Fisiología Animal: Sistemas de Transporte y Circulación

1. Introducción al Transporte Celular y la Homeostasis

Transporte sust. animal: Su finalidad es llevar nutrientes a las células y producir desechos. Los organismos unicelulares no tienen sistemas de transporte y realizan el intercambio de nutrientes y desechos por difusión. La superficie en los pluricelulares es pequeña porque la difusión tiene que ser efectiva en distancias cortas. Los animales terrestres necesitan ser impermeables para no perder agua.

El cuerpo animal está formado por un 56% de líquido, dividido en líquido intracelular y extracelular, que constituye el medio interno. Para mantener la homeostasis, el sistema circulatorio regula los fluidos, la presión, la distribución y el ritmo de flujo. Los sistemas respiratorio y excretor controlan las propiedades químicas de los líquidos. Los mecanismos reguladores son automáticos y se desencadenan cuando existe una perturbación para corregirla mediante la retroalimentación.

2. Sistemas de Transporte No Especializados

Los animales sencillos no tienen sistemas de transporte y el líquido extracelular realiza el transporte mediante el aparato digestivo y la difusión:

• Difusión: Los nutrientes se incorporan al agua por difusión y los desechos se eliminan de la misma manera.
• Aparato digestivo: En platelmintos, aparece un aparato ramificado intestinal que realiza el transporte.

3. Sistemas de Transporte Especializados: Aparato Circulatorio

En animales complejos con sistemas circulatorios, el transporte por difusión es insuficiente para realizar las funciones vitales. Tienen líquido circulante que se transporta a través de tubos abiertos o cerrados y un órgano propulsor: el corazón.

4. Fluidos Circulantes

Fluyen entre los tubos y renuevan la composición del líquido extracelular (agua, sales, proteínas, células en suspensión y pigmentos respiratorios):

• Hidrolinfa: Transporta nutrientes y desechos; contiene agua de mar y realiza fagocitosis (equinodermos).
• Hemolinfa: Transporta nutrientes y desechos; es incolora, con hemocianina, fagocitos y hemocitos. Se asemeja al líquido extracelular de sistemas abiertos.
• Sangre: Conducción cerrada con pigmentos respiratorios en vertebrados. Contiene hemoglobina, plasma (agua, sales, proteínas y glúcidos), eritrocitos, leucocitos y plaquetas.
• Linfa: Líquido amarillo que circula por vasos linfáticos. Compuesto por linfocitos, plasma, agua y urea procedente de la sangre. Presente solo en vertebrados.

5. El Sistema Circulatorio y sus Componentes

Está formado por un órgano propulsor (el corazón) y vasos conductores.

• Corazón: Tejido especializado (miocardio) que se contrae y estira para impulsar el líquido circulante, recorriendo todo el sistema de tubos gracias a válvulas que impiden el retroceso. Tipos: tubular en moluscos, artrópodos, accesorio en cefalópodos.

6. Tipos de Sistemas Circulatorios

Sistema circulatorio abierto

El líquido es bombeado por el corazón hacia vasos que desembocan en espacios tisulares y cavidades celómicas, bañando las células.

• Moluscos no cefalópodos: Corazón habitualmente con una aurícula y un ventrículo; la sangre va hasta las branquias, se renueva y vuelve al corazón.
• Artrópodos: Corazón tubular engrosado y vaso dorsal; la hemolinfa se bombea a espacios tisulares y regresa por ostiolos.

Sistema circulatorio cerrado

La sangre no baña directamente las células, sino que circula por un circuito cerrado.

• Anélidos: Dos vasos sanguíneos principales (dorsal y ventral), conectados en todo el cuerpo por vasos laterales y válvulas, con un corazón primitivo.
• Cefalópodos: También tabicado y dividido en 2-4 aurículas y 1 ventrículo. La sangre entra del ventrículo a las branquias, aumenta su eficacia al oxigenarse y regresa al corazón.
• Vertebrados: Corazón musculoso y tabicado, con posición ventral, que bombea e impulsa la sangre por vasos cerrados. Se divide en tres tipos principales. La sangre circula por arterias que se ramifican en menor diámetro (arteriolas), se dividen en capilares, y se unen en vénulas hasta formar venas que regresan al corazón. El paso de nutrientes se realiza por difusión a través de la pared de los vasos sanguíneos.

7. Tipos de Vasos Sanguíneos

• Arterias: Vasos gruesos con paredes formadas por capas fibrosas, musculares y elásticas, capaces de aguantar ondas de presión por la sangre bombeada desde el corazón. Gracias a la elasticidad de sus paredes, la sangre sale a borbotones formando un flujo continuo.
• Capilares: Vasos de diámetro microscópico que conectan arterias y vénulas, formados por una sola capa de células endoteliales.
• Venas: Capas musculares más delgadas y menos elásticas, con menor presión y presencia de válvulas que evitan el retroceso de la sangre.

8. Evolución del Aparato Circulatorio en Vertebrados

Presenta una posición ventral y se divide en dos tipos:

Circulación simple

Pasa una vez por el corazón (peces). Presentan 1 aurícula y 1 ventrículo musculoso; la sangre sale del corazón hacia las branquias, se oxigena y se distribuye por el cuerpo antes de volver al corazón.

Circulación doble

Pasa dos veces por el corazón (vertebrados pulmonares).

• Sistema doble: Circulación menor (entre el corazón y los vasos pulmonares para oxigenar la sangre y volver por venas pulmonares) y circulación general (del corazón a la aorta, recorre todo el cuerpo y llega a las venas cavas).
• Doble incompleta: La sangre oxigenada y la no oxigenada se mezclan parcialmente al no estar completamente tabicado el corazón.
  • Anfibios: 2 aurículas y 1 ventrículo; el tabique derecho no oxigena por completo y se mezcla.
  • Reptiles: Esbozo de tabique y menor mezcla (excepto en cocodrilos).
• Doble y completa: No se mezclan la sangre oxigenada y la desoxigenada (cocodrilos, aves y mamíferos). Presentan 2 aurículas y 2 ventrículos.

9. Recorrido Sanguíneo en Vertebrados

La sangre rica en oxígeno procedente de los pulmones entra en la aurícula izquierda a través de las venas pulmonares, pasa al ventrículo izquierdo a través de la válvula mitral y sale por la aorta hacia todo el cuerpo. La sangre pobre en oxígeno llega al corazón por las venas cavas, entra en la aurícula derecha, pasa al ventrículo derecho a través de la tricúspide y sale por la arteria pulmonar hacia los pulmones.

10. El Sistema Linfático

Propio de los vertebrados, complementa al sistema circulatorio.

• Vasos linfáticos: Líquido circulante. Capilares linfáticos permeables que dejan pasar el líquido extracelular, uniéndose para formar vasos linfáticos mayores con válvulas antirretorno que conectan con el circuito sanguíneo.
• Ganglios linfáticos: Estructuras en los vasos linfáticos que producen linfocitos (tipo de glóbulo blanco de defensa) y actúan como filtro.
• Función de la linfa: Recuperar parte del líquido extracelular para devolverlo a la sangre tras depurarlo, y transportar las grasas absorbidas en las microvellosidades intestinales.

11. Transporte de Gases

El transporte de oxígeno ($O_2$) se realiza por medio del sistema circulatorio. En animales sencillos se encuentra disuelto en el líquido circulatorio, mientras que en animales más evolucionados se transporta dentro de las células gracias a una mayor cantidad de pigmentos respiratorios (como la hemoglobina), los cuales se unen de forma reversible para optimizar su distribución y utilización.