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Sistema circulatorio humano
Función del sistema circulatorio
La función de este sistema es el transporte de la sangre, y con ella, todas las sustancias que lleva en
suspensión o disueltas, a través de todo el cuerpo.
El concepto de que la estructura está en relación con la función, es muy antiguo en la historia de las
investigaciones biológicas. El sistema circulatorio no escapa a este concepto, por eso, al estudiarlo, se ve
claramente que está diseñado para realizar dicha función. Para tales fines presenta una estructura de bombeo
(corazón) y vías o conductos de transporte (arterias, venas, capilares), interconectados por los que fluye la
sangre que llega a todas las células del cuerpo.
La sangre distribuye a las células las sustancias que éstas requieren, y recoge de éstas los productos de
desecho (metabolitos) y los transporta hasta los órganos encargados de eliminarlos.
En síntesis, la función del sistema circulatorio es el transporte y la distribución de:
-
Nutrientes desde el aparato digestivo y desde los lugares de depósito hasta las células
Metabolitos (urea, sales minerales) desde las células hasta los órganos de excreción.
Gases (O2, CO2) desde las estructuras respiratorias hasta las células y viceversa.
Hormonas desde glándulas endocrinas hasta las células (regulación del organismo).
Anticuerpos (defensa del organismo)
Función homeostática como regulador de la temperatura corporal (distribuye calor metabólico, para
mantener temperatura corporal constante).
Organización del sistema
Como todo sistema de órganos está integrado por diferentes tipos de órganos a los que se suma un tejido
líquido que circula dentro de ellos:
• Órganos: corazón, vasos sanguíneos (arterias, capilares, venas).
• Tejido sanguíneo (sangre)
La sangre
El tejido sanguíneo tiene la particularidad de ser líquido, debido a que la sustancia intercelular, el plasma, es
líquida y más abundante que el componente celular.
El ser humano tiene entre 5 y 6 litros de sangre, que equivale más o menos al 8 % de su peso corporal. Este
tejido está formado por diferentes tipos de células suspendidas en el plasma.
 Plasma: Constituye entre el 55 y el 60 % del volumen del tejido sanguíneo. Es la fase líquida del tejido
sanguíneo; está constituido por un 90 - 92 % de agua. En el plasma hay además proteínas plasmáticas (no
son ni nutrientes ni desechos) que cumplen funciones diversas. Estas proteínas son principalmente,
albúmina (mantiene elevado el potencial osmótico de la sangre), inmunoglobulinas (defensa) y
fibrinógeno (participa en el proceso de coagulación). El plasma transporta, además de las células
sanguíneas, nutrientes, desechos, gases, sales (bicarbonatos y fosfatos) en suspensión o en solución.
El plasma no se separa de las células sanguíneas dentro del cuerpo porque la sangre es continuamente
mezclada al circular por los vasos sanguíneos.
El plasma está en un equilibrio dinámico con el líquido intersticial que baña las células y con el líquido
intracelular (citoplasma).
 Células sanguíneas: constituyen entre el 40 y el 55 % del volumen del tejido sanguíneo. Las células
constituyen la fase forme (sólida) de la sangre. Todas las células de la sangre se forman en la médula ósea
roja, proceso que se denomina hematopoyesis. Estas células son los glóbulos rojos, los glóbulos blancos y
las plaquetas.
• Glóbulos rojos o eritrocitos: también denominados hematíes. Son células especializadas en el
transporte de oxígeno. Son células sin núcleo y sin organelas (se desintegran durante su maduración) por
lo que su vida útil se extiende solo a 120 o 130 días (se mueren alrededor de 2 millones de glóbulos
rojos por segundo y se regeneran, al mismo ritmo, en la médula ósea). Los glóbulos rojos viejos son
destruidos en el hígado o en el bazo, donde se recupera el hierro de la hemoglobina. Casi todo el
volumen del glóbulo rojo está lleno con moléculas de hemoglobina (260 millones de moléculas por
glóbulo rojo), pigmento respiratorio encargado del transporte del oxígeno principalmente (aumenta 65
veces la capacidad de transportar oxígeno de la sangre). Un adulto normal tiene aproximadamente 5
millones de glóbulos rojos por mm3 de sangre: unos 25.000 millones en total (aproximadamente en 6
litros de sangre).
