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Germán Tenorio
Biología NS-Diploma BI
Tema 10. Fisiología Humana10.2 El sistema sanguíneo
Idea Fundamental: El sistemasanguíneo transporta continuamentesustancias hasta las células, ysimultáneamente, recoge productosde desecho.
APLICACIÓN: William Harvey y la circulación de la sangre El médico inglés William Harvey (1578-1657) es considerado el
descubridor de la circulación de la sangre en el cuerpo, tras publicar en1628 su convincente teoría general que la explicaba a partir de lacombinación de descubrimientos previos con los suyos propios.
IMAGEN: bibliotecadigital.ilce.edu.mx
APLICACIÓN: William Harvey y la circulación de la sangre Harvey demostró que:
i. El flujo de la sangre es unidireccional através de los grandes vasos, que poseenválvulas para prevenir su reflujo.
ii. El ritmo de flujo de la sangre a través delos grandes vasos al salir del corazón erademasiado grande como para que fueseconsumida por el propio cuerpo, por loque debía volver al corazón para serreciclada.
iii. El corazón actúa como una bomba,bombeando sangre hacia fuera a travésde las arterias y regresando a élmediante las venas.
iv. Predijo la existencia de numerosos vasosmuy pequeños como para ser vistos conel instrumental de la época, y queconectarían las arterias con las venas.
IMAGEN: juntadeandalucia.es/averroes/~29701428/salud/wharvey.htm
Hipócrates (hacia 469-399 a.C.) y Aristóteles (384-32; a.C.) sostenían queel corazón era el origen de la sangre, de los vasos sanguíneos y de un calorinnato que daba lugar al pulso y al latido cardíaco
NATURALEZA CIENCIAS: Teorías inciertas
Según el médico anatomista Galeno (hacia 129-199 d.C.), la sangre se formaba en el hígado yera bombeada entre éste y el ventrículo derechodel corazón. Un poco de sangre pasaba alventrículo izquierdo, donde se ponía en contactocon el aire de los pulmones, convirtiéndose asíen el “espíritu vital” que se distribuía por todo elcuerpo mediante las arterias.
Harvey, contrario a aceptar estas teorías sinevidencia alguna, llevó a cabo cuidadososexperimentos y realizó multitud deobservaciones hasta concluir que la sangrecirculaba a través de la circulación pulmonar ysistémica y rebatir así las teorías de Galeno,demostrando ser inciertas.
Video1
Componentes del sistema sanguíneo
Sistema circulatorio Corazón
SangrePlasma
Células
Arterias
Venas
Capilares
Vasos sanguíneos
Estructura y función de los vasos sanguíneos
La sangre oxigenada connutrientes sale del corazón porla arteria aorta, la cual se varamificando en arterias demenor tamaño hasta arteriolas.
Cuando llega a los tejidos, elintercambio de nutrientes ydesechos entre estos y lasangre tiene lugar mediante loscapilares.
La sangre desoxigenada condesechos pasa de los capilaresa las vénulas, las cualesaumentan de tamaño hastaformar las venas. La vena cavaes la que introduce esta sangreen el corazón.
Estructura y función de las arteriasLas arterias son vasos sanguíneos que se caracterizan por:
Transportan sangre oxigenada (excepto la arteria pulmonar) desde losventrículos del corazón a los tejidos corporales.
Tienen un lumen o luz del vaso menor que el de las venas, dado que poseenparedes gruesas para soportar la alta presión de la sangre que provienede los ventrículos, especialmente el izquierdo.
La pared de una arteria secompone de 3 capas:
- Túnica íntima; una capa decélulas endoteliales que reviste ellumen de la arteria junto con unalámina interna de fibras elásticas.
- Túnica media; gruesa capa demúsculo liso y fibras elásticas(lámina externa).
- Túnica externa; resistente capade tejido conectivo
IMAGEN: las-hormonas.blogspot.com.es/
Por tanto, no presentan válvulas, excepto las semilunares a la salida delcorazón para prevenir el retroceso de la sangre.
Estructura y función de las arterias La sangre que entra en las arterias lo hace con una alta presión, denominándose
presión sistólica al pico de presión que se alcanza en la arteria. Este pico,empuja la pared de la arteria, ensanchando el lumen y estirando las fibras deelastina que forman al tejido elástico de la pared, almacenando energía.
