Biología, la vida en la tierra con fisiología TOMO 02-páginas-37

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A El corazón d e o tro hom bre m an tien e e n m ovim ien to a Donald 
A r th u r y le perm ite fom entar la d onación d e ó rganos.
Circulación
E s t u d io d e c a s o
Correr con el corazón
EN ENERO D E 2009, Donald Arthur, un contador retirado de 
Harlem de 6 4 años, ya había participado en maratones 
de 26 estados d e Estados Unidos y estaba a m ás d e la 
m itad de lograr su m eta d e com petir en cada estado de su 
país, aun cuando 13 años antes le cansaba incluso masticar 
los a lim entos y tardaba una hora en cam inar una manzana; 
Arthur padecía card iom iopa tia dilatada.
La cardiom iopatia d ilatada (basada en el térm ino de 
origen griego q u e significa "enfermedad p o r músculo 
cardiaco expandido”) hace que e l músculo de l corazón se 
extienda y se debilite, vo lviéndose incapaz de bombear 
la sangre a todo e l cuerpo d e m anera adecuada; este 
trastorno se conoce com o insu fic iencia card iaca. La 
insuficiencia cardiaca provoca que el líqu ido se acumule 
en los pulmones y esto, aunado a un bom beo cardiaco 
inadecuado, priva al cuerpo del vital oxígeno.
Aunque la cardiom iopatia d ilatada a fecta a personas 
de am bos sexos y de todas las edades, las v ictim as más 
com unes son los hom bres de m ediana edad . Algunas 
personas heredan una tendencia a desarro llar este 
trastorno, e l cual tam bién está asociado a l consumo 
de alcohol en exceso y d e drogas como la cocaína y la 
m etanfetam ina, así com o a las infecciones que atacan las 
vá lvu las o e l m úscu lo cardiacos. En casos g ra ve s como 
el d e Arthur, la fa lta d e oxigeno provoca que e l paciente 
presente d ificultad para respirar a u n en reposo, y que 
cualquier tipo d e esfuerzo resulte cas i im posib le. Sin 
una intervención drástica, la situación em peora en forma 
gradual y suele se r mortal.
lo s m édicos de Donald Arthur le habían dado tres 
m eses de vida cuando una tarde a mediados del verano 
de 1996 recibió una llamada significativa. Fitzgerald 
"Poochie" Cittens, d e 25 años y padre de dos hijos, había 
sido asesinado d e un d isparo en un caso d e confusión de 
identidad. Su corazón era com patible con el organismo 
de Arthur, y la dolida madre d e C ittens tom ó la decisión de 
donarlo con e l fin d e que la muerte prematura d e su hijo 
sirviera para presen/ar la vida d e un extraño.
Apenas 15 meses después d e su trasplante, Donald 
Arthur (que tiem po atrás se había autodenominado 
una "persona sedentaria") term inó la primera d e sus 10 
m aratones en Nueva York y com enzó una nueva v id a . Se 
convirtió en m iem bro fundador de Transplant Speakers 
International, una organización que ayuda a fom entar la 
donación d e órganos y tejidos. Arthur, quien com pite en 
las maratones realizando una caminata rápida, afirma:
"No e s la carrera, sino la oportunidad d e fom entar y 
concientizar a las personas sobre e l trasplante d e órganos. 
No se imaginan las recom pensas”.
£ u á l e s la d iferencia entre una insuficiencia cardiaca 
y un ataque cardiaco? ¿D e qué m anera los sistem as 
circulatorios sanos abastecen a todo e l organ ism o del 
oxigeno y los nutrim entos necesarios para m antenerse 
v ivo ? Sigue leyendo y lo sabrás.
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6 2 0 A i u i o m ú i y H s i o l o g u a n im a l
De un v is ta z o
Estu d io do caso C o rre r co n e l co razó n
3 2 .1 ¿ C u á le s s o n la s p r in c ip a le s c a ra c te r ís t ic a s 
y (u n c io n e s d e lo s s is te m a s c ir c u la to r io s ?
En los anim ales hay dos tipos de sistemas circulatorios 
E l sistem a circulatorio de los vertebrados tiene diversas 
•unciones
3 2 .2 ¿ C ó m o fu n c io n a e l c o raz ó n d e lo s v e r te b ra d o s ?
