CIRCULACIÓN EN ANIMALES

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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