FUNCIÓN DE NUTRICIÓN HUMANA: SISTEMA CIRCULATORIO. MATURITA DE BIOLOGÍA 1. INTRODUCCIÓN. 2. ANATOMÍA DEL SISTEMA CIRCULATORIO. 3. FUNCIONAMIENTO DEL CORAZÓN. 4. CIRCULACIÓN SANGUÍNEA. 5. ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES. 6. ACTIVIDADES. 1. INTRODUCCIÓN. El aparato circulatorio tiene una estructura básica igual que la del resto de los vertebrados. Consta de un órgano muscular, el corazón, que bombea sangre hacia el interior de un sistema de vasos sanguíneos cerrados. Su función es transportar todo lo que necesitan o producen las células. El sistema circulatorio suministra oxígeno y otros nutrientes a cada uno de las células corporales y retira dióxido de carbono y otros productos de desecho. 2. ANATOMÍA DEL SISTEMA CIRCULATORIO El sistema circulatorio sanguíneo está constituido por el CORAZÓN, que es la bomba encargada de impulsar la SANGRE por una red de tubos llamados VASOS SANGUÍNEOS y 2.1. La sangre. Es un conjunto de células especializadas en suspensión en un líquido amarillento llamado plasma. Aporta oxígeno y nutrientes a las células, recoge los residuos, distribuye las hormonas, reparte el calor por el cuerpo para regular la temperatura y participa en la lucha contra infecciones y la curación de heridas. La sangre constituye una veinteava parte del peso de un adulto, con un volumen de 5 litros. Casi el 50-55% de la sangre es plasma, la única parte líquida en la cual están dispersos los componentes celulares. El plasma se componen del 90% de agua con sustancias disueltas como glucosa, hormonas enzimas y también productos de desecho, como urea y ácido láctico. También contiene proteínas como albúminas, fibrinógeno (encargadas de la coagulación de la sangre), alfaglobulinas y betaglobulinas que ayudan al transporte de lípidos como el colesterol. El restante 45-50% consisten en células especializadas de tres tipos: glóbulos rojos (eritrocitos que transportan oxígeno), varios tipos de glóbulos blancos o leucocitos que forman parte del sistema inmunológico y fragmentos celulares (plaquetas y trombocitos) implicados en el proceso de coagulación. 2.2. Los vasos sanguíneos. Existen tres tipos: arterias, capilares y venas, que constituyen una red de tubos que transportan la sangre desde el corazón a todos los tejidos del organismo y desde ellos, nuevamente al corazón. Arterias: conducen la sangre desde el corazón hasta los órganos. La sangre circula rápidamente y a elevada presión. Sus paredes son gruesas y elásticas. Las arterias se estrechan cuando el corazón se relaja, y esto ayuda a impulsar la sangre. La mayor arteria del cuerpo es la aorta, con 25 mm de diámetro, que transporta la sangre desde el corazón a más de 40 cm por segundo. Casi todas las demás arterias miden entre 4 y 7 mm de diámetro y tienen paredes de 1mm de grosor. 1
Las arterias se van ramificando y estrechando cada vez más, hasta convertirse en arteriolas y después en capilares, que a su vez, se vuelven a ensanchar hasta formar vénulas y venas. Venas: llevan la sangre desde los órganos hasta el corazón. La sangre circula de forma más lenta y a baja presión. Sus paredes son finas. Poseen válvulas que impiden el retroceso de la sangre y determinan la dirección única de la circulación. Las dos grandes venas que recogen la sangre de las mitades superior e inferior del cuerpo se llaman venas cavas superior e inferior. Capilares: son vasos de de diámetro muy pequeño, que forman una red que conecta las arterias con las venas. Su pared es muy fina, formada por una capa de células que permite el intercambio de oxígeno, nutrientes y desechos entre la sangre y las células del cuerpo. Un capilar típico mide hasta 1mm de largo, y tiene un diámetro de 0,01mm lo cual significa que es apenas más ancho que un glóbulo rojo, que mide 0,007mm de diámetro. En cualquier momento, solamente el 5% de la sangre circula por los capilares, mientras que el 20% lo hace en las arterias y el 75%, en las venas. La característica distintiva de las venas es que poseen válvulas a lo largo de todo su trayecto para evitar el retroceso de la sangre. 