sábado, 29 de septiembre de 2012

11 VENAS, ARTERIAS Y CAPILARES EN LOS VERTEBRADOS


El sistema circulatorio de los vertebrados es básicamente un sistema de tubos interconectados entre sí, sin aberturas de ningún tipo a la cavidad general o celoma. En el interior de los tubos se encuentra un fluido circulante denominado sangre. El sistema circulatorio de los vertebrados se lo denomina como cerrado, debido a la carencia de aberturas a la cavidad general o a los tejidos, de este modo los fluidos se separan completamente, uno para los tejidos que los mantienen alimentados, y la sangre en sí que nunca sale del sistema circulatorio.

Los vertebrados siempre presentan un corazón, aunque rudimentos evolutivos de este están presentes en los parientes más cercanos de los vertebrados, los cefalocordados. La función del corazón es dar impulso a la sangre, aunque los vasos sanguíneos pueden contraerse y dilatarse de modo tal que pueden impulsar de manera secundaria a la sangre a todo lo largo de su recorrido. El sistema circulatorio es integrante, es decir, es un sistema que permite el intercambio de sustancias entre todos los demás sistemas del cuerpo y por lo tanto, su función primordial es el transporte de sustancias. En este sentido es primordial para completar las funciones de digestión y respiración organísmica, así como la de excreción e  incluso la función inmune.

Referencias generales: (Belk & Maier, 2013; Brusca et al., 2003; Goodenough & McGuire, 2012; Hoefnagels, 2015; Kardong, 2011; Karp, 2013; Mason et al., 2014; Moore, 2006; Rhoades & Bell, 2013; Sadava et al., 2014; Simon et al., 2013; Solomon et al., 2008; Starr et al., 2013; Stern et al., 2008; Wayne, 2009)

11.1 Partes del sistema circulatorio

A pesar de la variación de tamaño, existen tres tipos principales de vasos sanguíneos: las arterias, las venas y los capilares. 

La definición de vena y arteria dependerá del corazón y no del nivel de oxigenación de la sangre, si la sangre deja el corazón, cualquier vaso que transporta sangre que sale del corazón recibe el nombre de arteria independientemente de que esa sangre esté desoxigenada u oxigenada, de hecho la característica relevante es que la sangre lleva una alta presión; del mismo modo todo vaso sanguíneo que transporta sangre que ingresa al corazón recibirá el nombre de vena independientemente de si transporta sangre oxigenada u desoxigenada, siendo la característica importante una baja presión, aunque la presión es mucho más baja en la vena sistémica “Cava” que en la vena pulmonar.

Sin embargo, lo anterior solo es cierto para el circuito circulatorio mayor que lleva la sangre a los capilares sistémicos. Por convención, la referencia entre la nomenclatura de arteria y vena es el corazón, la sangre que deja el corazón le dará el nombre de arteria al vaso que la transporta; mientras que la sangre que ingresa al corazón le dará el nombre de vena al vaso de la transporta. De este modo, las arterias del circuito circulatorio menor “en los vertebrados con respiración pulmonar” llevan sangre desoxigenada  mientras que las venas del circuito circulatorio menor llevan sangre oxigenada al corazón respectivamente.

Los vasos sanguíneos y los diferentes nombres que reciben, en este esquema la coloración y los nombres se hacen en referencia al circuito sistémico, donde las arterias son rojas y las venas azules; puesto que en el circuito pulmonar la coloración se invierte. Las arterias y las venas poseen paredes tubulares organizadas en tres capas que encierran al epitelio interno. Estas capas reciben el nombre de túnica íntima, túnica media y túnica adventicia. La túnica intima se encuentra en contacto con el epitelio interno o lumen del vaso sanguíneo. La túnica adventicia es la marte externa de los vasos sanguíneos más grandes, y la túnica media se encuentra como su nombre lo dice se encuentra en medio de las dos.

