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39.4: Transporte de gases en fluidos corporales humanos - Biología

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39.4: Transporte de gases en fluidos corporales humanos

39.4: Transporte de gases en fluidos corporales humanos - Biología

Una vez que el oxígeno se difunde a través de los alvéolos, ingresa al torrente sanguíneo y se transporta a los tejidos donde se descarga, y el dióxido de carbono se difunde fuera de la sangre hacia los alvéolos para ser expulsado del cuerpo. Aunque el intercambio de gases es un proceso continuo, el oxígeno y el dióxido de carbono son transportados por diferentes mecanismos.

Objetivos de aprendizaje

  • Describir cómo el oxígeno se une a la hemoglobina y se transporta a los tejidos corporales.
  • Explicar cómo se transporta el dióxido de carbono de los tejidos corporales a los pulmones.

Linfa: formación y funciones | Fluidos corporales | Humanos | Biología

En este artículo discutiremos sobre: ​​- 1. Introducción a la linfa 2. Propiedades de la linfa 3. Composición 4. Funciones 5. Tasa de flujo 6. Formación 7. Circulación.

  1. Introducción a la linfa
  2. Propiedades de la linfa
  3. Composición de la linfa
  4. Funciones de la linfa
  5. Tasa de flujo en la linfa
  6. Formación de linfa
  7. Circulación de linfa

1. Introducción a la linfa:

Los vasos linfáticos en la periferia son vasos terminales ciegos (cerrados) micro y shyscópicos, conocidos como capilares linfáticos y tímidos. Estos diminutos vasos se sitúan en los espacios intercelulares y sus paredes están formadas por células endoteliales sostenidas por el tejido conjuntivo fibroso (fig. 5.3).

Estos capilares se unen repetidamente para formar vasos linfáticos más grandes, que pasan a través de los ganglios linfáticos, reciben más tributarios y aumentan gradualmente de tamaño. Toda la linfa del cuerpo finalmente se recolecta en dos grandes canales: el conducto linfático derecho y el conducto torácico (o linfático izquierdo), que se abren respectivamente en las venas subclavias derecha e izquierda.

El conducto linfático y tímido derecho, de aproximadamente 1,25 cm de largo, drena desde la extremidad anterior derecha y el lado derecho del cuello y el pecho (Fig. 5.4). El conducto torácico, que mide unos 38-45 cm de largo y unos 4-6 mm de diámetro, emerge de la cisterna (receptáculo) chyli y también recibe el conducto cervical izquierdo, que recoge linfa de la extremidad anterior izquierda, el lado izquierdo del cuello y pecho. El cisne y shyna chyli, al estar situado en la parte delantera del cuerpo de la segunda vértebra lumbar, recibe toda la linfa procedente de dos extremidades traseras y del tubo digestivo (Fig. 5.4A).

Los vasos linfáticos están provistos de válvulas que ayudan a que el flujo linfático fluya en dirección al tórax. Los vasos linfáticos primarios que permanecen en el centro de las vellosidades del intestino delgado se conocen como lácteos y durante el curso de la digestión los lácteos se llenan de un líquido blanco como la leche, el quilo. La composición química del quilo, excepto por su alto contenido de grasa, es similar a la de la linfa en otras partes del cuerpo. En el sistema nervioso central no hay linfáticos.

Aquí, el líquido cefalorraquídeo ocupa el lugar de la linfa. Los capilares linfáticos y los timidos no se encuentran también en el cartílago, el bazo, la epidermis, el oído interno y el globo ocular. La función de los linfáticos es transportar el líquido tisular de los tejidos a las venas y el retorno de agua y proteínas del líquido intersticial a la sangre de donde provienen. Y la función de los lácteos es ayudar en la absorción de los materiales alimenticios digeridos, generalmente grasas del intestino.

2. Propiedades de la linfa:

La linfa debe considerarse como un líquido tisular modificado. La linfa es el líquido transparente de apariencia acuosa que se encuentra en los vasos linfáticos y se forma por el paso de sustancias desde los capilares sanguíneos a los espacios de los tejidos. Este proceso se conoce como trasudación que involucra los procesos de difusión y filtración. Se puede obtener una muestra pura de linfa insertando una cánula en el conducto torácico de un animal.

La linfa, según se recoge del conducto torácico durante el ayuno, es transparente, de color amarillento, de reacción levemente alcalina y se coagula lentamente. Su presión osmótica coloidal es menor que la del plasma, pero se cree que es mayor que la del líquido tisular. Su presión hidrostática es muy baja. Después de una comida grasosa, la linfa del conducto torácico aparece lechosa debido a la presencia de gotitas diminutas de grasa emulsionada absorbida por el tubo digestivo.

3. Composición de la linfa:

El examen microscópico de la linfa muestra que contiene una gran cantidad de leucocitos (en su mayoría linfocitos) que van desde 500 a 75.000 por cúbico. mm. No hay presencia de plaquetas en sangre.

La composición de la parte no celular de la linfa (en ayunas) es la siguiente:

El contenido de proteína total es aproximadamente la mitad del del plasma y varía de 2.0 a 4.5%. Varía según la parte del cuerpo de la que se recolecta y también según el grado de actividad de la región. La linfa del hígado contiene tres veces (6%) más proteínas que la que proviene de la extremidad (2%).