2.3. El corazón. Es un órgano hueco, cuyas paredes están constituidas por un tipo especial de músculo, el músculo cardíaco, que hace posible que el corazón se contraiga y se dilate rítmicamente, impulsando la sangre hacia las arterias. Se encuentra situado en la cavidad torácica, entre los pulmones y está envuelto por una membrana llamada pericardio. Las características del músculo cardiaco son que sus fibras son ramificadas y están entrelazadas unas con otras, en lugar de ser lineales y paralelas, esto permite que la contracción comience en un punto y se transmita en todas direcciones. Además la contracción y relajación rítmica se genera en el propio músculo cardíaco, en forma de latidos y no procede de impulsos del sistema nervioso. El corazón latiría a su ritmo natural de 100 veces por minuto si no fuera por el centro cardiorregulador, situado en el bulbo raquídeo del tronco encefálico que envía impulsos eléctricos a lo largo de los nervios para establecer un ritmo medio de unos 60 a 70 latidos por minuto, pudiendo llegar a más de 150 durante un ejercicio intenso, ésta aceleración del ritmo cardíaco la producen las señales enviadas por los nervios cardíacos simpáticos controlados por el hipotálamo. En éste ritmo influyen hormonas como la adrenalina. Esto representa unos 100.000 latidos al dia y un movimiento de 14.000 litros de sangre. El músculo cardíaco no experimenta fatiga muscular, la pared muscular del corazón o miocardio, está activa constantemente y precisa un generoso suministro de oxígeno y energía de la sangre. Para obtenerlo, el músculo cardíaco posee su propia red de vasos, llamados arterias coronarias. Estas dos arterias, izquierda y derecha parten de la aorta inmediatamente después de su salida del corazón. Existen numerosos vasos que conectan las arterias coronarias. Si una arteria se obstruye, puede proporcionar una ruta alternativa para el flujo de sangre. 2
El corazón está dividido en dos mitades, separadas por un tabique longitudinal, cada una de las cuales presenta a su vez, dos cavidades. Las cavidades superiores se denominan aurículas, tienen una pared muscular relativamente delgada, y cada una de ellas se comunica con la correspondiente cavidad inferior, denominada ventrículo. Hay un sistema de válvulas que permiten el paso de la sangre desde cada aurícula a su ventrículo correspondiente, y regular el flujo de sangre desde los ventrículos a las arterias. - La aurícula derecha (AD) se comunica con el ventrículo derecho (VD) a través de la válvula tricúspide. - La aurícula izquierda (AI) se comunica con el ventrículo izquierdo (VI) a través de la válvula bicúspide o mitral. Las dos válvulas semilunares están en la salida de los ventrículos: la válvula pulmonar entre el ventrículo derecho y la arteria pulmonar, y la válvula aórtica entre el ventrículo izquierdo y la aorta. La sangre sale del corazón por las arterias y entra por lo las venas. - A la aurícula izquierda (AI) llegan las venas pulmonares con sangre rica en oxígeno. - Del ventrículo izquierdo, la sangre oxigenada sale por la arteria aorta que lleva la sangre a todos los órganos. - La sangre pobre en oxígeno (cargada de CO 2 ) viene desde los tejidos hasta la aurícula derecha por las venas cavas. - Del ventrículo derecho salen las arterias pulmonares, que llevan la sangre desoxigenada a los pulmones, donde se oxigena de nuevo. Se distinguen dos tipos de sangre: - Venosa sangre cargada de CO 2 y, por tanto, desoxigenada. - Arterial sangre cargada de O 2 y, por tanto, oxigenada. Ambos tipos de sangre circulan tanto por arterias como por venas. La sangre venosa va desde los órganos hasta el corazón y desde éste hasta los pulmones, a través de las venas cavas y de las arterias pulmonares respectivamente. La sangre arterial circula desde los pulmones hasta el corazón y desde éste hacia todos los órganos del cuerpo, a través de las venas pulmonares y de la arteria aorta y sus ramificaciones, respectivamente. 3. FUNCIONAMIENTO DEL CORAZÓN 3
