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Universidad Nacional del Santa
Facultad de Ciencias
Departamento Académico de Biología y Microbiología
Fisiología del Sistema
Circulatorio
Blga. Eliana Zelada Mázmela
Br. Carmen Yzásiga Barrera
Fisiología del Sistema Circulatorio
Digestión
Absorción
Suministro Nutrientes
Extracción desechos
1 mm
grosor
Tamaño
Actividad
Transporte
Difusión, ciclosis
Lento, el nivel de sustrato
es el que limita el
metabolismo si por estos
conceptos se movilizan a
grandes distancias los
productos finales
Sistema
Circulatorio
Funciones del sistema Circulatorio
Todos los animales deben ser capaces de
circular
gases,
nutrientes,
desechos,
hormonas, iones, anticuerpos, energía
•
• La sangre es un tejido complejo que
contiene muchos tipos especiales de células
• Actúa como vehículo para la mayoría de
procesos homeostáticos y juega algún papel
en prácticamente todas las funciones
biológicas
Intracelular: Citoplasmático mediante
el cual se suplementa la difusión
Movimientos por
los músculos
somáticos:
Presente en los
pseudocelomados:
nemátodos
Tipos de
Mecanismos de
Transporte
músculo
Movimiento
del medio
externo: El
agua les
sirve como
medio de
transporte:
Esponjas
Movimiento de la
sangre en un
sistema vascular
cerrado: De alta
presión, producen
orina por
ultrafiltración:
Vertebrados,
oligoquetos,
cefalòpodos
Conductos linfáticos:
comunicación entre el
espacio intercelular y
el sistema vascular.
Converge hacia las
venas, pero antes
forma una extensa
red
Tipos de
Mecanismos de
Transporte
Movimiento de la
hemolinfa en un
sistema vascular
abierto: Con hemocele
que deriva de
blastocele. Celoma
reducido o ausente.
Corazón bombea
hemolinfa que va por
arterias a espacios
hemocélicos. De baja
presión, con
capacidad limitada
para alterar v. No
produce orina por
ultrafiltración
Compartamentación de Fluidos Corporales
Intracelular: 3 – 85 % del total de agua extracelular:
Depende del plan corporal y de los procesos de
embriogénesis.
a) Invertebrados Menores: Carencia de espacios y
canales vasculares. Un compartimiento: Fluido
extracelular
b) Filos Superiores: Tenemos:
 Un espacio: Cavidad primaria o blastocele
(entre ectodermo y endodermo). Pueden tener
sangre. Inicio de SV en platelmintos.
 Varios espacios: Ya pueden aparecer vasos linfáticos.
Aparece mesodermo
celoma (cavidad secundaria)
mucho
poco
En artrópodos y moluscos
hemocele lleno de
hemolinfa por tener SCA
En anélidos: celoma grande: sangre, fluido intersticial,
celómico
Distribución de agua corporal
Especie
H2O cell
H2O hemocele + celoma
Comentario
Cryptochiton
49,5
50,5
Celoma small
Aplysia
15,0
85,0
idem
Echinus
3,0
97,0
Celoma grande
Distribución de sangre en circulación
Especie
H2O cell
Sangre
Plasma
Celoma
Comentario
fluido int
Octopus
66,0
7,0
.....
27,0
cel. Moderado
Salmo
80,0
small
---
15,0
idem
Cyprinus
78,0
4,0
2,5
19,2
idem
H. sapiens
80,0
12,0
5,6
14,0
Cel. small
Fluidos Corporales
SANGRE: Fluido total o parcial encerrado en vasos
HEMOLINFA: Fluido que no se separa del fluido
intersticial
LINFA: Líquido perdido desde la sangre
Volumen de Sangre: Tenemos:
7 – 10% . Espacio del
fluido extracelular
es 18 – 25 %
5%
5%
1,5 – 3,0 %
En los que tienen SCA, el volumen de sangre, es igual
al volumen extracelular total de los que tienen SCC
29,0 % post muda; 8 % intermuda
90,0 % del volumen de todo el cuerpo
Un pequeño volumen de sangre es más importante que
uno grande
ya que la sangre vuelve a usarse
con mayor frecuencia
peces son más eficaces
que crustáceos
Sistemas Circulatorios Cerrados y Abiertos
Sistema Circulatorio Cerrado: Cuando
entre SA y SV hay una cama de capilares:
anélidos, cefalópodos, vertebrados. En el
caso de mamíferos tiene dos divisiones:
Pulmonar y sistémico.