La túnica media en ocasiones contiene tejido muscular liso, el cual le otorga una capacidad contráctil al vaso (vasodilatación y vasoconstricción), en otras palabras pueden generar movimientos peristálticos lo que le otorga un impulso extra a la sangre, independiente al impulso inicial del corazón. Las venas tienen por lo general válvulas de un solo sentido que impide que la sangre que contiene gases tóxicos disueltos regrese, mientras que, las arterias no poseen estas válvulas.

En el modelo anterior podemos apreciar la variación del grosor de las paredes de los vasos sanguíneos a medida que se van transformando en capilares. La pared de los capilares es la más delgada, consistiendo tan solo en una capa de células epiteliales. A medida que los vasos sanguíneos se acercan al contacto íntimo con los tejidos, su  radio vascular disminuye, así como el grosor de su pared, tomando el nombre de arteriolas y vénulas respectivamente. En los vasos muy pequeños, la túnica adventicia es muy delgada, mientras que la túnica media está compuesta casi exclusivamente por musculo liso; por lo que las vénulas y las arteriolas son muy similares en términos de estructura.

Una vez que las paredes se adelgazan al máximo, los gases, nutrientes, desechos, iones y el calor pueden fluir a través del epitelio de los capilares. Para facilitar este paso de sustancias, los epitelios de los capilares son muy delgados, alrededor de una célula de grosor y no más, lo que implica que la mayoría de las sustancias deben atravesar tan solo dos membranas.

11.2 Arterias

Las arterias son todos aquellos vasos sanguíneos que transporta sangre que deja el corazón sin importar si esta es sangre oxigenada o desoxigenada. La estructura de las arterias varía con el tamaño. Las arterias más grandes poseen una considerable cantidad de fibras elásticas en sus paredes, mientras que las arterias más pequeñas carecen de estas fibras elásticas. Las diferencias estructurales se dan debido a la diferencia funcional entre las arterias grandes y las arterias pequeñas. La función de las arterias, como ya se recalcó en la definición, es la de transportar la sangre que deja el corazón a los diferentes tejidos, lo que implica que sus paredes deben absorber las pulsantes incrementos de presión cuando el corazón late, y esa fuerza debe ser soportada, absorbida y canalizada por la pared de la arteria.

Las fibras elásticas les permiten a estas arterias soportar estos incrementos rítmicos de presión sin romperse o explotar, y de hecho, les permite transmitir la energía que transporta la sangre a todo lo largo del cuerpo. Esta energía puede sentirse en las arterias del cuello o de la muñeca izquierda al tocarlas con una presión adecuada y es lo que se conoce como pulso. Esta transmisión de energía a través de las fibras elásticas le permite al corazón usar menos energía, para hacer circular la sangre, lo que en últimas mantiene una presión arterial relativamente baja, lo cual es muy importante debido a que, las arterias pequeñas carecen de fibras elásticas. Si las arterias grandes no transmitieran la energía, el corazón debería latir con más fuerza para impulsar la sangre, lo que implicaría que la sangre que llega a las arteriolas lo haría con mucha presión. Al carecer de fibras elásticas las arteriolas se pueden romper o explotar causando una serie de enfermedades relacionadas con el rompimiento de vasos sanguíneos como un derrame cerebral.

El taponamiento arterial, causado por placas de sangre coagulada, o por grasa acumulada en el epitelio interno de la arteria incrementa la presión sanguínea  lo que puede provocar rompimientos de los capilares sanguíneos a los cuales esa arteria alimenta.

Los rompimientos de los vasos sanguíneos capilares ocurrirá en cualquier lugar donde existan capilares sanguíneos  lo cual se traduce en todo el cuerpo, sin embargo, el rompimiento en el cerebro es particularmente peligroso debido a la gran sensibilidad del cerebro al incremento de la presión y a la carencia de nutrientes.

Video sobre las enfermedades que pueden  ser relacionadas con un accidente cerebrovascular (de los capilares arteriales del cerebro).