La manifestación perceptible de la actividad del corazón es su latido. Consiste en una sucesión de movimientos de contracción (sístole) y relajación (diástole) que ocurren simultáneamente en aurículas y ventrículos. Una contracción cardiaca completa se llama ciclo cardiaco y en él se distinguen varias fases: sístole auricular, sístole ventricular y diástole general (dura menos de un segundo). Una vez que la sístole auricular y la diástole ventricular han terminado, los pasos se invierten, es decir las aurículas inician la diástole y los ventrículos la sístole. Durante la diástole auricular, la sangre desoxigenada, procedente de las diversas partes del cuerpo, entra a la aurícula derecha por las venas cavas. Simultáneamente la sangre oxigenada procedente de los pulmones entra en la aurícula izquierda a través de las venas pulmonares. En ésta primera fase de la diástole auricular, las válvulas mitral y tricúspide permanecen cerradas, y los ventrículos se encuentran en sístole. En la sístole ventricular la sangre es bombeada a las respectivas arterias. El ventrículo izquierdo envía sangre oxigenada a la aorta, mientras que el derecho impulsa la sangre desoxigenada a las arterias pulmonares. En ambos casos, las válvulas semilunares están abiertas, permitiendo el paso de la sangre. Hay dos fenómenos que controlan el movimiento de la sangre a través del corazón: la apertura y cierre de las válvulas y la contracción y dilatación del miocardio. Éstas actividades carecen de una estimulación directa del sistema nervioso, pues las válvulas se controlan por los cambios de presión que se producen en el interior de las aurículas y los ventrículos, y la contracción del músculo cardíaco es estimulada por un tejido nervioso que se encuentra en las propias paredes del corazón. Los impulsos del sistema nervioso influyen sólo sobre la velocidad de la contracción cardíaca. a) Sístole auricular: Las aurículas se contraen a la vez e impulsan la sangre hacia los ventrículos que están en diástole (relajados). La sangre desoxigenada (cargada de CO 2 porque entra en el corazón por las venas cavas y proviene de los tejidos del cuerpo) pasa de la aurícula derecha al ventrículo derecho a través de la válvula tricúspide. La sangre oxigenada (cargada de oxígeno porque entra en el corazón por las venas pulmonares y proviene de los pulmones) pasa de la aurícula izquierda al ventrículo izquierdo a través de la válvula bicúspide o mitral. En la salida de las arterias existen otras válvulas llamadas semilunares que están cerradas. b) Sístole ventricular: A) Se contraen los ventrículos y la sangre sale por las arterias. El ventrículo izquierdo impulsa la sangre oxigenada a la arteria aorta mientras que el ventrículo derecho impulsa sangre desoxigenada a las arterias pulmonares. B) Las válvulas semilunares de las arterias están abiertas. C) Las válvulas auriculoventriculares (tricúspide y bicúspide) se cierran para impedir el retroceso de la sangre. D) Esto produce el primer ruido cardíaco. c) Diástole auricular: Los ventrículos se relajan. La sangre cargada de CO 2 procedente de las diversas partes del cuerpo entra a la aurícula derecha por las venas cavas. La sangre oxigenada, procedente de los pulmones, entra en la aurícula izquierda a través de las venas pulmonares. 4