La pulmonar involucra la circulación de
sangre no oxigenada a partir del corazón a
los pulmones, donde ocurre la oxigenación.
La Sistémica envía sangre del corazón al
resto del cuerpo.La sangre fluye por un
sistema de
capilares a los tejidos del
cuerpo y retorna por el sistema venoso. La
presión en el lado venoso es mucho más
baja que la del lado arterial.Contiene
mayor cantidad de sangre que el arterial,
por ello se considera reservorio de sangre.
Ventajas
Every cell of the body is, at maximum, only
two or three cells’ distance from a
capillary. There is the ability for such
animals to have incredible control over
oxygen delivery to tissues.
A
unique
characteristic
to
closed
circulatory systems is that capability for a
closed circulation to include the process of
ultrafiltration in blood circulation.
Since the lymphatic system is included as
part of the circulatory system because of
its circulation of excess fluid and large
molecules, it decreases the pressure in
tissues that extra fluid increases.
One of the most important advantages of
the setup of the closed circulatory system
is that the systemic and pulmonary
branches of the system can maintain their
respective pressures.
Clasificación de los Sistemas Circulatorios
Cerrados
a) Sistema Circulatorio Simple y Completo: Cuando
la sangre fluye una sola vez por el corazón y no hay
mezcla de sangre arterial con venosa : Peces
b) Sistema Circulatorio Doble y Completo: Cuando
la sangre fluye dos veces por el corazón y y no hay
mezcla de sangre arterial con venosa : Mamíferos,
aves
c) Sistema Circulatorio Doble e Incompleto:Cuando
la sangre fluye dos veces por el corazón y hay
mezcla de sangre arterial con venosa : Anfibios y
reptiles. Peces pulmonados
Sistema Circulatorio Abierto: Cuando
no existen capilares en el sistema,
por lo tanto la sangre se mezcla con
el líquido intersticial
• Se llama seno cuando el espacio que
baña es grande y laguna cuando es
pequeño.
•An open circulatory system is a system in el cual
the heart pumps blood dentro del hemocele que se
encuentra entre el ectodermo and endodermo. The
fluid descrito is called hemolymph, or blood.
Hemolymph flows dentro de sistemas interconectados
que permiten que los tejidos receive nutrients, fluid
and oxygen directly. In animals that have an open
circulatory system, there is a high percentage of
the body that is blood volume.
These animals have a tendency to have low blood
pressure, with some exceptions. In some animals, the
contractions of some species’ hearts or the muscles
surrounding the heart can attain higher pressures.
There is a limited capability for such animals to
increase or decrease distribution and velocity of blood
flow. There is not a lot of variability to oxygen
uptake because changes in such are very slow.
Componentes del Sistema Circulatorio
A) Bombas: Todo sistema que necesita mover una masa
líquida, necesita un órgano impulsor. Este órgano para
evitar el retroceso del fluido debe estar provisto de
válvulas o debe comprimir el líquido en una onda
continua progresiva.
Desde el punto de vista morfológico, pueden ser:
a) Cavitarios: Provistos
de compartimientos o
cámaras.
Propio
de
vertebrados y moluscos.
Puede tener una o dos
vías, con dos, tres o
cuatro cámaras.
b) Tubulares: Consisten en tubos contráctiles.
Pueden ser finas cavidades receptoras (aurículas)
que rodean una porción del corazón o hallarse
libre dentro de un gran seno pericárdico,
suspendido en varios puntos o y con recepción de
la sangre por orificios valvulados
c) Pulsátiles: Se contraen por ondas
peristálticas. Es común en anélidos. Los vasos
laterales
comúnmente
se
denominan
corazones, los que se contraen a intervalos
diferentes, de modo que cada “corazón” tiene
su propio ritmo; aunque los dos del mismo
segmento se contraen a la vez
d) Ampulares accesorios: Son
reforzadores que impulsan la
sangre por los conductos
periféricos. En el caso de los
corazones branquiales de los
cefalópodos consisten en
tejido epitelial esponjoso
rodeado de vasos de poco
calibre.
En el caso de peces, reptiles y
anfibios hay corazones
linfáticos que impulsan la linfa
hacia el sistema venoso. Están
compuestos de fibras
estriadas anastosomadas , a
veces con válvulas
Desde el punto de vista del origen del latido, los
corazones pueden ser:
a) Miogénicos:Son miogénicos los corazones de
vertebrados y moluscos. En un pez o rana adulto, el
latido se inicia en el seno venoso, mientras que en
aves y mamíferos lo hace en el nodo senoauricular
b) Neurogénico: Es el caso típico de los corazones de
los crustáceos, donde por encima del corazón está
el ganglio cardíaco, constituido por neuronas
B) Válvulas: Están presentes en casi todos los
sistemas circulatorios y son necesarias para permitir
que el flujo vaya en una sola dirección.