En la evolución de los vertebrados aum entó la complejidad 
y eficiencia del corazón
Los corazones d e cuatro cavidades constan d e dos bom bas 
separadas
Estu d io d a caso continuación C o rre r con el corazón 
l a s válvu las m antienen la d irección del flujo sanguíneo 
E l m úsculo ca rd iaco sólo está presente e n el corazón 
l a s contracciones coord inadas d e las aurículas y los 
ventrículos producen el c ic lo cardiaco 
Los im pulsos eléctricos coord inan la secuencia d e las 
contracciones de las cavidades cardiacas 
E l sistem a nervioso y las horm onas influyen en la frecuencia 
card iaca
3 2 .3 ¿ Q u é e s l a s a n g re ?
Estu d io d a caso continuación C o rre r con el corazón 
E l p lasm a es principalm ente agua en la q ue se disuelven 
proteínas, sales, nutrim entos y desechos 
Los com ponentes sanguíneos basados en las células 
se form an en la m édu la ósea
 \
Lo s g lóbulos ro jos transportan el oxígeno d e los pulmones 
a los tq idos
Estudio d a caso continuación Correr con el corazón 
Lo s g lóbulos b lancos defienden al cuerpo contra 
enfermedades
la s p laquetas son fragm entos d e células q ue ayudan en la 
coagulación sanguínea
3 2 .4 ¿ C u á le s s o n lo s t ip o s y (u n c io n e s 
d e lo s v a s o s s a n g u ín e o s ?
Las arte rias y arterío las transportan la sangre del corazón 
Lo s capilares perm iten el intercam bio de nutrim entos y 
desechos
Guardián d a la salud: ¿C óm o reparar corazones 
enfermos7
Las venas y vénu las transpo rtan la sangre de regreso 
a l corazón
Las arterío las con tro lan la d istribución del flujo sanguíneo
3 2 .5 ¿ C ó m o t r a b a ja e l s is te m a l in fá t ic o 
c o n e l s is te m a c ir c u la to r io ?
l o s vasos linfáticos se parecen a los capilares y a las venas 
del sistem a circulatorio
E l sistema linfático re g rsa el liquido extracelular a la sangre 
E l sistem a lin fático transporta las grasas del m estino 
delgado a la sangre
Lo s órganos linfáticos defienden al organism o y filtran 
la sangre
Estud io d a caso o tro v is tazo Correr con el corazón
/
32.1 ¿C U Á L E S SO N LA S P R IN C IP A L E S 
C A R A C T ER ÍST IC A S Y FU N C IO N E S 
D E LO S S IS T EM A S C IR C U LA T O R IO S ?
H ace m ile s de m illones de años, las prim eras células se a lim en ­
taron d e l o céan o p rim ord ia l e n e l q ue evo luc ionaron . F J océano 
les p ropo rc ionó nutrim entos, que se d istribuyeron e n las células 
y e lim in a ro n los desechos q ue sa lie ron de ellas. E n la actualidad, 
los m icroorganism os y algunos an im a les m u ltice lu lares sim ples 
dependen aú n casi p o r com p le to de la d ifu s ión para intercam biar 
g ises con el am biente. Po r e jem p lo , las espon jas circu lan agua m a­
rina a través de los poros e n su cuerpo, b rin dand o a cada célu la un 
contacto cercano con su m e d io (téose la figura 23-5). En los an im a ­
les m ás com plejos, las célu las se encuentran m ás alejadas d e l m u n ­
d o exterior, pero au n así requieren de d istandas de d ifu s ión cortas, 
d e m o do ta l q ue los nutrim entos adecuados lleguen a ellas y n o se 
envenenen co n sus prop ios desechos. C o n la evo luc ión d e l sistem a 
circulatorio se creó un a esp erie d e 'o cé an o in te rn o ' que cum ple 
e l m ism o propósito q ue ten ía el m ar para las prim eras células. Este 
océano in te rno transporta e l a lim ento y el oxígeno a las célu las, al 
tiem p o q ue e lim in a los desechos p rod ud do s por éstas.
T o d o s los sistem as c ircu lato rios constan d e tres partes p r in ­
dpales:
• l in a bom ba, el co ra z ó n , q ue m antiene la sangre e n d rcu lación .