Los glóbulos rojos tienen forma de disco bicóncavo lo que le confiere a la célula una gran flexibilidad
para facilitar su paso a través de delgados vasos sanguíneos y le da una elevada relación de área
superficial sobre el volumen, lo cual permite una difusión eficiente de oxígeno hacia el interior de la
célula y de dióxido de carbono hacia el exterior.
• Glóbulos blancos o leucocitos: son células especializadas en la defensa del organismo. Cada 1000
eritrocitos hay 1 o 2 leucocitos, totalizan de 6000 a 9000 por mm3 de sangre. Son más grandes que los
glóbulos rojos, tienen núcleo, no contienen hemoglobina. Los glóbulos blancos pueden abandonar los vasos
sanguíneos (seudópodos, movimientos ameboidales) para migrar al espacio intercelular y defender al
organismo de agentes patógenos o cuerpos extraños. Existen varios tipos de glóbulos blancos, algunos
cumplen funciones fagocíticas y otros (linfocitos) producen sustancias como los anticuerpos que son
liberados al torrente sanguíneo.
• Plaquetas: son discos ovales que se asemejan a plaquetas, más pequeños que los glóbulos rojos. Las
plaquetas no son células completas, son porciones de citoplasma rodeadas por membrana plasmática que
encierran mitocondrias, retículo endoplasmático liso y gránulos de sustancias formados o no por la
plaqueta. La función de estas estructuras es la de la coagulación sanguínea para obturar las roturas de los
vasos sanguíneos.
Coagulación de la sangre
El proceso de taponamiento de una herida o lesión de los vasos sanguíneos comienza con la formación de un
coágulo y se llama coagulación.
Cuando se rompe un vaso sanguíneo los vasos de la zona afectada se contraen (vasoconstricción) para
reducir la afluencia de sangre a la zona y evitar mayores pérdidas de sangre. Este proceso por sí solo no alcanza,
es necesario formar un coágulo para “taponar” la herida. La coagulación es un proceso complejo que se cumple
en etapas secuenciadas:
-
Fase plaquetaria o de hemostasis primaria (control de sangrado): las plaquetas se adhieren a los bordes
de la herida uniéndose a las fibras de colágeno de la pared del vaso. Cuando las plaquetas se comienzan a
reunir y formar el tapón plaquetario comienzan a secretar varias sustancias entre ellas la serotonina
(vasoconstricción), otras que favorecen la agregación de las plaquetas y otras que intervendrán en la fase
de coagulación plasmática.
-
Fase de coagulación plasmática: al finalizar esta etapa se forma una red insoluble de fibras en la que se
enredan loas glóbulos rojos y las plaquetas, el coágulo, que luego se contrae y acerca los bordes de la
herida. La red de fibras que constituye la estructura del coágulo es de una proteína llamada fibrina. Para
que se forme la fibrina es necesario que actúen varias enzimas sobre diferentes sustancias para que se
transformen unas en otras, alguna de esas enzimas y sustancias son: la tromboplastina transforma a la
protrombina (proteína plasmática) en la enzima trombina, la trombina, a su vez, convierte al
fibrinógeno (proteína plasmática soluble) en fibrina(proteína plasmática insoluble). Una vez formada la
fibrina, se polimeriza, produciendo largos filamentos que se enmarañan atrapando las células sanguíneas,
constituyendo el coágulo definitivo.
