La sangre y el sistema circulatorio

Todos los órganos y tejidos y cada una de las células del organismo necesitan nutrientes, oxígeno y otras sustancias para crecer y realizar sus funciones de un modo adecuado. También deben eliminar el dióxido de carbono y los productos de desecho para que estos no afecten negativamente al organismo. El sistema circulatorio, formado por el corazón, los vasos sanguíneos y la sangre, se encarga de distribuir las sustancias necesarias y recoger las tóxicas.

El corazón es un músculo hueco que actúa como una verdadera bomba haciendo que la sangre se mueva de un modo rítmico. Se divide en dos partes: izquierda y derecha. La parte izquierda del corazón recibe la sangre de los pulmones y la envía al resto del organismo; la parte derecha la recoge de vuelta y la envía a los pulmones. La sangre abandona el corazón a través de unos conductos amplios, las arterias, que van ramificándose y estrechándose como las raíces de una planta hasta convertirse en arteriolas. Las arterias y las arteriolas llevan sangre rica en oxígeno. Las arteriolas se comunican con los capilares, unos vasos microscópicos donde ocurre el intercambio gaseoso, la entrega de nutrientes y la recogida de productos de desecho. Una vez que se ha producido el intercambio, la sangre vuelve hacia el corazón iniciando su camino en las vénulas que van uniéndose para formar unos conductos más grandes denominados venas.

Existe un componente líquido que no se desplaza por los vasos sanguíneos. Este líquido, que se llama linfa, utiliza otro camino para alcanzar el corazón: los vasos linfáticos. A lo largo de este sistema de canales existen unas estructuras que se llaman ganglios linfáticos y que filtran la linfa antes de permitir su entrada de nuevo en la sangre. Uno de los órganos linfáticos más importantes es el bazo. El sistema linfático es una parte fundamental de las defensas y constituye la infraestructura del sistema inmunitario.

La sangre está compuesta por células y por una parte líquida denominada plasma. Las células se dividen en hematíes o glóbulos rojos, leucocitos o glóbulos blancos, y plaquetas. Los hematíes son los encargados de transportar el oxígeno y el dióxido de carbono. Los leucocitos son las principales células defensivas de la sangre y los encargados de proteger frente a las infecciones. Las plaquetas se encargan de evitar hemorragias y forman parte del sistema de la coagulación. En la parte líquida de la sangre viajan disueltos los distintos nutrientes y también los tóxicos que deben llegar a los órganos encargados de los desechos.

El sistema circulatorio

El sistema circulatorio, también denominado sistema cardiovascular, está constituido por el corazón y los vasos sanguíneos: arterias, arteriolas, venas, vénulas y capilares. Su función es aportar la red de canales que permita a la sangre transportar los nutrientes y el oxígeno a los tejidos y eliminar los productos de desecho de los mismos. También es el lugar donde el organismo organiza la lucha frente a las infecciones.

Esquema general de la circulación sanguínea.

El corazón

El corazón humano es el órgano central del sistema circulatorio. En una persona en reposo late un promedio de 60-80 veces por minuto. Su peso varía entre 230 y 340 gramos. En un individuo que viva 70 años el corazón habrá latido 2,5 miles de millones de veces y habrá impulsado al menos un volumen de sangre equivalente a 132 millones de litros durante toda su vida.

Gracias al mecanismo de bombeo cardiaco la sangre llega a todos los puntos de organismo. En la ilustración, corte anterior del corazón donde se aprecian sus cavidades internas y las válvulas que las conectan.

Es un órgano muscular hueco que está contenido en un saco membranoso denominado pericardio. Estructuralmente está compuesto por tres capas: la más externa se denomina epicardio y envuelve toda su superficie; la zona media se llama miocardio y está formada por músculo estriado; la parte más interna se denomina endocardio. Internamente tiene un tabique muscular que separa la parte derecha de la parte izquierda. A su vez cada una de las dos partes se divide en una cámara superior, la aurícula, y una cámara inferior, el ventrículo. Las dos aurículas se encargan de recibir la sangre que llega al corazón; los ventrículos, que presentan un mayor desarrollo muscular, se encargan de bombearla para que circule por el organismo.

La sangre que ha recorrido el organismo llega al corazón y entra en la aurícula derecha. Cuando ésta se contrae, la sangre pasa al ventrículo derecho a través de la válvula tricúspide. Del corazón sale a través de la arteria pulmonar para dirigirse hacia los pulmones, que se encargan de oxigenarla.