• l ln líq u id o , la san g re , q ue sirve co m o m e d io d e transpone.
• l l n sistema d e conductos, los va so s s a n g u ín e o s , que transpor- 
u la sangre p o r todo el cuerpo.
En los anim ales hay dos tipos de sistem as 
circulatorios
lo s sistem as d reu la to rios d e los an im ales adoptan d o s formas d i­
ferentes: ab ien o s y cerrados, lo s s is te m a s d r e u la to r ios a b ie r to s 
están presentes e n m uchos invertebrados, in d u id o s los artrópodos 
(c o m o los crustáceos, arañas e insectos) y los m oluscos (co m o los 
caracoles y las a lm ejas). U n an im a l co n u n sistem a d reu la to rio 
a b ie n o tien e u n o o m ás corazones sim ples, un a red d e vasos san­
guíneos y un a serie d e espades interconectados d en tro d e l cuerpo 
co n od d o s co m o h e m o c e le (F IG U R A 32-l a ) . E n d hem ocele (que 
puede o cu p a r d e 20 a 4 0 % del vo lu m e n del cuerpo ), los tejidos 
y órganos internos están irrigados d irectam ente con h cm o lln fa , 
u n líq u id o q ue fu n d o n a co m o sangre y co m o su stand a extracelu­
lar q ue baña a todas las célu las e n los organism os m ulticelulares, 
co m o se describe m ás adelante. En los insectos, el corazón es un 
vaso san g u íneo m o d ificad o con un a serie d e cavidades contráctiles 
(léase la figura 32-la, derecha). C u an d o las cavidades se contraen, 
las válvu las e n e l corazón se derran , fo rzando la salida d e hemo- 
lin fa a través d e los vasos h a d a los esp ado s d e l hem ocele e n todo 
el o rgan ism o. C u a n d o las cavidades cardiacas se re lajan, la hemo- 
lin fa regresa a ellas desde el hem ocele.
lo s s is te m a s c ir c u la to r io s c e rra d o s están presentes en 
a lgunos invertebrados, co m o la lo m b r iz d e tierra (R G U R A 32-1 b ) 
y m o lu scos m u y activos, co m o e l ca lam ar y el pu lpo . Los siste­
m as c ircu la to rios cerrados tam b ién so n característicos d e todos 
los vertebrados, in d u id o s los seres hu m an os . E n los sistem as d r ­
eu latorios cerrados, la sangre es con finada al corazón y los vasos
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C i r c u la c ió n 6 2 1
(a ) S is te m a c ircu la to rio ab ierto 
vaso
b s vaso s sangu íneos s e ram ifican 
en ca d a órgano
fo ) Sistem o c ircu la to rio ce rrad o
▲ F IG U R A 32-1 S s te m a s c irc u la to r io s a b ie r to s y c e rra d o s Las flechas Indican la dirección del 
flujo sanguíneo o hemollnfa. (a) (izquierda) En tos sistemas circulatorios abiertos de la mayoría de los 
invertebrados, un corazón bombea la hemollnfa a través de los vasos h a d a el hemocele, donde la sangre 
baña directamente los dem ás órganos. (Derecha) El saltamontes ofrece un buen ejemplo de un sistema 
drcu laiorio ab ierto (la hemollnfa de los insectos carece de hemoglobina y es casi transparente o de un color 
verde muy pálido), (b ) (izquierda) En un sistem a circulatorio cerrado, la sangre permanece confinada dentro 
del corazón y los vasos sanguíneos. (Derecha) En la lombriz de tierra, cinco vasos contráctiles sirven como 
corazones que bombean la sangre a través de los vasos ventrales y dorsales principales, desde los q ue se 
ramifican vasos de Interconexión más pequeños. La sangre de la lombriz de tierra, como la del ser humano, 
contiene hemoglobina roja.
sanguíneos, q ue se ram ifican d e m anera e lab o rad a p o r todos los 
te jidos y ó rganos d e l cu e rp o p a ra p erm itir e l in te rcam b io d e nu­
trim entos y desechos. I x » sistem as c ircu lato rios cerrados perm i­
ten u n f lu jo san g u íneo m ás ráp id o , un transporte m ás e fic ien te de 
las sustancias d isueltas y un a presión a rte ria l m ás a lta d e la que 
es posib le e n los sistem as ab iertos. E n la lo m b riz de tierra, cinco 
vasos contráctiles s irven co m o corazones q u e bom bean la sangre 
a través d e los p rin c ipa les conductos, desde d o n d e se ram ifican 
vasos m ás pequeños (véase la figura 32-Ib , derecha).
