La circulación y la excreción en el ser humano

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La circulación y la excreción en el ser humano
El sistema circulatorio
Otro de los sistemas que contribuyen a mantener la homeostasis del cuerpo humano es el sistema circulatorio. Este sistema transporta nutrientes y hormonas hacia todas las células del cuerpo, y retira de ellas las moléculas que deben ser eliminadas porque su acumulación resultaría tóxica para el organismo. Está constituido por el corazón, las arterias, las venas y los capilares, por donde circula la sangre. Estas estructuras forman un sistema de conductos que, si pudiéramos colocar uno a continuación del otro, ¡su longitud sería de alrededor de 100.000 km! 
En los tejidos, los vasos se ramifican en una red de delgados capilares a través de los cuales se produce el intercambio de sustancias entre estos y las células, en forma rápida y eficiente.
El corazón se contrae y se relaja rítmicamente, lo que hace circular la sangre a través de todos los vasos. Podemos dividir este órgano en dos mitades: izquierda y derecha. Por la mitad izquierda circula la sangre oxigenada (que llega desde los pulmones) y por el lado derecho circula sangre carboxigenada (que proviene de cada una de las células del cuerpo).
El trabajo cardíaco es enorme: el corazón bombea treinta veces su pro- pio peso en sangre por minuto, lo que representa más de 14.000 litros de este tejido por día.
La sangre, un tejido
La sangre es un sistema muy particular: se trata de un tejido liquido. ¡Sí, entendiste bien! A medida que sigas leyendo esta página comprenderás la importancia de esta característica tan especial. El tejido sanguíneo cumple tres funciones primordiales:
▷ el transporte de nutrientes, de desechos y de hormonas;
▸ la regulación de la temperatura corporal, la acidez y la concentración iónica de los líquidos corporales;
▸ la protección contra la invasión de agentes nocivos y contra la pérdida de líquidos a raíz de una lesión.
En un varón adulto hay un volumen de entre 5 y 6 L de sangre y en la mujer, entre 4 y 5 L. Este fluido viscoso es un tipo de tejido conectivo particular en el que los elementos celulares o corpusculares "nadan" en un líquido intercelular muy abundante: el plasma.
El plasma tiene un color amarillento y está compuesto por agua, proteínas plasmáticas y otras sustancias disueltas (iones, sales, gases, etc.). Las proteinas plasmáticas más abundantes son la albúmina, que cumple función trans- portadora; las globulinas, que intervienen en la respuesta inmunitaria, y el
fibrinógeno, que interviene en la coagulación sanguínea. Los elementos celulares o corpusculares son los glóbulos rojos o eritrocitos (de forma bicóncava y sin núcleo), los glóbulos blancos o leucocitos (poseen núcleo)y las plaquetas (fragmentos celulares).
La hemoglobina y el transporte de oxígeno
Como ya te contamos, dentro de los glóbulos rojos se encuentra la hemoglobina, una proteína compleja que tiene, en el centro de su estructura, cuatro átomos de hierro. La mayor parte del oxígeno, que en los pulmones se difunde desde los alvéolos hacia los glóbulos rojos de los capilares, se une a estos átomos de hierro. Así unido, se transporta a los tejidos, y luego hacia cada una de las células. La hemoglobina también transporta dióxido de carbono, pero, en este caso, desde las células hacia los alvéolos pulmonares para que, finalmente, sea liberado al exterior durante la espiración. La hemoglobina que transporta oxígeno se denohemoglobina saturada.
La unión del oxígeno a la hemoglobina depende de la cantidad de oxigeno disponible. Por lo tanto, a nivel de los alvéolos pulmonares, la hemoglobina está saturada con el oxigeno que ingresó en el organismo durante la inspiración; luego, el oxigeno (a través del proceso de hematosis) ingresa en los capilares sanguineos, que transportan este gas hasta vasos de mayor calibre, las arterias; la sangre oxigenada que circula por los capilares arteriales y por las arterias (con excepción de la arteria pulmonar) es de color rojo escarlata. Las arterias se ramifican por todo el cuerpo hasta que, a nivel de las células, disminuyen su tamaño y forman nuevamente capilares arteriales en los que se produce el proceso de difusión y, de esta manera, el oxigeno ingresa en las células,
Como producto de las reacciones bioquímicas intra- celulares, se genera dióxido de carbono, que se difunde hacia la sangre a través de los capilares venosos. Luego, estos capilares se van uniendo para formar las venas. El dióxido de carbono, entonces, es transportado por las venas de tres maneras diferentes: disuelto en el plasma, unido a los aminoácidos de las proteínas de la sangre, principalmente de la hemoglobina formando la carbaminohemoglobina, y en su porcentaje mayor, como iones bicarbonato en el interior de los glóbulos rojos. Al igual que el oxígeno, el dióxido de carbono se difunde desde una zona de mayor concentración hacia otra de menor concentración.