Entonces, la sangre rica en oxígeno parte de los pulmones y vuelve al corazón a través de la aurícula izquierda. Pasa por la válvula mitral y alcanza el ventrículo izquierdo. De aquí es impulsada hacia la aorta y repartida por las distintas arterias del organismo. Las válvulas cardiacas permiten que la sangre fluya en la dirección correcta y que el corazón alcance la presión suficiente para bombear la sangre con la fuerza necesaria.

El ritmo cardíaco se adapta a las necesidades del organismo de forma involuntaria. Decrece cuando el cuerpo está en reposo y se acelera durante el ejercicio intenso como, por ejemplo, durante una carrera. Del corazón nacen los grandes vasos sanguíneos cuya progresiva división y ramificación configura los dos circuitos circulatorios, el generaly el pulmonar.

El ritmo cardíaco se adapta a las necesidades del organismo de forma involuntaria. Decrece cuando el cuerpo está en reposo y se acelera durante el ejercicio intenso como, por ejemplo, durante una carrera. Del corazón nacen los grandes vasos sanguíneos cuya progresiva división y ramificación configura los dos circuitos circulatorios, el generaly el pulmonar.

Los latidos cardiacos se deben a movimientos alternativos de contracción y relajación del miocardio. La fase de contracción de los ventrículos se denomina sístole y el periodo de relajación se llama diástole. Estos movimientos se producen gracias a que en el corazón existe un sistema nervioso propio que genera y transmite impulsos eléctricos. El estímulo eléctrico se origina en un marcapasos natural que se llama nodo sinusal, localizado en la aurícula derecha. Ese estímulo provoca la contracción de las aurículas y el avance de la sangre hacia los ventrículos. El estímulo eléctrico alcanza entonces un segundo nódulo, llamado auriculoventricular, y que se localiza en la unión de ambas aurículas. Desde ahí se distribuye por un circuito nervioso especial, lo que ocasiona la contracción simultánea de los ventrículos. Posteriormente, los ventrículos se relajan, la sangre de nuevo llega a las aurículas y el ciclo se repite. Todo el proceso de generación y conducción del impulso eléctrico a través de corazón puede registrarse en una gráfica mediante un aparato especial. Ese registro se llama electrocardiograma.

El ritmo de generación de impulsos en el nodo sinusal viene determinado por una parte del sistema nervioso central que no puede controlarse de modo voluntario. El ritmo del corazón se acelera o se ralentiza como respuesta a la actividad física y a otros factores del organismo.

Arterias, arteriolas, capilares, vénulas y venas

La circulación de la sangre tiene dos grandes circuitos: la circulación pulmonar y la general. La primera lleva la sangre desde el corazón hasta los pulmones, donde se eliminan los gases de desecho, sobre todo dióxido de carbono, y se capta oxígeno por parte de los glóbulos rojos o hematíes. Estructuralmente, este circuito lo componen las arterias pulmonares que parten del ventrículo derecho y que son las únicas arterias que en su interior conducen sangre con poco oxígeno y rica en dióxido de carbono. El sistema de retorno del circuito pulmonar lo constituyen las venas pulmonares que desembocan en la aurícula izquierda. Del mismo modo, estas venas son las únicas del organismo que transportan sangre rica en oxígeno.

La circulación general lleva la sangre desde el corazón al resto del organismo (excepto a los pulmones). La sangre sale del corazón a través de una gran arteria que se llama aorta y que emite ramas a lo largo de su trayecto que terminan constituyendo una amplia red. Las grandes arterias de esta red son:

  • las carótidas, que aportan sangre al cuello y a la cabeza;

  • las arterias axilares, que llegan a los brazos;

  • las ramas para los órganos abdominales;

  • las arterias ilíacas, que nutren las piernas.

De estas arterias principales parten otras más pequeñas que a su vez siguen dividiéndose hasta convertirse en arteriolas. Las arteriolas se conectan con las vénulas a través de una inmensa red de capilares. Aquí es donde ocurre la mayor parte del intercambio entre la sangre y los tejidos. La sangre aporta oxígeno, nutrientes y líquidos a los tejidos y éstos ceden dióxido de carbono y productos de desecho.

Cuando la sangre llega a las vénulas procedente de los capilares su contenido en oxígeno es bajo. Las vénulas, como ocurría con las arteriolas pero en sentido inverso, van incrementando su diámetro hasta constituir las venas. Las últimas desembocan en las venas cavas superior e inferior que drenan en la aurícula derecha del corazón. Con ello el ciclo comienza de nuevo.

Vista anterior del recorrido de la vena cava superior por los principales órganos del cuerpo humano. Las venas cavas superior e inferior son las responsables de transportar hasta la aurícula derecha del corazón toda la sangre del organismo pendiente de oxigenación.