La linfa del intestino contiene proteínas intermedias entre estas dos (4%). Se encuentran tres variedades de proteínas: albúmina, globulina y fibrinógeno. Además de esto, también se encuentran trazas de protrombina. El contenido de fibrinógeno es muy bajo. Probablemente sea debido a esto, que la linfa se coagula muy lentamente. La albúmina es proporcionalmente mucho más que la globulina, en comparación con el plasma.

La relación albúmina / globulina, que es de aproximadamente 1,5: 1,0 en plasma, es mucho más alta en la linfa. El contenido de proteínas de la linfa es más alto que el del líquido tisular. Pero dado que la linfa se deriva del líquido tisular, esta diferencia no se comprende fácilmente. Se ha sugerido que posiblemente el agua se elimine de la linfa a medida que fluye a lo largo de los linfáticos de esta manera, las proteínas se concentran. Se supone que la mayor cantidad de albúmina se debe a su menor peso y tamaño molecular y, en consecuencia, a una mayor velocidad de difusión.

En ayunas, el contenido de grasa es bajo, pero después de una dieta rica en grasas puede ser del 5,0 al 15%.

Azúcar, 132,2 mgm por 100 ml (el plasma de perro & # 8217s contiene 123,0 mgm por 100 ml en promedio).

iv. Otros componentes:

(Expresado en mgm por 100 ml) urea, 23,5 mgm (plasma, 21,7 mgm) sustancia nitrog y shyenous no proteica, 34,8 mgm (plasma 32,6 mgm) creatinina, 1,4 mgm (plasma 1,37 mgm) cloruros, 711 mgm (plasma 678 mgm) Total fósforo, 11,8 mgm (plasma 22 mgm) fósforo inorgánico 5,9 mgm (plasma 5,6 mgm) calcio 9,84 mgm (plasma 11,7 mgm). También están presentes enzimas y anticuerpos.

De lo anterior, se puede notar la diferencia entre el plasma y la linfa. Las proteínas, el calcio y el fósforo total son más bajos que en el plasma. Los cloruros y la glucosa son claramente más altos. Otros componentes también son más altos que en el plasma hasta cierto punto.

4. Funciones de la linfa:

Proporciona nutrición y oxígeno a aquellas partes donde la sangre no puede llegar.

Drena el exceso de líquido tisular y los metabolitos y, de esta manera, trata de mantener constantes el volumen y la composición del líquido tisular.

iii. Transmisión de proteínas:

La linfa devuelve las proteínas a la sangre desde los espacios de los tejidos.

iv. Absorción de grasas:

Las grasas del intestino también se absorben a través de los vasos linfáticos.

Los linfocitos y monocitos de la linfa actúan como células defensivas del cuerpo. Los linfáticos también eliminan las bacterias de los tejidos.

5. Tasa de flujo en la linfa:

La tasa de flujo de la linfa a lo largo del conducto torácico humano es de 1.0 a 1.5 ml por minuto. En los perros es mucho mayor. El linfatogogo es la sustancia que aumenta la velocidad del flujo linfático.

La regulación de la tasa de flujo linfático depende de:

(c) Presión intratorácica, y

6. Formación de linfa:

Dado que la linfa se forma a partir del líquido tisular, cualquier cosa que aumente la cantidad de líquido tisular aumentará la tasa de formación de linfa. La formación de linfa depende de factores físicos. No hay ningún proceso secretor vital involucrado en él.

Los siguientes factores son responsables de la formación de linfa:

Si se eleva la presión capilar, aumenta la tasa de formación de linfa. Esto se ve en la obstrucción venosa. [Pero después de algún tiempo, la velocidad se ralentiza debido al aumento de la acumulación de líquido en los espacios del tejido y el consiguiente aumento de la presión hidrostática del líquido del tejido].

2. Permeabilidad de la pared capilar:

Bajo cualquier condición, donde la permeabilidad de la pared capilar aumenta, se formará más líquido tisular y, en consecuencia, más linfa.

Los siguientes factores aumentan la permeabilidad capilar:

I. Aumento de temperatura:

El aumento de temperatura de una localidad en particular aumenta la permeabilidad capilar.

ii. Sustancias que actúan directamente sobre la pared capilar:

La peptona, las proteínas extrañas, la histamina y los extractos de fresas y moras, cangrejos de río, mejillones, sanguijuelas, etc., ejercen un efecto nocivo sobre los capilares y por tanto aumentan su permeabilidad.

iii. Suministro de oxígeno reducido:

En condiciones de falta de oxígeno, el flujo linfático aumenta debido a una mayor permeabilidad y timidez de los vasos. Probablemente actúa dañando el endotelio capilar. Anoxia, anemia, estasis de sangre debido a la congestión vascular, produce tales resultados.

3. Sustancias que alteran la presión osmótica:

Cualquier cosa que reduzca la presión osmótica coloidal de la sangre aumentará la formación de líquido tisular y linfático. La solución salina normal o hipotónica, cuando se administra por vía intravenosa, diluirá los coloides plasmáticos y reducirá la presión osmótica. Además, aumentará la presión arterial. Ambos factores favorecerán la formación de líquido tisular y linfático. Las soluciones hipertónicas ejercerán el mismo efecto de una mejor manera.

