Biología, la vida en la tierra con fisiología TOMO 02-páginas-40

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C ir c u la c ió n 6 3 1
▲ F IG U R A 32-15 E s tru c tu ra s e in te rco n ex io n es d e lo s v a s o s san g u ín e o s Las arterias y arterlolas tienen más 
músculo q ue las venas y vénulas, l a sangre oxigenada pasa de las arterias a las arterlolas y a los capilares. Los 
capilares, que tienen paredes del grosor de un a so la célula, vacian la sangre desoxigenada e n las vénulas, que la 
vacian en las venas, l o s esfínteres precapilarcs regulan el movimiento d e la sangre de las arterlolas a los capilares.
Los g ló b iio s ro jos deben 
posar a través d e los
cap ilaros on un a so la fila
Las p ared es d e lo s cap ilares 
san delgadas y perm eables 
a lo s g ases, nutrim entos y 
d esech o s celu lares
▲ F IG U R A 32-16 L o s g ló b u lo s ro jo s v ia ja n en u n a s o la fila 
a tra vé s d e u n c a p ila r
P R E G U N T A ¿Por qué el oxigeno sale d e los capilares en los to ldos 
corporales, m ientras el dióxido d e carbono entra e n e llos (en lugar 
de que fuera a l contrario)?
los capilares. La sustancia resu ltante, llam ada liq u id o e x tra ce lu ­
la r q ue se parece a l p lasm a p ero s in sus grandes proteínas. Se 
co n fo rm a sobre to d o d e agua q ue co n tien e nu trim en to s disucl- 
tos, ho rm onas, gases, desechos celu lares y g lób u lo s b lancos. Este 
m e d io actúa co m o un in te rm ed ia rio e n tre las célu las co rpora les y 
la sangre d e los capilares, y a q ue p rovee a la s cé lu las d e nu trim en ­
tos y recibe sus desechos y o tras secreciones.
la s sustancias tom an diversas rutas a través d e las delgadas 
ja redes capilares. Ix>s gases, el agua, las horm onas lip íd icas y los 
áddos grasos pueden dispersarse d irectam ente a través d e las m em ­
branas celulares endotclia les. Los nutrim entos pequeños solubles 
en agua, co m o sales, glucosa y am ino ád do s, entran e n el flu ido 
extracelular p o r los d im inu tos espaaos en tre las célu las capilares 
adyacentes. Los glóbulos b lancos tam bién pueden flu ir de m anera 
con tinua a través d e estas grietas, la s m em branas de las células 
endoteliales transportan algunas proteínas e n vesículas. C o m o re­
su ltado d e la a c a ó n d e filtrado d e las paredes capilares, la compo- 
s id ó n d e l líq u id o extracelular d ifiere d e la de la sangre. A u n q u e las 
am een trado nes de iones y g lucosa son m u y sem ejantes, e l liq u id o 
extracelular carece d e glóbulos rojos y p laquetas y tiene un a canti­
d ad sustandalm ente m enor d e proteínas q ue el p lasm a sanguíneo.
La presión d en tro d e los capilares d ism inuye m ientras la san ­
gre v ia ja h a d a las vénulas, y la a lta p resión osm ótica d e la sangre 
que perm anece e n el in terio r d e los capilares (d eb ido e n gran m edi­
da a la presencia d e a lb ú m in a ) h a ce q ue e l agua regrese a los vasos
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la enferm edad card iovascu lar (ECV; trastornos del corazón 
y los vasos sanguíneos) es la causa p rincipal de m uerte en 
Estados Unidos. De acuerdo con la Am erican Hcart Assoclatlon 
(Asociación Estadounidense d e l Corazón), los EC V acaban con 
casi 900 m il vidas ca d a año, c ifra q ue no resu lta sorprendente. 
