3. El transporte de nutrientes. Los sistemas circulatorios

Los nutrientes incorporados por el animal se tienen que distribuir a todas las células del cuerpo. Este proceso se lleva a cabo mediante un sistema de transporte formado por un líquido interno circulante que, a su vez retira los productos de desecho que se expulsarán al exterior. Este transporte es fundamental para mantener el equilibrio corporal.

Este líquido debe moverse y para ello los animales han desarrollado un conjunto de estructuras que forman el denominado aparato circulatorio. Sus funciones son:

  • Transportar los nutrientes del tubo digestivo a los tejidos.
  • Transportar oxígeno desde el aparato respiratorio a los tejidos y retirar el dióxido de carbono en sentido inverso.
  • Transportar sustancias de desecho de los tejidos a los órganos de excreción.
  • Transportar las células defensivas por el cuerpo.
  • Transportar hormonas.

Como puedes ver en la imagen, el aparato circulatorio recorre el cuerpo del animal y está conectado a todos los aparatos y órganos. Para simplificar, en la imagen sólo se indican los movimientos circulatorios generales y su relación con los órganos respiratorios y excretores.

Imagen 43. Fuente ISFTIC bajo licencia Creative Commons.

Si analizamos el dibujo superior el aparato circulatorio de cualquier animal está constituido por:

  • Un líquido circulante denominado sangre.
  • Las estructuras y organos que forman el aparato circulatorio. Son los vasos sanguíneos (que transporta la sangre) y el corazón (bomba que impulsa el líquido circulatorio).

Los animales con estructura más sencilla no tienen necesidad de este sistema de transporte, ya que las células pueden tomar o expulsar sustancias del medio en el que viven. En algunos casos, tampoco es necesaria la presencia de un corazón que movilice el líquido circulatorio a través de todo el cuerpo.

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El aparato circulatorio es el encargado de movilizar el conjunto de líquidos y células que constituyen el medio interno de un animal.

El líquido circulante varía en su composición y color de un animal a otro y contiene células. Los distintos líquidos circulatorios que se pueden encontrar en animales son:
  • Hidrolinfa. Es el medio interno de Equinodermos. Su composición es muy similar a la del agua de mar. Transporta nutrientes y sustancias de desecho pero carece de pigmentos transportadores de oxígeno. Circula a través de un sistema de tubos que están conectados a los pies ambulacrales.
Imagen 44. Fuente pfly bajo licencia Creative Commons.
  • Hemolinfa. Es el líquido circulatorio de Moluscos y Artrópodos. En los Moluscos y Crustáceos presenta un pigmento transportador de oxígeno llamado hemocianina. Este pigmento no existe en Arácnidos, Miriápodos e Insectos ya que no existe la necesidad de transportar el oxígeno por el medio interno.
  • Sangre. Es el líquido circulatorio típico de Anélidos y Vertebrados. posee un pigmento transportador de oxígeno, que le proporciona un color rojo llamado hemoglobina (Vertebrados) o hemeritrina (Anélidos). La sangre de los vertebrados es la más compleja, con gran cantidad de funciones y células. Las células presentes son eritrocitos, leucocitos y trombocitos.
Imagen 45. Fuente Biodidac bajo licencia Creative Commons
  • Linfa. Es un fluido presente en Vertebrados que carece de pigmentos transportadores de oxígeno. Está en comunicación con la sangre y se caracteriza por poseer una gran cantidad de leucocitos y una mayor proporción de lípidos.

El líquido circulatorio ha de moverse a través de los vasos. Para ello necesita ser impulsado. Este hecho se puede conseguir de dos formas:

 

  1. Mediante una presión externa de la musculatura que rodea el vaso sanguíneo.
  2. Mediante una bomba o corazón que impulse el líquido al contraerse.

 

El corazón puede ser de dos tipos:

 

  • Un tubo que es capaz de de producir contracciones peristálticas de tal forma que produce el avance de la sangre. Es el caso de los Anélidos.
Imagen 46. Fuente Biodidac bajo licencia Creative Commons.
  • Una bomba que posee cámaras y válvulas en las que el líquido circulatorio es impulsado en una sola dirección. Las válvulas evitan que la sangre retroceda y las cámaras se contraen de forma coordinada produciendo el latido del corazón. La siguiente animación explica cómo se producen los movimientos del corazón de un Vertebrado.