Las soluciones hipertónicas, introducidas en la sangre, extraerán más líquido de los espacios del tejido al principio y aumentarán aún más el volumen de sangre. La presión arterial aumentará en gran medida y los coloides plasmáticos se diluirán aún más. De esta forma, las soluciones hipertónicas aumentarán la formación de linfa mucho más que las soluciones normales o hipotónicas. Soluciones de NaCl, glucosa, Na2ASI QUE4, etc., se pueden utilizar para este propósito.

4. Aumento de la actividad metabólica de un órgano:

El aumento de la actividad de un área en particular aumenta el flujo de linfa en la localidad.

I. Formación de más metabolitos que aumentan la presión osmótica del líquido tisular.

ii. Vasodilatación local y aumento de la presión y permeabilidad capilar.

iv. Aumento de temperatura de la localidad.

Los dos últimos también actúan aumentando la permeabilidad capilar.

5. Masaje y movimientos pasivos:

Estos aumentan el flujo linfático hasta cierto punto al igual que la contracción muscular activa.

7. Circulación de linfa:

En las ranas, la circulación se mantiene mediante la contracción rítmica de los corazones linfáticos. Pero en los animales superiores no existe tal bomba y el flujo se mantiene únicamente por una serie de factores físicos.

En los tejidos, la presión de la linfa (8 a 10 mm Hg) es más alta que en el conducto torácico (0 a 4 mm Hg).

ii. Presencia de válvulas:

La presencia de válvulas en los canales linfáticos ayuda a mantener el flujo en una dirección.

La contracción muscular (esquelética), activa o pasiva, comprime los vasos linfáticos y lleva la linfa hacia adelante porque las válvulas dentro de los vasos linfáticos evitan el reflujo. La contracción de las vellosidades ayuda a bombear el quilo desde los lácteos centrales hacia los linfáticos basales. Esta linfa se lleva hasta la cisterna chyli con la ayuda de los movimientos intestinales.

iv. Movimientos respiratorios:

Durante la inspiración, debido al descenso del diafragma, la presión intratorácica cae, lo que succiona la linfa hacia el tórax. Además, aumenta la presión intraabdominal. Esto comprime la cisterna chyli, de modo que aumenta el flujo linfático a través del conducto torácico. Estos cambios de presión durante la inspiración son factores muy importantes para mantener la circulación linfática.


Plasma

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Plasma, también llamado plasma sanguíneo, la porción líquida de la sangre. El plasma sirve como medio de transporte para entregar nutrientes a las células de los diversos órganos del cuerpo y para transportar productos de desecho derivados del metabolismo celular a los riñones, hígado y pulmones para su excreción. También es un sistema de transporte de células sanguíneas y desempeña un papel fundamental en el mantenimiento de la presión arterial normal. El plasma ayuda a distribuir el calor por todo el cuerpo y a mantener la homeostasis o estabilidad biológica, incluido el equilibrio ácido-base en la sangre y el cuerpo.

El plasma se obtiene cuando todos los glóbulos rojos (eritrocitos), glóbulos blancos (leucocitos) y plaquetas (trombocitos) se separan de la sangre completa. El líquido restante de color pajizo es 90 a 92 por ciento de agua, pero contiene solutos críticos necesarios para mantener la salud y la vida. Los componentes importantes incluyen electrolitos como sodio, potasio, cloruro, bicarbonato, magnesio y calcio. Además, hay trazas de otras sustancias, incluidos aminoácidos, vitaminas, ácidos orgánicos, pigmentos y enzimas. Las hormonas como la insulina, los corticosteroides y la tiroxina son secretadas a la sangre por el sistema endocrino. Las concentraciones plasmáticas de hormonas deben regularse cuidadosamente para una buena salud. Los desechos nitrogenados (p. Ej., Urea y creatinina) transportados al riñón para su excreción aumentan notablemente con la insuficiencia renal.

El plasma contiene entre un 6 y un 8 por ciento de proteínas. Un grupo crítico son las proteínas de la coagulación y sus inhibidores, sintetizados principalmente en el hígado. Cuando se activa la coagulación de la sangre, el fibrinógeno que circula en la sangre se convierte en fibrina, que a su vez ayuda a formar un coágulo de sangre estable en el sitio de la rotura vascular. Las proteínas inhibidoras de la coagulación ayudan a prevenir la coagulación anormal (hipercoagulabilidad) y a resolver los coágulos después de su formación. Cuando se permite que el plasma coagule, el fibrinógeno se convierte en fibrina, atrapando los elementos celulares de la sangre. El líquido resultante, desprovisto de células y fibrinógeno, se llama suero. Las pruebas bioquímicas de plasma y suero son una parte importante del diagnóstico clínico moderno y la monitorización del tratamiento. Las concentraciones altas o bajas de glucosa en el plasma o el suero ayudan a confirmar trastornos graves como diabetes mellitus e hipoglucemia. Las sustancias secretadas en el plasma por los cánceres pueden indicar una malignidad oculta, por ejemplo, un aumento de la concentración de antígeno prostático específico (PSA) en un hombre asintomático de mediana edad puede indicar un cáncer de próstata no diagnosticado.

