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Estudio Comparativo del Sistema Circulatorio en los Vertebrados Superiores con énfasis en el corazón

Resumen: Peces. Anfibios. Reptiles. Aves. Mamíferos. Elementos figurados de la sangre. Arcos branquiales. Arcos branquiales. Diagrama de la circulación(V)
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Autor: Marisol Chong
  1. Introducción
  2. Peces
  3. Anfibios
  4. Reptiles
  5. Aves
  6. Mamíferos
  7. Conclusiones
  8. Anexos
  9. Bibliografía

Introducción

Sistemas circulatorios

El sistema circulatorio es un medio de transporte denutrientes y oxigeno a todos los tejidos corporales y también remueve de estostodos los desechos y el dióxido de carbono, productos del metabolismo. Estesistema contiene cuatro componentes: sangre, como medio de transporte; vasossanguíneos y linfáticos, como la red de distribución; y el corazón que es elmecanismo de bombeo. El sistema circulatorio es accesorio al sistemarespiratorio en el transporte de oxigeno.

En los Vertebrados el sistema circulatorio es cerrado,mediante el cual se transporta oxígeno y nutrientes a los distintos tejidos y células(presentan glóbulos rojos que transportan el oxígeno mediante la hemoglobina).Consta de sistema sanguíneo y sistema linfático. Está dotado de un corazóndividido en cámaras, arterias, arteriolas, venas, vénulas y capilares. En losanimales acuáticos hay un circuito sistémico y otro branquial. En losvertebrados terrestres el sistema sanguíneo es doble (circulación mayor ogeneral, y circulación menor o pulmonar), es decir no se mezclan la sangrearterial y venosa. El corazón de los peces presenta dos cámaras, una aurículaun ventrículo (dos aurículas y un ventrículo en los anfibios y reptiles). Enlas aves y mamíferos es tetracameral (dos aurículas y dos ventrículos), y conuna serie de válvulas cardíacas.

El aparato circulatorio de los vertebrados consta de dossistemas: el sanguíneo y el linfático. Básicamente todos los vertebradostienen el mismo sistema circulatorio. El cual consta de un corazón muscular ytabicado, con propiedades contractiles situado en posición ventral, lacontracción del corazón se propaga a todo el sistema mediante una onda quemarca el sentido en que se mueve el fluido, actuando como una bomba que impulsala sangre por los vasos. Estos vasos forman un circuito cerrado que tiene trestipo de vasos : arterias, capilares y venas.

En el proceso evolutivo de los vertebrados el corazón vasufriendo una especialización desde peces hasta aves y mamíferos. Esta serelaciona con el cambio de la respiración branquial a respiración pulmonar.

En este trabajo estudiaremos de forma comparativa el sistemacirculatorio de los vertebrados superiores, pero daremos un énfasis especial alcorazón, veremos las diferencias y semejanzas de cada grupo de los vertebrados.

Peces

En los peces, la circulación sanguínea está muyestrechamente ligada a la respiración, siendo los glóbulos rojos y el pigmentoque contienen (la hemoglobina), los que distribuyen el oxígeno por todo elcuerpo. La hemoglobina es un componente complejo constituido por proteína y uncompuesto férrico no proteínico, fácilmente oxidable. Se deduce que en losnadadores rápidos tienen gran cantidad de estos, mientras que en nadadoreslentos su proporción es menor.

La sangre circula dentro de un sistema cerrado y en ella vantransportadas sustancias nutritivas, hormonas, residuos metabólicos, oxígeno ygas carbónico. La impulsión de la sangre por el sistema circulatorio serealiza mediante el corazón. Este se divide en dos partes, una aurícula y unventrículo, siendo este último de paredes gruesas y contrayéndoseregularmente al recibir la sangre de la aorta central, la cual se subdivide yaprovisiona a las branquias, que es donde se oxigena la sangre. Una vezoxigenada la sangre se distribuye a los diferentes órganos, siendoprincipalmente transportada a través de la aorta dorsal desde la cabeza hastala cola.

En la cabeza existe un sistema autónomo de arterias carótidas.Una vez que la sangre atraviesa los órganos, musculatura, etc. donde sedesprende del oxígeno, retorna a la aurícula por el sistema venoso. El retornoal corazón se realiza por venas cardinales pares, anteriores y posteriores, lascuales forman antes de llegar al corazón una cámara denominada canal deCuvier, tanto a la derecha como a la izquierda.

La sangre desprovista del oxígeno y retornada a la aurícula,pasa al ventrículo, donde comienza de nuevo el proceso.

