1- Describa los condicionantes para que un animal tenga o no tenga sistema circulatorio
Los condicionantes para la presencia de sistema circulatorio en los animales se basan, fundamentalmente, en el tamaño de dicho animal y las distancias a recorrer por los nutrientes para llegar a los tejidos o los desechos para ser excretados. Muchos grupos de animales simples, con una o pocas capas de células que forman su cuerpo, no necesitan de un sistema circulatorio. Esto se debe a que los nutrientes que se deben incorporar y los desechos que se deben eliminar “no necesitan circular” grandes distancias y pueden salir y llegar fácilmente de y a todas las células del cuerpo. Por tanto, a medida que aumenta de tamaño se hace más necesario un sistema para transportar tanto los nutrientes como los desechos. Todo sistema circulatorio está formado por: un órgano impulsor, un sistema arterial, capilares y un sistema venoso.
2- Tipos de sistemas circulatorios y sus diferencias
Existen dos tipos de sistemas circulatorios:
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Sistemas circulatorios abiertos
Muchos invertebrados tienen una circulación abierta, es decir, un sistema en el que la sangre bombeada por el corazón se vacía, a través de una arteria, en una cavidad abierta, el hemocele, que se encuentra entre el ectodermo y el endodermo. El líquido contenido en el interior del hemocele, denominado hemolinfa, no circula a través de capilares sino que baña directamente los tejidos. De esta manera, se forman “lagunas” abiertas desde las cuales retorna luego al corazón a través de otros vasos por aberturas valvulares. Los sistemas abiertos no necesitan grandes presiones y, por lo general, los individuos tienen una capacidad limitada para llevar un control estricto del flujo y su velocidad. Se transportan volúMenes de líquido altos, en torno al 30% del volumen corporal.
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Sistemas circulatorios cerrados
En un sistema circulatorio cerrado la sangre fluye en un circuito continuo de tubos desde las arterias hasta las venas a través de los capilares (único lugar de intercambio). Todos los vertebrados y algunos invertebrados como los cefalópodos tienen este tipo de circulación. En general, hay una separación de funciones más completa en los sistemas circulatorios cerrados que en los abiertos. El volumen sanguíneo en la circulación cerrada de los vertebrados es menor, en torno al 5-10% del volumen corporal. En este caso, la sangre es bombeada por uno o varios corazones y circula por el circuito vascular de manera continua sin salir nunca de dicho circuito. Se necesita generar una gran presión para impulsar el líquido por todo el circuito. Los animales si tienen, en este caso, la capacidad para realizar un control estricto del flujo, su presión y velocidad en las diferentes partes.
3- Función de los diferentes vasos sanguíneos en un sistema circulatorio cerrado como en los mamíferos
– Arterias
Se originan a partir de los ventrículos. Conducen la sangre desde el corazón hacia el resto del cuerpo. Poseen una gruesa capa muscular que con su contracción colabora en dar impulso a la sangre para que circule a lo largo del cuerpo. Se ramifican en vasos más pequeños llamados arteriolas (gran resistencia). Las arterias grandes poseen gran elasticidad y las arterias menores tienen mayor distribución.
– Capilares
La sangre circula desde las arterias hacia las venas. Las paredes están formadas por una sola célula de espesor. Aquí se produce el intercambio de gases y el pasaje de nutrientes y desechos. Forma una red que comunica las arterias con las venas.
– Venas
La sangre retorna al corazón por las venas y llega a las aurículas. Tienen paredes más delgadas y elásticas que las arterias. Cuando son más delgadas se denominan vénulas y recogen las sustancias desde los capilares. Poseen válvulas que impiden el retroceso de la sangre, y cuando alguna de estas válvulas deja de funcionar correctamente la sangre se acumula y dificulta la circulación. Se forma por tanto, una várice. La vena cava se encarga del drenaje al corazón. Las venas se caracterizan por su alta capacitancia.
4- Intercambio capilar
Cuando la sangre alcanza el lecho capilar, la velocidad con que circula por el interior de estos vasos es muy baja. Ello es debido a que en un sistema de tubos que se ramifica, la velocidad disminuye proporcionalmente al aumento de la sección conjunta de las ramificaciones. Así en la aorta, de sección pequeña, la velocidad es muy grande (400 mm/seg), va descendiendo a nivel de arterias y arteriolas y a nivel capilar se hace mínima (0,1 mm/seg). Este dato junto con la delgadez de la pared capilar proporciona las condiciones de tiempo y espacio necesarias para que el intercambio pueda efectuarse de la manera más óptima posible.
Existen tres modalidades de transporte a través de la pared capilar: difusión, pinocitosis o transporte vesicular y ultrafiltración o reparto de líquidos.
A) Difusión
Es el mecanismo más importante de los tres. Es un tipo de transporte pasivo. Todos los intercambios entre la sangre y las células utilizan como vía intermediaria el líquido intersticial. Los gradientes para la correcta difusión de gases respiratorios, nutrientes y productos de desecho se crean por el metabolismo celular que consume unos y produce otros, dando lugar a aumentos o disminuciones de su concentración en el líquido intersticial. El metabolismo es, por tanto, la causa de la creación de gradientes y del movimiento de las moléculas a uno y otro lado de la pared capilar.
