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Sistema circulatorio (Cardiovascular) : ¿quieres aprender más sobre este tema?

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“Honestamente podría decir que Kenhub disminuyó mi tiempo de estudio a la mitad” – Leer más. Kim Bengochea Kim Bengochea, Universidad Regis, Denver

Sistema circulatorio (Cardiovascular)

El sistema circulatorio, también llamado sistema cardiovascular, es un sistema orgánico vital que entrega sustancias esenciales para que se puedan llevar a cabo funciones básicas en todas las células. El sistema circulatorio está constituido por una red formada por el corazón como bomba muscular central, vasos sanguíneos que distribuyen la sangre por el cuerpo, y la sangre, encargada del transporte de diferentes sustancias.

El sistema circulatorio está dividido en dos circulaciones o subsistemas: La circulación pulmonar, o circulación menor, que intercambia sangre entre el corazón y los pulmones para realizar su oxigenación; y la circulación sistémica o circulación mayor, que distribuye la sangre a través de todos los otros sistemas y tejidos del cuerpo. Ambos circuitos comienzan y terminan en el corazón.

Este artículo explicará todo lo relevante acerca del sistema circulatorio, así como sus relaciones clínicas.

Puntos clave
Funciones Transporte de gases, nutrientes, electrolitos, desechos, hormonas.
Corazón Capas: miocardio, endocardio, epicardio
Cámaras: atrios izquierdo y derecho, ventrículos izquierdo y derecho
Vasos sanguíneos: arterias (sangre oxigenada), venas (sangre desoxigenada)
Vasos sanguíneos Arterias, venas, capilares.
Jerarquía: corazón —> arterias —> arteriolas —> capilares (intercambio de gases, la sangre oxigenada se vuelve desoxigenada) —> vénulas —> venas —> corazón
Circulaciones Pulmonar - venas cavas superior e inferior (con sangre desoxigenada) —> atrio derecho —> ventrículo derecho —> arterias pulmonares derecha e izquierda —> capilares de cada pulmón (oxigenación de la sangre) —> venas pulmonares —> atrio izquierdo — circulación sistémica
Sistémica
- Atrio izquierdo —> ventrículo izquierdo —> aorta y sus ramas —> capilares —> venas —> venas cavas superior e inferior —> circulación pulmonar
Coronaria
- aorta ascendente —> arteria coronaria derecha —> rama marginal derecha —> arteria interventricular posterior, arteria coronaria izquierda, arteria interventricular anterior (se anastomosa con la interventricular posterior) —> arteria circunfleja
Sangre Plasma con componentes celulares:
Eritrocitos (glóbulos rojos) - contienen hemoglobina y transportan oxígeno por los vasos sanguíneos
Leucocitos (glóbulos blancos) - células del sistema inmunitario
Trombocitos (plaquetas) - células de la coagulación
Relaciones clínicas Aterosclerosis, enfermedad cerebrovascular, enfermedad arterial periférica, aneurisma, varices, arritmia, insuficiencia cardiaca

Función

La función principal del sistema circulatorio (o cardiovascular) es entregar oxígeno a los tejidos del cuerpo y simultáneamente remover el dióxido de carbono producido por el metabolismo. El oxígeno se liga a moléculas de hemoglobina que se ubican en la superficie de los glóbulos rojos en la sangre.

Comenzando en el corazón, la sangre desoxigenada (es decir, aquella que contiene dióxido de carbono) retorna desde la circulación sistémica hacia el lado derecho del corazón. Esta es bombeada entonces a través de la circulación pulmonar llegando hasta los pulmones, donde ocurre el intercambio gaseoso. El dióxido de carbono es removido de la sangre y reemplazado con oxígeno. La sangre entonces se encuentra oxigenada, y retorna al lado izquierdo del corazón.

Desde aquí, la sangre es bombeada hacia la circulación sistémica, en la cual entrega su oxígeno a los tejidos corporales, para retornar nuevamente al lado derecho del corazón. La sangre también actúa como un excelente medio de transporte para las hormonas y nutrientes tales como electrolitos. La sangre además transporta productos de desecho, los cuales son filtrados en el hígado.