La albúmina sérica, otra proteína sintetizada por el hígado, constituye aproximadamente el 60 por ciento de todas las proteínas plasmáticas. Es muy importante para mantener la presión osmótica en los vasos sanguíneos. También es una proteína transportadora importante para varias sustancias, incluidas las hormonas. Otras proteínas llamadas alfa y beta globulinas transportan lípidos como el colesterol, así como hormonas esteroides, azúcar y hierro.

Las gammaglobulinas, o inmunoglobulinas, son una clase importante de proteínas secretadas por los linfocitos B del sistema inmunológico. Incluyen la mayor parte del suministro corporal de anticuerpos protectores producidos en respuesta a antígenos virales o bacterianos específicos. Las citocinas son proteínas sintetizadas por células de varios órganos y por células que se encuentran en el sistema inmunológico y la médula ósea para mantener la formación normal de células sanguíneas (hematopoyesis) y regular la inflamación. Por ejemplo, una citocina llamada eritropoyetina, sintetizada por células renales especializadas, estimula las células progenitoras de la sangre de la médula ósea para que produzcan glóbulos rojos. Otras citocinas estimulan la producción de glóbulos blancos y plaquetas. Otro sistema de proteínas en el plasma, llamado complemento, es importante para mediar las respuestas inmunes e inflamatorias apropiadas a una variedad de agentes infecciosos.

Los electrolitos y el sistema ácido-base que se encuentran en el plasma están finamente regulados. Por ejemplo, el potasio normalmente está presente en el plasma en una concentración de solo 4 miliequivalentes por litro. Un ligero aumento del potasio plasmático (de 6 a 7 miliequivalentes por litro) puede provocar la muerte. Asimismo, los niveles de sodio, cloruro, bicarbonato, calcio y magnesio en el plasma deben mantenerse con precisión dentro de un rango estrecho. Las moléculas más pequeñas como sodio, potasio, glucosa y calcio son las principales responsables de la concentración de partículas disueltas en el plasma. Sin embargo, es la concentración de proteínas mucho más grandes (especialmente albúmina) a ambos lados de las membranas semipermeables, como las células endoteliales que recubren los capilares, lo que crea gradientes de presión cruciales necesarios para mantener la cantidad correcta de agua dentro del compartimento intravascular y, por lo tanto, para regular el volumen de sangre circulante. Entonces, por ejemplo, los pacientes que tienen disfunción renal o concentraciones bajas de proteínas plasmáticas (especialmente albúmina baja) pueden desarrollar una migración de agua desde el espacio vascular hacia los espacios tisulares, causando edema (hinchazón) y congestión en las extremidades y órganos vitales, incluyendo los pulmones.


Tipos de fluidos en el cuerpo humano

Los siguientes puntos destacan los dos tipos de fluidos en el cuerpo humano. Los tipos son: 1. Líquido intracelular 2. Líquido extracelular.

Escribe # 1. Líquido intracelular (ICF):

El fluido de cada célula contiene su mezcla individual de diferentes constituyentes, pero las concentraciones de estas sustancias son similares de una célula a otra. La composición de los fluidos celulares es notable, similar incluso en diferentes animales, desde los microorganismos hasta los humanos.

Constituyentes importantes del líquido intracelular:

El líquido intracelular contiene grandes cantidades de iones y proteínas de potasio y fosfato. Contiene cantidades moderadas de iones de magnesio y sulfato. El líquido intracelular contiene solo pequeñas cantidades de iones de sodio y cloruro y casi no contiene iones de calcio.

Tipo # 2. Líquido extracelular (ECF):

El líquido extracelular incluye lo siguiente:

(i) Líquido intersticial (= líquido tisular):

Está presente entre los tejidos. El líquido intersticial se parece al agua de mar.

(iv) Líquido cefalorraquídeo (LCR):

Está presente dentro de los ventrículos del cerebro, el canal central de la médula espinal y en el espacio subaracnoideo alrededor del cerebro y la médula espinal.

Este líquido se encuentra en el globo ocular, por ejemplo, humor acuoso y humor vítreo.

El líquido intrapleural, el líquido pericárdico y el líquido peritoneal son ejemplos de líquido seroso.

Está presente en las articulaciones.

Los jugos digestivos son ejemplos de líquido digestivo.

(ix) Líquido en el tracto urinario:

Este líquido está presente en el tracto del sistema excretor.

Constituyentes importantes del líquido extracelular:

El líquido extracelular contiene grandes cantidades de iones de sodio y cloruro, cantidades razonablemente grandes de iones de bicarbonato, pero solo están presentes pequeñas cantidades de iones de potasio, calcio, magnesio, fosfato y ácidos orgánicos.

La composición del líquido extracelular está cuidadosamente regulada por varios mecanismos, pero especialmente por los riñones. Esto permite que las células permanezcan continuamente bañadas en un líquido que contiene la concentración adecuada de electrolitos y nutrientes para el correcto funcionamiento de las células.

Es un tipo especializado de líquido extracelular. El fluido transcelular se encuentra en una cantidad relativamente pequeña. Ejemplos: líquido cefalorraquídeo, líquido intraocular, líquido sinovial, etc.