Las válvulas que se encuentran en el recorrido de las venas están abiertas. Las válvulas semilunares de las arterias se cierran para impedir que la sangre vuelva al corazón. Esto produce el segundo ruido cardíaco. Las válvulas auriculoventriculares están cerradas. Las arterias coronarias aportan oxígeno y nutrientes al corazón para que pueda realizar su función. 4. CIRCULACIÓN SANGUÍNEA Todos los vertebrados, excepto los peces tienen dos circuitos circulatorios. Uno de ellos entre el corazón y los pulmones y el otro entre el corazón y el resto del organismo. La circulación menor o pulmonar, se inicia con la contracción del ventrículo derecho, que impulsa la sangre desoxigenada a la arteria pulmonar, una vez realizado el intercambio gaseoso en los pulmones, la sangre es transportada por las venas pulmonares hasta la aurícula izquierda, que se encuentra en diástole. Su función en esta circulación menor es efectuar el intercambio de gases. La circulación mayor o sistémica, comienza con la contracción de la aurícula izquierda, que impulsa la sangre oxigenada procedente de los pulmones al ventrículo izquierdo, que se halla en diástole. Una vez lleno de sangre el ventrículo se contrae y envía la sangre a la arteria aorta, pasando por un sistema de arteriolas y capilares hasta ceder el oxígeno a todas las células. A continuación la sangre va de retorno al corazón, esta sangre desoxigenada y cargada de dióxido de carbono regresa por las venas cavas en la aurícula derecha, a continuación se contrae y pasa el ventrículo derecho, repitiéndose por completo el ciclo. 5. ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES. ARRITMIA: Es una alteración del ritmo cardiaco, con momentos en los que late con mayor rapidez (taquicardia) y otros en los que lo hace más lentamente (bradicardia). HIPERTENSIÓN: La tensión arterial es una medida de la presión de la sangre en el interior de las arterias. Debido a diversas causas, esta presión puede alcanzar valores muy altos, situación llamada hipertensión. Existe riesgo de ruptura de los vasos (derrame), o de fallo del corazón. ANGINA DE PECHO: Dolor torácico y sensación de opresión, detrás del esternón. Los ataques ocurren, normalmente, por ejercicio (levantar pesos, deporte, actividad sexual) o estrés emocional, y se alivian con el reposo. La angina es un síntoma, y no una enfermedad. Es el resultado directo de la falta de sangre en el músculo cardíaco (isquemia). 5
ATEROSCLEROSIS. Se debe al estrechamiento y endurecimiento de las arterias por los depósitos de grasa, llamados ateromas, que se acumulan en sus paredes. El proceso que conduce a la aterosclerosis comienza con altos niveles de colesterol y de grasa en la sangre. Estas sustancias se infiltran en puntos de revestimiento arterial con daños microscópicos y originan depósitos llamados ateromas. Las placas ateromatosas estrechan el espacio interior de la arteria y limitan el paso de la sangre hacia los tejidos situados mas adelante. Además originan turbulencias que perturban el flujo normal y hacen que la sangre se coagule con más facilidad. Los factores principales de riesgo son el fumar, una dieta rica en grasa, la falta de ejercicio y el sobrepeso. INFARTO DE MIOCARDIO (ataque al corazón): Los vasos sanguíneos (arterias coronarias) que llevan oxígeno y nutrientes al músculo cardíaco pueden estar parcialmente obstruidos, lo que disminuye el aporte de oxígeno y nutrientes al propio corazón. La falta del aporte de sangre es permanente e irreversible y ocurre cuando se desarrolla un trombo (un coágulo) que tapona el vaso provocando la muerte de las células que recibían los nutrientes por ese vaso. Un síntoma más característico es un dolor agudo en el pecho, y las posibilidades de muerte son más altas en los primeros minutos que siguen al comienzo de éste. La muerte suele deberse a la aparición de un ritmo cardíaco irregular, denominado arritmia, que puede desembocar en paro cardíaco. Existen ciertos factores de riesgo que predisponen a un ataque cardíaco, siendo los más importantes el exceso de colesterol en la sangre, la presión arterial elevada, el tabaco, la obesidad y la vida sedentaria. Las personas en las que concurren tres o más factores de estos constituyen los denominados grupos de alto riesgo. 6. ACTIVIDADES. Anatomía del aparato circulatorio: vasos sanguíneos y corazón. Circulación sanguínea en la especie humana, explique la circulación mayor y la circulación menor. Cite una enfermedad relacionada con el sistema circulatorio. 6