E l sistem a circu lato rio de los vertebrados 
tiene diversas funciones
E l sistem a circulatorio m an tien e a todos los otros sistem as d e órga­
nos e n e l cuerpo. E l sistem a c ircu lato rio d e los vertebrados realiza 
las siguientes fundones:
• T ransporta oxígeno d e los p u lm on es o branquias a los 
tejidos, y el d ió x id o d e ca rb o n o de éstos a los p u lm on es o 
branquias.
• D is tr ib uye los nu trim entos del sistem a digestivo a las célu las 
d e l cuerpo.
• T ran spo rta los p roductos d e desecho y las sustancias tóxicas 
a l h ígado (d o n d e m u chos de e llos se d es in tox ican ) y a los 
riñones (p a ra su e x a e r ió n ).
• D istribuye las ho rm o n as de las g lándu las y ó rganos q ue las 
p rod ucen a los tejidos sobre los q ue acu lan .
• A yu d a a regular la tem peratura co rpo ra l m ed ian te ajustes en 
e l f lu jo sanguíneo.
• A yuda a cu ra r las heridas y ev ita e l sangrado m ed ian te la 
c rea rió n d e coágulos.
• Protege a l organism o d e las enferm edades al hacer q ue d rcu len 
los g lóbulos blancos y los anticuerpos.
En las secd ones siguientes se e s tu d ian las tres p an es del 
sistem a r ir a i la to r io : el coraz/Sn, la sangre y los vasos sanguíneos, 
con especial énfasis e n el sistem a h u m an o . Po r ú ltim o , se descri­
be e l sistem a lin fá tico , q u e trabaja d e m anera m u y estrecha con 
el s is tem a d rcu la to rio .
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6 2 2 A n j i o m ú i y f o i o l o g i j a n im a l
32.2 ¿C Ó M O F U N C IO N A E L C O R A Z Ó N 
D E LO S V E R T E B R A D O S ?
FJ corazón d e los vertebrados se con fo rm a d e cavidades musculares 
capaces de contraerse co n fuerza. Las cavidades llam adas a u ríc u la s 
recolectan la sangre, la s contracciones auriculares en v ían la sangre 
a los v e n tr íc u lo s , cavidades cuyas contracciones h acen c ircu la r la 
sangre a los pulm ones y al resto d d cuerpo.
En la evoludón de los vertebrados aum entó 
la com plejidad y eficiencia del corazón 
En el transcurso d e la e vo lu d ó n d e los vertebrados e l corazón se 
h a vuelto cada vez m ás com plejo, co n una m ayo r separación entre 
la sangre oxigenada (q u e recoge e l oxígeno d e los pu lm ones o las 
b ranqu ias ) y la sangre desoxigenada (que, a l pasar p o r los tejidos 
d e l cuerpo, pierde oxigeno).
El corazón de los peces — los prim eros vertebrados q ue 
e vo lu n o n a ro n — consta d e dos cavidades contráctiles: un a so la 
au rícu la que se vac ía e n un so lo ven trícu lo (F IG U R A 32-2*). La 
sangre b om b eada d e l v e n tr íc u lo pasa p rim ero a través d e las 
b ranquias, d o n d e recoge oxígeno y libera d ió x id o d e carbono. 
La sangre v ia ja d irectam ente d e las b ranq u ias al resto del cuerpo 
para lleva r ox ígeno a los te jido s y recoger d ió x id o d e carbono. La 
sangre d e l cuerpo regresa a la ún ica aurícula.
