Capítulo 43 Transporte interno Dr. Robert J. Mayer.

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1 Capítulo 43 Transporte interno Dr. Robert J. Mayer

2 Una célula que se encuentra a 10 um de su fuente de oxígeno o de nutrientes puede recibir oxígeno por difusión en 50 msec

3 Una célula que se encuentra a 1000 um (1 mm) de su fuente de oxígeno o de nutrientes puede recibir oxígeno por difusión en dos o tres minutos

4 Problema con la difusión
El tiempo que toma la difusión aumenta con el cuadrado de la distancia a través va a ocurrir la difusión.

5 Difusión Invertebrados simples
Esponjas, cnidarios, lombrices planas y protozoarios

6 Fluido intersticial Fluido entre las células de un tejido
Trae el oxígeno y los nutrientes a las células Todos los organismos lo poseen

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8 Invertebrados que carecen de un sistema circulatorio

9 Función de un sistema circulatorio
Transporte de oxígeno, nutrientes, hormonas, y otros materiales hacia el fluido intersticial de las células Remover desechos de la célula Reducir la distancia de difusión

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11 Sistema circulatorio especializado
Animales grandes (varias capas de células) Contiene sangre Corazón Vasos sanguineos Espacios por los que la sangre circula

12 Sistema vascular de sangre (blood vascular system)
Artrópodos y moluscos La sangre fluye en el hemoceloma La sangre baña directamente los tejidos

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14 Sistema circulatorio abierto
Artrópodos y la mayor parte de los moluscos La sangre fluye a un hemoceloma (hemocoel) – sinuses – pero está contenida en vasos sanguineos en algun momento La sangre baña los tejidos directamente No hay diferencia entre la sangre y el fluido intersticial. El fluido se conoce como hemolinfa

15 Ventricle Stomach Atrium Gills Artery Ostia Tubular heart

16 Sistema circulatorio abierto cont.
Hemocianina – pigmento que se une al oxígeno que contiene cobre (azul cuando se oxigena) Los sistemas circulatorios abiertos no pueden proveer suficiente oxígeno para mantener el metabolismo tan alto de los insectos. ¿Como lo logran entonces? El sistema circulatorio de un insecto sirve principalmente para transportar nutrientes y hormonas

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18 Sistema circulatorio cerrado
Algunos invertebrados lo poseen Todos los vertebrados lo poseen La sangre fluye por un circuito continuo y cerrado de vasos sanguineos

19 Sistema circulatorio cerrado
Dissolved hemoglobin

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21 Sistema circulatorio de los vertebrados
Corazón muscular Arterias Capilares Venas Sangre Linfa

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24 Funciones del sistema circulatorio de los vertebrados cont.
Transporta nutrientes, oxígeno, desperdicios, y hormonas Ayuda a mantener El balance de fluidos pH apropiado Temperatura corporal (distribuye calor metabólico) Protege el cuerpo de enfermedades

25 Sangre de los vertebrados
Consiste de un líquido amarillento en el cual los glóbulos rojos, blancos y las plaquetas están suspendidas.

26 Plasma Agua Sales Substancias en transporte Proteinas plasmáticas:
Albúminas - Globulinas – transportan hormonas y otras substancias, coagulación Gama globulina – anticuerpos contra varias enfermedades – inoculan al ser humano con la misma con el propósito de protegerlo contra algunas enfermedades

27 Serum = plasma – proteínas
Fibrinógeno – coagulación Las proteínas plasmáticas ayudan a regular la distribución de fluido entre los fluidos plasmáticos e intersticiales – contribuyen a la presión osmótica Ayudan a controlar el pH en la sangre

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29 Componentes de la sangre
serum

30 Leucocitos 10 to 14 µm Eosinophil 10 to 14 µm Neutrophil 8 to 10 µm
Lymphocyte 15 to 20 µm Monocyte 10 to 14 µm Basophil

31 Glóbulos rojos (eritrocitos)
Transporte de oxígeno y dióxido de carbono Tienen nucleo en casi todos los vert. excepto los mamíferos Duran 120 días – 2.4 mill. son destruidas cada segundo Producen grandes cantidades de hemoglobina Pigmento rojo que “carga” oxígeno La anemia es deficiencia en hemoglobina

32 Glóbulos blancos (leucocitos)
Proteje el organismo contra organismos (bacterias y virus) que podrían causar enfermedades Células ameboides Manufacturados en la médula ósea roja Rutinariamente atraviesan las paredes de los capilares y entran a los tejidos

33 Leucemia – el número de glóbulos
blancos se divide rápidamente dentro de la medula ósea. Las células no se maduran y sus grandes números afectan la producción de otros tipos de células.