Variación del sistema circulatorio en animales

El sistema circulatorio varía desde sistemas simples en invertebrados hasta sistemas más complejos en vertebrados. Los animales más simples, como las esponjas (Porifera) y los rotíferos (Rotifera), no necesitan un sistema circulatorio porque la difusión permite un intercambio adecuado de agua, nutrientes y desechos, así como de gases disueltos, como se muestra en la Figura 21.3. a . Los organismos que son más complejos, pero que aún tienen solo dos capas de células en su plan corporal, como las medusas (Cnidaria) y las medusas (Ctenophora), también utilizan la difusión a través de su epidermis e internamente a través del compartimento gastrovascular. Tanto sus tejidos internos como externos se bañan en un ambiente acuoso e intercambian fluidos por difusión en ambos lados, como se ilustra en la Figura 21.3 B . El intercambio de fluidos es asistido por el pulso del cuerpo de la medusa.

Figura 21.3. Los animales simples que constan de una sola capa de células, como la (a) esponja, o solo unas pocas capas de células, como (b) las medusas, no tienen sistema circulatorio. En cambio, los gases, nutrientes y desechos se intercambian por difusión.

Para organismos más complejos, la difusión no es eficiente para reciclar gases, nutrientes y desechos de manera efectiva a través del cuerpo, por lo tanto, se desarrollaron sistemas circulatorios más complejos. La mayoría de los artrópodos y muchos moluscos tienen sistemas circulatorios abiertos. En un sistema abierto, un corazón latiendo alargado empuja la hemolinfa a través del cuerpo y las contracciones musculares ayudan a mover los fluidos. Los crustáceos más grandes y complejos, incluidas las langostas, han desarrollado vasos similares a arterias para impulsar la sangre a través de sus cuerpos, y los moluscos más activos, como los calamares, han desarrollado un sistema circulatorio cerrado y pueden moverse rápidamente para atrapar a sus presas. Los sistemas circulatorios cerrados son una característica de los vertebrados, sin embargo, existen diferencias significativas en la estructura del corazón y la circulación de la sangre entre los diferentes grupos de vertebrados debido a la adaptación durante la evolución y las diferencias anatómicas asociadas. La figura 21.4 ilustra los sistemas circulatorios básicos de algunos vertebrados: peces, anfibios, reptiles y mamíferos.

Figura 21.4. (a) Los peces tienen los sistemas circulatorios más simples de los vertebrados: la sangre fluye unidireccionalmente desde el corazón de dos cámaras a través de las branquias y luego al resto del cuerpo. (b) Los anfibios tienen dos rutas circulatorias: una para la oxigenación de la sangre a través de los pulmones y la piel, y la otra para llevar oxígeno al resto del cuerpo. La sangre se bombea desde un corazón de tres cámaras con dos aurículas y un solo ventrículo. (c) Los reptiles también tienen dos rutas circulatorias, sin embargo, la sangre solo se oxigena a través de los pulmones. El corazón tiene tres cámaras, pero los ventrículos están parcialmente separados, por lo que se produce una mezcla de sangre oxigenada y desoxigenada, excepto en los cocodrilos y las aves. (d) Los mamíferos y las aves tienen el corazón más eficiente con cuatro cámaras que separan completamente la sangre oxigenada y desoxigenada; bombea solo sangre oxigenada a través del cuerpo y sangre desoxigenada a los pulmones.

Como se ilustra en la Figura 21.4 a Los peces tienen un solo circuito para el flujo sanguíneo y un corazón de dos cámaras que tiene solo una aurícula y un solo ventrículo. La aurícula recolecta sangre que ha regresado del cuerpo y el ventrículo bombea la sangre a las branquias donde ocurre el intercambio de gases y la sangre se re-oxigena, esto se llama circulación branquial. Luego, la sangre continúa por el resto del cuerpo antes de regresar al atrio, esto se llama Circulación sistemica. Este flujo unidireccional de sangre produce un gradiente de sangre oxigenada a desoxigenada alrededor del circuito sistémico del pez. El resultado es un límite en la cantidad de oxígeno que puede llegar a algunos de los órganos y tejidos del cuerpo, lo que reduce la capacidad metabólica general de los peces.

En anfibios, reptiles, aves y mamíferos, el flujo sanguíneo se dirige en dos circuitos: uno a través de los pulmones y de regreso al corazón, que se llama Circulación pulmonary el otro en el resto del cuerpo y sus órganos, incluido el cerebro (circulación sistémica). En los anfibios, el intercambio de gases también se produce a través de la piel durante la circulación pulmonar y se denomina circulación pulmocutánea.

Como se muestra en la Figura 21.4 B , los anfibios tienen un corazón de tres cámaras que tiene dos aurículas y un ventrículo en lugar del corazón de los peces de dos cámaras. Los dos atrios (cámaras superiores del corazón) reciben sangre de los dos circuitos diferentes (los pulmones y los sistemas), y luego hay una mezcla de sangre en el corazón ventrículo (cámara inferior del corazón), lo que reduce la eficiencia de la oxigenación. La ventaja de esta disposición es que la alta presión en los vasos empuja la sangre a los pulmones y al cuerpo. La mezcla se mitiga mediante una cresta dentro del ventrículo que desvía sangre rica en oxígeno a través del sistema circulatorio sistémico y sangre desoxigenada al circuito pulmocutáneo. Por esta razón, a menudo se describe que los anfibios tienen doble circulacion.