IMAGEN: tuotromedico.com
La presión en las arterias disminuye alfinal de cada latido, pero al recuperarlas fibras su estado inicial, la energíaalmacenada empuja a la sangre en ellumen, lo que ahorra energía y evitaque la presión mínima en el interiorarterial (presión diastólica), llegue aser demasiado pequeña.
IMAGEN: es.wikipedia.org/
El progreso de la sangre por lasarterias no es continuo, sino pulsátil,al depender de cada latido.
Las fibras musculares y elásticasayudan al mantenimiento de lapresión sanguínea entre ciclosde bombeo.
Estructura y función de las arterias
Las arteriolas poseen unaalta densidad de célulasmusculares, por lo quesu vasocontricción ovasodilatación regula elaporte de sangre a laspartes que nutren.
Tanto el tejidomuscular como elelástico contribuyen adar rigidez a la paredpara soportar la sangrebombeada a alta presión.
IMAGEN: hhibarra.com/
La contracción de la musculatura lisa en la pared de la arteria determina eldiámetro del lumen, controlando el flujo general de sangre a través de lasarterias.
Cuando la musculatura de la pared de la arteria se contrae(vasoconstricción) reduce el lumen, incrementando la presión sanguínea enla arteria.
Estructura y función de los capilaresLos capilares son vasos sanguíneos que se caracterizan por:
Son los vasos más estrechos con un diámetro de unos 10 µm.
Se ramifican y vuelvena unir repetidamenteformando una redcapilar con una granlongitud total.
La sangre se mueve enellos lentamente paraaumentar el tiempo deintercambio desustancias (nutrientesy desechos) entre lasangre y los tejidos.
Estructura y función de los capilares Solo presentan lumen y una pared muy delgada y permeable formada por
una única capa de células endoteliales con poros entre ellas para facilitar elintercambio de sustancias por difusión entre la sangre (plasma) y los tejidos(fluido intersticial o tisular).
Aunque proteínas de gran tamaño no pueden atravesar la pared capilar, supermeabilidad difiere dependiendo del tejido, permitiendo que ciertas proteínaspuedan alcanzar ciertos tejidos pero no otros.
IMAGEN: 163.178.103.176/Fisiologia/cardiovascular/
Estructura y función de las venasLas venas son vasos sanguíneos que se caracterizan por:
Transportan sangre desoxigenada (excepto la vena pulmonar) desde lostejidos corporales a las aurículas del corazón.
Paredes más delgadas que las arterias, al contener menos fibras elásticas ymusculares, dado que soportan una menor presión de la sangre.
Por tanto, tienen un lumen o luz del vaso mayor que el de las arterias, por lo
que un 60-70% de la sangre de todo el sistema cardiovascular estáalmacenado en la porción venosa.
Al igual que en las arterias, lapared de una vena se componede 3 capas:
- Túnica íntima; una capa decélulas endoteliales que revisteel lumen.
- Túnica media; fina capa demúsculo liso y fibras elásticas.
- Túnica externa; resistentecapa de tejido conectivo.
IMAGEN: vascularconcepts.com/
Estructura y función de las venas El flujo de la sangre en las venas está mantenido por la gravedad y la presión
que ejerce sobre ellas la contracción del músculo esquelético.
La presión sanguínea en las venas es a veces tan baja que existe peligro deque retroceda hacia los capilares, con el consiguiente retorno insuficiente desangre hacia el corazón.
Para mantener la circulación y evitar elretorno del flujo de la sangre, las venasdisponen de válvulas (repliegues de latúnica íntima) dispuestas cada 2-4 cm.
Estas válvulas presentan sus bordesorientados hacia el corazón, lo queimplica que:
- cuando el flujo de sangre es hacia elcorazón, empuja los pliegues de laválvula hacia la pared de la vena,manteniendo la válvula abierta.
- cuando la sangre comienza aretroceder, queda atrapada por lospliegues de las válvulas, bloqueando ellumen de la vena.
IMAGEN: ocw.unican.es/
Estructura y función de las venas Al igual que las venas, el corazón también posee válvulas que aseguran la
circulación de la sangre, e impiden así el retorno del flujo.
Válvula bicúspide (mitral)
Válvulatricúspide
Válvula aórtica
IMAGEN: elmundo.es/elmundosalud/especiales/2008/01/anatomia_corazon/
IMAGEN: donacion.organos.ua.es
Estructura y función de los vasos sanguíneos
Animación1
Arteria Capilar Vena
Diámetro Mayor de 10 µm Alrededor de 10 µm Mucho mayor de 10 µm.