34 Plaquetas En los vertebrados se conocen también como trombocitos
Poseen núcleos en muchos de los vertebrados mientras que en los humanos no. Son fragmentos de membrana celular llenos de citoplasma y carecen de nucleo Sellan roturas en los vasos sanguineos Liberan sustancias esenciales para la coagulación de la sangre

35 COAGULACIÓN 2 Wall of vessel contracts 3 Platelets adhere
to collagen fibers of damaged vessel wall Injury to blood vessel 1 More permanent clot forms 4 Blood flow Blood flow decreases Blood flow decreases Platelet plug Blood flow ceases Prothrombin Damaged cells and platelets release substances that activate clotting factors Ca2+ Prothrombin activator Fibrinogen Ca2+ Thrombin Alrededor de 30 substancias diferentes interactúan en este proceso de formación de un cuágulo permanente Fibrin threads (clot) COAGULACIÓN Se dilatan los vasos sanguíneos cuando hay una cortadura

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37 Vasos sanguineos de los vertebrados
Arterias Transportan sangre del corazón al resto del cuerpo Poseen músculos lisos para la vasodilatación (ejercicio) y vasoconstricción Venas Regresan sangre al corazón desde el resto del cuerpo

38 Lymphatic Vein Artery Venule Arteriole Capillary bed Vasodilation Vasoconstriction Lymph node Lymph capillaries Movement of interstitial fluid

39 (one cell thick) Thick – no gases or nutrients go through Outer coat
(connective tissue) VEIN Thick – no gases or nutrients go through Smooth muscle Endothelium ARTERY Outer coat (connective tissue) 25 µm Endothelium (one cell thick) CAPILLARY

40 Blood flow through a capillary network
INACTIVE TISSUE ACTIVE TISSUE

41 El corazón de los vertebrados
Uno o dos atrios Reciben sangre Uno o dos ventrículos Bombean sangre a las arterias

42 Corazón de los peces Un solo atrio y ventrículo
Parte de un solo circuito sanguineo

43 Branquias – cuerpo (movimientos corporales)
Corazón de un pez

44 La acción muscular durante el nado ayuda
Atrium Sinus venosus Veins from the body GILLS Valve Ventricle Valve Aorta La acción muscular durante el nado ayuda a estos organismos a bombear la sangre

45 Anfibios Dos atrios y un ventrículo
La sangre fluye por un circuito doble Circulación pulmonar Circulación sistémica La sangre parcialmente oxigenada es separada de la que trae poco oxígeno

46 Sangre de los pulmones Flap – separates blood Sinus venosus Veins from
the body Pulmonary vein Pulmonary artery Aorta Partition separating atria Valves Atria Ventricle Conus Sangre de los pulmones Flap – separates blood

47 La mayor parte de los reptiles
Poseen una pared que divide parcialmente los ventrículos minimizando el que se mezcle la sangre rica y la pobre en oxígeno El “timing” de las contracciones de ambos lados del corazón, además de las diferencias en presión, evitan que se mezcle la sangre Primera vez que surge un corazón con cuatro cámaras (e.g. cocodrilos) Doble circuito

48 Aorta Pulmonary vein Sinus venosus Veins from the body Pulmonary artery Right atrium Ventricle Left atrium Semilunar valves Conus Incomplete partition of the ventricle

49 Los anfibios y los reptiles no ventilan sus pulmones constantemente – no es necesario enviar sangre a los mismos constantemente

50 Aves y mamíferos Poseen corazones con cuatro cámaras y una septa interventricular que separa la sangre rica en oxígeno de la pobre en oxígeno Doble circuito Transporta sangre al cuerpo muy rápida y eficientemente

51 Left atrium AV valve Veins from the body Pulmonary artery Right atrium Aorta Ventricles Semilunar valves

52 Patrón circulatorio en aves y mamíferos
Venas (transportan sangre de los órganos) – atrio derecho – ventrículo derecho – arteria pulmonar – red de capilares en los pulmones – venas pulmonares – atrio izquierdo – ventrículo izquierdo – aorta – arterias (transportan sangre a los órganos) – arteriolas – capilares.

53 El corazón humano Órgano muscular hueco Pericardio – saco de
tejido conectivo fuerte Cavidad pericardial – espacio lleno de fluido entre el pericardio y el corazón La pared del corazón está compuesta mayormente por músculo y fibras de colágeno Posee válvulas que permiten el flujo de sangre en una sola dirección

54 Human heart

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58 Fossa ovalis (lugar donde estaba localizado el foramen
ovale en el feto)

59 Human heart

60 Válvula atrio-ventricular derecha (tricúspide)
Entre el atrio y ventrículo derecho Válvula mitral Entre el atrio y ventrículo izquierdo Válvulas semilunares Evitan que regrese la sangre al corazón una vez sale del mismo. (e.g. aórticas y pulmonares)

