Sistemas circulatorios y el corazón

Cómo los animales mueven la sangre o la hemolinfa por el cuerpo, y cómo los corazones generan la presión y el flujo que ajustan el suministro a las demandas de los tejidos.

Definition

Un sistema circulatorio es la disposición de bomba, fluido y vasos que transporta gases, nutrientes, desechos, hormonas y calor a través del cuerpo de un animal, y el corazón es la bomba muscular cuya contracción rítmica genera la presión que impulsa ese flujo.

Scope

Este tema abarca la fisiología comparada del transporte interno: sistemas circulatorios abiertos y cerrados, circuitos simples y dobles, la estructura y actividad eléctrica de los corazones de vertebrados e invertebrados, el ciclo cardíaco y la regulación del gasto cardíaco y la presión arterial. Aborda cómo la resistencia y la capacitancia de los vasos distribuyen el flujo y cómo la circulación se ajusta al tamaño corporal, la actividad y la estrategia respiratoria. La cobertura es comparativa y mecanicista, más que clínica.

Core questions

• ¿Qué distingue a los sistemas circulatorios abiertos de los cerrados, y cuáles son sus ventajas y desventajas?
• ¿Cómo se origina y se propaga el latido cardíaco, y cómo se organiza el ciclo cardíaco?
• ¿Cómo se regula el gasto cardíaco para satisfacer las necesidades cambiantes del cuerpo?
• ¿Por qué evolucionó la doble circulación en aves y mamíferos, y qué ventaja confiere?

Key theories

Relación de Frank-Starling

La fuerza de la contracción cardíaca aumenta con el grado de llenado del corazón, por lo que, dentro de ciertos límites, el corazón bombea automáticamente el volumen de sangre que se le devuelve, ajustando el gasto al retorno venoso.

Origen miogénico del latido cardíaco

En los corazones de los vertebrados, el ritmo surge dentro de células musculares marcapasos especializadas en lugar de los nervios, y el impulso se propaga a través del músculo cardíaco para coordinar la contracción, con la entrada nerviosa y hormonal modulando la frecuencia y la fuerza.

Mechanisms

Los sistemas cerrados confinan la sangre a los vasos y pueden mantener altas presiones y un control preciso de la distribución, mientras que los sistemas abiertos bañan los tejidos en hemolinfa a menor presión. Los corazones de los vertebrados laten miogénicamente: las células marcapasos se despolarizan espontáneamente y el impulso se propaga a través del tejido conductor y el músculo, produciendo el ciclo cardíaco coordinado de llenado y eyección. El volumen sistólico se establece por el llenado (el mecanismo de Frank-Starling) y la contractilidad, y la frecuencia cardíaca por la entrada autonómica y hormonal, por lo que el gasto cardíaco es igual a su producto. Las arterias, arteriolas, capilares y venas difieren en resistencia y distensibilidad para regular la presión y distribuir el flujo, y el circuito simple de los peces, los corazones intermedios de anfibios y reptiles, y la doble circulación completamente dividida de aves y mamíferos representan soluciones sucesivas adaptadas al intercambio de gases y la demanda metabólica.

Clinical relevance

La fisiología cardíaca comparada, incluyendo la bradicardia extrema de los animales buceadores y los altos gastos de los pequeños endotermos, ilumina los principios detrás del rendimiento cardiovascular y su regulación. Esta entrada es material de referencia educativa y no una guía médica.

History

La demostración de William Harvey de la circulación de la sangre en 1628 fundó la fisiología cardiovascular, y Frank y Starling establecieron más tarde la base de longitud-tensión del gasto cardíaco. La fisiología comparada extendió estos principios a través de la diversidad de corazones y circuitos animales, relacionando el diseño circulatorio con el tamaño corporal, el estilo de vida y la estrategia respiratoria.

Key figures

• William Harvey
• Otto Frank
• Ernest Starling
• Knut Schmidt-Nielsen

Seminal works

• hill2016
• randall2002
• schmidtnielsen1997

Frequently asked questions

¿Cuál es la diferencia entre la circulación abierta y la cerrada?

En los sistemas cerrados, la sangre permanece dentro de los vasos y regresa al corazón a través de ellos; en los sistemas abiertos, la bomba vacía la hemolinfa en los espacios corporales que bañan directamente los tejidos antes de que esta drene de regreso.

¿Qué es el mecanismo de Frank-Starling?

Es la tendencia del corazón a contraerse con más fuerza cuando está más lleno, de modo que bombea aproximadamente la misma cantidad de sangre que recibe sin necesidad de control externo.