B) Pinocitosis o transporte vesicular
Las vesículas permiten realizar procesos de endocitosis y exocitosis constituyendo verdaderos canales transcelulares de transporte.
C) Ultrafiltración
Reparto de líquidos. Este tipo de transporte tiene como función básica la redistribución de líquidos extracelulares. El líquido extracelular está formado básicamente por dos componentes: el plasma, con un volumen de 3 litros, y el líquido intersticial, con un volumen aproximado de unos 10 litros. El líquido intersticial puede ser utilizado como reservorio o almacén, pudiendo recibir líquido del plasma o bien proporciónándoselo al mismo.
El plasma tiene dos tipos de solutos:
1. Solutos de bajo peso molecular, que atraviesan sin ninguna dificultad la pared capilar y, por tanto, tienen la misma concentración a ambos lados.
2. Solutos de alto peso molecular o coloides: las proteínas, incapaces de atravesar la pared y que se encuentran en elevada concentración dentro del capilar, y baja en el líquido intersticial.
La magnitud de este flujo y el hecho de que el capilar no se vacíe vienen determinados por las fuerzas que intervienen en el equilibrio de Starling. A través de este equilibrio, existe un movimiento de líquido sin modificación de las concentraciones de solutos de bajo peso molecular, a un lado y otro. Sin embargo, las cantidades (volumen) tanto de agua como de solutos cambiarán en función de la dirección preferente del flujo.
5- Tipos de corazones: Desde un punto de vista morfológico, los corazones pueden dividirse en cuatro tipos:
– Los vasos pulsátiles impulsan sangre con ondas peristálticas. Están presentes en los gusanos segmentados anélidos y algunas holoturias, como los pepinos de mar. Mientras que la distinción entre corazones tubulares y vasos pulsátiles no es siempre clara entre los invertebrados, en los vertebrados las venas pulsátiles de las alas de los murciélagos y el cono arterioso pulsátiles de los peces cartilaginosos elasmobranquios son ejemplos de vasos pulsátiles.
Corazones tubulares
Consisten en tubos contráctiles. El corazón sistémico de todos los artrópodos es tubular y tiene válvulas. En los tunicados es tubular pero no tiene válvulas y bombea sangre en ambas direcciones. En todos los corazones, existen células marcapaso capaz de generar una actividad eléctrica espontánea. Estas células pueden ser neuronas o células musculares modificadas. El latido cardiaco puede ser neurogénico, generado por un marcapaso neuronal (un ganglio cercano regula la contracción, artrópodos) o miogénico, generado por un marcapaso muscular (el propio músculo inicia y finaliza la contracción), como en los tunicados.
Corazones accesorios en forma de ampolla
Son corazones accesorios que distribuyen fluidos a través de canales periféricos. Los corazones linfáticos de anfibios y reptiles y los corazones caudales de los peces son valvulares y compuestos de células musculares estriadas anastomosadas. Los corazones branquiales de los cefalópodos están compuestos por tejido músculo-epitelial esponjoso. Los corazones accesorios son también comunes en insectos y algunos crustáceos decápodos.
Corazones con compartimentos
El corazón en este caso no está formado por una sola cavidad sino por varias, conectadas o no entre sí. En algunos animales podemos encontrar un par de cámaras (peces) y en los más desarrollados, como en aves y mamíferos, encontramos cuatro cámaras. Se llaman aurículas a las cámaras que reciben sangre de los distintos órganos a través de unos vasos llamados venas, a su vez las aurículas envían la sangre a los ventrículos. Se llaman ventrículos a las cámaras que se contraen para enviar la sangre a los órganos del cuerpo, a través de unos vasos llamados arterias. Aurículas y ventrículos están conectados entre sí por unas válvulas que impiden el paso de ventrículo a aurícula de la sangre.
6- Explica la relación entre el área transversal y la velocidad del flujo sanguíneo en los diferentes vasos sanguíneos y su importancia.
La velocidad de flujo en cualquier punto dado está relacionada no sólo con la proximidad al corazón, sino también con el área de la sección transversal total en esta parte de la circulación, es decir, con la suma de las secciones transversales de todos los capilares o de todas las arterias en este punto de la circulación. En la circulación, las velocidades más elevadas de flujo sanguíneo se producen donde el área de la sección transversal total es más pequeña, y las velocidades más pequeñas se producen donde el área es mayor. Las arterias tienen la menor área de sección transversal total, mientras que los capilares, como mucho, presentan la mayor. Por tanto, en los mamíferos, las velocidades más elevadas se producen en la aorta y en la arteria pulmonar; después, la velocidad cae conforme la sangre atraviesa los capilares. Sin embargo, vuelve a elevarse al fluir la sangre por las venas. El flujo lento de la sangre en los capilares tiene un significado funcional, puesto que es en los capilares donde tiene lugar el intercambio de sustancias entre la sangre y los tejidos, proceso que requiere cierto tiempo. La velocidad de la sangre es, por tanto, inversamente proporcional al área de la sección transversal del sistema circulatorio en un punto dado.