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Biology, Seventh Edition
Solomon • Berg • Martin
Capítulo 43
Transporte interno
Dr. Robert J. Mayer
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Una célula que se encuentra a
10 um de su fuente de oxígeno
o de nutrientes puede recibir
oxígeno por difusión en
50 msec
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Una célula que se encuentra a
1000 um (1 mm) de su fuente
de oxígeno o de nutrientes
puede recibir oxígeno por
difusión en dos o tres minutos
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CHAPTER 42 Internal Transport
Problema con la difusión
• El tiempo que toma la difusión
aumenta con el cuadrado de la
distancia a través va a ocurrir la
difusión.
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CHAPTER 42 Internal Transport
Difusión
• Invertebrados simples
• Esponjas, cnidarios, lombrices
planas y protozoarios
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Fluido intersticial
• Fluido entre las células de un
tejido
• Trae el oxígeno y los nutrientes a
las células
• Todos los organismos lo poseen
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CHAPTER 42 Internal Transport
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CHAPTER 42 Internal Transport
Invertebrados que carecen de un sistema circulatorio
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CHAPTER 42 Internal Transport
Función de un sistema circulatorio
• Transporte de oxígeno, nutrientes,
hormonas, y otros materiales hacia el
fluido intersticial de las células
• Remover desechos de la célula
• Reducir la distancia de difusión
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CHAPTER 42 Internal Transport
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Sistema circulatorio especializado
• Animales grandes (varias capas de
células)
• Contiene sangre
• Corazón
• Vasos sanguineos
• Espacios por los que la sangre circula
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Sistema vascular de sangre
(blood vascular system)
• Artrópodos y moluscos
• La sangre fluye en el
hemoceloma
• La sangre baña directamente los
tejidos
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CHAPTER 42 Internal Transport
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Sistema circulatorio abierto
• Artrópodos y la mayor parte de los
moluscos
• La sangre fluye a un hemoceloma
(hemocoel) – sinuses – pero está
contenida en vasos sanguineos en algun
momento
• La sangre baña los tejidos directamente
• No hay diferencia entre la sangre y el
fluido intersticial.
• El fluido se conoce como hemolinfa
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CHAPTER 42 Internal Transport
Ventricle
Stomach
Atrium
Gills
Artery
Ostia
Tubular
heart
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CHAPTER 42 Internal Transport
Sistema circulatorio abierto cont.
• Hemocianina – pigmento que se une al
oxígeno que contiene cobre (azul cuando se
oxigena)
• Los sistemas circulatorios abiertos no pueden
proveer suficiente oxígeno para mantener el
metabolismo tan alto de los insectos. ¿Como
lo logran entonces?
• El sistema circulatorio de un insecto sirve
principalmente para transportar nutrientes y
hormonas
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CHAPTER 42 Internal Transport
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Sistema circulatorio cerrado
• Algunos invertebrados lo poseen
• Todos los vertebrados lo poseen
• La sangre fluye por un circuito
continuo y cerrado de vasos
sanguineos
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CHAPTER 42 Internal Transport
Sistema circulatorio cerrado
Dissolved
hemoglobin
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CHAPTER 42 Internal Transport
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Sistema circulatorio de los
vertebrados
• Corazón muscular
• Arterias
• Capilares
• Venas
• Sangre
• Linfa
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CHAPTER 42 Internal Transport
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CHAPTER 42 Internal Transport
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Funciones del sistema circulatorio
• de los vertebrados cont.
• Transporta nutrientes, oxígeno, desperdicios, y
hormonas
• Ayuda a mantener
–El balance de fluidos
–pH apropiado
–Temperatura corporal (distribuye calor
metabólico)
• Protege el cuerpo de enfermedades
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CHAPTER 42 Internal Transport
Sangre de los vertebrados
• Consiste de un líquido amarillento en el
cual los glóbulos rojos, blancos y las
plaquetas están suspendidas.
