La circulación desempeña un papel
fundamental en la homeostasis o equilibrio interno del organismo. Permite la distribución de los nutrientes que
se han obtenido gracias a los procesos digestivos, también transporta las sustancias
de desecho hasta los lugares donde deben ser eliminados y en muchos
organismos, contribuye a regular la
temperatura corporal. El transporte de
sustancias en los seres vivos se realiza mediante tres estructuras generales:
membrana celular, vasos o conductos (sistema vascular) y sistema circulatorio.
Membrana celular.
Los organismos unicelulares, como
las bacterias y los protozoos, y algunos pluricelulares relativamente simples,
como las esponjas de mar, carecen de tejido diferenciado. Por esta razón en ellos el intercambio y
transporte de sustancias con su medio se realiza a través de la membrana
celular. Para este intercambio la célula
dispone básicamente de dos procesos: el transporte pasivo y el transporte
activo. El transporte pasivo; se realiza sin
gasto de energía y puede ocurrir por: difusión simple, difusión facilitada y
ósmosis. La difusión simple es el paso
de sustancias de una zona de mayor concentración a otra de menor
concentración. De esta forma se intercambia
el oxígeno y el dióxido de carbono. La
difusión facilitada utiliza la ayuda de proteínas transportadas que a través de
canales permiten el paso de iones
pequeños como el sodio, el potasio y el cloro.
La ósmosis es el movimiento del agua a través de la membrana plasmática,
que es semipermeable, es decir permite el paso de algunas sustancias y evita el
paso de otras de manera selectiva. El transporte activo; implica el gasto de energía, permite el paso
de sustancias o moléculas que no puede atravesar la membrana celular, la razón está
relacionada con el gran tamaño de las moléculas por ejemplo, nutrientes como la
glucosa y los aminoácidos o también por la necesidad de pasar de un sitio de
menor concentración a otro de mayor concentración. Este mecanismo se realiza por medio de las
proteínas transportadoras.
Vasos o
conductos: Se realiza a
través de conductos o tubos y se denomina sistema vascular. Es propio de las plantas traqueófitas o
vasculares, entre las que se encuentra las gimnospermas y las angiospermas.
Circulación en organismos unicelulares:
Los organismos unicelulares: reino mónera, como las
bacterias; reino protista, protozoos y reino fungí como la levadura no tienen
sistemas circulatorios especializados.
Los nutrientes ingresan a la célula a través de la membrana celular, por
medio de mecanismos de transporte pasivo y activo, arriba descritos. Cuando las sustancias se encuentran en el
interior de la célula, son transportados al lugar donde se necesitan, gracias a
tres tipos de movimiento: movimiento citoplasmático,
motores moleculares y vesícula de transporte.
Movimiento citoplasmático. Son corrientes o movimientos originados en el
citoplasma por acción de entrada y salida de sustancias como el agua. La consistencia líquida del citoplasma
facilita este tipo de movimientos. El
paramecio por ejemplo transporta su
alimento en las vacuolas que son impulsadas por movimientos citoplasmático
alrededor del cuerpo para distribuir sus nutrientes. Luego, la parte que no se asimiló sale al
exterior por un orificio de salida, denominado citoprocto.
Motores
moleculares. Los motores
moleculares son estructuras celulares que están formadas por proteínas que se
desplazan por el citoesqueleto, el cual sirve de soporte. Sujeta al citoesqueleto, se encuentran las
proteínas que enlazan los organelos o las estructuras celulares que se van a
transportar mitocondrias, lisosomas y filamentos del citoesqueleto, entre
otros.
Vesícula
de transporte. Son
microscópicas esferas que se forman a partir de un compartimiento membranoso y
se mueven por las vías del citoesqueleto.
Al llegar al lugar indicado, se fusionan con la membrana del
compartimiento correspondiente y allí entregan sustancias que han transportado.
Sistema Circulatorio
La mayoría de los animales posee
un sistema de transporte de sustancias complejo, es el sistema circulatorio;
está compuesto por tres estructuras; corazón, vasos sanguíneos y un líquido
circulante. El corazón se encarga de
impulsar o bombear la sangre a todas las células del organismo. Los vasos sanguíneos (arterias, venas y
capilares), son conductos de diverso
calibre por donde viaja la sangre. El
líquido circulante, generalmente llamado sangre, transporta nutrientes,
materiales de desecho y otras sustancias.
La circulación en invertebrados
Los mecanismos de circulación de
sustancias en invertebrados son diversos en cuanto a estructura y organización.