Órganos del Sistema circulatorio
 Vasos sanguíneos
La sangre es impulsada por el corazón y circula recorriendo todo nuestro cuerpo dentro de conductos
específicos denominados vasos sanguíneos. Tenemos tres tipos de vasos sanguíneos que presentan
diferencias anatómicas debido a las funciones distintas que desempeñan. El sentido de circulación dentro
del sistema es el siguiente: la sangre sale del corazón a través de arterias que llevan sangre hasta los
tejidos, cuando entran en un órgano las arterias se ramifican disminuyendo su tamaño hasta convertirse en
arteriolas que suministran sangre a los capilares; después de recorrer un órgano los capilares se unen
constituyendo vénulas que se van uniendo formando venas de mayor tamaño, que finalmente retornan la
sangre al corazón.
• Arterias: son los vasos que reciben la sangre que sale del corazón. Poseen abundante tejido elástico y
muscular en sus gruesas paredes, lo que les permite soportar la gran presión que ejerce la sangre cuando
entra en ellas (pulsaciones). La arteria más importante es la aorta, que sale del ventrículo izquierdo del
corazón. En general las arterias conducen sangre oxigenada, excepto la arteria pulmonar que transporta
sangre carboxigenada. Las arteriolas tienen una estructura similar a una arteria pero sus paredes son
mucho más delgadas, la presencia de músculo liso en su pared les permite constreñirse
(vasoconstricción) o relajarse (vasodilatación), modificando el tamaño de la arteriola con el objetivo de
regular la presión sanguínea y mantenerla dentro de ciertos límites o de controlar el volumen de sangre
que circula por un tejido específico.
• Venas: son los vasos que retornan la sangre al corazón. Sus paredes son más delgadas y menos elásticas
que las de las arterias porque la presión sanguínea en ellas es menor. La circulación en las venas es en
general en contra de la gravedad y se ve favorecida por la presencia de válvulas semilunares
unidireccionales (que impiden el retorno de la sangre) y por la contracción de los músculos esqueléticos
que hacen presión sobre ellas. Las venas transportan en general sangre carboxigenada, excepto la vena
pulmonar que transporta sangre oxigenada.
• Capilares: son vasos extremadamente pequeños, microscópicos, que forman inmensas redes alrededor
de los tejidos, se estima que la longitud total de todos los capilares del cuerpo humano alcanzan los
80.000 km (dos veces el diámetro terrestre). Los capilares arteriales y venosos unen las arterias con las
venas. La circulación en ellos es muy lenta, debido a su reducido diámetro; sus paredes están
constituidas por una sola capa celular llamada endotelio, lo que favorece el intercambio de sustancias
con el espacio intercelular. Son los encargados de intercambiar sustancias con el líquido intersticial por
lo que no hay célula que no esté cerca de uno de ellos.
 Corazón: es la bomba que impulsa la sangre por los vasos sanguíneos. El corazón es el órgano principal
del sistema circulatorio, su función es el bombeo de la sangre. Late aproximadamente 2500 millones de
veces en una vida humana promedio y bombea unos 300millones de litros de sangre hacia los tejidos
corporales. Se contrae 72 veces por minuto bombeando 70 ml de sangre por latido, es decir 5 litros por
minuto o 7200 litros por día (1440 minutos).
Es un órgano hueco de paredes fuertes y musculares que se contrae rítmicamente en forma involuntaria.
Está constituido por tres capas de tejido denominadas:
- pericardio: capa de tejido externa.
- miocardio: tejido muscular cardíaco.
- endocardio: tejido que reviste las cavidades del corazón.