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Plasma
• Agua
• Sales
• Substancias en transporte
• Proteinas plasmáticas:
–Albúminas –Globulinas – transportan hormonas
y otras substancias, coagulación
– Gama globulina – anticuerpos contra
varias enfermedades – inoculan al ser
humano con la misma con el propósito de
protegerlo
contra algunas enfermedades
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CHAPTER 42 Internal Transport
Serum = plasma – proteínas
– Fibrinógeno – coagulación
– Las proteínas plasmáticas ayudan a
regular la distribución de fluido entre los
fluidos plasmáticos e intersticiales –
contribuyen a la presión osmótica
– Ayudan a controlar el pH en la sangre
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CHAPTER 42 Internal Transport
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CHAPTER 42 Internal Transport
Componentes de la sangre
serum
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CHAPTER 42 Internal Transport
Leucocitos
10 to 14 µm
Eosinophil
10 to 14 µm
Neutrophil
8 to 10 µm
Lymphocyte
15 to 20 µm
Monocyte
10 to 14 µm
Basophil
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Glóbulos rojos (eritrocitos)
• Transporte de oxígeno y dióxido de carbono
• Tienen nucleo en casi todos los vert. excepto los
mamíferos
• Duran 120 días – 2.4 mill. son destruidas cada
segundo
• Producen grandes cantidades de hemoglobina
– Pigmento rojo que “carga” oxígeno
La anemia es deficiencia en hemoglobina
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Glóbulos blancos (leucocitos)
• Proteje el organismo contra organismos
(bacterias y virus) que podrían causar
enfermedades
• Células ameboides
• Manufacturados en la médula ósea roja
• Rutinariamente atraviesan las paredes de
los capilares y entran a los tejidos
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CHAPTER 42 Internal Transport
Leucemia – el número de glóbulos
blancos se divide rápidamente
dentro de la medula ósea.
Las células no se maduran y sus
grandes números afectan la
producción de otros tipos de células.
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Plaquetas
• En los vertebrados se conocen también como trombocitos
• Poseen núcleos en muchos de los vertebrados mientras
que en los humanos no.
• Son fragmentos de membrana celular llenos de citoplasma y
carecen de nucleo
• Sellan roturas en los vasos sanguineos
• Liberan sustancias esenciales para la coagulación de la
sangre
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2 Wall of vessel
contracts
1 Injury to
blood vessel
Blood flow
3 Platelets adhere
to collagen fibers
of damaged vessel
wall
Blood flow
decreases
Blood flow
decreases
CHAPTER 42 Internal Transport
4
Platelet
plug
Blood flow
ceases
Prothrombin
Damaged cells and platelets
release substances that
activate clotting factors
Prothrombin
activator
Ca2+
Fibrinogen
Ca2+
Thrombin
Alrededor de 30 substancias diferentes
interactúan en este proceso de formación de
un cuágulo permanente
Fibrin threads (clot)
COAGULACIÓN
Se dilatan los vasos sanguíneos cuando hay una cortadura
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More permanent
clot forms
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CHAPTER 42 Internal Transport
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CHAPTER 42 Internal Transport
Vasos sanguineos de los vertebrados
• Arterias
• Transportan sangre del corazón al resto
del cuerpo
– Poseen músculos lisos para la vasodilatación
(ejercicio) y vasoconstricción
• Venas
• Regresan sangre al corazón desde el resto
del cuerpo
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CHAPTER 42 Internal Transport
Lymphatic
Vein
Artery
Venule
Arteriole
Lymph
node
Capillary
bed
Vasodilation
Vasoconstriction
Lymph
capillaries
Movement of
interstitial fluid
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CHAPTER 42 Internal Transport
Outer coat
(connective tissue)
Thick – no
gases or
nutrients
go through
VEIN
Smooth muscle
Endothelium
ARTERY
Outer coat
(connective tissue)
25 µm
Endothelium
CAPILLARY
(one cell thick)
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CHAPTER 42 Internal Transport
Blood flow through a capillary network
INACTIVE TISSUE
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ACTIVE TISSUE
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CHAPTER 42 Internal Transport
• El corazón de los vertebrados
• Uno o dos atrios
–Reciben sangre
• Uno o dos ventrículos
–Bombean sangre a las arterias
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Corazón de los peces
• Un solo atrio y ventrículo
• Parte de un solo circuito
sanguineo
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CHAPTER 42 Internal Transport
