CIRCULACIÓN EN LOS SERES VIVOS


PROCESO DE CIRCULACIÓN
Todas las células necesitan recibir oportunamente nutrientes y oxígeno para efectuar sus funciones vitales. Del mismo modo, deben eliminar las sustancias tóxicas que resultan del metabolismo celular. Tanto los organismos unicelulares como los multicelulares, a pesar de sus diferencias estructurales, transportan nutrientes y residuos metabólicos por el interior del organismo, mediante el proceso de la circulación.
Los seres vivos cuentan con tres tipos de sistemas de transporte:

LA DIFUSIÓN CELULAR
En los organismos más sencillos, como las bacterias y la mayoría de los protistas, la circulación de nutrientes se hace directamente a través de su membrana celular por medio de la difusión

EL SISTEMA VASCULAR EN PLANTAS
Los helechos, las gimnospermas y las angiospermas, cuentan con un sistema vascular, compuesto por el xilema y el floema.
Por el xilema se transportan el agua y los nutrientes absorbidos por las raíces, conocidos como savia bruta.
Por el floema, se transportan las sustancias producidas en las hojas durante la fotosíntesis, conocida como savia elaborada.

EL SISTEMA CIRCULATORIO O SISTEMA DE TRANSPORTE
La mayoría de los animales cuentan con sistemas circulatorios conformados por un corazón encargado de impulsar la sangre a través de conductos conocidos como vasos sanguíneos hacia todas las células del cuerpo. En la sangre se transportan los nutrientes y las sustancias de desecho.

CIRCULACIÓN EN ORGANISMOS UNICELULARES
En los paramecios, la mayoría de algas y las bacterias, los nutrientes una vez están dentro de la célula, se distribuyen hacia el lugar donde se necesitan, por movimientos citoplasmáticos y por el movimiento de organelos celulares. Por ejemplo, el oxígeno y la glucosa se dirigen hacia las mitocondrias donde se utilizarán en la respiración celular, y los lípidos y las proteínas se dirigen hacia el aparato de Golgi donde pueden ser utilizados en la síntesis de las membranas de diferentes organelos celulares.

Los movimientos citoplasmáticos se producen por la entrada y salida de sustancias, como el agua, lo que genera que en el citoplasma, que es líquido, se creen corrientes y movimientos.

Dentro del movimiento de los organelos, es de especial importancia el de las vacuolas alimenticias.

Otro tipo de movimiento que se presenta en algunas algas es la ciclosis. La ciclosis consiste en el movimiento de citoplasma alrededor de una gran vacuola central

Estos mecanismos que permiten la circulación de las sustancias dentro de los organismos unicelulares, son los mismos que se presentan en las células de los organismos multicelulares.

CIRCULACIÓN EN HONGOS
En los hongos unicelulares, como las levaduras, la circulación de los nutrientes se da por las corrientes citoplasmáticas y por movimientos de los organelos.

En los hongos multicelulares, como las setas, los nutrientes que son absorbidos a través de las hifas pasan de las células externas hacia las internas, por difusión.

CIRCULACIÓN EN PLANTAS
Todas las plantas necesitan agua, dióxido de carbono, oxígeno y otros nutrientes para poder llevar a cabo sus procesos vitales como la fotosíntesis y la respiración celular. De la misma manera, deben eliminar las sustancias de desecho producidas durante estos procesos.

Las plantas no vasculares como los musgos, no poseen estructuras o tejidos especializadas para conducir los nutrientes entre las diferentes partes de su cuerpo. Los nutrientes que son absorbidos a través de toda su superficie corporal, pueden llegar a cada una de sus células por procesos como la osmosis, la difusión y el transporte activo.

Las plantas vasculares tienen raíces especializadas para adquirir agua, minerales y otros nutrientes a partir del suelo. Luego, estos son transportados a través del xilema hasta las hojas. Allí, participan en la realización de la fotosíntesis.

A través del floema, las plantas transportan los azúcares que se producen en sus hojas durante la fotosíntesis, y que son necesarios para el funcionamiento del resto de sus células.

EL AGUA Y LOS MINERALES: DESDE EL SUELO HASTA EL XILEMA
Las raíces de las plantas cuentan con prolongaciones conocidas como pelos absorbentes a través de las que se realiza la absorción de los minerales y del agua que se encuentran en el suelo. Una vez estos nutrientes entran a la raíz, son transportados gracias a procesos de difusión y transporte activo hasta los vasos conductores del xilema.