Grosor relativode la pared ydiámetro dellumen
Paredrelativamentegruesa y lumenestrecho
Paredextremadamentedelgada
Pared relativamentedelgada con lumennormalmente amplio
Número decapas en lapared
3 capas o túnicas(íntima, media yexterna)
Solo 1 capa o túnicaíntima formada poruna única capa dedelgadas célulasendoteliales
3 capas o túnicas(íntima, media yexterna)
Presencia defibras elásticasy muscularesen la pared
Abundante Ninguna Pequeñas cantidades
Presencia deválvulas
Ninguna Ninguna Presente
HABILIDAD: Reconocimiento de los vasos sanguíneos
IMAGEN:ouhsc.edu/histology/
1
2
21
1
2
Circulación doble y completa
Arteria pulmonar
La circulación sanguínea es dobleporque se realiza por dos circuitosque parten del corazón y terminanen el mismo (sangre pasa 2 vecespor el corazón).
La circulación pulmonar o menorlleva sangre desoxigenada delcorazón a los pulmones y viceversa.
La circulación sistémica (general)o mayor lleva sangre oxigenada delcorazón a los órganos y viceversa.
La circulación es completa porque lasangre venosa desoxigenada en lacirculación pulmonar nunca se poneen contacto con la arterial oxigenadaen la circulación sistémica.
El corazón es una cámara doble quebombea sangre a ambos circuitos deforma separada y a diferentespresiones (menor en la pulmonar).
HABILIDAD: Anatomía interna del corazón
Vena cava(del cuerpo)
Arteria pulmonar(a los pulmones)
Aurícula derecha
Ventrículo derecho
Aurícula izquierda
Ventrículo izquierdo
Arteria aorta(al cuerpo)
Venas pulmonares(de los pulmones)
Válvulaauriculo-ventricular
tricúspide
Válvula semilunar pulmonar
Válvula semilunar aórtica
Grueso músculocardíaco
Delgado músculo cardíaco
Válvulaauriculo-ventricular bicúspide/mitral
Aurículaderecha
Aurículaizquierda
Ventrículoderecho
Ventrículoizquierdo
Septointerventricular
ArteriaAorta Arteria
pulmonar
HABILIDAD: Anatomía externa del corazón
Vena cava
Vena pulmonar
Arteria coronaria
IMAGEN: elmundo.es/elmundosalud/especiales/2008/01/anatomia_corazon/
Aurículaderecha
Aurículaizquierda
Ventrículoderecho
Ventrículoizquierdo
Septointerventricular
Arteriaaorta
Válvulabicúspide(mitral)
HABILIDAD: Anatomía interna del corazón
Válvulatricúspide
Válvula aórtica
Vena pulmonar
Venacava
IMAGEN: elmundo.es/elmundosalud/especiales/2008/01/anatomia_corazon/
HABILIDAD: Anatomía interna del corazón
Animación2
IMAGEN: ibguides.com
Nutrición del corazón: Aterosclerosis El corazón, al igual que el resto
de órganos, necesita nutrirsemediante el aporte de oxígeno yotros nutrientes, y eliminar losdesechos generados.
Una rama de la aortadenominada arteria coronaria,entra en el músculo cardíaco(miocardio) para susministrar alcorazón la energía necesaria paraque no se pare la contracción.
El miocardio es el tejidomuscular del corazón encargadode bombear la sangre mediantesu contracción, por lo que esimportante que las arteriascoronarias no estén ocluidas ysuministren continuamente losnutrientes necesarios.
IMAGEN: drjuan.net/cateterismo-de-las-arterias-coronarias-2/
APLICACIÓN: Oclusión de las arterias coronarias Uno de los problemas de salud más frecuentes es la aterosclerosis, debida
a la acumulación de tejido graso en la pared de las arterias en forma deplacas (ateroma) entre el endotelio y la capa muscular.
Además de acumularse lipoproteínas de baja densidad (LDL), las célulasendoteliales y de la musculatura lisa atraen a macrófagos fagocíticos.
Los macrófagos crecenmucho al fagocitar a lasvesículas de lípidos ycolesterol (LDL), mientrasque células de lamusculatura lisa migranformando una duro tapónfibroso sobre el ateroma.
Como consecuencia, lapared arterial sobresalehacia el lumen, haciéndolomás estrecho e impidiendoel flujo de sangre.