C) Sistema Venoso: Denominado sistema reservorio,
de baja presión. Con válvulas necesariamente para
impedir el reflujo de la sangre. Además se ve ayudado
por la musculatura somática. Vasos largos par reducir
la fuerza que se necesita para el flujo
D) Sistema Arterial: Formado por grandes vasos,
elásticos para soportar la presión producto de la
contracción del corazón. Es el reservorio de presión.
E) Capilares: Las arterias para poder dejar nutrientes
a las células se dividen en vasos cada vez más pequeños,
hasta los capilares, que cierran el circuito, ya que al
fusionarse constituyen el sistema venoso. Son los vasos
más pequeños, pero los más numerosos y son los de
mayor funcionamiento en el sistema.
Presión en los diferentes
vasos sanguíneos
Hemodinámica
El sistema circulatorio usualmente consiste de una
bomba que empuja el fluido a través de vasos
distensibles, por lo que se requiere conocer las leyes
básicas que rigen a los fluidos.
Fluido: Sustancia que no puede permanecer quieta
cuando se le aplica una fuerza. La sangre, que es el
fluido que interesa, es un fluido no newtoniano, cuando
se le aplica una fuerza ofrece resistencia
a) Presión: Fuerza ejercida por la sangre sobre
cualquier punto de los vasos: Debe tenerse en
cuenta: Que la presión es = en todas direcciones
y por todo el volumen del circuito, a partir de un
punto dado. Se considera que:
 La presión del fluido es igual en todas los puntos que
descansan en el mismo plano.
 La presión se incrementa con la profundidad
 Se incrementa con la temperatura en los homotermos
 La presión baja por la fricción de las paredes, sobre
todo si son dilatables:
120/80 mmHg aorta
25/10 mm Hg AP
A
la
presión
contribuyen:
Resistencia
grado de contracción o dilatación de arteriolas y
capilares; diferencia de presión
bomba,
volumen de sangre
 Animales de posición horizontal, son más sensibles a
cambios de presión por posición.
 Los poiquilotermos presentan presiones más bajas y
circulación más lenta. Más elevada en teleósteos que
en condrictios. En ambos, baja a nivel de branquias y
tejidos
2
3
En peces, el control de la presión es sólo por PS, la Pa
baja si corazón se detiene por acción vagal
.
. Ach contrae muchas arterias, en mamíferos es
vasodilatador. Dilata las coronarias de mamíferos y
branquiales de los peces.
Presiones Sanguíneas
Animal
Lugar
Presión Sis/dias
Salmón
A. Ventral
75
Lobina
Aorta
75
Angilla
A. Ventral
35-40
Squalus
A. Ventral
32/16
Carcinus
Seno esternal
27/13
Octopus
aorta
40-60
Limnaea
hemocele
22-8,1
Rana
aorta
22/11
Ascaris
pseudoceloma
70
Gallina
aorta
131
b) Viscosidad: Fricción interna entre las capas de un
fluido en movimiento. También se define como la tasa
de stress de un gradiente de velocidad.
+ red
cell
- red
cell
Fricción
interna
La viscosidad cambia con el hematocrito
vaso grande
Vaso pequeño
La viscosidad del plasma es de 1,8 respecto a la del
agua,la adición de eritrocitos la incrementa a 3 y 4
viscosidad es menor en vasos
pequeños
Efecto Faharaeus – Lindqvist.
Este se invierte cuando los vasos bajan sus
diámetros a 5 – 7 u , que está basado con el
hecho que el eritrocito llena por completo
el capilar.
c) Resistencia: Es la dificultad que hay en el flujo de la
sangre en un vaso
> viscosidad
> longitud del vaso
>R
> 0 del vaso
>R
<R
d) Flujo Sanguíneo: Volumen de sangre que pasa por un
punto dado de la circulación en un tiempo dado. Se mide
en ml o l /min. Varía inversamente con la viscosidad.
El flujo puede ser:
Laminar: Es silencioso, la sangre discurre en líneas de
corriente de intensidad variable.