61 Marcapasos Las contracciones del corazón son iniciadas en el músculo en si por el marcapasos nódulo sinoatrial (SA) El SA está compuesto de una masa pequeña de músculo cardiaco especializado localizado en la parte posterior de atrio derecho cerca de la salida de la vena cava superior Discos intercalados – bandas densas que unen los músculos cardiacos en los extremos ofrecen poca resistencia a la transmisión de potenciales de acción – los músculos se contraen como si fuesen una sola célula potenciales de acción mas largos que los de los otros músculos

62 Marcapasos cont. El potencial de acción en esta estructura es iniciado por los iones de Ca 2+ Conectado a otras fibras musculares en el corazón para una mejor propagación del potencial de acción

63 SA node or pacemaker Left atrium Right atrium AV node AV bundle Right ventricle Left ventricle Right and left branches of AV bundle Purkinje fibers

64 Marcapaso artificial

65 Superior vena cava Aorta Pulmonary artery Semilunar valves Right atrium Pulmonary vein Tricuspid valve Left atrium Inferior vena cava Mitral valve 5 Period of falling pressure 1 Atrial systole (contracción) Right ventricle Left ventricle Heart sounds 2 Beginning of ventricular systole (relajamiento) 3 Period of rising pressure 4 Beginning of ventricular diastole

66 El sistema nervioso regula el pulso
El ritmo del corazón es controlado por los sistemas nervioso y endocrino En esto esta envuelto el centro cardiaco en la medula cerebral además de los sistemas simpatético y parasimpatético “Stroke volume” – La cantidad de sangre que es bombeada por un ventrículo cuando el corazón late “Venous return” – La cantidad de sangre que es traida al corazón por las venas

67 Stressors and other stimuli Increases Decreases Hypothalamus Cardiac centers in the medulla Brain Adrenal glands Sympathetic nerves (accelerator nerves) Parasympathetic nerves (vagus) Increase in body temperature Increased venous return Epinephrine and Norepinephrine Norepinephrine Acetylcholine STROKE VOLUME HEART RATE CARDIAC OUTPUT X =

68 Parasympathetic action on cardiac muscle
neuron 1 Acetylcholine 2 Acetylcholine receptor 5 K+ K+ channel Plasma membrane G-protein 3 Activates G-protein K+ 4 Opens K+ channel Músculo cardiaco SLOWS DOWN HEART BEAT Parasympathetic action on cardiac muscle

69 Sympathetic action on cardiac muscle
Sympathetic neuron INCREASES HEART BEAT 1 Norepinephrine 6 Gate open 2 Voltage-gated Ca2+ channel Ca2+ Acción de “beta blockers” ß- Adrenergic receptor G-protein Plasma membrane Adenylyl cyclase 4 3 Activates G-protein ATP Ca2+ cAMP 5 Protein Kinase Sympathetic action on cardiac muscle

70 Stressors and other stimuli Increases Decreases Hypothalamus Cardiac centers in the medulla Brain Adrenal glands Sympathetic nerves (accelerator nerves) Parasympathetic nerves (vagus) Increase in body temperature Increased venous return Epinephrine and Norepinephrine Norepinephrine Acetylcholine STROKE VOLUME HEART RATE CARDIAC OUTPUT X =

71 Presión sanguinea Es la fuerza que ejerce la sangre sobre las paredes internas de los vasos sanguineos Determinado por el CO, volumen de sangre y la resistencia al flujo de sangre Alta concentración de sal en la dieta = alto volumen de sangre = presión arterial alta Alta en las arterias y disminuye en los capilares

72 Internal Transport

73 Baroreceptores Presentes en las paredes de ciertas arterias y en el corazón Sensitivos a cambios en la presión sanguinea Envian mensajes a los centros cardiacos y vasomotores en la médula cerebral

74 Cuando la presión sanguinea aumenta:
El centro cardiaco estimula los nervios parasimpatéticos que reducen el ritmo del corazón Los centros vasomotores inhiben los nervios simpateticos que reducen el diametro de los vasos sanguineos La presión sanguinea se reduce como resultado de esto

75 Algunas hormonas tienen que ver la regulación de la presión sanguinea.
Angiotensina Aumenta la presión sanguinea Aldosterona Ayuda a regular la excreción de sal Altera el volumen de sangre y la presión sanguinea

76 El patrón de circulación sanguinea Circulación pulmonal
Conecta el corazón con los pulmones Circulacion sistémica Conecta el corazón y el resto de los tejidos del cuerpo

77 Circulación pulmonal El ventrículo derecho bombea sangre a través de las arterias pulmonales La sangre circula a traves de los capilares pulmonales en el pulmón La sangre es conducida al atrio izquierdo por la vena pulmonal

78 Circulación sistémica
y pulmonal

79 Circulación sistémica
El ventrículo izquierdo bombea sangre a la aorta La aorta se ramifica en arterias que llegan a los diferentes organos del cuerpo La sangre fluye a traves de redes de capilares dentro de los órganos

