En esta sección se hace un acercamiento a algunas de las funciones más características de aparato circulatorio, dividiendo el análisis en tres enfoques, el fluido sanguíneo, los vasos conductores y el corazón.
Fluido sanguíneo
El fluido sanguíneo esta compuesto en gran medida por agua, células sanguíneas y una gran cantidad de sustancias químicas como hormonas, nutrientes, gases respiratorios, iones y glucosa. Inicialmente revisaremos las funciones asociadas a las células sanguíneas.
Glóbulos rojos
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| Blood cells by Andrew Mason - Flickr |
La hemoglobina es una molécula coloreada de un tono púrpura cuando carece de oxígeno y de rojo carmesí cuando está oxigenada, es el constituyente fundamental de los glóbulos rojos, es una molécula proteica formada por cuatro monómeros estructurales (globinas) en cada uno de los cuales se encuentra ubicado un grupo funcional, el grupo hemo. Este último es el encargado de facilitar el transporte gaseoso gracias a la afinidad química entre el hierro que lo constituye y el oxígeno, para formar un compuesto denominado oxihemoglobina.
La afinidad de la hemoglobina con el oxígeno depende en gran medida del pH sanguíneo, este fenómeno fue estudiado por Bohr, encontrando que en condiciones de acidez la hemoglobina es poco afín al oxígeno, pero en condiciones alcalinas se favorece la formación de oxihemoglobina. En cuanto al pH sanguíneo, este se controla a través del buffer de bicarbonato, el cual emplea las reacciones de equilibrio entre los iones bicarbonato-hidronio y las de agua-CO2.
Glóbulos blancos
Los leucocitos son células encargadas de combatir los agentes infecciosos, éstas cumplen funciones varias tales como la de vigilancia, fagocitosis, lisis celular, señalización y reclutamiento de otros glóbulos blancos.
Cuando un agente infeccioso es detectado, los leucocitos fagocitarios atacan el patógeno y lo destruyen introduciéndolo en sus citoplasma y destruyendo sus moléculas constituyentes mediante reacciones agresivas con enzimas y radicales libres. Adicionalmente liberan sustancias como citoquinas y quimiocinas que facilitan los procesos inflamatorios y de reclutamiento de otros leucocitos respectivamente.
Otro proceso resultante de fagocitosis es la selección de moléculas características del agente infeccioso, denominadas antígenos, las cuales posteriormente harán parte de los anticuerpos que permitirán detectar y contrarrestar la acción del patógeno más rápida, específica y agresivamente. Este proceso garantiza que el cuerpo adquiera memoria y capacidad de defensa contra infecciones que anteriormente hayan sido controladas.
Plaquetas
Las plaquetas o trombocitos son células que facilitan el proceso de la formación de coágulos para contener la salida de sangre de los vasos sanguíneos (hemorragia). Estas células permanecen inactivas en el torrente sanguíneo debido a que las células endoteliales liberan sustancias antitrombogénicas, cuando el endotelio se razga, deja al descubierto el subentodelio en el que se encuentran sustancias trombogénicas como el colágeno, provocando la activación de las plaquetas. El proceso de activación produce un cambio morfológico, generando tentáculos en los trombocitos con la intención de facilitar su adherencia al tejido lesionado y la congregación de otras plaquetas, formando la etapa primaria del coágulo o tapón plaquetario.
La activación de las plaquetas también permite que se liberen algunas sustancias que se encuentran almacenadas en gránulos citoplasmáticos que cumplen con los objetivos de reclutar más plaquetas (ATP), ayudar a la reconstrucción del tejido (factores de crecimiento) y la consolidación de un coágulo de fibrina (factores de coagulación). La fibrina es un polímero que se origina a partir de la activación del fibrinógeno presente en el plasma sanguíneo, activación que requiere de una secuencia de reacciones muy compleja tanto al interior de los vasos sanguíneos (ruta intrínseca) como por fuera de ellos (ruta extrínseca).
Un coágulo bien constituido garantiza que se contenga la hemorragia y adicionalmente favorece las condiciones de recuperación del tejido lesionado, cuando esto último acontece, el coágulo es innecesario y debe ser disuelto, en este proceso se requiere la acción de la plasmina, activada a partir del plasminógeno que destruye los enlaces de fibrina, con lo cual se previene el bloqueo de los vasos sanguíneos por trombos o émbolos.
Vasos conductores
El fluido sanguíneo con todos sus componentes, debe ser guiado por una ruta establecida que garantiza el acceso, la distribución y recolección de sustancias en todo el cuerpo, lo que se consigue con los vasos sanguíneos: arterias, venas y vasos capilares.