Turbulento: Se caracteriza por los movimientos
tridimensionales, aleatorios, de las partículas del
fluido, superpuestos al movimiento promedio
2R
El flujo turbulento se relaciona con el Nº de Reynolds:
R=
D V
n
= densidad D = 0 vaso V = velocidad
n = viscosidad
A mayor R, mayor turbulencia, la que puede
presentarse en la aorta durante la sístole
Transporte de células sanguíneas
en el flujo laminar y turbulento
La Ecuación de Poiseuille – Hagen: Presión
y Flujo
Cuando el corazón bombea genera una presión, la que
se disipa con el flujo de la sangre por los vasos y
desciende aún más cuando pasa del lado arterial al
venoso
La relación entre la presión y el flujo se establece
con la Ley de Poiseuille que establece que el caudal
de un fluido Q, es directamente proporcional a la
diferencia de P1 - P2 a lo largo de la longitud del
vaso y su r4, e inversamente proporcional a la L
del vaso y n del fluido:
Como quiera que los vasos sanguíneos constituyen un
circuito cerrado, participan:
Q es
proporcional a r
Q
cambios
pequeños en r
tendrán efecto
profundo en Q
(P1 - P2) ¶ r4
=
8 L n
0
al doble, el flujo lo hace 16
veces si P permanece =
½ el 0 la R lo hace 16 veces,
disminuyendo el flujo
Velocidad:
Es inversamente proporcional al área de
sección transversal total en un punto
V =
P . r2
8 n L
Aorta
tiene
menor
área
transversal
que
capilares,
tiene mayor velocidad
Flujo Q :Representa el movimiento de la sangre a
través del vaso. Circula con mucha rapidez en la aorta:
2 a 3 seg ya se reparte. El flujo depende de:
P1
P2
R
P
Impulsa la sangre por el vaso: De perfusión
Transmural: Diferencia de presión entre sangre y
fluido intersticial
Q =
P
R
R = Q
P
P = Q R
La cantidad de sangre que fluye por un vaso en
un punto dado es igual a la velocidad por área de
sección transversalQ = V. ¶ r2 Luego se
reemplaza el valor de V
(P1 - P2) ¶ r4
Q =
8 n L
Flujo varía con la 4 potencia
del r, es decir el flujo varía
con el diámetro del vaso
Como el flujo también varía con la resistencia
R =
P
Q
P 8n L
P ¶ r4
1
P
P ¶ r4
8 n L
La resistencia varía inversamente
con el diámetro del vaso
TRANSPORTE
a) Flujo en volumen: Movimiento del líquido a través de
los vasos. Rapidez de tránsito
aorta: 2-3 sec.
Energía proveniente de la diferencia de presión
de
perfusión
b) Difusión: permite paso de sustancias de vasos a
fluido intersticial. Energía proveniente de diferencia
de concentración y presión transmural. Generalmente
por transporte pasivo. Rápida solo a distancias cortas.
Cada neurona debe encontrarse a 100 micras de un
capilar
1 a 5 sec
Velocidades en los diferentes vasos
isquemia
trombosis
necrosis
Infarto
cerebral, al
miocardio
Vasos Sanguíneos
Los vasos sanguíneos presentan cuatro tipos de tejidos
en su estructura , cuya proporción varía de acuerdo a la
característica del vaso.
Aorta
arteria
arteriola
Esfínter
precapilar
endotelio
elastina
músculo
colágeno
capilar
endotelio
elastina
músculo
colágeno
vénula
vena
Vena
cava
Capa Interna : Formada por células endoteliales
Capa Elástica: Con elastina, lo que permite extender
dos veces su largo
Capa Muscular Lisa: Son 4 capas: dos se contraen y
dos se relajan. Con Pa espontáneos, pero influenciados
por SN. No todas estas células reciben inervación,
solamente el marcapaso. Se transmite por sinapsis
eléctricas.
Colágeno: Relativamente inextensible, 25 veces más
fuerte que elastina
No
está
bien
entendido
su
control:
SNS
vasoconstrictor, sin embargo no todas responden.
Arterias y arteriolas de la piel si lo hacen.
PROPIEDADES
 Elasticidad
 Distensibilidad
 Elasticidad
Recupera su forma
Medida de su dureza
Retiene su nueva forma
Arterias
En cualquier animal, la aorta es la arteria más grande,
la que junto con el resto de arterias, realiza dos
grandes funciones:
• Conducen la sangre proveniente del corazón, con poca
resistencia al flujo sanguíneo. Son de dos tipos:
elásticas y musculares
• Sirven de buffers a cambios bruscos de la presión
sanguínea. Esto puede verse ya que durante la sístole,
la contracción del músculo cardíaco no afecta mucho la
presión sanguínea, debido a que una cantidad de sangre
es almacenada en la aorta, gracias a la elasticidad de
sus paredes.
