Sistema Circulatorio y Nutrición Celular

El aparato circulatorio es el encargado de aportar de forma continua oxígeno (O₂) y nutrientes a las células, y de eliminar dióxido de carbono (CO₂) y desechos del metabolismo celular. El medio interno es el entorno líquido en el que están inmersas las células y a través del cual intercambian nutrientes, gases y desechos.

Este medio interno solo existe en organismos pluricelulares. En organismos unicelulares no existe un aparato circulatorio como tal.

Funciones del Aparato Circulatorio

El aparato circulatorio desempeña múltiples funciones vitales:

• Transportar nutrientes del aparato digestivo a las células.
• Eliminar sustancias de desecho de las células hacia los órganos excretores.
• Mantener la temperatura corporal (en organismos homotermos).
• Transportar oxígeno (O₂) desde los órganos respiratorios a las células.
• Transportar CO₂ desde las células a los órganos respiratorios.
• Transportar hormonas hacia sus órganos diana.
• Transportar moléculas del sistema inmune (como anticuerpos).

Vasos Circulatorios

Los aparatos circulatorios están formados por un circuito o red de vasos por donde fluyen los líquidos. Los principales tipos de vasos sanguíneos son:

Arterias:

Paredes gruesas, resistentes y elásticas.

Soportan mayor presión, por lo que tienen pulso.

Transportan sangre oxigenada (excepto las arterias pulmonares).

Forman parte de la circulación sistémica o circuito mayor.

Venas:

Paredes más finas y menos elásticas.

Menor presión, sin pulso.

Transportan sangre desoxigenada (excepto las venas pulmonares).

Forman parte de la circulación sistémica o circuito mayor.

Capilares:

Vasos microscópicos de pared muy fina.

Rodean todas las células de los tejidos.

Son el lugar principal de intercambio de gases, nutrientes y desechos entre la sangre y las células.

Líquidos Circulatorios

Son el medio interno que transporta sustancias. Estas sustancias pueden ir:

• Disueltas en el plasma.
• Unidas a pigmentos respiratorios, como la hemoglobina.

Hemoglobina

La hemoglobina es una hemoproteína formada por cuatro cadenas proteicas, cada una con un grupo hemo que contiene un átomo de hierro. Este átomo de hierro se une a una molécula de oxígeno, siendo el responsable del color rojo brillante de la sangre oxigenada. La hemoglobina es la principal responsable del color rojo de la sangre. El grupo hemo está compuesto por un anillo de porfirina y un átomo de hierro.

Transporte de CO₂

El CO₂ difunde desde las células hacia los eritrocitos. Dentro del eritrocito, ocurre la siguiente reacción:

CO₂ + H₂O → H₂CO₃ (Ácido carbónico)

Posteriormente, el H₂CO₃ se disocia:

H₂CO₃ → H⁺ + HCO₃⁻ (Bicarbonato)

El bicarbonato (HCO₃⁻) se transporta principalmente en el plasma sanguíneo (aproximadamente 3/4), mientras que el 1/4 restante se transporta en los eritrocitos.

Glóbulos Rojos (Eritrocitos)

Cada glóbulo rojo contiene millones de moléculas de hemoglobina que transportan el O₂. En 1 mm³ de sangre hay entre 4 y 6 millones de eritrocitos.

Sistemas de Propulsión

Permiten el movimiento del líquido circulatorio. Incluyen:

Vasos pulsátiles:

Vasos con movimiento peristáltico.

Corazones accesorios:

Ayudan a la circulación en ciertos animales.

Corazón tubular:

Típico de invertebrados, donde el líquido entra por ostiolos y sale al cuerpo.

Corazón con cavidades:

Más complejo, propio de vertebrados.

Tipos de Aparato Circulatorio

Según la conexión de los vasos:

Abierto:

El líquido circulatorio se libera en cavidades (lagunas) y baña las células directamente.

Cerrado:

El líquido circula siempre dentro de los vasos. Las arterias y venas se comunican por una red de capilares a través de los cuales intercambian gases, nutrientes o productos de desecho con las células de los tejidos.

Según el número de circuitos:

Simple:

Un solo circuito (ej. peces).

Doble:

• Circuito Mayor (Sistémico): Corazón → órganos → corazón.
• Circuito Menor (Pulmonar): Corazón → pulmones → corazón.

Según la separación entre sangre oxigenada y desoxigenada:

Completa:

No hay mezcla de sangre oxigenada y desoxigenada (ej. mamíferos y aves).

Incompleta:

Sí hay mezcla de sangre oxigenada y desoxigenada (ej. anfibios, reptiles).