Animación 4. Fuente ISFTIC bajo licencia Creative Commons.

Existen diferentes tipos de corazones:

En Moluscos, excepto en los Cefalópodos, y en peces el corazón es bicameral. La primera cámara se denomina aurícula. Es la que recibe el líquido circulatorio y lo impulsa a la otra cámara que se llama ventrículo. El ventrículo impulsa la sangre al cuerpo.

Imagen 47. Fuente Biodidac bajo licencia Creative Commons.

En anfibios y reptiles, excepto los cocodrilos, el corazón es tricameral. Posee dos aurículas que impulsan la sangre proveniente de los pulmones y del cuerpo hacia el ventrículo donde se mezcla.

Imagen 48. Fuente Biodidac bajo licencia Creative Commons

En las aves y mamíferos el corazón es tetracameral. Cada aurícula comunica con un ventrículo, de tal forma que la sangre que procede del cuerpo rica en dióxido de carbono no se mezcla con la sangre que procede de los pulmones rica en oxígeno.

Imagen 49. Fuente ISFTIC bajo licencia Creative Commons.

Los Artrópodos, excepto los Crustáceos, poseen un corazón pluricameral. Es un tubo en el que las cámaras se sitúan una detrás de la otra comunicándose mediante válvulas. Cada válvula posee dos orificios (ostiolos) por los que penetra la hemolinfa de la cavidad corporal.

Imagen 50. Fuente Biodidac bajo licencia Creative Commons.

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Si deseas conocer como funciona el corazón de un vertebrado, el siguiente enlace te muestra información sobre la anatomía de este órgano, su fisiología y curiosidades sobre su funcionamiento.
Imagen 51. Fuente Todo corazón bajo licencia creative Commons.

El sistema vascular es la red de vasos por la que se mueve el líquido circulatorio. El sistema más complejo es el de los vertebrados en los que distinguimos los siguientes tipos de vasos:
  • Arterias. Son los vasos sanguíneos por los que circula la sangre a gran velocidad procedente del corazón. Sus paredes son gruesas y poseen musculatura propia.
  • Arteriolas. Son vasos que se ramifican a partir de las arterias.
  • Capilares. Son los vasos sanguíneos de menor diámetro, ya que su pared está formada por una sola capa de células. Son los vasos de intercambio.
  • Venas. Son vasos sanguíneos por los que circula la sangre hacia el corazón. Su diamtero es menor que el de las arterias y son menos elásticas que éstas.
  • Vénulas. Son vasos sanguíneos de pequeño diametro que se reunen para formar venas.

Los capilares son los vasos en los que se realiza el intercambio de sustancias. Los mecanismos de intercambio se deben a la difusión de sustancias a través de las membranas y a los cambios en la presión sanguínea. Una sencilla animación que explica el fenómeno la puedes ver si picas aquí.

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Los vasos que llevan el líquido circulatorio del corazón a los tejidos se denominan arterias y los que lo devuelven al corazón venas.

El proceso de la circulación es diferente según los grupos animales.
Los Poríferos y Cnidarios utilizan su cavidad interior como sistema de distribución. Además, las células exteriores intercambian sustancias con el agua. Los Platelmintos transportan las sustancias por difusión, de célula a célula.
En los animales con líquidos circulatorios, éste puede transitar por un sistema circulatorio abierto o cerrado.
 
Sistema circulatorio abierto

Es propio de Artrópodos y Moluscos (excepto Cefalópodos). El líquido circulatorio no se mueve siempre por la red de vasos sanguíneos. Existen zonas entre los tejidos denominada hemocele, donde se acumula el líquido circulatorio (hemolinfa). La circulación se establece del siguiente modo:
  • El corazón impulsa el líquido circulatorio hacia delante a través de una arteria que se ramifica y desemboca en el hemocele, saliendo por unos orificios denominados ostiolos.
  • Sale a la cavidad del hemocele donde se mueve y distribuye lentamente. Por ello los animales que dependen de este sistema para abastecer de oxígeno a las células, no pueden tener movimientos rápidos.
  • La hemolinfa entra por succión de nuevo por los ostiolos y es impulsada hacia los corazones.
Imagen 52. Fuente Todo corazón bajo licencia creative Commons.