La mayoría de los reptiles también tienen un corazón de tres cámaras similar al corazón de los anfibios que dirige la sangre a los circuitos pulmonar y sistémico, como se muestra en la Figura 21.4 C . El ventrículo se divide de manera más eficaz mediante un tabique parcial, lo que da como resultado una menor mezcla de sangre oxigenada y desoxigenada. Algunos reptiles (caimanes y cocodrilos) son los animales más primitivos que exhiben un corazón de cuatro cámaras. Los cocodrílidos tienen un mecanismo circulatorio único en el que el corazón desvía la sangre de los pulmones hacia el estómago y otros órganos durante largos períodos de inmersión, por ejemplo, mientras el animal espera a la presa o permanece bajo el agua esperando que la presa se pudra. Una adaptación incluye dos arterias principales que salen de la misma parte del corazón: una lleva sangre a los pulmones y la otra proporciona una ruta alternativa al estómago y otras partes del cuerpo. Otras dos adaptaciones incluyen un orificio en el corazón entre los dos ventrículos, llamado agujero de Panizza, que permite que la sangre se mueva de un lado del corazón al otro, y tejido conectivo especializado que ralentiza el flujo sanguíneo a los pulmones. Juntas, estas adaptaciones han convertido a los cocodrilos y caimanes en uno de los grupos de animales de mayor éxito evolutivo en la tierra.

En mamíferos y aves, el corazón también se divide en cuatro cámaras: dos aurículas y dos ventrículos, como se ilustra en la Figura 21.4 D . La sangre oxigenada se separa de la sangre desoxigenada, lo que mejora la eficiencia de la doble circulación y probablemente sea necesaria para el estilo de vida de sangre caliente de mamíferos y aves. El corazón de cuatro cámaras de aves y mamíferos evolucionó independientemente de un corazón de tres cámaras. La evolución independiente de un rasgo biológico igual o similar se denomina evolución convergente.


Presión arterial

La fuerza que ejerce la sangre contra la pared de un vaso se conoce como presión arterial.

La presión arterial es mucho mayor en las arterias que en las venas.

Durante la sístole ventricular (es decir, la contracción), la presión de la sangre dentro de la arteria se conoce como presión sistólica.

Por otro lado, la presión en la arteria durante la diástole ventricular (relajación), se conoce como presión diastólica.

La medición normal de la presión sistólica es de aproximadamente 120 mm de Hg y la presión diastólica es de 80 mm de Hg. El aumento de esta presión se conoce como presión arterial alta o hipertensión.

El instrumento que mide la presión arterial se conoce como esfigmomanómetro.


Movimiento fluido entre compartimentos

La presión hidrostática, la fuerza ejercida por un fluido contra una pared, provoca el movimiento de fluido entre compartimentos. La presión hidrostática de la sangre es la presión que ejerce la sangre contra las paredes de los vasos sanguíneos por la acción de bombeo del corazón. En los capilares, la presión hidrostática (también conocida como presión sanguínea capilar) es más alta que la "presión osmótica coloide" opuesta en la sangre, una presión "constante" producida principalmente por la albúmina circulante, en el extremo arteriolar del capilar (Figura 26.1.6) . Esta presión hace que el plasma y los nutrientes salgan de los capilares y entren en los tejidos circundantes. El líquido y los desechos celulares de los tejidos ingresan a los capilares en el extremo de la vénula, donde la presión hidrostática es menor que la presión osmótica en el vaso. La presión de filtración exprime el líquido del plasma en la sangre al IF que rodea las células del tejido. El exceso de líquido en el espacio intersticial que no regresa directamente a los capilares es drenado de los tejidos por el sistema linfático y luego vuelve a ingresar al sistema vascular en las venas subclavias.

Figura 26.1.6 & # 8211 Intercambio capilar: La filtración neta ocurre cerca del extremo arterial del capilar ya que la presión hidrostática capilar (CHP) es mayor que la presión osmótica coloidal sanguínea (BCOP). No hay movimiento neto de líquido cerca del punto medio del capilar ya que CHP = BCOP. La reabsorción neta ocurre cerca del extremo venoso del capilar ya que BCOP es mayor que CHP.

Sitio web externo

Mire este video para ver una explicación de la dinámica de los fluidos en los compartimentos del cuerpo. ¿Qué sucede en el tejido cuando la presión sanguínea capilar es menor que la osmótica?

La presión hidrostática es especialmente importante para controlar el movimiento del agua en las nefronas de los riñones para asegurar un filtrado adecuado de la sangre para formar la orina. A medida que aumenta la presión hidrostática en los riñones, también aumenta la cantidad de agua que sale de los capilares y se forma más filtrado de orina. Si la presión hidrostática en los riñones desciende demasiado, como puede ocurrir en la deshidratación, las funciones de los riñones se verán afectadas y se eliminarán menos desechos nitrogenados del torrente sanguíneo. La deshidratación extrema puede provocar insuficiencia renal.

El líquido también se mueve entre compartimentos a lo largo de un gradiente osmótico. Recuerde que un gradiente osmótico se produce por la diferencia en la concentración de todos los solutos a cada lado de una membrana semipermeable. La magnitud del gradiente osmótico es proporcional a la diferencia en la concentración de solutos en un lado de la membrana celular y en el otro lado. El agua se moverá por ósmosis desde el lado donde su concentración es alta (y la concentración de soluto es baja) hacia el lado de la membrana donde su concentración es baja (y la concentración de soluto es alta). En el cuerpo, el agua se mueve por ósmosis del plasma al IF (y viceversa) y del IF al ICF (y viceversa). En el cuerpo, el agua entra y sale constantemente de los compartimentos de líquidos a medida que cambian las condiciones en diferentes partes del cuerpo.