0 corazón debe contraerse con vtgor m ás d e 2.5 m il m illones 
de veces durante un a v id a prom edio sin detenerse a descansar 
ni una so la ve z para q ue la sangre pase por una prolongada 
red d e vasos. Com o estos vasos se pueden con traer, deb ilitar 
o b loquear, el sistem a card iovascu lar e s un cand idato para el 
funcionamiento deficiente.
la a t e r o s c le r o s is o b s t r u y e la s a r t e r ia s 
La a te ro s c le ro s is (d e l griego ath ero , q ue significa 'engrudo* 
o 'p eg am en to ’ ; y scleros. q ue quiere dec ir ‘ duro’ ) es la 
causa d e depósitos, conocidos com o p la c a s , dentro de las 
paredes arteriales. Estos depósitos hacen q ue d ichas paredes 
se engrosen y p ierdan su e lasticidad. Suelen form arse e n las 
personas co n n ive les a ltos d e co lestero l "m alo" (LD L ) y niveles 
bajos d e colesterol 'b u e n o ' (HD L). ¿Cuál e s la d iferencia entre 
los dos?
0 co lestero l se transporta a través del flujo sanguíneo en 
paquetes llam ados H poprottinas, q ue están conform ados de 
colesterol rodeado por una cub ierta de proteínas y fosfolíp idos 
que lo hacen soluble e n el p lasm a acuoso. Aunque las 
no lécu las de colesterol son Iguales e n am bos paquetes, las 
Ipopro te ínas d e baja densidad (LD L) tienen m enos proteinas 
to ta les en sus cubiertas que las llpoprotelnas d e a lta densidad 
(HDL), y los tipos predom inantes d e proteina d ifieren entre 
LDL y HDL. Las LDL transportan e l colesterol d e l h ígado a 
las célu las d e l cuerpo, inclu idas las cé lu las d e las paredes 
arteriales, donde éste puede contribuir a la fo rm ación de 
placas. Las H D L transportan el colesterol al h ígado; d e esta 
manera lo e lim inan del flujo sanguíneo y reducen los niveles 
de colesterol total e n la sangre.
Es probable q ue la form ación d e p lacas se In ic ie por 
n i daño m enor al recubrim iento cndotc lla l en la arteria. El 
endotelto dañado atrae glóbulos blancos, q ue se abren cam ino 
por debajo de éste e ingieren grandes cantidades de colesterol 
LDL y o tros llp ldos (R G U R A E32-1). Los cuerpos distendidos 
de estos m acrófagos contribuyen a un centro graso d e placa 
en crecim iento. M ientras U n to , las célu las del m úsculo liso 
que se encuentran debajo d e l endotello m igran hacia el centro, 
absorben m ás g rasa y co lestero l, y se adhieren a la placa. 
Asimismo, producen proteinas q ue form an una capa fibrosa 
que cubre c l centro graso.
Conform e la p laca crece, su ca p a fib rosa puede romperse 
exponiendo los factores prom otores de la coagu lación dentro 
de la p laca. En tonces se forma un coágulo, el cu a l obstruye aún 
más la arteria. D icho coágu lo puede b loquear por com pleto la 
arteria (vé a se la figura E3 2 - I) o desplazarse y ser transportada 
en la sangre hasta b loquear una parte m ás angosta de la 
arteria, lo s coágu los e n las arterias son responsables de 
las consecuencias m ás graves d e la aterosclerosis: ataques 
cardiacos y acciden tes ccrebrovascu larcs.
A R G U R A E32-1 U n a p la c a q u e b lo q u e a u n a a r te r ía
Compara esta arteria con la mostrada e n la figura 32-15. lo s 
depósitos am arillos en el interior d e la arteria forman una placa. 
Si la capa fibrosa se rompe (como aquí se ilustra), se forma un 
coágulo que obstruye la arteria.
Un a ta q u e c a rd ia c o —q ue puede o cu rrir si se b loquea 
una arteria de la s que abastecen e l m úsculo cardiaco— es 
la m uerte d e las célu las d e l m úsculo card iaco deb ido a una 
falta d e oxigeno al Interrum pirse el sum in istro d e sangre. 
Aunque los ataques card iacos son la causa principal de 
m uertes por aterosclerosis, esta enferm edad hace q ue se 
form en p lacas y coágu los en las arterias d e todo e l cuerpo.
Un a c c id e n te c e rc b ro v a s c u la r . e n ocas iones llam ado 
'apop le jía ' o 'e m b o lia ', e s la m uerte d e las cé lu las cerebrales 
debido a la fa lta de oxigeno a l interrum pirse e l suministro 
de sangre. Según c l g rado y la ubicación del daño cerebral, 
tos acc iden tes cerebrovasculares pueden provocar gran 
variedad d e problem as neurológlcos. inclu ida la parálisis 
parcial; problemas d e m em oria, com unicación o aprendizaje, 
y cam b ios e n los estados de án im o o d e personalidad.