11.3 Hemodinámica de la circulación

Los patrones de flujo y presión de la sangre circulante a través de los vasos sanguíneos constituye la hemodinámica de la circulación. Las presiones del sistema circulatorio asociados a los lados arterial y venoso son notablemente diferentes. Cuando los ventrículos del corazón se contraen, el pico de fuerza produce la presión sistólica. La presión diastólica constituye el momento de menor presión en los vasos sanguíneos, el cual se alcanza entre cada latido del corazón. La presión diastólica resulta de la fuerza mantenida por el empuje arterial.

La presión sanguínea se expresa de manera que represente los valores de ambos momentos sístole/diástole. Por ejemplo, en adultos jóvenes del género masculino la presión sanguínea promedia el siguiente valor 120/80 donde la presión sistólica es la primera en enunciarse y la que presenta el valor más alto. Si las arterias empiezan a presentar síntomas de enfermedad o degeneración “como perdida de elasticidad o acumulación de agentes obstructores” la presión sanguínea se eleva.

Unas de las mayores presiones sanguíneas que pueden registrarse en los vertebrados pertenecen a las jirafas, promediando un valor de 260/160 al nivel del corazón. Tal presión es necesaria para que la sangre pueda ascender en contra de la gravedad a través del largo cuello del animal. Una vez que la sangre ingresa al corazón, la presión habrá disminuido a 120/70, un valor comparable al de los humanos.

En la mayoría de los vertebrados la presión sanguina disminuye una vez que la sangre deja el corazón.  La baja en la presión se debe a dos factores, la fricción de la sangre con las paredes de la cara interna del vaso sanguíneo y a la perdida de área de los vasos  sanguíneos una vez se acercan a los capilares. El flujo que cualquier líquido o fluido a través de un tubo hueco es resistido por la fricción de las partículas del líquido contra la pared del mismo.

El momento de mayor pérdida de presión ocurre en los capilares, los cuales carecen además de tejido elástico, lo que implica que, no solo es el punto de menor presión, si no que este DEBE SER el punto de menor presión, de lo contrario puede ocurrir un derrame de un vaso sanguíneo y ocasionar un infarto localizado. Una vez que la sangre deja los capilares para ingresar a las venas, la sangre sigue con una presión baja o incluso negativa, es decir con una tendencia a devolverse debido a la poca fuerza que posee. Esta tendencia problemática debe ser resuelta por los vasos sanguíneos venosos.

11.4 La arterioesclerosis

Es un término general utilizado en medicina humana y veterinaria, que se refiere a un endurecimiento de arterias de mediano y gran calibre. La arteriosclerosis por lo general causa estrechamiento (estenosis) de las arterias que puede progresar hasta la oclusión del vaso impidiendo el flujo de la sangre por la arteria así afectada.

Los factores de riesgo más comunes son los siguientes: hipertensión tanto los valores sistólicos como los diastólicos influyen a la elevación del riesgo acompañado de hipercolesterolemia. Gradualmente existe a mayor edad una mayor tensión arterial debido a la pérdida de elasticidad de los vasos. El consumo de cigarrillos, aumenta la presión debido a la afección de la microvasculatura generalizada y también por la predisposición a la arterosclerosis que presentan, aumento de homocisteína en plasma, factores relacionados con la hemostasia y trombosis, y por supuesto los antecedentes familiares. Otros posibles factores de riesgo son niveles elevados de la proteína C reactiva (PCR) en la sangre que puede aumentar el riesgo de aterosclerosis y de ataques al corazón; altos niveles de PCR son una prueba de inflamación en el cuerpo que es la respuesta del organismo a lesiones o infecciones. El daño en la parte interna de las paredes de las arterias parece desencadenar la inflamación y ayudar al crecimiento de la placa.

Las personas con bajos niveles de PCR pueden tener aterosclerosis a una tasa más lenta que cuando se tienen niveles elevados de PCR y la investigación está en curso para establecer si la reducción de la inflamación y la disminución de los niveles de PCR también puede reducir el riesgo de la aterosclerosis al igual que las hormonas sexuales, los estrógenos son protectores de la aterosclerosis y por ende las mujeres son más afectadas después de la menopausia.