C o n la e vo lu d ó n , con fo rm e los peces d ie ron lugar a los 
an fib ios y éstos a los reptiles, se co n fo rm ó un co razó n con tres 
cavidades, q ue consta de dos aurículas y u n ven trícu lo (F IG U R A 
32-2b). E n los corazones de tres cavidades de los an fib ios y repti­
les, co m o víboras , lagartijas y tortugas, la sangre ya desoxigenada 
del cuerpo llega a la au rícu la derecha, m ien tras q ue la sangre de 
los p u lm on es en tra a la au rícu la izquierda. A m bas au rícu las se 
v a d a n e n e l ú n ico ven trícu lo . A u n q u e se p rod uce c ie rta m ezcla, la 
sangre desoxigenada tiende a perm anecer e n la p o rd ó n derecha
del ven trícu lo y se b om b ea a los vasos sangu íneos q u e llevan a los 
p u lm on es, m ien tras q u e la m ayo r parte d e la sangre oxigenada 
perm anece e n la p o rd ó n izqu ierda d e l v e n tr íc u lo y se b om b ea al 
resto del cuerpo. Los corazones d e cu a tro cavidades de algunos 
reptiles, corno los cocodrilos, a s í co m o d e todas las aves (urímse 
las pág inas 4 5 7 y 4 5 8 ) y m am íferos t ien e n ven trícu lo s derecho e 
izq u ierd o separados q ue a ís lan p o r co m p le to la sangre oxigenada 
d e la desoxigenada(F IG U R A 32-2c).
Los corazones d e cuatro cavidades constan 
de dos bom bas separadas
lo s corazones d e cuatro cavidades, in c lu id o e l d e los seres hum a­
nos, pueden considerarse co m o dos bom bas independientes, cada 
un a con dos cavidades. E n cada bom ba, un a au rícu la redb e y re­
tiene brevem ente la sangre antes de pasarla a u n ven trícu lo que la 
envía hacia el cuerpo (F IG U R A 32-3). U n a bom ba, fo rm ada por 
la aurícula derecha y e l ven trícu lo derecho, b om b ea sangre desoxi­
genada. La au rícu la derecha redb e la sangre s in oxígeno d e l cuerpo 
p o r m ed io de la vena cava superior y la ve n a cava inferior, que 
son las dos v e n a s (vasos sanguíneos q ue transportan la sangre al 
corazón) m ás grandes. Después de llenarse d e sangre, la aurícula 
derecha se contrae y provoca q ue la sangre pase al v en trícu lo dere­
cho . Luego, la con tracrión del ven trícu lo derecho en v ía la sangre 
s n oxígeno a los pu lm ones p o r m ed io de las a r t e r i a s pulm onares 
(vasos sanguíneos que transportan la sangre fuera d e l corazón).
I j o tra b om b a, q ue está con fo rm ada de la au rícu la izqu ier­
da y el v en trícu lo izq u ierd o , se encarga d e la sangre oxigenada. 
La sangre rica e n ox ígeno p roven ien te d e los pu lm ones entra 
e n la au rícu la izqu ierda a través d e las venas p u lm onares y 
luego pasa al v e n tr íc u lo izquierdo. U n a fuerte co n tra cd ó n del 
ven trícu lo izq u ierd o ( l a cavidad d e l co razó n co n m ás m úscu lo ) 
en v ía la sangre ox igenada p o r un a arte ria im portan te , la aorta, al 
resto d e l cuerpo.
c a p i l a r e s d e l a s b r a n q u ia s c a p i l a r e s d e t o s p u lm o n e s c a p i l a r e s d e t o s p u lm o n e s
► F IG U R A 32-2 E v o lu d ó n d e l 
co ra z ó n d e lo s v e rte b ra d o s
(a ) El corazón d e los primeros 
vertebrados e s el corazón d e dos 
cavidades d e los peces, (b ) lo s anfibios 
y muchos reptiles tienen un corazón de 
dos aurículas, desde las cuales se vacia 
la sangre hacia un solo ventrículo.
(c ) El corazón d e los cocodrilos, las 
aves y los mamíferos com bina dos 
bombas separadas que evitan que 
se mezcle la sangre oxigenada con 
la sangre desoxigenada. Como los 
corazones de la ilustración están de 
m ado que el lector los vea d e frente, el 
lado izquierdo y el derecho aparecen 
invertidos, l a sangre oxigenada está 
representada con color ro jo brillante y 
la sangre desoxigenada con color azul 
brillante.
d o f c u o r p o
« P e e »
a u r íc u la s
c a p i la r e s d o i c u o r p o
f3) A nfib ios y algunos 
rep tile s
c a p t a r o s d o l c u o r p o
(c ) M am íferos, cocod rilo s
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