Esta solución de agua, minerales y otros nutrientes, conocida como savia bruta, debe ser transportada venciendo la fuerza de la gravedad, hasta las hojas que se encuentran en las partes más altas de la planta. Durante mucho tiempo se pensó que las plantas hacían esto empujando el agua desde las raíces; sin embargo, actualmente se sabe que la savia puede recorrer estas grandes alturas gracias a tres procesos:

LA COHESIÓN
El agua es una molécula relativamente sencilla compuesta por dos átomos de hidrógeno, que tienen carga positiva, y uno de oxígeno, que tiene carga negativa. Debido a que las cargas de signos opuestos se atraen, el hidrógeno de una molécula de agua es atraído por el oxígeno de otra molécula mediante puentes de hidrógeno. Este fenómeno se conoce con el nombre de cohesión. La cohesión entre las moléculas de agua que se encuentran en el xilema es tan fuerte, que estas funcionan como un "cable" de agua que tiene una resistencia igual a la de un cable de acero del mismo grosor. Esto hace posible que la savia bruta pueda ser "arrastrada" desde las hojas sin que se rompa.

LA TRANSPIRACIÓN
En los seres vivos el agua se desplaza por osmosis desde las zonas en las que hay una mayor concentración de agua hasta aquellas en las que hay una menor concentración de ella. Debido a que en el interior de las hojas la concentración de agua es mayor que afuera de la planta, el agua se mueve desde el interior de las hojas hacia el medio ambiente a través de los estomas, durante la transpiración. Durante este proceso las plantas eliminan hasta el 99% de agua absorbida por las raíces.

LA TENSIÓN
En la transpiración de las plantas la salida del agua genera una fuerza conocida como tensión, que es capaz de "arrastrar" toda la columna de savia que viaja a través del xilema. En primera instancia se "arrastran" las moléculas de agua que viajan a través del xilema hacia las células de las hojas y de ahí a la atmósfera. De la misma manera, la tensión se transmite a través de todo el tallo hasta las raíces, donde permite que el agua pase del suelo, por osmosis, hacia los tejidos de las raíces y de ahí al xilema.

EN EL FLOEMA CIRCULA AZÚCAR
Las hojas de las plantas son los principales órganos responsables de producir glucosa durante la fotosíntesis. La glucosa se transporta a través del floema, desde las hojas hacia el resto de tejidos de las plantas. La planta utiliza la glucosa para obtener energía durante la respiración celular o la almacena en los frutos, las semillas, las flores, los tallos y las raíces.

Cuando la glucosa se produce en las hojas, las células acompañantes la toman y la introducen dentro de su citoplasma mediante transporte activo, acción que requiere el uso de energía. Luego, la glucosa sigue hacia el tubo criboso por difusión. Posteriormente, el agua que viaja cerca del xilema, pasa por osmosis hacia el tubo criboso. En este momento, el agua que entra al tubo criboso, genera una presión que empuja la savia y hace que esta fluya a través del floema.

La diferencia de presiones entre los diversos lugares del floema, generada por el movimiento de azúcar y agua, hace que la savia fluya y la glucosa sea transportada entre los distintos lugares de las plantas. Este movimiento se conoce como flujo por presión.       

CIRCULACIÓN EN ANIMALES
Los animales cuentan con un sistema circulatorio que consiste en una serie de estructuras especializadas. El sistema circulatorio de la mayoría de los animales está conformado por:
Un medio circulante, la sangre, que sirve como medio de transporte de nutrientes, desechos y sustancias producidas por el organismo, como las hormonas.
Unos conductos o vasos, a través de los cuales viaja la sangre.
Una estructura muscular, el corazón, que se encarga de impulsar la sangre, para mantenerla en circulación.
                                     
FUNCIONES DE LOS SISTEMAS CIRCULATORIOS
a. Transportar nutrientes desde el sistema digestivo hacia todas las células del cuerpo.
b. Transportar el oxígeno desde los pulmones hacia las células y tejidos corporales; y el dióxido de carbono, desde las células hacia los pulmones.
c. Transportar los desechos producidos por el funcionamiento celular hasta los lugares especializados para su eliminación.
d. Transportar hormonas desde los órganos en los que se producen, hacia los tejidos y órganos sobre los que actúan.
e. Mantener constante la temperatura corporal, distribuyendo calor a través del cuerpo.
f. Proteger el cuerpo contra el ataque de bacterias y de virus, mediante el transporte de células especializadas en su detección y destrucción.

TIPOS DE SISTEMAS CIRCULATORIOS

Sistemas circulatorios abiertos
Son característicos de algunos animales invertebrados, como los insectos y algunos moluscos.