Poríferos, cnidarios, platelmintos, nematodos y equinodermos presentan sistemas
no especializados. Como la mayoría de estos organismos tiene pocas células de
espesor, el intercambio de gases ocurre por difusión entre las células y el
medio. En los poríferos como las
esponjas, existen unas células llamadas coanocitos, que tapizan la capa
interna. Estas células mueven sus flagelos y crean una corriente que favorecen
la entrada de agua, gases disueltos y partículas alimenticias por los poros de
la pared externa, y su salida por la abertura superior del cuerpo del animal. En los platelmintos el tracto digestivo forma
una cavidad gastrovascular muy ramificada y en los nematodos, un intestino
tubular distribuye los nutrientes a todas las células del animal. Los equinodermos (erizos y estrellas de mar),
son animales marinos, estos animales muestran un sistema vascular acuoso
formado por una abertura llamada placa cribosa, por la que ingresa el agua a
los canales radiales que recorren el cuerpo del animal. Anélidos, artrópodos y moluscos tienen
mecanismos especializados para la función circulatoria. Los anélidos muestran
diferenciación en sus estructuras digestivas y circulatorias. La función
circulatoria se realiza por un sistema circulatorio cerrado formado por una red
de vasos y cinco pares de corazones que bombean y distribuyen el líquido
circulatorio por todo el cuerpo. Los artrópodos y moluscos tienen un sistema
circulatorio abierto con corazones, vasos sanguíneos y un hemocele, o cavidad
interna.
ANIMALES SIN SISTEMA CIRCULATORIO
Los animales relativamente más
sencillos, como los pertenecientes al os poríferos, celenterados y platelmintos, no poseen un
sistema circulatorio. En estos organismos, los nutrientes y el oxígeno llegan
directamente a todas sus células por medio de difusión. Sin embargo, para que
esto sea posible, el animal debe ser
pequeño y tener pocas capas de células. Estos animales utilizan el medio
externo como liquido circulante, ya que el agua aporta alimento filtrable y
oxígeno, para bañar los tejidos.
LOS SISTEMAS CIRCULATORIOS
La mayoría de los animales posee
un sistema circulatorio especializado para transportar nutrientes y gases
respiratorios a todos los tejidos del
cuerpo. Tal sistema varía de unos organismos a otros en su complejidad.
Organización sistema circulatorio animal
En general el sistema
circulatorio está formado por el corazón, los vasos y un líquido circulante.
EL CORAZÓN es un órgano muscular que
impulsa los líquidos circulantes por
todo el sistema Existen varios tipos de corazones: tubulares, tabicados y
accesorios. El corazón tubular es el más sencillo y está formado por vasos
pulsátiles que impulsan los líquidos a través de ondas de contracción
peristáltica. El corazón tabicado tiene cavidades llamadas aurículas y ventrículos, separados por válvulas. Los
corazones accesorios son corazones que suelen situarse cerca de las branquias y
contribuyen con el proceso de oxigenación.
EL
LIQUIDO CIRCULANTE, es el fluido que transporta las diferentes
sustancias, ya sea en disolución o unidas a determinados pigmentos
respiratorios. Estos son moléculas orgánicas formadas por una proteína y una
partícula cargada eléctricamente (ion), que tiene gran afinidad por el oxígeno.
Dependiendo del grupo animal, existen
diferentes líquidos de transporte:
La
hidrolinfa, es un líquido
incoloro, que posee una composición de
sales similar a la del agua del mar. Contiene amebocitos, células
fagocitarias con función defensiva. Este líquido es propio de los equinodermos,
como la estrella del mar.
La
hemolinfa, es un líquido cuyo pigmento respiratorio es la hemocianina, de color azul
en el cual también hay amebocitos, es propio de artrópodos, como los
escarabajos, y moluscos, como los caracoles.
La sangre, es un líquido que posee hemoglobina (Rojo), hemoeritrina
(rojo violeta) o clorocluorina (verde) como pigmentos respiratorios. En los vertebrados, la hemoglobina, que posee
iones de hierro, se encuentra dentro de células especializadas, denominadas
eritrocitos. La sangre es propia de anélidos, como las lombrices de tierra, de
vertebrados, como los mamíferos.
La
linfa, es in líquido
exclusivo de vertebrados que drena o hace correr los líquidos intersticiales,
es decir, aquellos que hay entre las células.
LOS
VASOS CONDUCTORES. son
tubos de diferente calibre por cuyo interior circulan los líquidos de
transporte a todas las partes del organismo. Estos vasos son de tres tipos:
arterias, venas y capilares. Las arterias transportan el líquido circulatorio
desde el corazón hacia los demás órganos. Las venas transportan el líquido
circulatorio hacia el corazón; y los capilares son vasos muy finos que ponen en
contacto las arterias y las venas, y llegan a cada una de las células del
organismo.
TIPOS DE SISTEMA CIRCULATORIOS.
De acuerdo con la existencia o no
existencia de conexión entre los vasos se distinguen dos tipos de sistemas
circulatorios: el sistema circulatorio abierto y el sistema circulatorio
cerrado.
Sistema
Circulatorio Abierto. El
sistema circulatorio abierto también es denominado lagunar. En este tipo de sistema circulatorio, el
líquido circulante llamado hemolinfa circula por vasos y se vierte en lagunas o
espacios denominados hemocele, cuyo volumen ocupa entre el 20% y el 40% del
cuerpo animal. De esta forma, el líquido
entra en contacto con todas las células del cuerpo animal. De esta forma, el líquido entra en contacto
con todas las células y se realiza el intercambio de nutrientes y gases. Posteriormente, el líquido vuelve al circuito
a través de otros vasos que recogen de esas lagunas. Este tipo de sistema es propio de muchos
invertebrados como artrópodos (arañas o mosquitos) y moluscos (caracoles y
almejas).