SI se presenta un ataque cardiaco o accidente 
cercbrovascular. un tratam iento oportuno puede reducir 
al m ínimo e l daño y aum entar d e m anera s ign ificativa las 
probabilidades de que la v ictim a sobreviva. Los coágu los 
en las arterias coronarias (del corazón) o e n e l cerebropueden d iso lverse Inyectando una proteina ‘destructora de 
coágulos" que los elim ina. Este tratam iento funciona m ejo r si 
se adm in istra pocas horas después d e q ue ocu rre c l ataque.
T ra ta m ie n to d e la a t e r o s c le r o s is
La presión arterial alta, el tabaquism o, la obesidad, la 
diabetes, la fa lta d e e je rc ic io , la predisposición genética y 
los n iveles a lto s d e colesterol LD L en la sangre promueven 
la aterosclerosis. El tratam iento trad icional contra la 
aterosclerosis Incluye cam b ios e n la d ie ta y e l estilo d e vida;
6 3 2 A n a t o m í a y f i s i o l o g í a a n i m a l
Guardián de la salud
¿Cómo reparar corazones enfermos?
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C ir c u la c ió n 6 3 3
Un taladro 
diminuto
(b)
▲ R G U R A E32-2 L a a n g io p la s tia d e s b lo q u e a la s a r te r ía s (a ) Una arteria más angosta. (b )S c 
puede abrir la arteria inflando un globo dim inuto e n su interior o (c ) se taladra la placa para deshacerla,
(d ) Después de la angloplastla, a menudo se inserta una malla de alam bre para mantener la abertura.
pero si esto falla , es posible la prescripción d e m edicam entos 
que reducen c l colesterol. S i una persona tuvo un ataque 
card iaco o sufre d e a n g in a d e p ech o , que e s dolor en el 
pecho provocado por e l flujo insuficiente de sangre hacia 
d corazón, puede ser cand idato a c iru g ía para ensanchar o 
co locar una derivación e n la arteria obstruida.
B térm ino angioplaslia se refiere a las técn icas que 
ensanchan las arterias coronarias obstru idas (R G U R A E32-2*).
Para realizar una angioplastla, un médico Inserta una cánula 
flexible e n una arteria de la parte superior de la p ierna o el 
brazo v Ia 9u¡a hasta la artería b loqueada. La cánu la puede 
tener un pequeflo g lobo e n la punta, m ism o que luego se infla 
y com prim e la p laca (R G U R A E32-2bX o puede contar con 
dim inutas cuchillas giratorias o una broca d e taladro recubierta 
de diam ante d e a lta velocidad (R G U R A E32-2eX q ue corta la 
placa e n p iezas m icroscópicas elim inadas en la sangre. Una 
w z q ue los m édicos retiran la p laca, a m enudo insertan e n la 
arteria un d ispositivo tubular de malla de alam bre, llamado 
aent (endoprótesis vascular), para ayud ar a m antenerla abierta 
(F IG U R A E32-24X En casos m ás graves, se puede realizar una 
cirug ía d e derivación coronaria. En esta operación se colocan 
puentes e n las arte rias coronarias con segm entos d e vena, 
tomados norm alm ente de la pierna del paciente (R G U R A E32-3) 
o segm entos de arte ria del antebrazo del paciente.
© L avo n a 
ríjortada evita 
b obstrucción
O U n a arteria 
coronaría ostá bloqueada 
en este punto
A F IG U R A E32-3 C irug ía d e derivación coronaría
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6 3 4 A i i j i o m ú y f i s io l o g ía a n im a l
por ósmosis m ientras la sangre se acerca a l extrem o venoso d e los 
capilares. C on fo rm e e l agua entra e n los capilares y d iluye la sangre, 
las sustancias disueltas e n el liq u id o extracelular suelen difundirse 
de nuevo e n los capilares. Po r tanto, gran parte d e l liqu ido extra- 
celu lar (a lrededor d e 8 5 % ) es restablecido a l torrente sanguíneo a 
través d e las paredes d e los capilares del lad o venoso d e la red capi­
lar. C o m o se w r a m ás adelante e n este cap itu lo , e l sistem a lin fático 
repesa el resto del líq u id o a la sangre ( víase la figura 32-1 8).