Corazón

El corazón es una bomba muscular que constituye el componente central del sistema circulatorio. Está dividido en una mitad izquierda y otra derecha mediante un septo (tabique) muscular. El componente muscular del corazón, el miocardio, está formado por músculo cardíaco involuntario. Está recubierto internamente por una membrana llamada endocardio, y externamente por otra membrana denominada epicardio.

La contracción del músculo cardiaco es estimulada mediante impulsos eléctricos que son iniciados regularmente desde los centros reguladores del corazón: el nodo sinoatrial en el techo del atrio derecho, y el nodo atrioventricular en el septo entre los atrios y los ventrículos. El nodo sinoatrial es considerado el marcapasos natural del corazón.

En muchos países de habla hispana todavía se usa el término aurícula para referirse a las cámaras de entrada del corazón. El término adecuado para estas cámaras de acuerdo a la Terminologia Anatomica es atrio, derivado del latín atrium, reservándose el término aurícula para un pequeño repliegue triangular que forma parte de cada uno de los atrios.

El corazón experimenta continuamente una serie de contracciones y relajaciones. El término sístole ventricular se refiere a la contracción simultánea de los ventrículos, mientras que el concepto de diástole ventricular hace referencia a la relajación de los mismos. Durante la sístole, la sangre es bombeada desde los ventrículos a los tractos de salida de su circulación correspondiente. Los atrios se llenan de sangre al mismo tiempo. Durante la diástole ventricular, los ventrículos están relajados y la sangre fluye desde los atrios hacia el ventrículo correspondiente.

Circulación pulmonar

La sangre desoxigenada proveniente de la circulación sistémica retorna al atrio derecho a través de las venas cavas superior e inferior. El seno coronario, vía de retorno de la circulación cardiaca, también desemboca en el atrio derecho. La sangre en el atrio derecho fluye hacia el ventrículo derecho a través de la válvula atrioventricular derecha (también llamada tricúspide) durante la diástole. Durante la sístole, el ventrículo derecho se contrae, dirigiendo la sangre hacia el cono arterioso, ubicado en la base del tronco pulmonar. La contracción del ventrículo provoca el cierre de la válvula tricúspide, previniendo el retorno de la sangre hacia el atrio derecho. Entre el cono arterioso y el tronco pulmonar hay otra válvula, llamada válvula pulmonar. En la diástole, esta válvula se cierra para evitar el retorno de sangre hacia el ventrículo derecho.

El tronco pulmonar se divide en una arteria pulmonar derecha y una arteria pulmonar izquierda, cada una de las cuales entrega sangre al pulmón respectivo, llevando la sangre desoxigenada hasta los capilares de cada pulmón, donde es oxigenada. Esta sangre recién oxigenada es recogida por las venas pulmonares y la devuelven al atrio izquierdo del corazón, donde finaliza la circulación pulmonar justo antes de pasar al ventrículo izquierdo.

Circulación sistémica

La sangre oxigenada ingresa al atrio izquierdo desde la circulación pulmonar a través de las venas pulmonares. Durante la diástole, la sangre pasa desde el atrio izquierdo al ventrículo izquierdo a través de la válvula atrioventricular izquierda (también llamada bicúspide o mitral). En la sístole, el ventrículo izquierdo se contrae, impulsando a la sangre para que ingrese a la aorta. La sangre pasa a través de la válvula aórtica hacia la aorta ascendente.

La aorta ascendente continúa su trayecto como arco aórtico, desde el cual emergen tres grandes ramas: el tronco braquiocefálico, la arteria carótida común izquierda y la arteria subclavia izquierda. Estas arterias proporcionan sangre oxigenada a la cabeza, el cuelloy a las extremidades superiores.

La aorta descendente es la continuación del arco aórtico, en el tórax se denomina aorta torácica, y proporciona numerosas ramas a los órganos y paredes de la región.