Las arterias son los vasos sanguíneos de pared más gruesa y, a diferencia de las venas, presentan una pared muscular que puede contraerse para ayudar a controlar la presión de la sangre y lograr que llegue a todos los territorios del organismo. Las venas tienen válvulas que impiden que la sangre vuelva hacia atrás. Todo el sistema circulatorio se adapta a las necesidades fisiológicas y está controlado por una parte del sistema nervioso no consciente.

La circulación en el feto

El sistema circulatorio de los fetos es diferente. Para suplir la ausencia de función de los pulmones fetales, en su lugar la sangre oxigenada llega desde el útero materno y, mediante la placenta, le aporta el oxígeno y otros nutrientes necesarios (glucosa, por ejemplo).

Durante la gestación, el feto recibe la sangre oxigenada de la placenta, debido a la falta de desarrollo de sus pulmones que sólo comenzarán a estar funcionalmente activos después del nacimiento.

La placenta es la unión entre el feto y el útero y realiza las funciones de nutrición, respiración y excreción. La vena umbilical, que camina a lo largo del cordón umbilical, hace llegar la sangre necesaria al feto. Una vez que ésta completa su circulación vuelve a la placenta a través de las arterias umbilicales. En el momento del nacimiento, al cortar el cordón umbilical, todo el sistema circulatorio cambia para incluir los pulmones y el sistema digestivo.

La sangre

La sangre es el líquido más importante del organismo. Supone aproximadamente el 7% del peso vivo de una persona. Un individuo de 70 kg, tendrá aproximadamente 5,5 litros de sangre.

La sangre circula a través de todo el sistema circulatorio. Las paredes de los vasos están formadas por células vivas que permiten el tránsito de nutrientes y productos de desecho en un intercambio continuo con los distintos órganos y tejidos. En la sangre también se encuentran sustancias químicas fundamentales en la lucha frente a infecciones. Transporta nutrientes y oxígeno a las células y a su vez recoge los productos de desecho para llevarlos a los riñones donde son filtrados y eliminados mediante la orina. También lleva el dióxido de carbono que se eliminará por los pulmones. Si un tejido no recibe suficiente sangre, sus células no funcionarán correctamente.

Diferentes tipos de células sanguíneas. Aunque cada tipo tiene una función distinta, todos ellos provienen de células precursoras indiferenciadas que se forman en la médula ósea.

Composición de la sangre

La sangre está compuesta por células y por un líquido denominado plasma.

Las células constituyen aproximadamente la mitad del volumen total de la sangre. Existen tres tipos de células diferentes, todas ellas formadas en la médula ósea y a partir de precursores comunes: glóbulos rojos o hematíes, glóbulos blancos o leucocitos, y plaquetas.

Los glóbulos rojos

También reciben el nombre de hematíes o eritrocitos. Es la célula más numerosa y supone aproximadamente el 40% del volumen total de la sangre. Un individuo adulto sano tiene aproximadamente de cuatro a seis millones de eritrocitos por mililitro de sangre.

La función principal de los glóbulos rojos es el transporte de oxígeno y de dióxido de carbono. En los hematíes se encuentra la hemoglobina, una sustancia que atrapa el oxígeno cuando la sangre pasa por los pulmones. A partir de ahí la circulación de la sangre facilita que la hemoglobina libere el oxígeno en los distintos tejidos. Al mismo tiempo los tejidos ceden dióxido de carbono que también se une a la hemoglobina. En estas condiciones es devuelta de nuevo a los pulmones donde se vuelve a producir el intercambio gaseoso.

Cuando no existe suficiente número de hematíes, por ejemplo, debido a mala alimentación, grandes pérdidas de sangre, procesos hereditarios, infecciones, etc., la falta de eritrocitos provoca un inadecuado aporte de oxígeno a las células del organismo. Esta anomalía se denomina anemia y puede ocasionar fatiga y otros síntomas debidos al mal funcionamiento de los órganos. El caso contrario ocurre cuando la presencia de glóbulos rojos es excesiva. En tal caso la sangre se espesa, lo que dificulta su circulación, favorece la formación de coágulos y aumenta el riesgo de sufrir infartos.

Los glóbulos blancos

También se denominan leucocitos. Su número es mucho menor que el de los hematíes. Una persona sana normal tendrá aproximadamente entre 5.000 y 10.000 glóbulos blancos por mililitro de sangre.

