1. Transporte de sustancias

En los animales más complejos, el aparato circulatorio está formado por un fluido (medio de transporte), los vasos y un mecanismo propulsor.

1.1 Líquidos circulantes

Están formados por agua, sales minerales, proteínas, elementos celulares y pigmentos encargados del transporte de gases.

Tipos de líquidos circulantes

• Hidrolinfa: propia de los equinodermos. Transporta nutrientes y desechos metabólicos.
• Hemolinfa: propia de invertebrados. En moluscos y artrópodos tiene un pigmento respiratorio, la hemocianina. Tiene una misión respiratoria.
• Sangre: los pigmentos respiratorios en vertebrados es la hemoglobina y en anélidos la hemoeritrina.
• Linfa: exclusiva de vertebrados. Composición similar al plasma sanguíneo, con lípidos y leucocitos.

1.2 Conductos o vasos

Son los conductos por los que circulan los líquidos circulantes. En los vertebrados hay dos tipos:

Vasos sanguíneos

• Arterias: llevan la sangre desde el corazón a los tejidos. Tienen paredes duras y elásticas de tejido conjuntivo para soportar la alta presión con la que la sangre sale del corazón. Al alejarse de él, disminuyen su diámetro y se bifurcan en arteriolas.
• Venas: llevan la sangre de los tejidos al corazón. Sus paredes son más delgadas, menos elásticas y de mayor diámetro que las de las arterias, al soportar menos presión. Inicialmente, su diámetro es pequeño (vénulas) y va aumentando.
• Capilares: red de vasos pequeños con paredes formadas por un endotelio. En ellos se produce el intercambio de sustancias entre la sangre y los tejidos. Conecta arteriolas y vénulas.

Vasos linfáticos

Compuestos por una red de capilares. Son muy permeables y se agrupan en vasos cada vez mayores de aspecto nudoso. En su recorrido, atraviesan los ganglios linfáticos, en donde se sitúan los linfocitos. La linfa se agrupa en dos vasos principales que desembocan en el sistema sanguíneo:

• Conducto torácico: vasos de las extremidades inferiores y parte superior izquierda.
• Conducto linfático derecho: vasos de la parte superior derecha.

1.3 Mecanismo propulsor

Los animales tienen un mecanismo de bombeo que permite el desplazamiento del fluido. Puede deberse a movimientos corporales de la musculatura o a un órgano impulsor (corazón: formado por tejido muscular que se contrae y relaja impulsando los fluidos circulantes).

Tipos de corazones

• Tubulares: típicos de artrópodos; se llaman así por su forma de tubo.
• Accesorios: propios de peces; aceleran la circulación en una zona determinada.
• Tabicados: presentes en moluscos y vertebrados. Formados por dos tipos de cámaras: las aurículas (receptoras) y los ventrículos (eyectoras).

2. Modelos de sistemas circulatorios

2.1 Sistemas abiertos y cerrados

Sistemas de circulación abiertos

En estos sistemas, los fluidos o no fluyen por el interior de vasos o discurren por vasos que se abren a las cavidades corporales, formando sistemas lagunares que bañan los tejidos. Hay un contacto directo entre el líquido y las células. Están presentes en artrópodos y moluscos.

Sistemas de circulación cerrados

Los fluidos van por el interior de vasos circulatorios. El contacto de los fluidos con las células se produce a través de los capilares, salvo en los casos del plasma sanguíneo (que sí sale para mantener los tejidos húmedos) y de ciertas células sanguíneas, como los linfocitos. Los nutrientes y gases pasan por difusión a través de los capilares.

2.2 Circulación simple y doble

Circulatorio simple

Tiene un único circuito, de modo que el líquido circulante pasa una sola vez por el corazón. La sangre oxigenada se mezcla con la no oxigenada, disminuyendo la eficacia del sistema.

Circulatorio doble

La sangre pasa dos veces por el corazón, siguiendo estos circuitos:

• Circulación menor o pulmonar: la sangre desoxigenada sale del corazón, va a los pulmones y retorna al corazón oxigenada.
• Circulación mayor o sistémica: la sangre oxigenada sale del corazón hacia los tejidos, cede el O₂ y, cargada de CO₂ y sustancias de desecho, vuelve al corazón.

Según el grado de separación entre ellos, pueden ser:

• Incompletos: la separación no es total.
• Completos: hay tabiques en el corazón que separan la sangre oxigenada de la desoxigenada, aumentando la eficacia del sistema.

2.3 Aparatos circulatorios de vertebrados

Es cerrado y tiene un corazón tabicado. Dependiendo del grupo taxonómico, la circulación puede ser:

• Circulación simple: (Esquema característico de peces).
• Circulación doble e incompleta:
  • En anfibios: el corazón tiene dos aurículas (divididas por un tabique) y un ventrículo. A la aurícula derecha (AD) llega la sangre no oxigenada, y a la izquierda (AI), la oxigenada. Las aurículas se contraen casi a la vez y envían la sangre al único ventrículo. La mezcla no es total ya que, al pasar sangre oxigenada al circuito sistémico, la desoxigenada pasa al pulmonar.
  • En reptiles: la circulación es parecida a la de los anfibios, excepto en los cocodrilos, que tienen dos ventrículos totalmente separados.
• Circulación doble y completa: propia de mamíferos y aves. El corazón tiene dos aurículas y dos ventrículos, por lo que hay una separación total de la circulación pulmonar y la sistémica.
  • En mamíferos: la AD recibe la sangre no oxigenada y el ventrículo derecho (VD) la impulsa hacia los pulmones; la AI recibe la sangre oxigenada y el ventrículo izquierdo (VI) la envía hacia los tejidos.
  • En las aves: ocurre al revés; la circulación mayor ocupa el lado derecho.