La aorta descendente atraviesa el diafragma pasando a través de un espacio llamado hiato aórtico ubicado a nivel de T12. A partir de este nivel se le conoce como aorta abdominal. La aorta abdominal proporciona ramas a las estructuras de la cavidad y pared abdominal, así como a estructuras y regiones periféricas, para terminar bifurcándose en sus ramas terminales, las dos arterias ilíacas comunes, las cuales irrigarán la cavidad pélvica y los miembros inferiores.

Las ramas de la aorta se desprenden de ella durante su trayecto experimentando divisiones en ramas a lo largo de su trayecto. Las ramas terminales ingresan en los tejidos a los cuales están destinadas, continuando su división sucesiva hasta convertirse en arteriolas, las cuales llevan la sangre hasta los lechos capilares, lugar donde ocurre intercambio de gases y nutrientes entre la sangre y los tejidos. La sangre es posteriormente recogida por vénulas, las cuales se reúnen progresivamente para formar las venas de la circulación sistémica. Estas venas finalmente drenan en el atrio derecho del corazón por medio de las venas cavas superior e inferior.

Circulación coronaria

El término circulación coronaria se refiere al aporte sanguíneo al corazón mismo. Es un componente de la circulación sistémica. Las arterias coronarias izquierda y derecha nacen directamente de la aorta ascendente, inmediatamente sobre la válvula aórtica. La arteria coronaria derecha se dirige a la derecha y proporciona dos ramas principales: La arteria marginal derecha que recorre el margen derecho del corazón y la arteria interventricular posterior que desciende a lo largo del surco interventricular posterior en la base del corazón.

La arteria coronaria izquierda se dirige hacia la izquierda, y proporciona las arterias circunfleja e interventricular anterior, esta última desciende por el surco interventricular anterior para anastomosarse con la arteria interventricular posterior en el vértice del corazón.

El drenaje venoso del corazón está dado principalmente por el seno coronario, al que drenan las principales venas del corazón:

  • La gran vena cardiaca (vena cardiaca magna),
  • La vena cardiaca media, y
  • La vena cardiaca menor, que drena directamente en el atrio derecho.

Sistema porta hepático

El sistema porta hepático es un sistema de venas que drena la sangre proveniente de los intestinos y la transporta hacia el hígado para ser filtrada. Las venas mesentéricas superior e inferior, drenando desde el yeyuno hasta la parte superior del recto, junto con la vena esplénica que drena el bazo, páncreas y estómago, se unen para formar la vena porta hepática, la cual desemboca vertiendo su sangre en el hígado.

Las toxinas son filtradas en el hígado y la sangre filtrada es devuelta a la vena cava inferior a través de las venas hepáticas.

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Tipos de vasos sanguíneos

Arterias

Las arterias transportan sangre alejándose del corazón. Poseen paredes gruesas y un lumen estrecho, lo cual les permite resistir la alta presión de la contracción que ejerce el corazón para expulsarla. En la medida de que se acercan hacia los tejidos más periféricos, comienzan un proceso de ramificación progresiva, disminuyendo en diámetro y espesor de su pared con cada división. Los principales troncos arteriales del cuerpo son la aorta (circulación sistémica) y el tronco pulmonar (circulación pulmonar). Las arterias coronarias son las arterias que proporcionan sangre oxigenada a los tejidos propios del corazón.

Las arterias se dividen normalmente en tres tipos:

  • Arterias de conducción, son aquellas que se desprenden directamente del corazón y sus ramas principales, cuyas paredes poseen un alto grado de elasticidad;
  • Arterias de distribución, que transportan sangre a sistemas orgánicos específicos, con un alto componente muscular en su pared;
  • Las pequeñas y musculares arteriolas, llamadas también vasos de resistencia.

La presión en estas arterias disminuye de forma progresiva desde el nivel más alto en las arterias de conducción hasta el más bajo en las arteriolas. Las paredes de las arterias están conformadas por 3 capas: la túnica íntima (interna), la túnica media y la túnica externa.

Para propósito descriptivo, es más fácil describir los tipos de vasos sanguíneos según su secuencia de aparición a lo largo de su trayecto desde el corazón hacia los tejidos periféricos, y viceversa.