Branquias – cuerpo (movimientos corporales)
Corazón de un pez
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CHAPTER 42 Internal Transport
Atrium
Sinus
venosus
Veins from the
body
Valve
GILLS
Ventricle
Valve
Aorta
La acción muscular durante el nado ayuda
a estos organismos a bombear la sangre
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Anfibios
• Dos atrios y un ventrículo
• La sangre fluye por un circuito doble
– Circulación pulmonar
– Circulación sistémica
• La sangre parcialmente oxigenada es
separada de la que trae poco oxígeno
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CHAPTER 42 Internal Transport
Sinus venosus
Veins from
the body
Pulmonary vein
Pulmonary artery
Aorta
Partition
separating atria
Valves
Atria
Ventricle
Sangre de los pulmones
Conus
Flap – separates blood
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CHAPTER 42 Internal Transport
• La mayor parte de los reptiles
• Poseen una pared que divide parcialmente los ventrículos
minimizando el que se mezcle la sangre rica y la pobre en
oxígeno
• El “timing” de las contracciones de ambos lados del corazón,
además de las diferencias en presión, evitan que se mezcle
la sangre
• Primera vez que surge un corazón con cuatro cámaras (e.g.
cocodrilos)
• Doble circuito
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CHAPTER 42 Internal Transport
Aorta
Pulmonary vein
Sinus
venosus
Veins from
the body
Pulmonary
artery
Right atrium
Ventricle
Left atrium
Semilunar
valves
Conus
Incomplete
partition
of the
ventricle
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Los anfibios y los reptiles no ventilan
sus pulmones constantemente – no es
necesario enviar sangre a los mismos
constantemente
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Aves y mamíferos
• Poseen corazones con cuatro cámaras y
una septa interventricular que separa la
sangre rica en oxígeno de la pobre en
oxígeno
• Doble circuito
• Transporta sangre al cuerpo muy rápida y
eficientemente
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CHAPTER 42 Internal Transport
Left
atrium
AV valve
Veins from
the body
Pulmonary
artery
Right atrium
Aorta
Ventricles
Semilunar valves
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CHAPTER 42 Internal Transport
Patrón circulatorio en aves y mamíferos
• Venas (transportan sangre de los
órganos) – atrio derecho – ventrículo
derecho – arteria pulmonar – red de
capilares en los pulmones – venas
pulmonares – atrio izquierdo –
ventrículo izquierdo – aorta – arterias
(transportan sangre a los órganos) –
arteriolas – capilares.
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El corazón humano
CHAPTER 42 Internal Transport
• Órgano muscular hueco
• Pericardio – saco de
tejido conectivo fuerte
• Cavidad pericardial –
espacio lleno de fluido
entre el pericardio
y el corazón
• La pared del corazón está
compuesta mayormente por
músculo y fibras de colágeno
Posee válvulas que permiten el
flujo de sangre en una sola dirección
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CHAPTER 42 Internal Transport
Human heart
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CHAPTER 42 Internal Transport
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CHAPTER 42 Internal Transport
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CHAPTER 42 Internal Transport
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CHAPTER 42 Internal Transport
Fossa ovalis
(lugar donde estaba
localizado el foramen
ovale en el feto)
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CHAPTER 42 Internal Transport
Human heart
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Válvula atrio-ventricular derecha (tricúspide)
Entre el atrio y ventrículo derecho
• Válvula mitral
Entre el atrio y ventrículo izquierdo
• Válvulas semilunares
Evitan que regrese la sangre al corazón una vez sale del
mismo. (e.g. aórticas y pulmonares)
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CHAPTER 42 Internal Transport
Marcapasos
• Las contracciones del corazón son iniciadas en el músculo en si
por el marcapasos nódulo sinoatrial (SA)
• El SA está compuesto de una masa pequeña de músculo
cardiaco especializado localizado en la parte posterior de atrio
derecho cerca de la salida de la vena cava superior
• Discos intercalados – bandas densas que unen los músculos
cardiacos en los extremos
– ofrecen poca resistencia a la transmisión de potenciales de acción – los
músculos se contraen como si fuesen una sola célula
– potenciales de acción mas largos que los de los otros músculos
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CHAPTER 42 Internal Transport
Marcapasos cont.