Sistema circulatorio cerrado

En este modelo de sistema circulatorio el líquido circulante, no abandona los vasos sanguíneos. Se presenta en Anélidos, Cefalópodos y Vertebrados.

En anélidos el corazón es tubular y se encuentra en la zona dorsal del animal.

Imagen 53. Fuente ISFTIC bajo licencia Creative Commons.

En vertebrados, el sistema circulatorio alcanza diversos grados de complejidad, según el nivel de evolución que presente el animal. El sistema circulatorio puede ser simple o doble, con una circulación incompleta o completa.


Circulación simple

Aparece en peces. En esta circulación la sangre sólo pasa una vez por el corazón en cada vuelta. El corazón es bicameral. La sangre viene de las venas del cuerpo cargada de CO2 hacia el corazón. El ventrículo impulsa la sangre hacia las branquias, donde se oxigena y circula por arterias para repartirse por el cuerpo. El retorno de la sangre al corazón se realiza mediante venas.

Imagen 54. Fuente Proyecto Biosfera bajo licencia Creative Commons.


Circulación doble

En los Vertebrados terrestres, la sangre pasa dos veces por el corazón por cada vuelta del circuito. El recorrido se realiza desde el corazón, saliendo por el ventrículo izquierdo, a los tejidos del cuerpo, para volver al corazón por la aurícula derecha. Esta circulación se denomina circulación mayor.

El circuito continúa desde el ventrículo derecho a los pulmones, para volver otra vez al corazón por la aurícula izquierda. Esta circulación es la circulación menor. Este segundo circuito tiene una oxigenación incompleta de sangre, en anfibios y reptiles, y completa en aves y mamíferos.


En los anfibios, el corazón está formado por tres cavidades, dos aurículas y un ventrículo. La sangre proviene de los tejidos llena de CO2 y entra en el corazón por la aurícula derecha. Pasa al ventrículo y se expulsa fuera del corazón. La sangre que va a los pulmones se oxigena y vuelve por las arterias pulmonares de nuevo al corazón, entrando por la aurícula izquierda. En el ventrículo se produce la mezcla de sangre oxigenada y la venosa, por lo que el sistema es poco eficaz, al bombear sangre oxigenada a los pulmones y sangre venosa a las células del cuerpo.

Imagen 55. Fuente ISFTIC bajo licencia Creative Commons.

Los reptiles también existe circulación doble e incompleta, similar a la de los anfibios. Sin embargo, el ventrículo está parcialmente dividido, con lo que la mezcla de sangre oxigenada y venosa es menor y la eficacia del corazón es mayor. Los cocodrilos poseen un corazón con ventrículos divididos por un tabique completo, igual que aves y mamíferos.

Imagen 56. Fuente Proyecto Biosfera bajo licencia Creative Commons.

Las Aves y Mamíferos presentan circulación doble y completa. La sangre venosa llega al corazón por la aurícula derecha y atraviesa la válvula tricúspide para entrar en el ventrículo derecho. Emerge del corazón por las arterias pulmonares hacia los pulmones, donde se oxigena y vuelve al corazón por las venas pulmonares. Entra por la aurícula izquierda y atraviesa la válvula mitral para entrar en el ventrículo izquierdo. Sale del corazón hacia los tejidos corporales transportando el oxígeno necesario para el funcionamiento aerobio de las células. El dióxido de carbono es vertido a la sangre y vuelve por las venas hacia el corazón, para entrar de nuevo, por la aurícula derecha.

Como actividad interactiva te propongo que completes el siguiente puzzle sobre los aparatos circulatorios.

Animación 5. Fuente Lourdes Luengo bajo licencia Creative Commons.

 

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Completa la siguiente tabla referente a la circulación de los principales grupos zoológicos.
Grupos zoológicos

Circulación

(abierta/cerrada)

(doble /sencilla) 

Corazón
Anélidos accesorios
Moluscos
abierta
Peces

Anfibios

Reptiles

Aves

Mamíferos

  

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Completa la siguiente afirmación.
Un sistema circulatorio es si el fluido circula siempre a través de , como ocurre en los , cefalópodos y . En caso contrario, hablamos de sistemas circulatorios como el de los .