Los artrópodos, como los insectos, tienen un corazón tubular
con paredes musculosas, situados en posición dorsal y rodeada de una cavidad
pericárdica. La hemolinfa ingresa
primero en la cavidad y después en el corazón mediante succión, a través de una
serie de orificios u ostiolos provistos
de válvulas que impiden su retorno. Las
contracción es del corazón impulsan la hemolinfa hacia las arteria, que la
distribuyen por todo el cuerpo y la vierten en el hemocele para que, luego,
vuelva al corazón por las venas. Los
moluscos tienen un corazón tabicado, situado dentro de una cavidad pericárdica
y conectado con vasos que permiten que la hemolinfa entre y salga de él. En los moluscos terrestres, como el caracol,
el corazón tiene solo dos cámaras en el interior de la cavidad
pericárdica. Excepto los cefalópodos,
todos los moluscos tienen circulación abierta, y la hemolinfa pasa desde el hemocele,
que es muy reducido hacia las branquias, o el pulmón en el caso de los moluscos
terrestres, y luego el corazón. No se
producen grandes presiones, pues la hemolinfa se saldría de los vasos. Por esta razón, la circulación a través de las branquias es muy lenta y en
ocasiones es auxiliada por corazones branquiales.
El sistema circulatorio abierto
es poco eficiente, limita la distancia de transporte y, por tanto, influye en el tamaño del animal,
que generalmente es pequeño.
Sistema circulatorio cerrado.
Los vertebrados y algunos pocos
grupos de invertebrados, como los anélidos y los moluscos cefalópodos, poseen
un sistema de tubos elásticos o conductos por donde transportan el fluido
circulante, denominado sangre. Los animales de sangre fría no poseen mecanismos
para mantener la temperatura constante, sino generalmente adoptan la del medio
ambiente; en cambio, los animales de sangre caliente poseen mecanismos
reguladores de la temperatura del cuerpo
y la mantiene constante,
independientemente del ambiente que les rodea.
La sangre sale del corazón por estos tubos y después de su recorrido,
regresa nuevamente a él sin salirse en ningún momento de los vasos sanguíneos.
Este tipo de sistema se conoce con el nombre de sistema circulatorio
cerrado. En el sistema circulatorio
cerrado, las arterias y las venas se conectan mediante una red de capilares de
paredes muy finas, a través de las cuales, se produce el intercambio de
sustancias como nutrientes, gases, o productos de excreción. Los sistemas circulatorios cerrados pueden
presentar dos tipos de circulación: simple y doble. La circulación simple presenta un solo
circuito y la sangre pasa dos veces por el corazón, al dar una vuelta completa al circuito a lo largo
del cuerpo. Se presenta en animales como
los peces, los cuales poseen un corazón constituido por un seno venoso, una
aurícula y un ventrículo muy musculosos.
El seno venoso recoge la sangre del cuerpo que pasa de la aurícula al
ventrículo. La contracción de la
aurícula impulsa la sangre por el tronco arterial hacia los arcos ahórticos, que se hallan en
contacto con la atería aorta, la cual, a su vez, la distribuye por todo el
cuerpo animal. De esta forma, el corazón
impulsa solamente la sangre venosa, nunca la sangre oxigenada.
En la circulación doble, como su
nombre lo indica el circuito es doble y la sangre pasa dos veces por el corazón, al dar una
vuelta recorriendo los circuitos mayor y menor.
El circuito menor o pulmonar, corresponde al recorrido de la sangre desde que sale del corazón, hacia los
pulmones donde se oxigena, hasta cuando vuelve de nuevo al corazón. El circuito
mayor o sistémico, corresponde al recorrido de la sangre rica en oxígeno desde
que sale del corazón y se distribuye por
todos los órganos, a los que cede el oxígeno y de los que toma dióxido de
carbono hasta que la sangre retorna al corazón para iniciar nuevamente la
circulación menor.
Este tipo de circulación es
propia de vertebrado terrestres de respiración pulmonar. Según si ocurre o no ocurre mezcla de ambos
circuitos, la circulación doble, puede ser completa o incompleta.
La circulación doble incompleta
ocurre cuando hay un solo ventrículo.
La
sangre rica en oxígeno y la sangre pobre en oxígeno se mezclan parcialmente en
el corazón. Se presenta en anfibios y en
reptiles, a excepción de los cocodrilos.
La circulación doble completa
este tipo de circulación donde la sangre rica en oxígeno no se mezcla
con la sangre pobre en oxígeno proveniente de la circulación mayor, pues
existen dos ventrículos. Es propio de
cocodrilo, aves, y mamíferos.
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vertebrados, incluya gráficos de los temas abordados en esta
unidad.
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