• El potencial de acción en esta
estructura es iniciado por los iones de
Ca 2+
• Conectado a otras fibras musculares en
el corazón para una mejor propagación
del potencial de acción
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CHAPTER 42 Internal Transport
SA node or
pacemaker
Left atrium
Right
atrium
AV node
AV bundle
Right
ventricle
Left ventricle
Purkinje
fibers
Right and left
branches
of AV bundle
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CHAPTER 42 Internal Transport
Marcapaso artificial
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Superior
vena cava
Aorta
CHAPTER 42 Internal Transport
Pulmonary
artery
Semilunar valves
Right atrium
Tricuspid valve
Inferior vena cava
Pulmonary vein
Left atrium
Mitral valve
1 Atrial systole
(contracción)
5 Period of falling
pressure
Right
Left
ventricle ventricle
Heart
sounds
2 Beginning of
ventricular systole
(relajamiento)
3 Period of rising
pressure
4 Beginning of
ventricular diastole
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CHAPTER 42 Internal Transport
El sistema nervioso regula el pulso
• El ritmo del corazón es controlado por los sistemas
nervioso y endocrino
• En esto esta envuelto el centro cardiaco en la
medula cerebral además de los sistemas simpatético
y parasimpatético
• “Stroke volume” – La cantidad de sangre que es
bombeada por un ventrículo cuando el corazón late
• “Venous return” – La cantidad de sangre que es
traida al corazón por las venas
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Stressors and
other stimuli
CHAPTER 42 Internal Transport
Increases
Decreases
Hypothalamus
Cardiac centers
in the medulla
Brain
Increased
venous
return
Adrenal
glands
Epinephrine
and
Norepinephrine
STROKE
VOLUME
Sympathetic
Parasympathetic Increase
nerves
nerves
in body
(accelerator nerves)
(vagus)
temperature
Norepinephrine
Acetylcholine
X
HEART
RATE
=
CARDIAC
OUTPUT
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CHAPTER 42 Internal Transport
Parasympathetic
neuron
1
Acetylcholine
2
Acetylcholine
receptor
5
K+
K+ channel
Plasma
membrane
G-protein
3 Activates
G-protein
K+
4 Opens
K+ channel
Músculo cardiaco
SLOWS DOWN HEART BEAT
Parasympathetic action
on cardiac
muscle
Copyright
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CHAPTER 42 Internal Transport
Sympathetic neuron
INCREASES HEART BEAT
1
Norepinephrine
2
Voltage-gated 6 Ca2+
Ca2+ channel
ß- Adrenergic
receptor
G-protein
Plasma
membrane
Adenylyl
cyclase
3 Activates
ATP
G-protein
Gate
open
4
cAMP
Ca2+
5
Protein
Kinase
Sympathetic action on cardiac muscle
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Acción de “beta
blockers”
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Stressors and
other stimuli
CHAPTER 42 Internal Transport
Increases
Decreases
Hypothalamus
Cardiac centers
in the medulla
Brain
Increased
venous
return
Adrenal
glands
Epinephrine
and
Norepinephrine
STROKE
VOLUME
Sympathetic
Parasympathetic Increase
nerves
nerves
in body
(accelerator nerves)
(vagus)
temperature
Norepinephrine
Acetylcholine
X
HEART
RATE
=
CARDIAC
OUTPUT
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CHAPTER 42 Internal Transport
Presión sanguinea
• Es la fuerza que ejerce la sangre sobre las
paredes internas de los vasos sanguineos
• Determinado por el CO, volumen de sangre y
la resistencia al flujo de sangre
• Alta concentración de sal en la dieta = alto
volumen de sangre = presión arterial alta
• Alta en las arterias y disminuye en los
capilares
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CHAPTER 42 Internal Transport
Internal Transport
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Baroreceptores
• Presentes en las paredes de ciertas
arterias y en el corazón
• Sensitivos a cambios en la presión
sanguinea
• Envian mensajes a los centros cardiacos y
vasomotores en la médula cerebral
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Cuando la presión sanguinea aumenta:
• El centro cardiaco estimula los nervios
parasimpatéticos que reducen el ritmo del
corazón
• Los centros vasomotores inhiben los
nervios simpateticos que reducen el
diametro de los vasos sanguineos
• La presión sanguinea se reduce como
resultado de esto
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CHAPTER 42 Internal Transport
Algunas hormonas tienen que ver la
regulación de la presión sanguinea.
• Angiotensina
• Aumenta la presión sanguinea
• Aldosterona
• Ayuda a regular la excreción de sal
• Altera el volumen de sangre y la presión
sanguinea
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CHAPTER 42 Internal Transport
El patrón de circulación sanguinea
• Circulación pulmonal
• Conecta el corazón con los pulmones
• Circulacion sistémica
• Conecta el corazón y el resto de los
tejidos del cuerpo
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Circulación pulmonal
• El ventrículo derecho bombea sangre
a través de las arterias pulmonales
• La sangre circula a traves de los
capilares pulmonales en el pulmón
• La sangre es conducida al atrio
izquierdo por la vena pulmonal
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CHAPTER 42 Internal Transport
Circulación sistémica
y pulmonal
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Circulación sistémica
• El ventrículo izquierdo bombea sangre a la
aorta
• La aorta se ramifica en arterias que llegan
a los diferentes organos del cuerpo
• La sangre fluye a traves de redes de
capilares dentro de los órganos
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CHAPTER 42 Internal Transport
• La sangre fluye a las venas que la
conducen a la vena cava superior o
inferior
• La sangre regresa al atrio derecho
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Circulación sistémica
y pulmonal
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CHAPTER 42 Internal Transport
Carotid arteries
Jugular veins
Left subclavian vein
Aortic arch
Right subclavian artery
Left pulmonary vein
Superior vena cava
Axillary artery
Left pulmonary artery
Left ventricle
Right ventricle
Right lung
Liver
Renal vein
Renal artery
Kidney
Inferior mesenteric artery
Inferior vena cava
Common iliac artery
Common iliac vein
External iliac artery
Femoral vein
Femoral artery
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Arterias coronarias
• Suplen el músculo del corazón
con sangre en áves y mamíferos
• Sistema hepático portal
• Circula sangre rica en nutrientes
a través del hígado
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CHAPTER 42 Internal Transport
Sistema linfático
•
•
•
•
Sistema circulatorio accesorio
Colecta fluido intersticial
Lo devuelve al torrente sanguineo
Juega un papel importante en la
homeostasis
• Protege el cuerpo de enfermedades
• Absorbe lípidos del tracto digestivo
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Linfa
• Se forma del fluido intersticial
• Substancia liquida clara
• Vasos linfáticos
• Conducen linfa hacia el ducto torácico en el área
de los hombros
• Ductos que devuelven la linfa al sistema
circulatorio de sangre:
a. ducto torácico
b. ducto linfático derecho
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Tonsil
Right
lymphatic
duct
Cervical
lymph
nodes
Right
subclavian
vein
Thymus
Axillary
lymph
nodes
Left
subclavian
vein
Thoracic
duct
Lymphatics
of breasts
Spleen
Superficial
lymphatics
of upper
limb
Superficial
lymphatics
of lower
limb
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CHAPTER 42 Internal Transport
• Tejido linfático
• Tipo de tejido conectivo con una gran
cantidad de linfocitos
• Nódulos linfáticos
• El tejido linfático está organizado en pequeňas
masas de tejido (amígdalas, el timo y el vaso)
Consiste de un sistema de “capilares” sin
salida y venitas. Corren y penetran todas las partes
del cuerpo. No hay ninguna estructura parecida a
las arterias del sistema circulatorio en este sistema.