La sangre bombeada por el corazón sale de las arterias y se desocupa en un espacio abierto conocido como laguna sanguínea o cavidad hemocélica. La hemolinfa o sangre que se encuentra dentro de las lagunas sanguíneas está directamente en contacto con los tejidos corporales. De esta manera se hace posible el intercambio de sustancias. Posteriormente, la sangre entra en las venas a través de las cuales regresa al corazón. Cuando la sangre sale de los vasos sanguíneos, pierde presión. Por tal razón, para distribuir la sangre a través del cuerpo, los animales que cuentan con un sistema circulatorio abierto, también se ayudan de la contracción de otros músculos.

Sistemas circulatorios cerrados
Son característicos de todos los animales vertebrados y de algunos invertebrados como los cefalópodos. La sangre circula siempre por el interior de los vasos sanguíneos.
En estos sistemas, la sangre pasa del corazón a las arterias. De las arterias pasa a los capilares. A través de los capilares se realiza el intercambio de sustancias hacia las venas. De las venas, la sangre que contiene dióxido de carbono regresa al corazón. De esta manera, la sangre cumple un circuito completo y continuo.
En los sistemas circulatorios cerrados el corazón es el principal órgano encargado de impulsar la sangre a través del cuerpo.

SISTEMAS CIRCULATORIOS DE LOS INVERTEBRADOS

Circulación en poríferos
En las esponjas el agua fluye impulsada por las corrientes marinas o por los movimientos de los flagelos de los coanocitos, a través de poros que cubren todo su cuerpo. Debido a que el agua pasa cerca de todas las células del cuerpo de las esponjas, los nutrientes y desechos pueden ser intercambiados directamente con el medio por difusión.

Circulación en cnidarios y platelmintos
Los cnidarios, como las hidras y las medusas, y los platelmintos, como los gusanos planos, tampoco cuentan con un sistema circulatorio encargado del transporte de sustancias entre las diferentes células del organismo.

En los cnidarios los nutrientes disueltos en el agua son absorbidos a través de la cavidad gastrovascular. Las células que tapizan esta cavidad se encargan de enviar las unidades alimenticias, por difusión, a las otras células que componen el organismo.

Los platelmintos poseen un intestino muy ramificado. Las sustancias se distribuyen desde allí hacia todas la células del cuerpo.

Circulación en artrópodos
Los artrópodos cuentan con sistema circulatorio abierto. La sangre es impulsada por un corazón dorsal a través de las arterias hacia el resto del cuerpo. La sangre de los artrópodos cumple diferentes funciones. En las langostas además de transportar nutrientes también transporta los gases respiratorios. En los insectos únicamente transporta nutrientes, pues el intercambio gaseoso se da directamente en cada una de las células de su cuerpo, a través de las tráqueas.

Circulación en moluscos
La mayoría de moluscos, al igual que los artrópodos poseen un sistema circulatorio abierto aunque los más evolucionados, como los cefalópodos, tienen un sistema circulatorio cerrado.

Circulación en anélidos
Los anélidos o gusanos redondos poseen un sistema circulatorio cerrado. El cuerpo de los anélidos está recorrido por dos vasos sanguíneos grandes, el dorsal y el ventral, conectados por un red de capilares. Para impulsar la sangre a través de su cuerpo, los anélidos tienen corazones laterales en los primeros segmentos de su cuerpo. Además, las contracciones de todo su cuerpo también ayudan a este propósito.

SISTEMAS CIRCULATORIOS DE LOS VERTEBRADOS
En los vertebrados el sistema circulatorio está compuesto por un corazón y vasos sanguíneos.

En los vertebrados, dependiendo entre otros factores, del número de cámaras en que se divide su corazón, la circulación puede ser:

circulación sencilla. La sangre pasa una vez por el corazón, como en los peces.

Circulación doble. La sangre pasa dos veces por el corazón. En este la circulación abarca dos ciclos: uno pulmonar (corazón - pulmones - corazón) y otro sistémico (corazón - diferentes órganos del cuerpo - corazón).

circulación incompleta. La sangre arterial se mezcla con la venosa, pues el corazón no se encuentra completamente dividido en cámaras, como en los anfibios.

Circulación completa. La sangre arterial no se mezcla con la venosa.

En los vertebrados, además del sistema circulatorio, ha evolucionado un sistema linfático encargado de recuperar elementos perdidos por la sangre en los tejidos.