Corazón

Los peces poseen un corazón lineal (seno venoso, atrio, ventrículo y conoarterioso, en ese orden entrada y salida)

En la mayoría de los peces el corazón está ubicadoinmediatamente hacia atrás de las branquias. Entre los peces óseos superioresque tienen coberturas branquiales (condición operculada), el corazón estásituado muy por delante en el cuerpo, en comparación con los tiburones y rayas.En unos cuantos peces se puede observar un gran desplazamiento del corazónhacia atrás, como sucede en los peces pulmonados. El saco pericárdicomembranoso que contiene al corazón es de capacidad amplia en los tiburones yespecies emparentadas y más adherido en los peces óseos. El corazón variaconsiderablemente en lo que respecta a su desarrollo y tamaño relativos.

ANFIBIOS

En anfibios, este sistema pasa a ser un doble circuito adiferencia del circuito lineal que se presenta en peces. Este sistema dobleevoluciono para poder dar un suministro adecuado de oxigeno a los tejidosmediante la separación de fluidos sanguíneos oxigenados que provienen del pulmónde los fluidos sistémicos que provienen del cuerpo. Para anfibios esto es unacaracterística apomorfica (característica derivada). En el resto de tetrapodos(reptiles, aves y mamíferos) es una sinapomorfia (característica derivadacompartida).

En los anfibios la sangre es un fluido incoloro (el plasma)con tres principales tipos de células sanguíneas (eritrocitos, leucocitos yplaquetas). Estas células son típicamente nucleadas, aunque en salamandras unapequeña porción de cada uno de los tres tipos pierden el núcleo. Loseritrocitos o glóbulos rojos llevan oxigeno hacia, y dióxido de carbono fuera,de los tejidos; ambos tipos de gases se adhieren a la hemoglobina. Losleucocitos o glóbulos blancos se encargan del mantenimiento, removiendo restosde células muertas y bacterias o de la producción de anticuerpos. Lasplaquetas se encargan de reparar los vasos sanguíneos cuando se rompen (lacoagulación de la sangre). Los eritrocitos están únicamente confinados a losvasos vasculares y las otras células y el plasma pasan a través de las paredesde los vasos vasculares hasta los tejidos celulares y de nuevo reingresar a losvasos sanguíneos o salir a través del sistema linfático.

Corazón:

El corazón de los anfibios es modificado a partir del corazónde los peces, el cual era un corazón lineal (seno venoso, atrio, ventrículo ycono arterioso, en ese orden entrada y salida). La estructura del corazón delos anfibios es altamente variable y se ha modificado en un corazón de tres cámaras,con dos receptáculos de entrada y uno de salida. En su orden: seno venoso, aurículaderecha, ventrículo, aurícula izquierda y cono arterioso. La morfología realde las cámaras y el patrón de flujo a través de estas difiere. Lasdiferencias están asociadas con la relativa importancia de la respiración cutáneay la pulmonar. Incluso las diferencias en el estado fisiológico de un anfibiomodifica el patrón de flujo; por ejemplo, una rana hibernando puede mezclar lasangre sistémica y la pulmonar en el ventrículo, mientras que una rana enactividad no. La descripción de las diferentes cámaras del corazón y la formadel flujo de la sangre es el siguiente: las aurículas son sacos de paredesdelgadas separadas por un septum interatrial. El seno venoso se abre en la aurículaderecha y es por donde se recibe la sangre que proviene del cuerpo (sangre sistémica).La sangre sistémica pasa luego a la aurícula derecha y luego al lado derechodel ventrículo. Desde esta parte del ventrículo, la sangre es bombeada víaarteria pulmonar hacia los pulmones.

Cuando la sangre proviene de los pulmones, esta entra a laaurícula izquierda, vía vena pulmonar y luego al lado izquierdo del ventrículo.Desde este punto la sangre es bombeada hacia el cuerpo a través del conoarterioso, el cual es la parte proximal de la aorta ventral. El cono arteriosoposee una válvula espiral que es musculosa, con una parte anterior denominada"sinangium" y una parte posterior denominada "pilangium". Elventrículo es una cámara de paredes musculares gruesas y tiene como funcionesdos actividades simultaneas, bombear sangre sistémica hacia los pulmones ybombear sangre oxigenada hacia el cuerpo a través de las varias arterias yarcos arteriosos. Aunque el ventrículo no esta dividido por un septum en ventrículoderecho e izquierdo, la sangre sistémica y la oxigenada puede ser dirigidahacia diferentes caminos arteriales. Tal segregación es posible debido alvolumen y posición de la sangre en el ventrículo, la naturaleza de lacontracción ventricular, la válvula espiral del cono arterioso, el patrón deramificación de las arterias desde el cono, y la resistencia relativa de las víaspulmonar y sistémica.