Efecto de Windkessel
• Durante la diástole,
cuando ya no hay
contracción
del
músculo
cardíaco,la
energía
potencial
almacenada en las
paredes de la aorta,
empuja la sangre hacia
la
circulación
sistémica,
manteniendo de esa
manera la presión..
Esta capacidad es
conocida
con
el
nombre de el Efecto
de Windkessel
Sístole
Diástole
Capilares
Estructuras endoteliales, no poseen músculo,
entonces son incapaces de contraerse. Se pensaba
que los pericitos (células que rodean a capilares
tenían esta función). Cambios en el flujo sanguíneo a
través de los capilares
está controlado por acción
vasomotora en arteriolas y esfínter precapilar.
a)
Continuos:
No
presentan
aberturas entre
las
células:
músculo
estriado,
liso,
cardíaco, SNC,
b) Fenestrados:
Presentan aberturas
intracelulares:Endocri
no glomérulo renal,
páncreas exocrino,
rete mirabilis vejiga
natatoria, de ojo
c) Discontinuos:
Con típicos
sinusoides:
hígado, bazo,
médula marrón
Blood capillary with fenestrated endothelium and a wide
perivascular space. They are typical in circumventricular organs. L
- lumen, blue arrow - endothelial pore, red arrow - basal lamina,
P - perivascular space, F - fibrocyte. Inset: blood capillary with
the wide perivascular space. Scale = 200 nm. (Rat, area
postrema.)
La Microcirculación
Entre arterias y venas de
todo
sistema
circulatorio
cerrado, existe la cama de
capilares, que consiste en:
arteriolas,
capilares
y
vénulas; los que se encuentran
en los lugares de control local
de la circulación y es el lugar
de intercambio gaseoso entre
la
sangre
y
el
fluido
extracelular. La denominada
microcirculación,
presenta
poco tejido conectivo y está
embuida
en
la
matriz
extracelular
a) Arteriolas: Poseen igual cantidad de músculo liso como las
arterias y son los vasos responsables del control del flujo
de sangre que irá a cada cama capilar
b) Metarteriolas: Se denomina así, al vaso que tiene músculo
liso a intervalos, de aquí los capilares son distribuidos.
c)
Esfínter precapilar: Es una investidura muscular
encontrada en el punto donde los capilares se ramifican a
partir de la metarteriola. Su contracción puede disminuir
considerablemente el flujo de sangre a la cama capilar,
independientemente del aporte sanguíneo a la arteriola.
d) Capilares: Son tubos endoteliales, sin músculo liso. Si bien
la cantidad de capilares es inmensa, sólo una pequeña
fracción del total de la sangre de la circulación se
encuentra en ellos, debido a su pequeño diámetro
e) Vénulas: Se definen como el primer vaso postcapilar donde
tejido muscular liso es encontrado
Control del flujo en la cama
capilar por la arteriola
Control del flujo sanguíneo en la cama
capilar, por el esfínter precapilar
Hipótesis de Starling
-5
IFOP 5mm
IFOP
5mm
10
BOP25
BOP25
mm
mm
Pi
¶i
Po
¶o
Pf = K ( Pi - Po ) – (¶i -¶o)
Presiones capilares promedios en la
ultrafiltración
La ultrafiltración durante
una vasodilatación
Causas del edema
Envío de fluido a los vasos
linfáticos
¿Qué se deja, qué se saca?
Ley de Fick de la Difusión
La difusión representa la segunda manera de transporte en
el sistema circulatorio.
La velocidad del intercambio difusional, depende de las
características de las paredes del capilar y de las sustancia
que va a atravezar
Pasan por los poros del capilar (1% del área total de un
capilar) sustancias hidrosolubles: glucosa, electrolitos, agua,
AA.
No en cerebro: barrera cerebral
sanguínea
difusión facilitada
Las sustancias liposolubles como O2, hormonas, CO2,
AG, pueden además atravesar directamente las células
endoteliales.
La Ley de Fick es una simple explicación matemática de los
factores físicos que afectan la velocidad de difusión
V = DA (S)c – (S)i
X
S = Diferencia de concentración de la sustancia
A = Area accesible para la difusión (liposolubles e
hidrosolubles)
X = Distancia sobre la cual ocurre la difusión
> distancia
velocidad más lenta
< distancia
> velocidad
D = Coeficiente de difusión: con Tº, depende de la
sustancia: CO2, 20 veces más que Oxígeno
¡Estudien mucho!