Las arterias en términos generales, llevan la sangre desde el corazón hacia los tejidos, por lo que debe someterse y contrarrestar los cambios de presión provocados por el corazón, empleando una capa media musculosa de mayor calibre que los otros vasos sanguíneos. Las venas, poseen una media de menor calibre que las arterias, con la inclusión de válvulas que evitan el retroceso del flujo sanguíneo hacia los tejidos. Los vasos capilares son los conductos de menor diámetro y calibre, encargados de permitir el intercambio de sustancias entre el fluido sanguíneo y los tejidos.
Corazón
Glóbulos blancos
Los leucocitos son células encargadas de combatir los agentes infecciosos, éstas cumplen funciones varias tales como la de vigilancia, fagocitosis, lisis celular, señalización y reclutamiento de otros glóbulos blancos.
Cuando un agente infeccioso es detectado, los leucocitos fagocitarios atacan el patógeno y lo destruyen introduciéndolo en sus citoplasma y destruyendo sus moléculas constituyentes mediante reacciones agresivas con enzimas y radicales libres. Adicionalmente liberan sustancias como citoquinas y quimiocinas que facilitan los procesos inflamatorios y de reclutamiento de otros leucocitos respectivamente.
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| Leucocitos by NIAID - Flickr |
Los leucocitos que viajan a través del torrente sanguíneo detectan la presencia las quimoicinas y por activación de las células del endotelio vascular, se acercan a las paredes de los vasos sanguíneos, la afinidad química de las moléculas de su membrana celular (integrinas, selectinas) y del endotelio hace que se anclen, deformen y finalmente salgan del vaso sanguíneo en un proceso conocido como extravasación o migración leucocitaria. Las quimiocinas son entonces las moléculas encargadas de guiar a los leucocitos para que dirijan su ataque de forma específica hacia el foco de infección, por lo tanto provocan la quimiotaxis del leucocito.
Otro proceso resultante de fagocitosis es la selección de moléculas características del agente infeccioso, denominadas antígenos, las cuales posteriormente harán parte de los anticuerpos que permitirán detectar y contrarrestar la acción del patógeno más rápida, específica y agresivamente. Este proceso garantiza que el cuerpo adquiera memoria y capacidad de defensa contra infecciones que anteriormente hayan sido controladas.
Las plaquetas o trombocitos son células que facilitan el proceso de la formación de coágulos para contener la salida de sangre de los vasos sanguíneos (hemorragia). Estas células permanecen inactivas en el torrente sanguíneo debido a que las células endoteliales liberan sustancias antitrombogénicas, cuando el endotelio se razga, deja al descubierto el subentodelio en el que se encuentran sustancias trombogénicas como el colágeno, provocando la activación de las plaquetas. El proceso de activación produce un cambio morfológico, generando tentáculos en los trombocitos con la intención de facilitar su adherencia al tejido lesionado y la congregación de otras plaquetas, formando la etapa primaria del coágulo o tapón plaquetario.
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| Platelets by RIZY77 - Flickr |
Un coágulo bien constituido garantiza que se contenga la hemorragia y adicionalmente favorece las condiciones de recuperación del tejido lesionado, cuando esto último acontece, el coágulo es innecesario y debe ser disuelto, en este proceso se requiere la acción de la plasmina, activada a partir del plasminógeno que destruye los enlaces de fibrina, con lo cual se previene el bloqueo de los vasos sanguíneos por trombos o émbolos.
Vasos conductores
El fluido sanguíneo con todos sus componentes, debe ser guiado por una ruta establecida que garantiza el acceso, la distribución y recolección de sustancias en todo el cuerpo, lo que se consigue con los vasos sanguíneos: arterias, venas y vasos capilares.
Corazón
Este órgano musculoso es el encargado de dinamizar el fluido sanguíneo, proceso que lo realiza de forma continua durante toda a vida, coordinando de forma precisa los movimientos de contracción de sus cavidades, aurículas y ventrículos. La coordinación de los movimientos emplean un sistema de conducción del impulsos cardíacos denominado marcapasos del corazón que se fundamenta en el movimiento iónico entre el interior y el exterior de las células cardíacas.
La forma del impulso cardíaco en una gráfica de potencial (mv) contra tiempo (ms) refleja una de las grandes diferencias con el impulso nervioso, la meseta generada por el ingreso de iones calcio hacia la célula. Las etapas adicionales, así como también el rango de potenciales, son compartidas entre el potencial espiga, característico de las neuronas y el potencial meseta, característico de las cardíacas. Tal vez una de las diferencias más marcadas entre estos potenciales es que el cardíaco no presenta una fase de reposo bien diferenciada, hecho que demuestra que la generación de impulsos es autónoma y constante y no requiere de estímulos externos a la célula.
Bibliografía
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