REPTILES

En los reptiles los cambios sucedidos por la transición deambiente, de uno acuático al terrestre, incluye la modificación de la forma enque se obtiene el oxigeno a partir del aire atmosférico. Debido al uso depulmones para poder respirar en tierra, se necesita adicionalmente una circulaciónsanguínea eficaz para el transporte del oxigeno. El desarrollo de estacirculación lleva consigo cambios en la estructura del corazón para adaptarsea los nuevos hábitats, además de toda la red de venas y arterias en el cuerpo.

El plasma sanguíneo de los reptiles es incoloro y solo enalgunos scincidos y algunas serpientes, la sangre puede ser verde o amarilloverdosa. La sangre transporta, además de las células sanguíneas (eritrocitos,leucocitos y plaquetas), sales, proteínas y otros compuestos fisiológicos. Loseritrocitos (glóbulos rojos) son nucleados, a diferencia de los mamíferos enlos cuales son anucleados.
Aunque la organización general de la red de arterias y venas en los reptiles essimilar a la de los anfibios adultos, si se presentan diferencias entre losdiferentes grupos de reptiles.

Corazon:

En los reptiles no se puede definir un modelo generalizado decorazón, ya que el tamaño, la forma, estructura y posición de este puedevariar dependiendo de la fisiología y anatomía de cada uno de los reptiles. Lafisiología es uno de los principales determinantes de la estructura y funcióndel corazón reptiliano, pero la filogenia y el comportamiento tambiénintervienen en estos dos aspectos; en serpientes, la posición del corazón estacorrelacionada con los hábitos arbóreos, terrestres y acuáticos. Un "típico"corazón reptiliano de tortugas y escamados tiene tres cámaras, dos aurículas(derecha e izquierda) y un ventrículo. El ventrículo esta subdividido en trespequeñas cámaras o cavas (cavas arteriosa, venosa y pulmonar, de izquierda aderecha, respectivamente). Dado que las tres cavas no están separadastotalmente por paredes musculares y la contracción cardiaca del ventrículo esde una sola fase (no hay diástole ni sístole), la sangre que esta oxigenada(sistémica) y la desoxigenada se mezclan y salen simultáneamente a través detodos los troncos arteriales. La sangre que se encuentra en la cava pulmonarfluye hacia el tronco pulmonar y la sangre en el cavum venosum fluye hacia laaorta.

La estructura del ventrículo puede variar en algunos gruposde reptiles de acuerdo a las necesidades fisiológicas que demandan. Losvaranidos poseen una tasa metabólica mas alta que en otros lagartos y por lotanto difieren también en la estructura del corazón. En estos, las tres cavasdel ventrículo se comunican entre si. La cava venosa es pequeña, tanto que essolo un canal delgado que une la cava pulmonar con la arteriosa, la cual esmucho mas grande. La contracción ventricular es de dos fases (diástole y sístole)de modo que el bombeo de la sangre crea aparentemente un corazón funcional decuatro cámaras. Aunque la mezcla de sangre oxigenada y desoxigenada puedeocurrir bajo algunas circunstancias, la cava pulmonar queda aislada durante lacontracción cardiaca (sístole) y la sangre desoxigenada es bombeada desde laaurícula derecha hacia los pulmones. En cocodrilos si esta separadocompletamente en dos cámaras, izquierda y derecha. Unicamente, las dos aortasen cocodrilos salen de cada uno de los dos ventrículos, la aorta izquierda delventrículo derecho y la aorta derecha del ventrículo izquierdo. Este patrónprovee una oportunidad para que la sangre desoxigenada se desvíe hacia lospulmones bajo circunstancias especiales, tales como el buceo, alterando el patrónde contracción ventricular. La sangre en cocodrilos se puede mezclar durante uncorto tiempo a través del Agujero de Panizzae.

AVES

El sistema circulatorio de las aves está compuesto por uncorazón y un sistema complejo de venas y arterias. El principal avanceevolutivo que presentan con respecto a sus parientes los reptiles (con excepcióndel cocodrilo) es que el corazón está formado por cuatro cavidades, dos aurículasy dos ventrículos, como en los mamíferos, lo cual evita la mezcla de la sangrevenosa que viene del cuerpo, con la oxigenada que ha sido purificada en lospulmones. Otra diferencia es que los glóbulos rojos poseen un núcleo encomparación con los eritrocitos anucleados de los mamíferos.