Ubicación anatómica del corazón en la cavidad torácica:
Estructuralmente el corazón está dividido por un tabique central en dos mitades, la derecha y la
izquierda, cada una de las cuales están divididas a su vez por válvulas en otras dos cavidades, una superior
y una inferior. En total posee cuatro cavidades o cámaras: dos aurículas superiores, izquierda (AI) y
derecha (AD), de paredes delgadas, y dos ventrículos, izquierdo (VI) y derecho (VD), de paredes más
gruesas. Tanto la AI con el VI, como la AD con el VD, están comunicados entre sí por orificios
auriculoventriculares, tapizados por válvulas unidireccionales que tienen la función de obturar el paso de
sangre durante las contracciones del órgano. La válvula que separa la AD del VD se denomina válvula
auriculoventricular derecha o válvula tricúspide y la válvula que separa la AI del VI se denomina
válvula auriculoventricular izquierda o válvula mitral. También existen válvulas semilunares
unidireccionales (válvula aórtica y válvula pulmonar) entre los ventrículos y las arterias con las que se
comunican y hacia las que bombean la sangre. La apertura o el cierre de las válvulas dependen
esencialmente de las presiones sanguíneas entre las cámaras que separan y no de un trabajo activo por
parte del organismo.
En la imagen la anatomía externa del órgano:
En la imagen un corte longitudinal del corazón:
Funcionamiento del corazón
Para impulsar la sangre a través del sistema circulatorio, el corazón, realiza dos movimientos, uno de
relajación o diástole y el otro de contracción o sístole.
Estos movimientos son rítmicos e involuntarios y se denominan en conjunto ciclo cardíaco. La repetición
de este ciclo cardíaco determina la frecuencia cardíaca.
Aunque la parte derecha e izquierda estén separadas por un tabique actúan coordinadamente.
El ciclo cardíaco (bombeo de la sangre) se realiza de la siguiente manera:
- Diástole: las cámaras están relajadas (tanto aurículas como ventrículos) y se produce el llenado de las
mismas.
1- La sangre ingresa, a través de las venas, a las aurículas en su fase de diástole; a la AD llega la
sangre proveniente de la vena cava superior e inferior, a la AI llega la sangre proveniente de las
venas pulmonares.
2- Cuando las aurículas están completando su llenado, aumenta la presión dentro de las cámaras a tal
punto que se abren las válvulas aurículoventriculares permitiendo el paso de la sangre hacia los
ventrículos. Éstos, que se encontraban en su fase diastólica (relajación) y comienzan a llenarse.
Relajación de las cámaras y apertura de válvulas en fase diastólica:
- Sístole: se produce la contracción de las cámaras lo que permite su vaciado
3- Sístole auricular: comienzan a contraerse las aurículas para terminar de vaciarse y pasarle la sangre
a los ventrículos y completar su llenado, proceso que provoca el cierre de las válvulas
aurículoventriculares.
4- Sístole ventricular: una vez llenos los ventrículos, comienzan a contraerse, las válvulas que los
comunican con las arterias se abren y dan paso a la sangre, que es expulsada con gran presión a
través de las arterias.
El corazón durante la sístole, observe que las válvulas aurículoventriculares están cerradas pero las que
comunican los ventrículos con las arterias están abiertas:
Después de la salida de la sangre de los ventrículos, el corazón relaja sus cámaras por un instante y el ciclo
vuelve a comenzar.
Gráfico que representativo del ciclo cardíaco completo:
Sistema eléctrico del corazón: Automatismo cardiaco
Los músculos realizan solo dos acciones: se contraen o se relajan. Todos los músculos de nuestro cuerpo
(esqueléticos o viscerales) requieren de una señal eléctrica para contraerse, es decir, cuando la señal eléctrica
llega a la célula muscular hace que ésta se contraiga. El encargado de generar la señal eléctrica y transportarla
hasta los músculos es el Sistema Nervioso.
El corazón es el único órgano muscular que no precisa del Sistema Nervioso para contraerse porque él mismo
es capaz de generar su propia señal eléctrica, es autónomo.