Las venas y vénulas transportan la sangre 
de regreso a l corazón
Después d e recoger d ió x id o de ca rbono y otros desechos d e las 
células, la sangre de los capilares se drena e n vasos m ás grandes 
llam ados v é n u la s , q ue se vac ian e n venas aú n m ayores [léase la 
figura 32-15, derecha). L a s venas p rop o rc ionan un a ru ta d e baja 
resistencia q ue conduce la sangre d e regreso al corazón. Las paredes 
de las venas so n m ás delgadas, m enos m usculares y m ás expandi- 
bles q ue las de las arterías. C u an d o las venas se com prim en , las vál-
t i contracción 
del m úsculo 
com prim e 
ta vena
nú scu to 
relajado
válvula
A F IG U R A 32-17 L a s v á lv u la s d r ig e n e l flu jo s a n g u ín e o en 
la s v e n a s tas venas y vénulas tienen válvulas en un solo sentido 
que mantienen el flujo sanguíneo en la dirección correcta. Cuando 
los músculos cercanos comprimen la vena, estas válvulas permiten 
que la sangre fluya hada ef corazón, pero se cierran para evitar el 
flujo invertido.
vulas en un sentido m an tienen el flujo sanguíneo h a d a e l corazón 
(F IG U R A 32-17).
A u n q u e la presión arterial e n las venas es baja, los cam bios 
de presión provocados por la in h a la d ó n y la exhaladón , a s í com o 
p o r las con tracd ones del m úscu lo esquelético durante el c je rd d o , 
ayudan a q ue la sangre regrese a l corazón a l co m p rim ir las venas 
y h ace r pasar la sangre p o r ellas, El h e ch o de estar sentado o de 
p ie duran te m u cho t iem p o puede provocar que los tob illo s se h in ­
chen. ya q ue la ausenda d e contracdones musculares q ue com pri­
m a n las venas hace q ue la sangre venosa tienda a acum ularse e n la 
parte in ferio r d e las piernas. Esto aum enta la p resión arterial en 
los capilares d e las p iernas, que entonces absorben m enos líqu ido 
extracelular. FJ h e ch o d e estar sen tado o d e p ie durante largos pe­
riodos, contribuye por lo regular a la fo rm ac ión de venas varicosas 
en la parte baja de las piernas. En esta cond irión , las venas q ue se 
encuentran justo debajo d e la p ie l se h in ch an e n form a p erm anen­
te porque sus vá lvu las están estiradas y debilitadas.
S i la p res ión arteria l debe bajar (después d e un a hem o rra ­
gia im po rtan te ), las ven as pueden ayud ar a restablecerla. E n esos 
casos, el sistem a n e rv io so s im pá tico (q u e prepara e l cuerpo para 
un a acc ió n de em ergencia ) es tim u la d e form a au tom ática la con- 
traed ón d e los m úscu los lisos e n las paredes de las venas, listo 
reduce e l vo lu m en in te rno d e las ven as y su b e la p resión arterial, 
ace lerando el regreso d e la sangre al corazón.
Las arte rio las controlan la distribución 
del flu jo sanguíneo
la s arteriolas transportan la sangre a los capilares. Sus paredes 
musculares se ven afectadas p o r los nervios, ho rm onas y sustandas 
qu ím icas que p roducen los tejidos cercanos. P o r tanto, las arte rio ­
las se contraen y re lajan e n respuesta a las necesidades d e los teji­
dos y órganos q ue abastecen. En u n a nove la d e suspenso es co m ú n 
leer: *Su rostro p a lid e d ó al ve r el p iso teñ ido d e sang re '. En efecto, 
la p ie l palidece cuando las arteriolas q ue abastecen d e sangre a los 
capilares d e la p ie l se con traen d eb id o a que el sistem a nervioso 
estim ula el m úscu lo liso e n las paredes d e las arteriolas. Esta con- 
tracrión e leva la presión arterial e n general, p ero la con stricdó n 
selectiva tam b ién redirige la sangre a l corazón y a los m úsculos, 
donde quizá se necesite para un a a cd ó n vigorosa, y la a le ja d e la 
piel, d o n d e es m enos im portante.