CIRCULACIÓN EN PECES
Los peces tienen un corazón de dos cavidades, una aurícula y un ventrículo. La sangre proveniente del cuerpo llega a la aurícula de donde es bombeada hacia el ventrículo. El ventrículo, que es más musculoso, bombea la sangre hacia las branquias en donde se lleva a cabo el intercambio gaseoso. Debido a que la sangre pasa por el corazón sólo una vez en su recorrido por el cuerpo, se dice que los peces tienen un sistema circulatorio cerrado y simple.

CIRCULACIÓN EN ANFIBIOS
El corazón de los anfibios está compuesto por tres cavidades, dos aurículas y un ventrículo. El ventrículo, al contraerse, impulsa la sangre hacia los pulmones y al resto de tejidos del cuerpo. La sangre oxigenada proveniente de los pulmones entra a la aurícula izquierda, y la sangre que viene cargada de dióxido de carbono proveniente de los tejidos del cuerpo, entra a la aurícula derecha. Luego, ambas aurículas se desocupan en el ventrículo donde se mezcla parcialmente la sangre oxigenada y la sangre rica en dióxido de carbono.

CIRCULACIÓN EN REPTILES
La mayoría de reptiles, como las lagartijas, las culebras y las tortugas, tienen un corazón dividido en tres cavidades: dos aurículas y un ventrículo.
El ventrículo se encuentra parcialmente dividido por un tabique. A la aurícula izquierda llega la sangre proveniente de los pulmones, mientras a la aurícula derecha llega la sangre proveniente de los tejidos.
Durante el paso de sangre desde las aurículas hacia el ventrículo, la aurícula derecha se contrae primero que la izquierda. Así, la sangre pobre en oxígeno entra primero al ventrículo que la sangre rica en oxígeno. La contracción del ventrículo impulsa hacia los pulmones, primero la sangre desoxigenada, que se encuentra cerca de la arteria y luego, impulsa hacia los tejidos, la sangre rica en oxígeno. De esta manera, aunque el ventrículo no esté completamente dividido, se evita al máximo la mezcla de la sangre oxigenada con la sangre rica en dióxido de carbono.

Los cocodrilos, a diferencia de los otros reptiles, cuentan con un corazón de cuatro cavidades en el que el ventrículo está completamente dividido en ventrículo izquierdo y ventrículo derecho.

CIRCULACIÓN EN AVES Y EN MAMÍFEROS
Las aves y los mamíferos tienen un sistema circulatorio compuesto por un corazón de cuatro cavidades: dos aurículas y dos ventrículos.

EL SISTEMA CIRCULATORIO HUMANO
El sistema circulatorio humano está constituido por dos sistemas de transporte: el sistema cardiovascular y el sistema linfático.

EL SISTEMA CARDIOVASCULAR
El sistema cardiovascular está conformado por:


EL CORAZÓN: Es el órgano que se encarga de impulsar la sangre hacia cada una de las células que conforman el cuerpo, a través de los vasos sanguíneos. Es un órgano cónico y hueco. Se encuentra en la cavidad torácica, entre los dos pulmones, y está compuesto por tres capas musculares:

El pericardio es la capa más externa y está formado por células resistentes cuya función es recubrir y proteger el corazón.

El miocardio es la capa media y se caracteriza por ser el más grueso y fuerte. Es el responsable de las contracciones, es decir, del movimiento que impulsa la sangre hacia todo el cuerpo.

El endocardio es la capa más interna y está revestido de una capa de células finas y planas llamada endotelio. El endotelio recubre también los vasos sanguíneos y tiene como función evitar que la sangre se coagule durante su recorrido por el cuerpo.

El corazón tiene cuatro cavidades: dos superiores, llamadas aurículas y dos inferiores, llamadas ventrículos. Las cavidades ubicadas a la derecha se encuentran separadas de las de la izquierda por el tabique inter-aurículo-ventricular. Las aurículas reciben la sangre proveniente de todo el cuerpo y de los pulmones, a través de las venas. Tienen paredes musculares delgadas ya que su contracción impulsa la sangre sólo hacia los ventrículos, es decir, dentro del mismo corazón. Los ventrículos son los responsables de bombear la sangre, a través de las arterias, desde el corazón hacia los pulmones y hacia todos los tejidos del cuerpo. Debido a la distancia a la que deben bombear la sangre, tienen paredes musculares más gruesas que las de las aurículas.

El corazón, además, posee válvulas que regulan el paso de la sangre entre las aurículas y los ventrículos llamadas válvulas aurículo-ventriculares: una izquierda y una derecha. La válvula del lado derecho recibe el nombre de tricúspide, porque la constituyen tres membranas. La válvula del lado izquierdo recibe el nombre de bicúspide porque la forman dos membranas. Existen también dos válvulas semilunares o sigmoideas: una de ellas comunica el ventrículo derecho con la arteria pulmonar y la otra comunica el ventrículo izquierdo con la arteria aorta.