Tipos de arterias

Arterias elásticas: Son las arterias de conducción de las cuales algunos ejemplos incluyen a la aorta y sus ramas principales, como el tronco braquiocefálico, la carótida común izquierda, la arteria subclavia izquierda y sus terminales, las arterias iliacas comunes. Estas arterias transportan sangre desde el corazón hasta las arterias de conducción. La presión en estas arterias se encuentra dentro de los niveles más altos en el sistema circulatorio. En estas, la túnica íntima está formada por endotelio y la túnica media posee un gran componente elástico.

Arterias musculares: Son las arterias de distribución y contienen una gran proporción de músculo liso en su túnica media. Están recubiertas internamente por endotelio. La túnica externa está compuesta de tejido conectivo fibromuscular, con una proporción mayor de fibras elásticas que de colágeno, lo cual contribuye a la elasticidad de esta capa en este tipo de arteria.

Arteriolas: Son los vasos que conectan las arterias musculares con los lechos capilares en los distintos órganos del cuerpo. Poseen pequeñas células endoteliales con núcleos que se proyectan hacia el lumen (cavidad interna) de la arteria, una delgada capa muscular de alrededor de dos células de espesor, y una túnica externa. Controlan el flujo de sangre hacia los capilares mediante contracción del músculo liso en la túnica media, la cual actúa como un esfínter.

Los capilares son los vasos más directamente conectados con los órganos. Sus paredes tienen el espesor de una célula endotelial grande y son la única barrera entre la sangre y el fluido intersticial de los tejidos. Poseen un estrecho lumen el cual tiene las dimensiones exactas para el paso de las células sanguíneas más grandes. La permeabilidad de los capilares varía dependiendo de los tejidos que los rodean y el tipo de unión entre las células endoteliales que forman su pared.

Venas

Tipos de venas

Vénulas: Cuando dos o más capilares convergen, se forman las vénulas postcapilares. Estas poseen un recubrimiento interno endotelial y una delgada túnica externa. El componente muscular aparece en la medida de que el lumen incrementa su tamaño por la convergencia de vénulas postcapilares entre sí, generando así las denominadas vénulas musculares.

Venas: Se forman mediante la unión de las vénulas musculares. En comparación con las arterias, las venas poseen una pared relativamente delgada y un lumen mayor. La estructura de las paredes es similar a la de las arterias, pero con una cantidad considerablemente menor de músculo en su túnica media. Las venas son vasos de resistencia, lo que significa que poseen una pared distensible que puede acomodar grandes cantidades de sangre.

La mayoría de las venas periféricas poseen estructuras llamadas válvulas, las cuales son proyecciones de la túnica interna hacia el interior del lumen. Las válvulas previenen el retorno de sangre (reflujo) a través de las venas, cerrándose pasivamente si es que el flujo sanguíneo se invierte. Las venas de tórax y abdomen no poseen válvulas.

La jerarquía y secuencia general de los vasos sanguíneos sigue este orden: Arterias→ arteriolas→ capilares→ vénulas→ venas.

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Derivaciones y anastomosis

Las arterias forman conexiones entre sí llamadas anastomosis, las cuales crean un aporte continuo de sangre a través de diferentes áreas. En el caso de que ocurra una oclusión de una arteria hacia un área específica, el flujo sanguíneo a esa región puede mantenerse por medio de la anastomosis con la arteria de una región adyacente.

Una anastomosis directa ocurre cuando dos arterias se unen entre sí por sus extremos, como las arterias radial y ulnar por medio de los arcos palmares. Las anastomosis de convergencia ocurren cuando dos arterias se unen para formar una sola, como cuando las arterias vertebrales se unen para formar la arteria basilar. Una anastomosis transversa o transversal se genera cuando una pequeña arteria conecta dos arterias de mayor tamaño, como por ejemplo la arteria comunicante anterior que conecta a ambas arterias cerebrales anteriores.

En todo el cuerpo existen conexiones entre el sistema arterial y venoso. Por ejemplo, en el mesenterio, las metarteriolas conectan arteriolas y vénulas, y la sangre puede fluir a través del lecho capilar o evitarlo. El flujo por una u otra vía depende de la demanda de los tejidos nutridos por dicho lecho capilar.