No existe tratamiento médico alguno demostrado para la arteriosclerosis pese a ser el fármaco probablemente más buscado por la industria farmacéutica, vamos que todos los CEO “título de los directores ejecutivos de las empresas mas importantes del planeta, son la gente que en verdad importa en términos económicos”  se mueren o de cáncer o de un ataque al corazón. El tratamiento farmacológico (antihiperlipidémicos, antiagregantes o anticoagulantes) sirve para disminuir sus causas o sus consecuencias. El tratamiento quirúrgico es muy resolutivo en la cardiopatía isquémica y también en otras localizaciones. El tratamiento profiláctico consiste en evitar los factores predisponentes de la enfermedad y a las complicaciones de ésta: obesidad, hipertensión, sedentarismo, hiperglucemia, hipercolesterolemia, tabaquismo, etc. Para ello lo ideal es practicar ejercicio suave, una dieta equilibrada como la mediterránea, baja en grasas, técnicas de relajación para evitar el estrés, dejar de fumar, etc.

Investigadores en China encontraron que el hongo reishi mejora el flujo sanguíneo y baja el consumo de oxígeno del músculo cardíaco. Resultados similares fueron también encontrados por científicos japoneses, quienes evidenciaron que el reishi contiene ácido ganodérico, el cual reduce la presión sanguínea y el colesterol e inhibe la agregación plaquetaria, la cual puede conducir a ataque cardíaco y otros problemas circulatorios (Berger et al., 2004; Meletis & Barker, 2005; Mizuno, Sakai, & Chihara, 1995).

11.5 Venas

Las venas son vasos de recolección, donde la sangre fluye con una presión baja a una velocidad mínima. Por esta razón, cerca del 70% del total de la sangre circulante reside en las venas. Esto implica que, para cumplir con las necesidades metabólicas normales, el cuerpo solo requiere de un 30% de su sangre distribuyendo oxígeno y nutrientes, aunque en momentos de necesidad y debido a la adecuada señalización hormonal, la sangre de las venas p0uede ser liberada parcialmente al lado arterial, para que existe una mayor presión y velocidad, lo cual a su vez potencia las capacidades metabólicas del individuo, obviamente esto solo puede suceder durante momentos de extrema necesidad, dado que si la presión es alta todo el tiempo se corre el riesgo de dañar el sistema de capilares ocasionando infartos localizados o incluso un accidente cerebrovascular mortal.

Debido a las bajas o negativas presiones en la zona venosa del sistema circulatorio, las venas están equipadas con válvulas de paso de un solo sentido, que funcionan como un torniquete, lo que hace que la sangre venosa solo pueda avanzar en un solo sentido de manera independiente a la poca presión sanguínea que puedan tener.

Para contraponerse a la presión negativa y al obvio hecho de que el corazón no puede hacer mucho, las venas dependerán de los cambios de presión ocasionadas en las zonas donde se encuentra una alta masa muscular, que le impregna movimiento y presión nuevos al vaso sanguíneo, en otras palabras, más que el corazón es el sistema muscular y los movimientos del resto del cuerpo lo que permite el flujo de sangre en el lado venoso del circuito cardiovascular. De esta manera, aunque lenta la sangre venosa logra llegar al corazón. La sangre de los órganos no musculares como los pulmones o el corazón dependerán de las fuerzas remanentes o simplemente de la gravedad.

Las venas varicosas se ocasionan en puntos donde la presión negativa de la sangre es muy grande y logran vencer a las válvulas de una sola vía de las venas, generalmente en las zonas donde la gravedad es más permanente. Cuando se está mucho tiempo de pie, las venas de las piernas son las que soportan más este problema, lo que provoca o un vencimiento de la válvula o un reforzamiento de toda la vena lo que genera la varice.