LA SANGRE. Es uno de los tejidos del cuerpo que se encuentra en estado líquido. Esto hace posible el transporte de sustancias desde y hacia cada uno de los tejidos y células que conforman el cuerpo. La sangre equivale aproximadamente al 8% del peso corporal.
La sangre está compuesta por:

EL PLASMA: Es el componente líquido de la sangre y representa el 55% del volumen sanguíneo total. Es de color amarillo y está formado por agua (90%) y sustancias disueltas en ella (10%). Las sustancias que se encuentran disueltas son: proteínas, carbohidratos, lípidos, hormonas, sales, gases y desechos como la urea.
Las proteínas son las que se encuentran en mayor cantidad. Las principales son: el fibrinógeno, importante durante el proceso de la coagulación sanguínea; la albúmina, que participa en la conservación del volumen de agua y en el transporte de lípidos y la globulina, que cumple una importante función en la protección del cuerpo contra algunas enfermedades infecciosas como el sarampión y la hepatitis.

LAS CÉLULAS SANGUÍNEAS: Son de tres tipos:

Los glóbulos rojos. Son las células más especializadas y abundantes del cuerpo humano. Tienen forma de disco bicóncavo, es decir, hundido en ambos lados En su estado maduro carecen de núcleo y mitocondrias, y la mayor parte de su citoplasma está ocupado por una proteína llamada hemoglobina que contiene el pigmento que le da el color rojo a la sangre.

Gracias a la hemoglobina, los glóbulos rojos transportan el oxígeno desde los pulmones hacia todas las células del cuerpo y recogen el dióxido de carbono que producen las células para llevarlo de regreso a los pulmones.

Los glóbulos blancos. Tienen núcleo y mitocondrias, y son prácticamente incoloros, pues carecen de hemoglobina. Además, poseen la capacidad de moverse, muchas veces en contra del flujo sanguíneo. Esto les permite proteger al organismo contra microorganismos dañinos, pues pueden llegar sin problema hasta los tejidos u órganos que están afectados por alguna enfermedad.

Existen cinco tipos de glóbulos blancos:  linfocitos, monocitos, neutrófilos, eosinófilos y basófilos. Los principales son los linfocitos, pues tienen la capacidad de reconocer agentes extraños dentro del cuerpo, para luego expulsarlos del organismo.

Las plaquetas son fragmentos de células que carecen de núcleo y que contienen sólo citoplasma rodeado por una membrana celular.

La principal función de las plaquetas es evitar la pérdida de sangre cuando se produce una hemorragia y así, mantener constante el volumen de sangre que circula por el cuerpo. El proceso por el que esto se logra, conocido como coagulación.

LOS VASOS SANGUÍNEOS
Hay tres clases de vasos sanguíneos: las arterias, las venas y los capilares. Tanto las arterias como las venas se ramifican para originar vasos de menor calibre, llamados arteriolas y vénulas, respectivamente.

Las paredes de las arterias y de las venas se encuentran formadas por tres capas. Desde afuera hacia adentro son: túnica externa o adventicia, túnica media y túnica íntima.

La túnica externa está constituida por fibras elásticas que le confieren al vaso la capacidad de dilatarse y recuperarse frente al paso de sangre.

La túnica media está formada por músculo liso y fibras elásticas.

La túnica íntima está formada por un delgado conjunto de células que revisten el vaso en su interior y que están en contacto con la sangre en el lumen, que es el espacio del vaso.

VENAS. Son los vasos sanguíneos que conducen la sangre desde los distintos órganos o tejidos hasta el corazón. Sus paredes son más delgadas y menos elásticas que las de las arterias. La capa muscular de la túnica media alcanza un menor desarrollo que la de las arterias, en tanto que la túnica adventicia de estos vasos es la de mayor desarrollo.
Las venas, a excepción de las pulmonares, transportan sangre pobre en oxígeno.

ARTERIAS. Son los vasos sanguíneos que conducen la sangre desde el corazón hacia los distintos órganos y tejidos del cuerpo. Tienen una pared gruesa con la túnica media especialmente desarrollada. La túnica externa es delgada.
La gran mayoría de las arterias, con excepción de las arterias pulmonares, transportan sangre rica en oxígeno.

CAPILARES. Son los vasos sanguíneos de menor grosor; debido a esta característica, permiten el intercambio de desechos, nutrientes, gases y hormonas, entre la sangre y las células. La túnica íntima, que está formada por una sola capa de células, constituye la pared de los capilares.

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