Sistema Linfático

El sistema linfático funciona en paralelo al sistema circulatorio, aunque no forma parte directa de este. Está formado por:

• Linfa
• Vasos linfáticos
• Órganos linfáticos (ganglios linfáticos, bazo, timo, amígdalas, etc.)

La Linfa

Es el líquido intercelular o tisular, un filtrado del plasma sanguíneo que sale de los capilares por presión hidrostática. Parte de este líquido se queda en los espacios intersticiales. Si se acumula y no se reabsorbe, puede causar edemas. El sistema linfático lo recoge y lo devuelve a la sangre a través de la vena subclavia.

Componentes de la Linfa

La linfa es un líquido transparente o lechoso que se forma a partir del líquido intersticial y contiene:

• Agua
• Sales minerales
• Nutrientes:
  • Glúcidos (azúcares)
  • Vitaminas
  • Lípidos (grasas): Provienen de la digestión en el intestino, absorbidos por los capilares linfáticos del intestino delgado y procesados por la lipasa en forma de ácidos grasos y monoglicéridos.
• Hormonas
• Enzimas

No contiene proteínas plasmáticas de gran tamaño, ya que no atraviesan la membrana capilar por ser macromoléculas demasiado grandes para filtrarse.

Vasos Linfáticos

Reabsorben el plasma escapado de los capilares. Se ensanchan y confluyen en dos conductos principales:

Conducto Linfático Derecho:

Recoge la linfa del lado derecho de la cabeza, brazo derecho y parte derecha del tórax.

Conducto Torácico:

Recoge la linfa del resto del cuerpo (lado izquierdo).

Ambos vierten la linfa en las venas subclavias. La linfa circula gracias a:

• Movimientos peristálticos de los vasos linfáticos.
• Válvulas de no retorno que impiden el retroceso de la linfa.

Órganos Linfoides y Sistema Inmunitario

Los órganos linfoides están relacionados con la producción, maduración y activación de linfocitos, y con la vigilancia inmunitaria.

Ganglios Linfáticos:

Distribuidos a lo largo de los vasos linfáticos. Un ser humano tiene aproximadamente 450 ganglios linfáticos.

Son centros de vigilancia inmunológica:

• Filtran la linfa que pasa por ellos.
• Detectan sustancias extrañas: antígenos, virus, bacterias, células tumorales.
• Activan la respuesta inmunitaria si es necesario.

Bazo:

Es un órgano linfoide secundario.

Produce linfocitos B, un tipo de glóbulos blancos.

Está conectado al sistema circulatorio (vasos sanguíneos).

Participa en la respuesta inmune humoral, ya que los linfocitos B producen anticuerpos que actúan contra antígenos.

Timo:

Es un órgano linfoide primario.

Produce linfocitos T, otro tipo de glóbulos blancos.

Los linfocitos T actúan destruyendo células infectadas, por lo que su función se relaciona con la respuesta inmune celular.

Médula Ósea:

Es el lugar donde se producen los linfocitos B.

También interviene en la producción de otros tipos de células sanguíneas.

Excreción

Es el proceso que elimina sustancias de desecho producidas durante el metabolismo celular. Forma parte del proceso de nutrición, ya que ayuda a mantener el equilibrio interno del cuerpo (homeostasis). Elimina:

• Agua y sales minerales.
• Desechos nitrogenados, como:
  • Amoníaco
  • Urea
  • Ácido úrico

Estos desechos provienen de la degradación de proteínas y ácidos nucleicos.

El Aparato Excretor

Se encarga de expulsar las sustancias de desecho del cuerpo. Está formado principalmente por el sistema urinario o renal. En los vertebrados (como los humanos), el sistema urinario está formado por:

• Dos riñones
• Dos uréteres (conductos que conectan los riñones con la vejiga)
• Vejiga urinaria (órgano que almacena la orina)
• Uretra (conducto por donde se elimina la orina al exterior)

En algunos animales (aves, anfibios, reptiles, peces…), la orina y las heces salen por un mismo orificio: la cloaca.

Nefrona y Formación de Orina

La nefrona es la unidad funcional del riñón. El proceso de formación de orina se resume en los siguientes pasos:

1. La sangre con desechos entra al riñón y se filtra en las nefronas.
2. Se eliminan los desechos (como la urea) y las sustancias útiles son reabsorbidas de vuelta a la sangre limpia.
3. La orina formada sale por los uréteres hacia la vejiga.
4. Finalmente, la orina es eliminada del cuerpo a través de la uretra.

En resumen: La sangre entra con desechos, se filtra en las nefronas, y los desechos salen concentrados en forma de orina.