IMAGEN: pharmaceutical-networking.com/
La oclusión coronaria se debe alestrechamiento de las arterias,como consecuencia de unaaterosclerosis, que aportan sangrecon oxígeno y nutrientes almiocardio.
Sus consecuencias son lageneración de un estado decarencia de oxígeno (anoxia) quecausa dolor (conocido comoangina) y afecta a la capacidad delmiocarido para contraerse,haciendo que el corazón lata másrápido para mantener lacirculación de la sangre.
A veces el tapón fibroso que cubreal ateroma se rompe, pudiéndoseformar un coágulo que puedebloquear las arterias que aportansangre al corazón, generandoenfermedades cardiovasculares.
IMAGEN: elmundo.es/elmundosalud/especiales/2008/01/anatomia_corazon/
IMAGEN: cepvi.com
APLICACIÓN: Oclusión de las arterias coronarias
Video2
Las causas de la aterosclerosis noestán bien definidas todavía, perovarios factores han sido asociados aun incremento del riesgo de sufrirla,como son:
- Altos niveles de LDL ensangre.
- Altos niveles crónicos deglucosa en sangre debido aobesidad o diabetes.
- Alta presión sanguínea detipo crónico debido altabaquismo, estrés uotras causas.
- Consumo de grasas trans quedañan al endotelio de laarteria.
- Infección de la pared arterialpor Chlamydia pneumoniae.
IMAGEN: las-hormonas.blogspot.com.es
APLICACIÓN: Oclusión de las arterias coronarias
Fisiología del corazón (ciclo cardíaco)
(1) La vena cava que porta sangredesoxigenada de los órganos confluyeen la aurícula derecha (AD).
(2) La AD envía la sangre a través dela válvula tricúspide hacia elventrículo derecho (VD).
(3) El VD envía la sangre a través dela válvula pulmonar semilunar a lasarterias pulmonares hacia lospulmones.
(4) Las venas pulmonares que portansangre oxigenada desembocan en laaurícula izquierda (AI).
(5) La AI envía sangre que pasa porla válvula bicúspide hacia elventrículo izquierdo (VI).
(6) El VI envía sangre a través de laválvula aorta semilunar situadadentro de la aorta hacia los órganos.
Fisiología del corazón (ciclo cardíaco)
Aurículas y ventrículos relajados Aurículas contraídas Ventrículos contraídas
El corazón funciona como una bomba aspirante e impelente. Para ellorealiza movimientos de relajación (diástoles) seguidos de movimientosde contracción (sístoles). El ciclo cardíaco (latido) dura 0.8 segundosy presenta 3 etapas:
APLICACIÓN: Cambios de presión en el ciclo cardíaco El siguiente gráfico muestra los cambios de presión a lo largo del ciclo
cardíaco en las aurículas (línea amarilla) y ventrículos (línea roja) delcorazón y en la aorta (línea verde).
0-0.1 segundos: Las aurículas secontraen causando un pequeñoaumento de la presión para bombearsangre a los ventrículos. Como lasválvulas semilunares están cerradas,la presión en las arterias alcanza suvalor mínimo.
0.1-0.15 segundos: Losventrículos se contraenexperimentando unrápido aumento de supresión que provoca elcierre de las válvulasauriculo-ventriculares,estando las semilunarescerradas. Animación3
0.4-0.45 segundos: La finalización de lacontracción de los ventrículos provoca quela presión en ellos disminuya rápidamentepor debajo de la de las arterias, causandoel cierre de las válvulas semilunares.
0.45-0.8 segundos: Lapresión en los ventrículoscae por debajo de la de lasaurículas, provocando quelas válvulas auriculo-ventriculares se abran.
0.15-0.4 segundos: La presión en los ventrículos aumenta por encima de lade las arterias, por lo que las válvulas semilunares se abren y la sangre esbombeada desde los ventrículos a las arterias alcanzando éstas su presiónmáxima.
La presión en las aurículas aumenta lentamente a medida que la sangre entraen ellas desde las venas.
La sangre entra desde las venas a las aurículas y desde éstas, a los ventrículoscausando un suave aumento de la presión.
APLICACIÓN: Cambios de presión en el ciclo cardíaco
Video3
APLICACIÓN: Cambios de presión en el ciclo cardíaco
1. Deduce cuándo la sangre está siendobombeada desde las aurículas hasta losventrículos. Indica tanto el momento de iniciocomo de finalización.