La hemoglobina también puede unirse al monóxido de carbono, un gas inodoro que se desprende durante la combustión incompleta del gas, la madera o el carbón. El gran problema es que la hemoglobina es doscientas veces más afín al monóxido de carbono que al oxigeno; de modo que, aun en ambientes donde hay concentraciones de monóxido de carbono bajas, la hemoglobina se une a este gas, lo que resulta en una disminución drástica de la capacidad de transportar oxigeno por la sangre. Esto conduce a una intoxicación por monóxido de carbono, que puede llevar a la muerte si la persona intoxicada no recibe asistencia médica urgente.
El corazón
y la circulación sanguínea
Nuestro corazón es la bomba que mueve el flujo de sangre a través de los vasos sanguíneos. Late en movimientos rítmicos de contracción y relajación unas 100.000 veces al día, y hace circular 14.000 litros de sangre en ese tiempo.
Es un órgano que tiene el tamaño aproximado de un puño cerrado, pesa entre 250 y 300 g y está dividido en cuatro cámaras: dos superiores, las aurículas, y dos inferiores, los ventrículos; las aurículas y los ventrículos de una misma mitad están comunicados entre sí; pero no existe conexión entre las aurículas ni entre los ventrículos. Un ciclo cardíaco consiste en la sístole (contracción) y la diástole (relajación) coordinadas de las cuatro cámaras cardíacas.
La sangre carboxigenada, proveniente de las células de todo el cuerpo, ingresa en el corazón por tres venas que vuelcan su contenido en la aurícula derecha (AD), y pasan luego al ventrículo (VD) derecho a través de la válvula tricúspide. Desde el ventrículo derecho, la sangre se dirige a los pulmones por la arteria pulmonar. En los alvéolos pulmonares se produce la hematosis y la sangre oxigenada ingresa en la aurícula izquierda (AI) por medio de las venas pulmonares. De allí, pasa al ventrículo izquierdo (VI) a través de la válvula mitral, y deja el corazón por la arteria aorta, que se ramifica en diferentes vasos que transportan sangre oxigenada hacia los órganos de la cabeza, el tórax, el abdomen y las extremidades.
Las válvulas cardíacas se abren para que pase la sangre y luego se cierran, lo que asegura que el flujo sanguíneo tenga un único sentido.
El camino que recorre la sangre define dos circuitos: la circulación menor o pulmonar, entre el corazón y los pulmones, y la circulación mayor o sistémica, entre el corazón y el resto de los tejidos del cuerpo.
El sistema linfático
Otro de los sistemas que nos quedan por estudiar, y que también con tribuye con la homeostasis, es el sistema linfático. La función consiste en facilitar el drenaje del liquido intersticial (fluido que se encuentra entre las células),
►transportar los lipidos que fueron absorbidos en el tubo digestivo; generar la respuesta inmunitaria, capaz de hacer frente al ingreso en el organismo de agentes patógenos o tóxicos.
El sistema linfático está constituido por un liquido corpo ral de color amarillento claro, la linfa, que circula por los vasos linfáticos desde y hacia los órganos linfáticos.
La linfa es un liquido compuesto de los mismos elementos que la sangre, excepto los góbulosrojos, ya que se forma cuando esta se filtra a través de los capilares sanguineos hacia los intersticios tisulares (espacio que hay entre los tejidos). Los vasos linfáticos más pequeños son los capilares linfáticos, de diámetro muy pequeño y extremo cerrado que se ubican en los espacios intercelulares de casi todos los tejidos. El líquido intersticial ingresa en los capilares linfáticos por diferencias de presión. Si la presión en los espacios intercelulares es mayor que en los capilares linfáticos, el líquido tiende a entrar en estos últimos. Los capilares se reúnen en vasos cada vez de mayor tamaño, que acompañan a la circulación sanguínea y por los que fluye la linfa.
Alrededor del intestino delgado se encuentran unos capilares linfáticos especiales llamados vasos quilíferos, encargados de recibir los quilomicrones que son absorbidos a través de las vellosidades intestinales situadas en el intestino delgado.
Los órganos linfáticos están constituidos por tejido linfático, que se caracteriza por contener un gran número de linfocitos, glóbulos blancos agranulares que participan de los sistemas de defensa. Se clasifican en órganos linfáticos primarios y secundarios. Los primarios son la médula ósea roja, ubicada en el interior de los huesos largos, y el timo. En la médula ósea roja, las células pluripotenciales o stem cells se diferencian en linfocitos Ty linfocitos B. Los linfocitos T requieren una maduración adicional en el timo, hacia donde se dirigen a través de la circulación linfática. En los órganos linfáticos secundarios, los ganglios linfáticos, el bazo y los nódulos linfáticos, se producen las reacciones propias de la respuesta inmunitaria. Los nódulos linfáticos son engrosamientos que presentan de a tramos los vasos linfáticos. Existen aproximadamente seiscientos ganglios linfáticos distribuidos en toda la circulación linfática, y en la mayoría de ellos se activan los linfocitos B en respuesta al ingreso en el organismo de algo extraño (un virus, una bacteria, una toxina, una proteina no propia, etc.), un antígeno. Los linfocitos B son productores de anticuerpos, unas proteinas que reconocen especificamente un antígeno determinado. Los linfocitos Ty B que ocupan el bazo también desencadenan reacciones inmunológicas (de defensa) a medida que la sangre que transporta algún antígeno que circula por este órgano.