Todos los mamíferos, al igual que las aves y algunosreptiles, tienen el corazón dividido en cuatro cámaras, dos aurículas y dosventrículos. Los glóbulos rojos carecen de núcleo después del nacimiento.Por último, el cuello consta de siete vértebras cervicales, con la excepciónde las vacas marinas y ciertas especies de perezosos y osos hormigueros.

MAMÍFEROS

Tienen el corazón dividido en cuatro compartimentos de modoque la circulación es doble y completa.

Se encuentra localizado ventralmente en la región posteriorde la faringe embrionari, en el pericardio. En tetrápodos adultos se localizaen el tórax. En embriones es un tubo simple y recto: venas embrionarias senovenoso atrio (vestíbulo, que puede tener dos evaginaciones laterales: aurículas)ventrículo bulbo cardiaco (cono arterioso) aorta ventral (vaso eferente otronco arterioso).

En Ciclóstomos, Condrictios y Osteictios (ExceptoDipneustos): El corazón se pliega; flexión en S en el plano sagital y unaflexión transversal en U; el seno venoso y el atrio pasan a posición dorsal eizquierda; el ventrículo y el bulbo pasan a la derecha. El bulbo cardiaco puedereducirse o desaparecer. En Telósteos: El bulbo cardiaco está muy reducido oes reemplazado por un bulbo arterial que procede del tronco arterial. Lacirculación es simple; la sangre pasa por el corazón antes que por lasbranquias. El bulbo cardiaco y el seno venoso tienden a desaparecer y el corazónqueda compuesto por dos aurículas y dos ventrículos

Básicamente el funcionamiento del corazón de los mamíferoses casi el mismo de las aves y de los reptiles, por ello, con solo disecar unalagartija se puede observar la estructura del sistema circulatorio

CONCLUSIONES

  • El sistema circulatorio en los vertebrados superiores es cerrado.
  • En el proceso evolutivo de los vertebrados el corazón va sufriendo una especialización que se relaciona con el cambio de la respiración branquial a respiración pulmonar.
  • El corazón del pez tiene cuatro cavidades en fila : seno venoso, aurícula, ventrículo y cono.La sangre de las venas se queda en el seno venoso, la del cono se impele a la aorta ventral y a las branquias ,por lo tanto ahí es donde se carga se oxígeno.
  • Los Anfibios son los antescesores de los reptiles , por lo tanto, los reptiles se superaron por que formaron un tabique que dividió el ventrículo y después creó un nuevo cono.
  • En las aves la sangre arterial que parte del corazon y la venosa que vuelve a él procedente de los tejidos, no se mezcla.

     

ANEXOS

Elementos figurados de la sangre

La sangre está formada por un líquido amarillento denominado plasma, glóbulos rojos, llamados eritrocitos o hematíes; corpúsculos o glóbulos blancos que reciben el nombre de leucocitos y plaquetas, denominadas trombocitos. La sangre también transporta muchas sales y sustancias orgánicas disueltas. 1

Disección de un pez

Arcos branquiales

Partes internas de un pez

A - Corazón.
B - Hígado.
C - Bazo.
D - Vesícula biliar.
E - Intestino.
F - Estómago.
G - Ovarios.
H - Vejiga natatoria.
I - Riñón.
J - Tejido muscular.

 

Diagrama de la circulación.

 

La sangre rica en oxígeno, procedente de los pulmones, llega por las venas pulmonares a la aurícula izquierda, pasa al ventrículo izquierdo a través de la válvula mitral o bicúspide, y sale por la aorta a todo el resto del cuerpo (circulación mayor). Por las venas vuelve al corazón sangre pobre en oxígeno que a través de las venas cavas , penetra en la aurícula derecha, pasa al ventrículo derecho por la válvula tricúspide y sale por la arteria pulmonar hacia los pulmones (circulación menor).

 

Bibliografía

  • Biblioteca de ConsultaMicrosoft® Encarta® 2002. © 1993-2001 Microsoft Corporation. Reservados todoslos derechos.
  • Audesirk, Teresa and Gerald; Byers, Bruce E.; Biología, La Vida en la Tierra; Pearson Education; Mexico, 2003.
  • Otto, J.H.; Towle, A.; Biologia Moderna; McGraw Hill; Mexico, 1993.
  • Buscadores de Internet:

www.google.com

www.yahoo.com

www.buscamelo.com

  • Sitios web:

www.drpez.com

www.sist.es.com/sistemas_found45

www.secal.es/word-pdf/sangre.doc

 

Presentado por:

Marisol Chong

mary_solcz@hotmail.com

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