En un c lim a extrem adam ente frío , los dedos d e m anos y 
p ies pueden dañarse p o r congelación a l contraerse las arterio las 
q ue abastecen de sangre a las extrem idades. I j sangre se desvía a 
los ó rganos v ita les , co m o e l corazón y e l cerebro, q u e n o pueden 
fu n d o n a r d e m anera ap ro p iad a s i baja la tem peratura. A l red u d r 
el f lu jo san g u íneo a las extrem idades que irrad ian calor, el cuer­
p o conserva s u p ro p io ca lor. En contraste, e n u n d ía ca lu ro so de 
w ra n o te sonro jas porque las arterio las d e la p ie l se expandeny 
llevan m ás sangre a los cap ila res dérm icos. Esto perm ite q ue el 
cuerpo d is ip e e l ca lo r excesivo al a ire d e l exterior y ayuda a con­
servar un a tem pera tu ra in te rn a re lativam ente constante.
EJ flu jo sanguíneo e n los capilares es regulado aú n m ás por 
an illo s d im inu tos d e l m úscu lo liso llam ados es fín te res p recap ib - 
res , q ue rodean las un iones entre las arteriolas y los capilares [léase 
la figura 32-15). Éstos se ab ren y derran e n respuesta a los cam bios 
quím icos locales que ind ican b s necesidades d e los tejidos cerca­
nos. Po r e jem p lo , la a cum u lad ó n d e d ió x id o d e carbono, dado 
láctico u otros desechos celulares ind ica q ue se requ iere d e m ayor 
flu jo sanguíneo e n los tejidos. Estas señales hacen que los esfínteres
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Circulación 6 3 5
¿Te has preguntado...
cómo es que el corazón de una jirafa puede 
bombear la sangre hasta su cerebro?
las palas largas y e l cuello de ocho p ies (2 .S metros) d e una jirafa 
permiten que este sorprendente animal busque alimento e n lo 
alto de los árboles, pero estas adaptaciones representan grandes 
exigencias para su sistema circulatorio. El corazón de una Jirafa 
puede cubrir estas exigencias porque pesa alrededor d e 9 kilos y 
mide aproximadamente 60 centímetros de alto. Si la Jirafa pesara 
lo mismo que una persona promedio, su corazón seria dos veces 
m is grande que el de la persona, l a frecuencia cardiaca de la 
Jirafa (alrededor de 170 latidos por minuto) y su presión arterial 
(cerca de 280/140 mm Hg) también son casi d e l doble de los de 
una persona. Estas adaptaciones ayudan a que la sangre haga el 
hrgo viaje hacia arriba hasta el cerebro de la Jirafa.
V ___________________ '_______
p e capilares y los m úsculos en las paredes d e las arteríolas cercanas 
se re lajen y p erm itan q ue fluya m ás sangre por los capilares.
32.5 ¿C Ó M O T R A B A JA E L S IS T E M A U N FÁ T IC O 
C O N E L S IS T E M A C IR C U LA T O R IO ?
E l sistem a lin fático incluye algunos órganos y u n exteaso sistema 
de vasos linfáticos q ue llegan a l sistema circulatorio (R G U R A 32-18). 
liste sistema d e órganos sirve para:
• Regresar e l acceso d e liq u id o extracelular a l torrente sanguíneo.
• 'transportar las grasas del intestino delgado a l torrente sanguíneo.
• E l im in a r las células sanguíneas envejecidas y otros desechos 
d e la sangre.
• Defender el cuerpo a l exponer bacterias y v irus a los glóbulos 
blancos.
En las secciones siguientes se en fa t iz an las prim eras tres fu n d o ­
nes, e n las cuales e l sistem a lin fá t ico trabaja e n fo rm a estrecha 
co n e l sistem a circu lato rio . En e l ca p ítu lo 36 se estud ia la fu n d ó n 
del sistem a lin fá t ico e n la defensa d e l o rganism o.