Los glóbulos blancos se dividen en distintos grupos dependiendo de sus características: neutrófilos, eosinófilos, basófilos, linfocitos y monocitos. Los tres primeros pertenecen al grupo de los granulocitos, llamado así porque tienen gránulos en su interior. Son los encargados de responder ante la invasión de agentes externos. Cuando llegan al lugar de la infección liberan el contenido de sus gránulos, que resulta tóxico para los microbios. Los neutrófilos (los más numerosos) actúan frente a bacterias y hongos; los eosinófilos actúan mejor frente a parásitos, células cancerígenas y alérgenos; y los basófilos se activan también en presencia de alérgenos.

Los linfocitos y los monocitos se denominan agranulocitos, por la ausencia de gránulos en su interior. Los linfocitos son importantes en el mecanismo de defensa inmunitaria, sobre todo frente a virus. Algunos de ellos son capaces de elaborar anticuerpos. Los monocitos participan ante la invasión de una sustancia extraña. Son capaces de transformarse para poder salir del sistema circulatorio y acudir a los distintos tejidos donde puedan ser necesarios, ampliando así las opciones defensivas.

Cuando el número de leucocitos es anormalmente bajo el riesgo de sufrir infecciones aumenta ya que las defensas ante los gérmenes patógenos están disminuidas. Esta alteración se llama leucopenia.

Se habla de leucocitosis cuando existe un incremento en el número de glóbulos blancos. Es un dato que suele indicar infección. También puede aparecer en algunos procesos tumorales.

Las plaquetas

También se conocen con el nombre de trombocitos. No son células como tales (no poseen núcleo) sino fragmentos de unas células especiales que se originan en la médula ósea y que se denominan megacariocitos. Son fundamentales en los procesos de coagulación, pues al unirse unas a otras taponan las paredes de los vasos sanguíneos dañados.

Cuando no existe un número adecuado de plaquetas se dice que existe trombocitopenia. En tales casos el riesgo de hemorragia es muy alto.

La presencia excesiva de plaquetas se llama trombocitosis. Al contrario que en el caso anterior, aquí el riesgo reside en la tendencia a la formación de coágulos. Estos pueden desprenderse de las paredes de los vasos sanguíneos y viajar por el sistema circulatorio hasta bloquear la circulación en territorios especialmente delicados, como el cerebro o el corazón.

El plasma

El plasma es la parte líquida de la sangre y está constituido por agua y sustancias no sólidas: nutrientes, vitaminas, minerales, proteínas especiales (como los factores de coagulación y los anticuerpos), y algunos otros elementos. Sirve de vehículo a los componentes celulares para que la sangre recorra el sistema circulatorio y lleve disueltos los distintos elementos nutritivos.

Coagulación de la sangre

Cuando se produce una alteración en un vaso sanguíneo, por ejemplo un traumatismo, las plaquetas y el resto de células sanguíneas se unen formando un tapón que se denomina coágulo y que intenta impedir que la sangre se pierda fuera del sistema circulatorio. En este proceso, que se denomina coagulación, además de las células participan unas sustancias que se denominan factores de la coagulación que coordinan y controlan el proceso.

Una vez producido el daño sobre el vaso, lo primero que se produce es la llegada de las plaquetas. Estas se unen entre sí como los ladrillos de una pared para intentar impedir la pérdida de sangre. A su vez liberan distintos factores de la coagulación que, junto al calcio y a diferentes vitaminas, provocan una serie de cambios en distintas proteínas presentes en el plasma y que, como resultado final, conducen a la formación de fibrina. Ésta constituye una red que mantiene unidas a las plaquetas y que atrapa al resto de células sanguíneas para terminar formando el coágulo. Cuando los tejidos consiguen reparar el problema, el coágulo se disuelve o se destruye.

Esquema del mecanismo de coagulación de la sangre en una herida.

Grupos sanguíneos

La sangre de las diferentes personas no es igual. Presentan características antigénicas particulares. Atendiendo a estas diferencias la sangre se clasifica en grupos o tipos. Los dos que más importancia tienen son los ABO y los Rh. Ambos vienen determinados por aspectos especiales de los glóbulos rojos.

Grupos ABO

Según la clasificación ABO la sangre pueden dividirse en cuatro posibles grupos: A, B, AB y O. La diferencia entre ellos radica en la presencia o no de una proteína en la membrana de los hematíes. Cada persona tiene un grupo sanguíneo ABO único. Si un individuo es del grupo A quiere decir que en la membrana de sus glóbulos rojos existe la proteína A. Además esta persona presentará anticuerpos frente a la proteína B. Esto es muy importante ya que si esta persona recibe una transfusión de sangre del grupo B (los eritrocitos poseen en su superficie la proteína B) se producirá la destrucción de estos glóbulos rojos por parte de los citados anticuerpos (el organismo los reconoce como extraños). Esta reacción puede llegar a resultar muy grave, incluso mortal. Y lo mismo ocurrirá si un individuo con un grupo sanguíneo B recibe sangre del grupo A.