Las anastomosis arteriovenosas son una conexión directa entre pequeñas arterias y venas. Ocurren en regiones como la piel de la nariz, labios y orejas, en la mucosa del tubo digestivo, y en las cavidades nasal y oral.

Una anastomosis porto-cava o portosistémica ocurre cuando existe una conexión directa (sin pasar por el hígado) entre la circulación sistémica y el sistema porta hepático. Estas anastomosis ocurren a nivel de plexos venosos como los que existen alrededor del esófago, el ombligo, y el recto.

Sangre

La sangre es el componente móvil del sistema circulatorio. La sangre es de color rojo brillante cuando está oxigenada y de color rojo oscuro violáceo cuando se encuentra desoxigenada. La sangre consta de un componente celular suspendido en un medio líquido llamado plasma.

El plasma es un fluido traslúcido que conforma aproximadamente el 55% del volumen total de la sangre, y está compuesto por más de un 90% de agua. El plasma contiene una gran concentración de electrolitos como sodio, potasio y calcio. Además se encuentran proteínas disueltas en el plasma, llamadas proteínas plasmáticas. Estas incluyen factores de coagulación (principalmente protrombina), inmunoglobulinas, polipéptidos, hormonas y otras.

Eritrocitos (glóbulos rojos)

Los eritrocitos son las células sanguíneas más abundantes, representando aproximadamente 99% de todas las células sanguíneas. Poseen forma de discos bicóncavos que carecen de núcleo. En su superficie, los eritrocitos poseen una proteína globular llamada hemoglobina a la cual se fija el oxígeno. El porcentaje de eritrocitos con respecto al plasma es llamado hematocrito, el cual es usado como punto de referencia para medir la capacidad de transporte de oxígeno de una persona; cuando existe un porcentaje mayor de glóbulos rojos, hay más hemoglobina disponible para el transporte de oxígeno.

Los eritrocitos envejecidos son ingeridos por macrófagos en el hígado y en el bazo. El hierro liberado durante la digestión fagocitaria de los eritrocitos es usado para sintetizar nuevos eritrocitos, o es almacenado en el hígado como ferritina.

Grupos sanguíneos

En la superficie de los eritrocitos existen antígenos que pueden reaccionar con anticuerpos causando su aglutinación. Esta es la base del sistema de grupos sanguíneos AB0. Los individuos heredan dos alelos, uno de cada progenitor, que codifica para un grupo sanguíneo específico. Los grupos sanguíneos pueden ser homocigóticos cuando los alelos son iguales, o heterocigóticos cuando los alelos son diferentes.

Sistema ABO de grupos sanguíneos
Alelo Grupo sanguíneo
AA A
BB B
OO O
AB AB
AO A
BO B

Existen grupos sanguíneos que son sensibles a los alelos ausentes en sus eritrocitos. Por ejemplo, el grupo sanguíneo A llevará el antígeno A y los anticuerpos anti-B.

Leucocitos (glóbulos blancos)

Los leucocitos se dividen en 5 grupos: monocitos, linfocitos, neutrófilos, basófilos y eosinófilos. Estos grupos son distinguibles entre sí mediante su tamaño, forma nuclear y la composición del citoplasma. Estos 5 grupos pueden a su vez subdividirse en 2: granulocitos y agranulocitos. Esta última clasificación se basa en la presencia o ausencia de gránulos en el citoplasma. En conjunto, los glóbulos blancos forman parte del mecanismo de la respuesta inmune.

Granulocitos

Esta clasificación incluye a los neutrófilos, eosinófilos y basófilos, los cuales son incluidos en este grupo debido a la presencia de vesículas llamadas gránulos en su citoplasma. Estos cumplen un rol preponderante en la respuestas inflamatoria y alérgica.

Neutrófilos: Son los glóbulos blancos más abundantes, representando alrededor del 40 al 75% de todos los leucocitos. El número de neutrófilos es variable, y se incrementa en respuesta a infecciones bacterianas agudas. Poseen un núcleo irregular y segmentado. Se desempeñan principalmente en la defensa del cuerpo contra microorganismos, y pueden ingerir sustancias extrañas mediante fagocitosis. Están también involucrados en la respuesta inflamatoria. Los neutrófilos tienen una corta vida de 4 a 7 horas en circulación y unos pocos días en tejido conectivo.