Por ejemplo, si está sudando, perderá agua a través de la piel. El sudor agota el agua de los tejidos y aumenta la concentración de solutos en esos tejidos. Mientras esto sucede, el agua se difunde desde la sangre hacia las glándulas sudoríparas y los tejidos de la piel circundantes que se han deshidratado debido al gradiente osmótico. Además, a medida que el agua sale de la sangre, es reemplazada por el agua en otros tejidos de su cuerpo que no están deshidratados. Si esto continúa, la deshidratación se esparce por todo el cuerpo. Cuando una persona deshidratada bebe agua y se rehidrata, el agua se redistribuye por el mismo gradiente, pero en sentido contrario, reponiendo agua en todos los tejidos.


Compartimentos de fluidos

Hay dos principales compartimentos de fluidos el agua ocupa en el cuerpo. Aproximadamente dos tercios está en el compartimento de líquido intracelular (ICF). El líquido intracelular es el líquido que se encuentra dentro de las células del cuerpo.

El tercio restante del agua corporal está fuera de las células, en el compartimento de líquido extracelular (ECF). El ECF es el ambiente interno del cuerpo y el ambiente externo de las células.

Intercambio de gases, nutrientes, agua y desechos entre los tres compartimentos de líquidos del cuerpo.

En la imagen de arriba, el compartimento ECF es divisible en dos compartimentos: (1) Plasma, la porción líquida de la sangre (es posible que deba utilizar este equipo para extraerlo de los otros componentes sanguíneos en un laboratorio), y (2) líquido intersticial (IF), el líquido en los espacios entre las células del tejido. Se sabe que el plasma humano tiene una vida útil significativamente más larga que la sangre, por lo que puede ser más buscado por aquellos que lo necesitan como parte de su tratamiento.

Composición de los fluidos corporales

Electrolitos y no electrolitos

No electrolitos tienen enlaces (normalmente enlaces covalentes) que les impiden disociarse en una solución. Debido a esto, no se crean especies cargadas eléctricamente cuando los no electrolitos se disuelven en agua. La mayoría de los no electrolitos son moléculas orgánicas: lípidos, glucosa, urea, creatinina, por ejemplo.

A diferencia de, electrolytes are chemical compounds that do disassociate into ions in water. Since ions are charged particles, they can conduct an electrical current — that’s why they’re called electrolytes! For the most part, electrolytes include organic salts, some proteins, and both organic and inorganic acids and bases.

Electrolytes have much greater osmotic power than nonelectrolytes because each electrolyte molecule disassociates into at least two ions. For instance, a molecule of sodium chloride (NaCl) contributes twice as many solute particles as glucose, and a molecule of magnesium chloride (MgCl2) contributes three times as many.

Regardless of the type of solute particle, water always moves according to osmotic gradients — from an area of lesser osmolarity to an area of greater osmolarity. For this reason, electrolytes have the greatest ability to cause fluid shifts.

The major fluid compartments of the body

Electrolyte concentrations of body fluids are usually expressed in milliequivalents per liter (mEq/L), a measure of the number of electrical charges in one liter of solution. We can compute the concentration of any solution using the following equation: mEq/L = ion concentration (mg/L) divided by the atomic weight of the ion (mg/mmol) X the number of electrical charges on the ion. For instance to calculate the mEq/L of sodium we would determine the normal concentration of the ion in plasma, look up its atomic weight in the periodic table and plug the values into the equation: Na+ (sodium) = 3300 mg/L divided by 23 mg/mmol X 1 = 143 mEq/L. We could do the same thing for calcium: Ca2+ = 100 mg/L divided by 40 mg/mmol X 2 = 5 mEq/L.

Comparison of Extracellular and Intracellular Fluids

If you look at the bar graph above you can see that each fluid compartment has a distinctive pattern of electrolytes. Beside the relatively high protein content in plasma, the extracellular fluids are very similar. The chief cation is sodium and the major anion is chloride. However, plasma contains fewer chloride molecules than interstitial fluid, because non-penetrating protein molecules are usually anions and plasma is electrically neutral. In contrast to extracellular fluid, intracellular fluid contains only small amounts of sodium and chloride. It’s most abundant cation is potassium, and its major anion is hydrogen phosphate. In the graph above, notice that sodium and potassium ion concentrations in ECF and ICF are nearly opposite. The distribution of these ions on the two sides of cellular membranes reflects the activity of cellular ATP-dependant sodium-potassium pumps, which keep intracellular sodium concentrations low and potassium concentrations high. Renal mechanisms can enforce ion distribution by secreting potassium into the filtrate as sodium is reabsorbed from the filtrate.

Electrolytes are the most abundant solutes in body fluids and determine most of their chemical and physical reactions, but they do not constitute the a granel of dissolved solutes in these fluids. Proteins and nonelectrolytes (phospholipids, cholesterol, and triglyceride) found in the ECF are large molecules. They account for around 90% of the mass of dissolved solutes in plasma and 60% in the IF, and 97% in the ICF.