Que una persona sea del grupo sanguíneo O quiere decir que no presenta este tipo de proteínas en la superficie de los glóbulos rojos. Esto implica que su sangre puede transfundirse a cualquier otra persona, independientemente del grupo sanguíneo del receptor, ya que no tiene elementos que puedan ser considerados extraños. A estas personas se les llama donantes universales. Sin embargo que sean del grupo O también indica que ellos poseen anticuerpos frente al grupo A y al grupo B, con lo cual cuando necesitan una transfusión sólo pueden recibirla de otro paciente con grupo sanguíneo O.

Tabla 1. Compatibilidad sanguínea.

Por otro lado, los individuos con el grupo sanguíneo AB tienen sobre la superficie de sus eritrocitos tanto la proteína A como la proteína B, pero no presentan ningún tipo de anticuerpo. Estos pacientes solamente pueden donar a personas de su mismo grupo. Sin embargo, como no presentan anticuerpos, pueden recibir sangre de cualquier grupo: se denominan por ello receptores universales(v. tabla 1).

Grupos Rh

Esta clasificación se basa en la presencia o ausencia de una proteína, llamada factor Rh, sobre el glóbulo rojo. Si el paciente tiene esa proteína será Rh positivo, y si no la tiene, Rh negativo.

Ejemplar de macaco Rhesus. El factor Rh de la sangre recibe esta denominación porque fue descubierto en los hematíes de esta especie de monos.

Este grupo es importante sobre todo para mujeres gestantes que sean Rh negativas y cuyo feto sea Rh positivo. En algún momento de la gestación puede ocurrir que la sangre del feto entre en contacto con la de la madre. En ese momento ella generaría anticuerpos frente al factor Rh. El problema consiste en que si la madre queda de nuevo embarazada y el siguiente feto es Rh positivo, los anticuerpos previamente formados en el embarazo anterior podrían destruir los glóbulos rojos del futuro bebé, ocasionando graves problemas, e incluso la muerte del mismo. En esos casos, los médicos ponen a la madre una inyección durante el primer embarazo para neutralizar el factor Rh procedente del niño antes de que la madre pueda generar anticuerpos frente a él y evitar así problemas en un siguiente embarazo.

Transfusiones sanguíneas

En ocasiones puede ser necesario transferir sangre completa o algunos de sus componentes (células, plaquetas, factores de coagulación o plasma) de un donante hacia una persona que pueda necesitarla. En estos casos es muy importante recordar que los grupos sanguíneos del donante y del receptor deben ser compatibles. También es necesario extremar las medidas sanitarias para asegurar que no existe transmisión de ningún virus, bacteria o cualquier otro microorganismo perjudicial. En prácticamente todos los países desarrollados, la sangre de los donantes es analizada para comprobar que no sufren hepatitis B o C, sífilis, o sida, entre otras posibles infecciones. Las medidas para obtener la sangre del donante siguen procesos completamente estériles para asegurar que ni el donante ni la sangre recogida tengan ningún problema infeccioso.

La sangre y sus distintos componentes se almacenan en lugares que se denominan bancos de sangre. Éstos aseguran una conservación y mantenimiento perfectos. Para abastecer al banco las donaciones deben ser frecuentes ya que algunos de los componentes de la sangre (por ejemplo, las plaquetas) sólo pueden utilizarse algunos días después de su extracción. Además con frecuencia las necesidades de sangre superan a las donaciones.

Análisis de sangre

Los niveles de los distintos elementos de la sangre pueden determinarse en el laboratorio. Los análisis de sangre constituyen una herramienta fundamental para valorar el estado de salud de una persona, realizar el seguimiento de una enfermedad o poder llegar a un diagnóstico. Entre las pruebas fundamentales se incluyen recuentos sanguíneos completos y perfiles bioquímicos. En el primer caso se determina la cantidad de hemoglobina y el número de glóbulos rojos, leucocitos y plaquetas presentes en un volumen determinado de sangre. Los perfiles bioquímicos analizan la cantidad de algunas sustancias como la glucosa, el colesterol o los gases, entre otros, y en muchos casos permite conocer cómo están funcionando órganos como el hígado o los riñones. También se pueden llevar a cabo análisis más complicados para la detección de microorganismos, hormonas, productos tóxicos, medicamentos, etc.