Eosinófilos: Son similares a los neutrófilos, pero son mucho menos numerosos. Su núcleo es generalmente bilobulado, y los gránulos en el citoplasma son voluminosos. Su motricidad es similar a la de los otros leucocitos, y migran desde la circulación hacia los tejidos. Aumentan en número en reacciones alérgicas y juegan un importante rol en la defensa contra parásitos. Manifiestan muy poca fagocitosis, estando más involucrados en la degradación de partículas de gran tamaño que por lo mismo no pueden ser fagocitadas. Circulan por alrededor de 10 horas, y duran unos pocos días en los tejidos.

Basófilos: son los granulocitos más pequeños. Son además poco numerosos, representando alrededor de 0.5-1% de todos los leucocitos. Se distinguen por los grandes gránulos, claramente visibles en su citoplasma. Su núcleo posee forma irregular y a veces bilobulada, pero a menudo está oculto por la presencia de los gránulos. Los gránulos son vesículas rodeadas de membrana que contienen variados agentes inflamatorios. Estas vesículas se hernian, vertiendo sus contenidos y disparando reacciones de hipersensibilidad alérgica inmediatas, como las observables en la fiebre del heno. La liberación de estos agentes también desencadena la migración de otros granulocitos hacia el área.

Agranulocitos

Los monocitos y linfocitos entran en esta categoría debido a la ausencia de gránulos en su citoplasma. También son denominados leucocitos mononucleares, haciendo referencia a su núcleo monolobulado.

Monocitos: Son los leucocitos de mayor tamaño. Representan alrededor del 2-8% de todos los leucocitos. Típicamente poseen grandes núcleos monolobulados con una hendidura característica en un lado. Los monocitos son células fagocíticas. Los monocitos circulantes se convierten en macrófagos cuando migran hacia los tejidos.

Linfocitos: son los segundos leucocitos más abundantes, representando alrededor del 20 al 30% del total. Son la única célula blanca que puede reingresar a la circulación después de haber migrado hacia los tejidos. Son variables en tamaño y periodo vital: algunos solamente viven días, otros viven mucho más y están involucrados en la memoria inmunológica. Se dividen en dos tipos: Linfocitos T y linfocitos B.

Los linfocitos B sintetizan y secretan anticuerpos específicos para moléculas externas. Además estimulan la fagocitosis en otros leucocitos no linfocíticos. Los linfocitos B están involucrados en la inmunidad adaptativa, y producen células B de memoria que se mantienen en el cuerpo y son activadas en respuesta a un antígeno específico.

Los linfocitos T se desarrollan y maduran en el timo, luego migran y se alojan en órganos linfáticos secundarios. Están involucrados en la inmunidad celular continua y no únicamente dependiente de la respuesta a un antígeno. Se dividen en tres subgrupos. Los linfocitos T citotóxicos apuntan directamente a células infectadas, los linfocitos T colaboradores (helper en inglés) dirigen la eliminación del patógeno mediante el reclutamiento de otras células inmunes, y los linfocitos T reguladores están involucrados en el desarrollo de tolerancia hacia un antígeno.

Trombocitos (plaquetas)

Las plaquetas son pequeñas células irregulares que carecen de núcleo. Están presentes en grandes cantidades y poseen alta adhesividad. Las plaquetas son muy importantes en la hemostasia. Se activan frente al daño de un vaso sanguíneo. Se acumulan en el sitio de la lesión donde básicamente taponan la herida. Posteriormente a su adhesión en el sitio de la injuria, las plaquetas y los tejidos adyacentes liberan factores que desencadenan una compleja secuencia de eventos.Primeramente, se forma un coágulo para cerrar la herida, dicho coágulo posteriormente se retrae y los bordes de la herida se aproximan para cerrarla y reparar el vaso.

Las plaquetas circulan en la sangre por aproximadamente 10 días antes de que sean retiradas de la sangre por los macrófagos.

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