Fluid Movement Among Compartments

Osmotic and Hydrostatic pressures regulate the continuous exchange and mixing of body fluids. Although water moves freely between the compartments along osmotic gradients, solutes are unequally distributed because of their size, electrical charge, or dependence on transport proteins. The image at the top of this article summarizes the exchanges of gases, solutes, and water between the three fluid compartments within the body. In general, substances must pass through both the plasma and interstitial fluid to reach the intracellular fluid. In the lungs, gastrointestinal tract, and kidneys, exchanges between the outside world and the plasma o

Electrolyte composition of blood plasma, interstitial fluid, and intracellular fluid.

ccur continuously. These exchanges alter plasma composition and volume, with plasma serving as the “highway” for delivering substances throughout the body. Compensating adjustments between the plasma and the other two fluid compartments follow quickly so that balance is restored.

Let’s review the movement of water and solutes across the boundaries between these compartments:

Exchanges between plasma and interstitial fluid occur across capillary walls. The hydrostatic pressure of blood forces nearly protein-free plasma out of the blood into the interstitial space. The filtered fluid is then almost completely reabsorbed into the bloodstream in response to the colloid osmotic pressure of plasma proteins. Under normal circumstances, lymphatic vessels pick up the small net leakage that remains behind in the interstitial space and return it to the blood.

Many factors can change ECF and ICF volumes. Because water moves freely between compartments, however, the osmolarities of all body fluids are equal. Increasing the ECF solute content (mainly sodium chloride) causes osmotic and volume changes in the ICF — generally, a shift of water out of cells. Conversely, decreasing ECF osmolarity causes water to move into the cells. Thus, ECF solute concentration determines ICF volume.


39.4: Transport of Gases in Human Bodily Fluids - Biology

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Oxygen supply and carbon dioxide removal are integral to cell performance and survival. This gas exchange is driven by diffusion of gas to areas of lower partial pressure. The pressure that is exerted by one gas in a mixture of gasses in different parts of the respiratory and circulatory systems.

When oxygen enters the lungs it mixes with residual air decreasing the alveolar partial pressure of oxygen and increasing the uptake of oxygen by the lungs. Oxygen then diffuses through the alveoli into the neighboring capillaries again moving into a lower partial pressure medium.

In the blood oxygen binds to the respiratory pigment hemoglobin found in red blood cells and travels to tissue where the partial pressure of oxygen is lower. So it dissociates from hemoglobin and is released.

In the same way carbon dioxide goes down its pressure gradient from tissue to blood and is transported back to the lungs where the pressure gradient drives carbon dioxide into the alveoli and oxygen into the blood, starting the cycle again.

22.4: Gas Exchange and Transport

Gas exchange, the intake of molecular oxygen (O2) from the environment and the outflow of carbon dioxide (CO2) into the environment, is necessary for cellular function. Gas exchange during respiration occurs largely via the movement of gas molecules along pressure gradients. Gas travels from areas of higher partial pressure to areas of lower partial pressure. In mammals, gas exchange occurs in the alveoli of the lungs, which are adjacent to capillaries and share a membrane with them.

When the lungs expand, the resultant decrease in pressure relative to the atmosphere draws oxygen into the lungs. Air entering the lungs from the environment has a higher oxygen concentration and a lower carbon dioxide concentration than the oxygen-depleted blood that travels from the heart to the lungs. Thus, oxygen diffuses from the alveoli to the blood in the capillaries, where it can be delivered to tissue. Carbon dioxide, by contrast, diffuses from the capillaries to the alveoli, where it can be expelled through exhalation.

Partial Pressure

Gas flow is determined by the pressure gradient of each gas, with each gas moving down its gradient. The pressure exerted by an individual gas in a mixture of gases is its partial pressure, and each gas moves from a higher to a lower partial pressure. Thus, the movement of O2 y compañía2 are not directly related.

The Big Picture

Oxygen is used by the human body to convert sugar and other organic molecules into the energy compound ATP during the process of cellular respiration. A byproduct of cellular respiration is CO2, which needs to be removed from cells or it will change the pH and damage the cells. Because oxygen is necessary to provide energy for crucial cellular functions, and CO2 cannot be allowed to build up, the human body needs a constant flow of blood to and from all tissue to enable gas exchange.

Alveoli

The respiratory and circulatory systems structurally and functionally meet at the alveoli. Alveoli and capillaries are intertwined and physically touch, and because both are typically one cell thick, gas exchange occurs easily between the two. Even though the lungs are not large, the amount of O2 y compañía2 that is exchanged is huge because there are so many alveoli&mdashhundreds of millions per lung&mdashwith a surface area of around 100 m 2 !

West, John B. &ldquoA Lifetime of Pulmonary Gas Exchange.&rdquo Physiological Reports 6, no. 20 (October 22, 2018). [Fuente]

Gjedde, Albert. &ldquoDiffusive Insights: On the Disagreement of Christian Bohr and August Krogh at the Centennial of the Seven Little Devils.&rdquo Avances en la educación fisiológica 34, no. 4 (December 1, 2010): 174&ndash85. [Fuente]


Ver el vídeo: TRANSPORTE DE GASES, O2, CO2 en TEJIDOS SANGRE y ALVÉOLO, RESUMEN Fisiología Respiratoria. 1 (Julio 2022).


Comentarios:

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