2.4 El funcionamiento del corazón en mamíferos

El corazón tiene un sistema muscular especializado que genera impulsos que producen su contracción rítmica (ciclo cardiaco) y conduce estos impulsos por todo el órgano. Cada latido cardíaco se compone de dos fases: contracción o sístole y dilatación o diástole.

Ciclo cardíaco

Periodo que transcurre entre una contracción cardiaca y la siguiente. Durante un ciclo cardíaco, la sangre entra al corazón a través de las venas y sale por las arterias. En todo momento los vasos sanguíneos están llenos de sangre, al ser un ciclo continuo. Un ciclo dura menos de un segundo, aunque el ritmo puede duplicarse durante un ejercicio intenso o debido al estrés.

Etapas del ciclo cardíaco

• Sístole auricular (0,1s): es la contracción de las aurículas. La sangre pasa por las válvulas mitral y tricúspide hacia los ventrículos. Las válvulas semilunares están cerradas, por lo que la sangre no sale de los ventrículos.
• Sístole ventricular (0,3s): al llegar la sangre a los ventrículos, estos se contraen y las válvulas mitral y tricúspide se cierran. Se abren las válvulas semilunares y la sangre sale de los ventrículos. La salida es intermitente y se percibe como el pulso arterial.
• Diástole general (0,4s): las aurículas y los ventrículos están relajados, lo que crea una presión negativa que hace que la sangre entre en las aurículas. Los ventrículos se siguen expandiendo, por lo que su presión es menor; por lo tanto, las válvulas se abren y la sangre pasa a los ventrículos. Al final, los ventrículos contienen 9/10 de su capacidad. Entonces, una nueva sístole auricular impulsa la sangre restante a los ventrículos, cerrándose el ciclo.

3. Modelos de aparatos excretores

Es un mecanismo de expulsión de productos de desecho y una vía de regulación homeostática (mantiene la composición química y características del medio interno).

3.1 Productos de desecho en los animales

Productos no nitrogenados

• El CO₂
• El agua
• Sales minerales
• Pigmentos biliares

Productos nitrogenados

Surgen del metabolismo de aminoácidos y ácidos nucleicos. Son compuestos tóxicos que se pueden eliminar en forma de distintas sustancias; predominan: amoníaco, ácido úrico y urea.

Según la sustancia excretada de forma predominante, hay tres grupos:

• Amoniotélicos: el producto de excreción es el amoníaco. Debido a su gran toxicidad, solo animales con suficiente agua para diluirlo pueden excretar el nitrógeno así. Ejemplo: peces.
• Uricotélicos: el producto de excreción es el ácido úrico, expulsado en forma de cristales, por lo que las pérdidas de agua son mínimas. Su toxicidad es baja, por lo que pueden acumularse en el organismo sin daño. Son animales uricotélicos los que viven en ambientes secos, como insectos, aves y reptiles. Su orina es casi sólida.
• Urotélicos: el producto de excreción es la urea, molécula menos tóxica que el amoníaco que necesita estar diluida para ser excretada, aunque requiere menos agua que el amoníaco. Son: anfibios, reptiles quelonios y mamíferos.

3.2 Órganos excretores de los vertebrados

Son los riñones, formados por un conjunto de unidades denominadas nefronas.

Una nefrona consta de:

• Un corpúsculo renal: donde se produce la filtración del líquido plasmático sanguíneo.
• Un tubo contorneado de longitud variable, donde ocurren procesos de reabsorción y eliminación activa de solutos.

Los túbulos de varias nefronas se unen en conductos colectores y desembocan en el uréter. En las aves, el uréter vierte al exterior a través de la cloaca; en reptiles y mamíferos desemboca en la vejiga urinaria, que acumula orina y la concentra para eliminarla.

Nefrona de los mamíferos formada por:

• Corpúsculo de Malpighi: se compone del glomérulo y de la cápsula de Bowman.
• El túbulo contorneado: dividido en el túbulo contorneado proximal, el asa de Henle y el túbulo contorneado distal.

Riñones formados por:

• Cápsula renal: capa más externa; bajo ella hay una cubierta continua con prolongaciones hacia el interior.
• Zona medular o médula: de color más claro.
• Pelvis renal: forma una zona de tubos que recogen la orina.

3.3 Formación de la orina

La orina está formada por H₂O y sustancias de desecho, y se origina en las nefronas a través de las siguientes etapas:

• Filtración: la sangre es filtrada al interior de la cápsula de Bowman. Las sustancias con grandes masas moleculares no pueden ser filtradas, por lo que las proteínas de elevada masa molecular no atraviesan sus paredes.
• Reabsorción: recupera las sustancias útiles filtradas en la cápsula de Bowman para devolverlas a la sangre. Ocurre en los túbulos que forman la nefrona.
• Secreción: paso de sustancias (como fármacos) desde la sangre al filtrado que se encuentra en la nefrona. Ocurre en el tubo distal.

La orina formada pasa a los tubos colectores, luego a los uréteres y después a la vejiga, donde se almacena hasta que es expulsada a través de la uretra.

3.4 Regulación de la concentración de la orina

La excreción es un mecanismo de expulsión de los productos de desecho y una vía de regulación del medio interno. La concentración de la orina depende del grado de absorción de agua en la nefrona, proceso regulado por la hormona antidiurética o vasopresina.

3.5 Otros órganos excretores de vertebrados

• Glándulas sudoríparas
• Hígado