El impulso eléctrico que produce las contracciones de las fibras musculares del corazón nace en el propio
corazón en el nódulo sinoauricular (marcapasos biológico) ubicado en la pared posterior de la AD. Esta zona
del tejido cardíaco está formada por células especiales que pueden iniciar espontáneamente su propio impulso
y contraerse. El nódulo sinoauricular está conectado a través de fibras especiales a las fibras musculares de las
aurículas lo que permite que la señal eléctrica se propague velozmente a toda la masa muscular de las
aurículas para que se contraigan. La señal eléctrica no pasa a los ventrículos porque el tejido que cercano a las
válvulas aurículoventriculares es incapaz de conducir las señales eléctricas.
Un grupo de fibras especializadas del músculo auricular de la AD conduce la señal eléctrica a un cúmulo de
células especiales ubicadas en la base de la AD, denominado nódulo aurículoventricular. Aquí la
transmisión se demora brevemente, lo cual permite a las aurículas completar su contracción antes de que los
ventrículos comiencen a contraerse. A partir del nódulo aurículoventricular la señal eléctrica se dispersa por
fibras musculares especializadas, Haz o fascículo de His, ubicadas en el tabique central y que se continúan en
conexión con otro grupo de fibras llamadas fibras de Purkinje en la base de los ventrículos y que los
recorren llevando rápidamente la señal eléctrica a todas las células del músculo cardíaco ventricular,
provocando su contracción.
Corte longitudinal del corazón, observe la ubicación de los nódulos y de las fibras de conducción rápida del
sistema eléctrico del corazón:
Fibras de Purkinje
Frecuencia cardíaca
La frecuencia cardíaca está regulada por el Sistema Nervioso, a través del centro de regulación
cardiovascular. Este centro está localizado en el bulbo raquídeo y puede acelerar o disminuir el ritmo
según las necesidades del organismo. Al bulbo raquídeo llega información de los baroceptores (receptores
sensibles al estiramiento por presión) que se encuentran en la arteria carótida, en la arteria aorta, en la vena
cava y en el corazón. La regulación nerviosa es ejercida por el sistema nervioso autónomo a través del nervio
vago (que baja por el cuello) y que se conecta con el marcapaso. La estimulación por parte del sistema
parasimpático produce un efecto retardador sobre el marcapaso, disminuyendo la frecuencia cardíaca. Los
nervios simpáticos, en cambio, estimulan el marcapaso aumentando la frecuencia.
Las glándulas suprarrenales segregan adrenalina que también aumenta el ritmo cardíaco (estrés).
El doble circuito de la sangre: doble circuito cardiovascular
La circulación en el ser humano se define como cerrada, doble y completa:
• cerrada: porque en condiciones normales nunca abandona el sistema.
• doble: porque recorre dos circuitos, el pulmonar y el corporal, pasando dos veces por el corazón (lado
derecho y lado izquierdo)
• completa: porque la sangre oxigenada nunca se mezcla con la carboxigenada gracias a la presencia del
tabique central completo del corazón.
El doble recorrido de la sangre en el sistema nos permite distinguir dos circuitos diferentes, el de circulación
mayor, sistémica o corporal y el de circulación menor o pulmonar.
• Circulación mayor: la sangre oxigenada, proveniente de los pulmones, es impulsada desde la AI al VI, y
de ahí por la arteria aorta a los tejidos del cuerpo. En su recorrido la sangre va dejando oxígeno (O2) en las
células y se va cargando de dióxido de carbono (CO2) producido por éstas durante la respiración celular.
La sangre carboxigenada (con CO2) es llevada por las venas a la gran vena cava (superior o inferior) que
la retorna a la aurícula derecha (AD) del corazón, terminando el circuito.
• Circulación menor: la sangre carboxigenada pasa de la AD al VD y de éste, por la arteria pulmonar llega
a los pulmones, allí durante el intercambio gaseoso, libera el CO2 y se carga de O2. La sangre, ahora
oxigenada, retorna a la AI corazón por las venas pulmonares terminando el ciclo.