11.6 Tipos de varices

Además de resultar antiestéticas, las varices pueden ocasionar diversos síntomas y dar lugar a complicaciones. Lo mejor, sobre todo si tienes factores de riesgo, es tomar medidas para prevenir su aparición.

11.6.1 Varices Grado I o varículas

En esta etapa, se ven en algunos sitios y a través de la piel, las venas finas de color violáceo. A veces pueden tener forma estrellada, y se denominan arañas vasculares. Por lo general son únicamente un problema de tipo estético pero, en determinadas ocasiones, pueden producir sensación de pesadez y cansancio en las piernas.

11.6.2 Varices Grado II

Las venas se van haciendo más visibles y empiezan a notarse los primeros síntomas como: Pesadez y cansancio en las piernas; Dolor; Calambres; Hormigueos; Sensación de calor o picores y escozores.

11.6.3 Varices Grado III

Las venas están más dilatadas y tortuosas. Los síntomas van aumentando progresivamente, y aparece hinchazón y edemas y cambios de coloración en la piel.

11.6.4 Varices Grado IV

Aparecen zonas eczematosas y úlceras. Las úlceras son difíciles de tratar y pueden infectarse con facilidad.

11.7 Complicaciones de las venas varicosas

Debe tenerse en cuenta que algunos procesos que se describen en el apartado de síntomas, aparecen después de un largo proceso de evolución sin tratamiento (Grados III y IV), por lo que pueden considerarse como complicaciones. Así pues, podemos considerar como complicaciones de las varices:

11.7.1 Cambios en la piel

Aparte de la aparición de manchas originadas por el depósito de glóbulos rojos, cuando la acumulación de estos y de líquidos aumenta, se producen alteraciones en la piel y en los tejidos que están bajo la misma (alteraciones tróficas), debido a que los nutrientes no llegan correctamente. Como consecuencia de estas alteraciones, la piel se endurece, presenta un aspecto seco y escamoso, con cambios de color generalizados (ya no son manchas más o menos aisladas) e intensos picores.

11.7.2 Úlceras varicosas

Con mucha frecuencia aparecen como consecuencia del rascado, debido a los picores por las alteraciones de la piel. Se presentan sobre todo en la cara interna de los tobillos y son dolorosas, bastante difíciles de curar, y se infectan con facilidad.

11.7.3 Hemorragias

Se producen por la ruptura de las venas varicosas, cuya pared está muy debilitada, al igual que la piel, saliendo la sangre al exterior. Pueden deberse al rascado, por un traumatismo que puede ser mínimo, o incluso producirse de forma espontánea, pudiendo ocurrir mientras el paciente duerme, lo que puede aumentar su gravedad si este no se da cuenta. La sangre suele ser oscura y fluye continuamente, sin borbotones, por ser sangre venosa. Como todas las hemorragias, son muy escandalosas, pero no suelen tener demasiada importancia si se tratan adecuadamente; lo que debe hacerse es elevar la pierna y aplicar un vendaje compresivo y, por supuesto, acudir al médico para que pueda establecer un tratamiento definitivo, que evite su reaparición.

11.7.4 Flebitis superficial

Es la inflamación de una vena varicosa y no debe confundirse con la flebitis profunda, que aparece en  situaciones muy distintas y puede tener graves repercusiones. Se observa la vena varicosa como un cordón dilatado y endurecido, y hay una zona inflamada a su alrededor, que  está caliente, enrojecida y dolorosa.

11.7.5 Infecciones

Las lesiones producidas por el rascado, así como las úlceras varicosas, e incluso la propia fragilidad de la piel, pueden facilitar la entrada a organismos oportunistas, y dar lugar a infecciones que será necesario tratar adecuada e insistentemente, pues suelen ser bastante rebeldes al tratamiento. La zona infectada es dolorosa, y se verá inflamada, enrojecida y caliente, pudiendo haber supuración.