2. Deduce cuándo los ventrículos comienzan acontraerse.
3. Indica cuándo las válvulas auriculo-ventriculares se cierran.
4. Indica cuándo las válvulas semilunares se abre.
5. Deduce cuando las válvulas semilunares secierran.
6. Deduce cuándo la sangre está siendobombeada hacia las arterias. Indica tanto elmomento de inicio como de finalización.
7. Deduce cuándo el volumen de sangre en losventrículos es:
a) Máximo
b) Mínimo
El gráfico adjunto muestra un segundo del ciclo cardíaco.
Inicio del latido cardíaco: NSA El corazón es un órgano único en el
cuerpo, dado que su musculaturapuede contraerse sin estimulación delas neuronas motoras.
Es decir, el latido del corazón esiniciado por el propio músculo cardíaco(miocardio) en la denominadacontracción miogénica.
La membrana de las células muscularesdel corazón se activan cuando secontraen, activando a las célulasadjuntas que también se contraen.
Un grupo de células muscularesespecializadas localizadas en la partesuperior de la pared de la aurículaderecha, que constituyen el nódulosinoauricular (NSA), originan laseñal eléctrica responsable de iniciar ellatido del corazón, al ser las primerasen despolarizarse.
Inicio del latido cardíaco: NSA Dado que el nódulo sinoauricular inicia
cada latido cardíaco, se le denomina«marcapasos natural» del corazón, aldeterminar el ritmo de latido delcorazón.
El nódulo sinoauricular inicia un latidocardíaco mediante la contracción ydistribución simultánea de una señaleléctrica que se expande a través de lapared de la aurícula.
La señal eléctrica generada en el NSA sepropaga rápidamente a través de unconjunto de fibras muscularesramificadas e interconectadas,permitiendo que esta señal estimule lacontracción conforme se propagaprimero a través de las paredes de lasaurículas, y a continuación de lasparedes de los ventrículos.
NSA
Fibras Animación4
Regulación del ritmo cardíaco El NSA que establece el ritmo
de latido también responde aseñales externas al corazón,como son estímulosnerviosos y hormonas.
En la parte inferior del troncodel encéfalo, en la médula,existe una región denominadacentro cardiovascular de laque parten dos nervios.
Señales nerviosas de uno delos nervios estimulan al NSAhaciendo que aumente lafrecuencia de latido, mientrasque señales del otro nervioinhiben al NSA causando unadisminución del ritmocardíaco.
IMAGEN: click4biology.info/
Regulación del ritmo cardíaco
IMAGEN: images.wisegeek.com
El centro cardiovascular en lamédula, recibe información dereceptores que monitorizan lapresión sanguínea así como su pH(refleja su concentración de CO2)y la concentración de oxígeno.
Una baja presión sanguínea, bajaconcentración de oxígeno y un pHbajo, son indicadores de que elritmo cardíaco debeaumentarse para incrementar elflujo de sangre a los tejidos,llevando más O2 y recogiendomás CO2.
Por el contrario, una alta presiónsanguínea, alta concentración deoxígeno y alto pH, son indicadoresde que el ritmo cardíaco debedisminuirse.
epinefrina viajapor la sangre
Regulación del ritmo cardíaco El ritmo miogénico del corazón
también puede ser modificadopor estímulos hormonales.
La hormona epinefrina(adrenalina) es liberada por laglándulas suprarrenales ytransportada por la sangrehasta llegar al corazón.
La epinefrina se libera bajosituaciones en las que unaactividad física vigorosa debellevarse a cabo debido a unaamenaza u oportunidad (fightor flight hormone), lo queestimula al NSA causando unaumento del ritmo cardíaco.
IMAGEN: click4biology.info/
Composición de la sangre
Génesis de las células sanguíneas
Proceso denominado hematopoyesis.
Tiene lugar en la médula ósea de los huesos, a partir de una célula madre.
Ciencia vs intuición: TdC ¿Qué significa “tengo una una corazonada”?
¿Qué parte del cuerpo usa una parte cuando toma una decisión basada enuna corazonada?
Actualmente, se conciben las emociones como un producto de la actividaddel cerebro y no del corazón.
¿Es más válido el conocimientobasado en la ciencia que elconocimiento basado en la intuición?
Piensa en un ejemplo de decisión que suelas tomar basándote en laintuición y otro que tomes basándote en un razonamiento científico.