Los vasos Enfáticos se parecen a los capilares 
y a las venas del sistem a circulatorio 
l-os vasos lin fáticos m ás pequeños, llam ados capilares lin fáticos, se 
parecen a los capilares sangu íneos e n e l aspecto de q ue se ram ifi­
can e n fo rm a o ttensa p o r to d o e l cuerpo y e l grosor d e sus paredes 
es de ap enas el de un a cé lu la . S in em bargo, los cap ilares lin fáticos 
son m u ch o m ás perm eab les q ue los cap ilares sangu íneos y n o se 
encuentran e n los huesos n i e n el sistem a n e rv io so central.
A d ife re n d a d e los cap ilares sanguíneos, q u e form an un a 
red con tin ua interconeciada, los capilares lin fáticos 'te rm in a n de 
m anera in tem p estiva ' e n el l íq u id o extracelu lar que rodea a las 
célu las del cuerpo (R G U R A 32-19). D e los cap ilares lin fá ticos, la 
l in fa se can a liz a hacia vasos lin fá ticos ca d a vez m ás grandes, que 
se parecen a las venas del sistem a d reu la to r io e n q ue am bos tie ­
n en paredes s im ila res y poseen vá lvu las d e u n se n tid o q ue con­
tro lan l a d irección d e l m o v im ie n to d e l l íq u id o (R G U R A 32-20). 
C o n fo rm e se lle n an los vasos lin fá ticos m ás grandes, s u estira­
m ie n to es tim u la las con tracd ones de los m úsculos lisos e n sus 
paredes, b om b eand o la lin fa h a d a vasos m ás grandes. A l igual 
q ue e n las venas, los cam b ios e n la p resión in terna provocados
A F IG U R A 32-18 E l s is te m a lin fá t ic o h u m a n o la ilustración 
muestra los vasos linfáticos, nódulos linfáticos y dos órganos 
linfáticos: el timo y el bazo, la linfa regresa a l sistema circulatorio a 
través del conducto torácico.
p o r la resp ira rión y la co n tracd ó n d e los m úscu los esqueléticos 
cercanos d u ran te e l e je rd e io p rovocan u n m ayo r im pu lso d e l f lu ­
jo lin fá t ico a través de los vasos lin fáticos.
E l sistem a lin fático regresa el liquido 
extracelu lar a la sangre
C o m o se describ ió antes, las sustancias d isueltas se in tercam b ian 
entre los cap ilares y las célu las d e l cuerpo a través d e l líq u id o 
extracelular. Es te liq u id ó se filtra a presión, fuera d e l p lasm a san ­
g u íneo , p o r m e d io de las paredes capilares. E j i u n a persona pro­
m ed io , a d ia r io se f iltra n d e los cap ilares sanguíneos d e tres a 
cuatro litros m ás d e líq u id o ex trace lu lar de lo q ue se reabsorbe. 
U n a fu n d ó n d e l s is tem a lin fá t ico consiste e n regresar a la sangre 
este exceso d e liq u id o y sus m oléculas d isueltas.
C on fo rm e e l líqu ido extracelular se acum u la alrededor d e las 
células, la p res ión cada vez m ás a lta lo hace pasar a través de aber­
turas t ip o alerones entre las cé lu las d e las paredes d e los capilares 
lin fáticos. C o m o las puertas d e u n sen tid o , estas vá lvu la s perm i­
ten la entrada d e sustandas, m as n o su salida. E l sistem a lin fá tico 
transporta este líq u id o — q u e después d e q ue en tra e n los vasos 
lin fá ticos se conoce corno lin fa — d e regreso al sistem a d reu la to ­
r io . Los vasos lin fá ticos m ás grandes (c o m o e l co n d u cto to rá d e o ) 
se v a n a n e n las venas cerca de la base del cue llo , las cuales se 
u n e n a la ve n a cava superio r q ue en tra a l corazón (véase la figura
32-18). La im p o rtan d a d e l s is tem a lin fá t ico d e regresar e l líq u id o 
a l torrente san g u íneo se ilustra con la e lefantiasis ( F I G U R A 3 2 - 2 1 ) . 
l i t a co n d ic ió n q ue desfigura a la persona es p rovocada p o r un 
gusano parásito q ue in fec ía , escoria y b lo qu ea los vasos lin fá ti­
cos, e v itan d o q ue transporten el l íq u id o extrace lu lar d e regreso al 
to rrente sanguíneo .
B conducto torácico 
en tra en un a vena 
( j je to va a la vena 
cava suportar
conducto
torácico
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