Gráfico simplificado del doble circuito cardiovascular, observe el circuito pulmonar, el circuito sistémico
(corporal), los principales vasos sanguíneos, el sentido de circulación y el tipo de sangre (oxigenada o
con dióxido de carbono) que circula por el lado izquierdo y por el derecho:
Distribución de la sangre por el organismo: arterias y venas principales:
Presión sanguínea
La presión sanguínea es una medida de la fuerza por unidad de área con que la sangre empuja las paredes de
los vasos sanguíneos (habitualmente se mide en la arteria del brazo).
La presión arterial normal de un adulto es de 120 mm Hg de máxima (contracción máxima de ventrículos,
presión sistólica) y de 80 mm Hg de mínima (ventrículos relajados, presión diastólica); esto se expresa como
una presión sanguínea de 120/80.
La presión sanguínea está determinada por el volumen de sangre, el flujo sanguíneo y la resistencia al
mismo. El flujo sanguíneo depende directamente de la acción de bombeo del corazón. Cuando el corazón
aumenta su ritmo también lo hace el flujo sanguíneo, lo cual causa un incremento de la presión sanguínea; y
viceversa, al disminuir el ritmo disminuye el flujo sanguíneo y se produce un descenso en la presión sanguínea.
Si el volumen de sangre disminuye, por hemorragia o por sangrado crónico, la presión sanguínea también
disminuye; y viceversa, el aumento de volumen sanguíneo aumenta la presión sanguínea (consumo excesivo de
sal provoca retención de agua, aumentando el volumen de sangre circulante).
Existe una resistencia natural al flujo sanguíneo, cuando la resistencia aumenta la presión también lo hace.
La resistencia está en relación con la viscosidad de la sangre y al diámetro de los vasos.
Esquema dónde se indica el cambio de presión sanguínea de acuerdo el corazón se encuentre en su fase
diastólica o sistólica:
La circulación y la actividad
Cuando el ser humano realiza una actividad física que requiera un esfuerzo muscular mayor que una
actividad sedentaria (reposo), incrementa su frecuencia respiratoria para asegurar la eficiente oxigenación de las
células musculares participantes en la actividad.
Ahora bien, este aumento en la frecuencia respiratoria no tendría efecto si la velocidad de transporte del O 2
no aumenta también. Por eso al incrementarse la actividad física también se incrementa la frecuencia cardíaca
(el corazón bombea más veces por minuto), lo que permite a los nutrientes y al O2 llegar a “tiempo” a las
células y que los desechos sean eliminados (CO2), también, a mayor velocidad.
Sistema linfático
Además del sistema circulatorio sanguíneo, los vertebrados tenemos un sistema circulatorio accesorio, el
Sistema Linfático.
El Sistema Linfático está constituido por los vasos linfáticos y por los ganglios linfáticos (donde se
multiplican los linfocitos, células del sistema inmune). Por el interior de estos vasos circula un líquido, la linfa,
que está constituida por plasma sanguíneo diluido con agua, formado a partir del líquido intersticial.
Los vasos linfáticos juntan el plasma sanguíneo que se filtra de los capilares al espacio intercelular y que no
alcanza a retornar por el sistema sanguíneo.
Los vasos linfáticos más pequeños, capilares linfáticos, son ciegos, no tienen salida.
La linfa es transportada nuevamente al sistema circulatorio sanguíneo, por los vasos linfáticos que se unen a
las venas (en la base de las venas subclavias) en las cercanías del corazón.
Las funciones del sistema son las siguientes:
•
Recoger el fluido intercelular y volcarlo nuevamente al sistema circulatorio en las venas subclavias.
•
Los ganglios linfáticos son el lugar donde se acumulan los linfocitos B y T antes de actuar
inmunológicamente linfocitos que tienen función de defensa.
•
Los vasos linfáticos absorben y transportan los lípidos, obtenidos en el sistema digestivo, hacia el torrente
sanguíneo.
En la imagen simplificación de la distribución corporal de los vasos linfáticos y los ganglios linfáticos