que resulta hace posible la alta tasa de metabolismo de la que depende la endotermia (“sangre caliente”) de aves y mamíferos.