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CHAPTER 42 Internal Transport
Tonsil
Right
lymphatic
duct
Cervical
lymph
nodes
Right
subclavian
vein
Thymus
Axillary
lymph
nodes
Left
subclavian
vein
Thoracic
duct
Lymphatics
of breasts
Spleen
Superficial
lymphatics
of upper
limb
Superficial
lymphatics
of lower
limb
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CHAPTER 42 Internal Transport
Funcionamiento del sistema linfático
• El fluido linfático entra a las capilares (“capilares sin
salida”) linfáticas convirtiendose en linfa
• Viaja a los “lymphatics” (como venas linfáticas) y
luego a los nódulos linfáticos
• En los nódulos linfáticos los fagocitos filtran bacterias
y otros materiales extraños
• Toda la linfa llega al área del cuello donde es
devuelta a la sangre
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CHAPTER 42 Internal Transport
Información adicional sobre el
funcionamiento del sistema linfático
• Amígdalas – masas de tejido linfático
que ayudan a proteger el sistema
respiratorio de infecciones mediante la
destrucción de bacterias y otra materia
extraña
• Los “lymphatics” tienen válvulas
• Las pulsaciones musculares aumentan
el flujo de sangre de linfa
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CHAPTER 42 Internal Transport
Capilares linfáticas
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Tonsil
Right
lymphatic
duct
Cervical
lymph
nodes
Right
subclavian
vein
Thymus
Axillary
lymph
nodes
Left
subclavian
vein
Thoracic
duct
Lymphatics
of breasts
Spleen
Superficial
lymphatics
of upper
limb
Superficial
lymphatics
of lower
limb
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CHAPTER 42 Internal Transport
Papel del sistema linfático en la
homeostasis
• Cuando la sangre entra a los capilares
del sistema circulatorio – alta presión –
se filtra plasma a los tejidos
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CHAPTER 42 Internal Transport
Alta presión dentro de capilares
Sangre en capilares del
sistema circulatorio
Fluido intersticial entre
células
El fluido intersticial
carece de:
Fluido intersticial entre
células
• Glóbulos rojos
• Plaquetas
1/4 contenido protéico
de la sangre
Contiene:
•
•
•
•
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Glucosa
Amino ácidos
Oxígeno
Sales
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Arterial end
Figure
of capillary 42-20
Page 827
Blood
pressure
(+40)
Venous end
of capillary
Osmotic
pressure
of plasma
(- 28)
Osmotic
pressure
of interstitial
fluid
(+3)
Blood
pressure
(+15)
Osmotic
pressure
of plasma
(- 28)
Osmotic
pressure
of interstitial
fluid
(+3)
(40 + 3) - 28 = +15
(15 + 3) - 28 = - 10
Net filtration
Net absorption
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Biology, Seventh Edition
CHAPTER 42 Internal Transport
Alta presión dentro de capilares
Sangre en capilares del
sistema circulatorio
Fluido intersticial entre
células
No regresa mucho fluido
intersticial a los capilares
No entran muchas proteinas tampoco
Todo esto se queda fuera de los vasos
sanguineos
Regresan al torrente sanguineo
a través del sistema linfático
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