Relación entre la excreción y la homeostasis
Usualmente, viven en medios acuáticos, de modo que, simplemente, intercambian moléculas y iones entre su medio interno y el exterior. Pero cuando los seres vivos son más complejos (como en el caso de los seres humanos), mantener la homeostasis es más complicado; intervienen varios sistemas que permiten incorporar nutrientes (sistema digestivo), aprovechar la energía de esos nutrientes (sistema respiratorio), transportar nutrientes y desechos (sis- tema circulatorio) y eliminar desechos nitrogenados, como la urea (sistema urinario).
Cuando hablamos de excreción, hacemos referencia a todos los órganos que están implicados en la eliminación de sustancias de desecho y, desde esta función, participan en el mantenimiento de la homeostasis. Veamos algunos ejemplos:
► Los pulmones eliminan dióxido de carbono y agua.
►La piel pierde agua y sales.
► Los riñones, por medio de la orina, eliminan desechos nitrogenados, como la urea, junto a sales mine- rales y agua.
Como te habrás dado cuenta, son varios los órganos que intervienen en la excreción de las sustancias tóxicas del organismo, y el sistema circulatorio está muy relacionado con estos órganos porque cuando los productos de desecho son liberados a la sangre, este tejido los transporta hacia cada uno de es- tos órganos para su excreción.
Ahora vamos a estudiar con más detalle el sistema urinario (sistema a través del cual se eliminan específicamente los desechos nitrogenados como la urea y otras sustancias), los órganos que lo componen y la función que cumple cada uno de ellos. Podemos decir que las funciones de este sistema son controlar:
▸ la concentración interna de los iones: sodio, pota- sio, calcio, cloruro y fosfato; la acidez de la sangre;
el balance de la cantidad de agua corporal y, por lo tanto, la presión con que la sangre circula por los vasos, lo que se evalúa midiendo la tensión arterial; los niveles óptimos de glucosa en la sangre; la eliminación de desechos nitrogenados en la orina.
El nefrón
Como ya te contamos, el nefrón es la unidad anatómica y funcional del riñón. Esta estructura consta de dos porciones distintas: el corpúsculo de Malpighi y un túbulo. El corpúsculo de Malpighi consta de una red de capilares, el glomérulo, y una capsula glomerular o cápsula de Bowman, que lo rodea.
En el glomérulo se filtra la sangre y el producto filtrado pasa a través del túbulo renal, que se divide en tres regiones: el túbulo contorneado proximal, el asa de Henle y el túbulo contorneado distal.
El corpúsculo de Malpighi y ambos tubos contornea- dos se ubican en la corteza renal, mientras que el asa de Henle se adentra en la médula, donde toma una disposición en U, y describe un asa descendente y un asa ascendente. Varios túbulos contorneados distales de distintos nefrones se reúnen en un túbulo colector, que atraviesa la corteza y la médula en dirección al punto central cóncavo del riñón, donde se drena la orina formada.
En este sistema complejo y de gran longitud se forma la orina mediante los siguientes procesos:
► Filtración glomerular. La sangre ingresa en el glomérulo por la arteriola aferente a una presión muy elevada. Esto hace que las sustancias disueltas en el plasma atraviesen los capilares glomerulares y lleguen a la cápsula de Bowman. En este filtro quedan retenidas (es decir, no pasan a la orina) macromoléculas, como la hemoglobina y las proteínas. Pero, además de desechos, como la urea, se filtran agua y moléculas pequeñas como la glucosa, las vitaminas, los aminoácidos y diversos iones, que son útiles para el organismo, por lo tanto, no pueden ser eliminados.
►Reabsorción tubular. El producto del filtrado glomerular pasa a través de un tubo muy estrecho de paredes muy finas, el túbulo contorneado proximal, y continúa su camino por el asa de Henle, el túbulo contorneado distal y el conducto colector. A lo largo de este recorrido se produce la reabsorción de moléculas útiles, como la glucosa, los aminoácidos y diversos iones, que regresan a la circulación general. También se reabsorbe agua para equilibrar las concentraciones iónicas.
► Secreción tubular. Desde los capilares peritubulares pasan hacia el líquido filtrado que se encuentra dentro los túbulos y conductos, desechos (urea), iones en exceso y fármacos. Por medio de la secreción, entonces, se liberan sustancias en exceso y que puedan ser perjudiciales. La urea y el amoníaco son productos de desecho derivado de la degradación de aminoácidos y proteínas. El resultado final de la filtración, la absorción y la secreción es un volumen de líquido que representa aproximadamente el 1% del que se filtró en el glomérulo, con una composición muy distinta de la del plasma. Finalmente, los conductos colectores se unen entre sí y conducen la orina a los cálices renales, de allí pasa a la pelvis renal, donde desciende a la vejiga por medio del uréter.
Debemos tener en cuenta que las diversas etapas de la formación de orina requieren un ajustado control a nivel del sistema nervioso y el sistema endocrino para que el equilibrio homeostático de todo el organismo pueda mantenerse dentro de los límites compatibles con la vida.