11.7.6 Trombosis de las venas varicosas

Ocurre por la formación de un coágulo en el interior de las venas varicosas y, con frecuencia, se da conjuntamente con la flebitis, pues esta puede facilitar la aparición de trombos, y el trombo suele provoca la inflamación de la vena. Por este motivo, sus síntomas son muy similares. Normalmente no suele plantear consecuencias graves, salvo que el trombo se produzca en una zona en que pueda desprenderse y alcanzar la circulación profunda.

11.7.7 Embolismo pulmonar

Es una complicación muy poco frecuente en las varices, pues para que ocurra tendría que desprenderse un trombo y, como se ha señalado, alcanzar la circulación profunda, llegar al corazón y, desde este, a las arterias pulmonares.

11.8 Microcirculación y sistema capilar

La función del sistema capilar es permitir el intercambio de sustancias entre un tejido y el sistema circulatorio, como gases metabólicos, nutrientes, iones salinos y productos de desecho.

Es el componente específico que le da significado al sistema cardiovascular, el cual soporta las funciones metabólicas de las células es la microcirculación, si el sistema circulatorio es un conjunto de pasillos, entonces los capilares serían las puertas de acceso. La microcirculación está compuesta por tres elementos básicos, las arterias pequeñas o arteriolas, las venas pequeñas o vénulas y el sistema de capilares en sí mismo. La sangre que fluye  al sistema de capilares es controlado por esfínteres hechos de musculo liso. A estos esfínteres se los denomina esfínteres precapilares, son pequeños anillos que restringen la entrada de sangre al sistema capilar.

Las paredes de las arteriolas, las vénulas poseen pequeñas capas de musculo liso. Estas capas de musculo liso se encuentran conectadas al sistema endocrino y nervioso, y de esta manera se controla cuanto oxígeno y nutrientes son distribuidos a un determinado tejido en un momento específico. De esta manera, la distribución se ajusta para concordar con las necesidades metabólicas de un tejido en un momento específico.

Los capilares también son empleados como un disipador de calor, cuando el animal se encuentra en movimiento se genera calor debido a la ineficiencia natural de cualquier sistema físico en movimiento (si, la entropía nunca falla) cuando se produce mucho calor en el interior de los tejidos este puede generar una disminución en la eficiencia de los tejidos e incluso causar daños en estos. Para evitar el desastre térmico, la sangre captura calor a través de los capilares de los tejidos y envían ese calor a los capilares de la piel, donde es irradiada al medio externo.

Este detalle puede verse particularmente e animales con piel sin pelo de color claro, como en algunos seres humanos, los cuales experimentan un enrojecimiento de la piel, cuando hacen ejercicio. Un detalle interesante a cerca del sistema capilar es que aunque individualmente su volumen es un verdadero chiste “le tomaría horas a una pequeña gota de sangre atravesar un solo vaso capilar”, tomados de manera colectiva su volumen es suficiente para vaciar todo el sistema circulatorio mayor, dejando al corazón y a las arterias principales como la carótida completamente secas. Esto no ocurre gracias a los esfínteres precapilares, que permiten el paso selectivo de sangre a algunos capilares y a otros no.

Cuando dos tejidos diferentes requieren sangre para realizar sus actividades metabólicas estos compiten ya que, como mencionamos antes, no hay suficiente sangre en el cuerpo para llenar todos los capilares a la vez. Un ejemplo sencillo de esto es cuando se hace demasiado ejercicio al mismo tiempo que se come un alimento muy difícil de digerir.  En el momento en que ambos tejidos abren sus capilares a la vez, la sangre del sistema circulatorio mayor  es absorbida por estos y la presión sanguina baja mucho, lo que puede causar isquemia “una falla localizada de la distribución de sangre”.

Referencias generales: (Belk & Maier, 2013; Brusca et al., 2003; Goodenough & McGuire, 2012; Hoefnagels, 2015; Kardong, 2011; Karp, 2013; Mason et al., 2014; Moore, 2006; Rhoades & Bell, 2013; Sadava et al., 2014; Simon et al., 2013; Solomon et al., 2008; Starr et al., 2013; Stern et al., 2008; Wayne, 2009)



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