80 La sangre fluye a las venas que la conducen a la vena cava superior o inferior
La sangre regresa al atrio derecho

81 Circulación sistémica
y pulmonal

82 Right subclavian artery Inferior mesenteric artery
Carotid arteries Left subclavian vein Jugular veins Aortic arch Right subclavian artery Left pulmonary vein Superior vena cava Left pulmonary artery Left ventricle Axillary artery Right ventricle Right lung Renal artery Liver Kidney Inferior mesenteric artery Renal vein Inferior vena cava Common iliac artery Common iliac vein External iliac artery Femoral vein Femoral artery

83 Sistema hepático portal
Arterias coronarias Suplen el músculo del corazón con sangre en áves y mamíferos Sistema hepático portal Circula sangre rica en nutrientes a través del hígado

84 Sistema linfático Sistema circulatorio accesorio
Colecta fluido intersticial Lo devuelve al torrente sanguineo Juega un papel importante en la homeostasis Protege el cuerpo de enfermedades Absorbe lípidos del tracto digestivo

85 Linfa Se forma del fluido intersticial Substancia liquida clara Vasos linfáticos Conducen linfa hacia el ducto torácico en el área de los hombros Ductos que devuelven la linfa al sistema circulatorio de sangre: a. ducto torácico b. ducto linfático derecho

86 Right lymphatic duct Tonsil Cervical lymph nodes Right subclavian vein Left subclavian vein Thymus Axillary lymph nodes Thoracic duct Lymphatics of breasts Spleen Superficial lymphatics of upper limb Superficial lymphatics of lower limb

87 Tipo de tejido conectivo con una gran cantidad de linfocitos
Tejido linfático Tipo de tejido conectivo con una gran cantidad de linfocitos Nódulos linfáticos El tejido linfático está organizado en pequeňas masas de tejido (amígdalas, el timo y el vaso) Consiste de un sistema de “capilares” sin salida y venitas. Corren y penetran todas las partes del cuerpo. No hay ninguna estructura parecida a las arterias del sistema circulatorio en este sistema.

88 Right lymphatic duct Tonsil Cervical lymph nodes Right subclavian vein Left subclavian vein Thymus Axillary lymph nodes Thoracic duct Lymphatics of breasts Spleen Superficial lymphatics of upper limb Superficial lymphatics of lower limb

89 Funcionamiento del sistema linfático
El fluido linfático entra a las capilares (“capilares sin salida”) linfáticas convirtiendose en linfa Viaja a los “lymphatics” (como venas linfáticas) y luego a los nódulos linfáticos En los nódulos linfáticos los fagocitos filtran bacterias y otros materiales extraños Toda la linfa llega al área del cuello donde es devuelta a la sangre

90 Información adicional sobre el funcionamiento del sistema linfático
Amígdalas – masas de tejido linfático que ayudan a proteger el sistema respiratorio de infecciones mediante la destrucción de bacterias y otra materia extraña Los “lymphatics” tienen válvulas Las pulsaciones musculares aumentan el flujo de sangre de linfa

91 Capilares linfáticas

92 Right lymphatic duct Tonsil Cervical lymph nodes Right subclavian vein Left subclavian vein Thymus Axillary lymph nodes Thoracic duct Lymphatics of breasts Spleen Superficial lymphatics of upper limb Superficial lymphatics of lower limb

93 Papel del sistema linfático en la homeostasis
Cuando la sangre entra a los capilares del sistema circulatorio – alta presión – se filtra plasma a los tejidos

94 Sangre en capilares del sistema circulatorio Fluido intersticial entre
Alta presión dentro de capilares Sangre en capilares del sistema circulatorio Fluido intersticial entre células El fluido intersticial carece de: Glóbulos rojos Plaquetas 1/4 contenido protéico de la sangre Contiene: Glucosa Amino ácidos Oxígeno Sales Fluido intersticial entre células

95 Figure 42-20 Page 827 (40 + 3) - 28 = +15 (15 + 3) - 28 = - 10
Arterial end of capillary Venous end of capillary Osmotic pressure of plasma (- 28) Osmotic pressure of plasma (- 28) Blood pressure (+40) Blood pressure (+15) Osmotic pressure of interstitial fluid (+3) Osmotic pressure of interstitial fluid (+3) (40 + 3) - 28 = +15 (15 + 3) - 28 = - 10 Net filtration Net absorption

96 Sangre en capilares del sistema circulatorio Fluido intersticial entre
Alta presión dentro de capilares Sangre en capilares del sistema circulatorio Fluido intersticial entre células No regresa mucho fluido intersticial a los capilares No entran muchas proteinas tampoco Todo esto se queda fuera de los vasos sanguineos Regresan al torrente sanguineo a través del sistema linfático