Pigmentos Respiratorios

• Hemoglobina: Formada por cuatro cadenas proteicas, cada una con un grupo “hemo” que contiene un átomo de hierro. Este átomo fija una molécula de oxígeno. Es responsable del color rojo de la sangre.
• Hemocianina: Compuesta por numerosas subunidades, cada una con dos átomos de cobre. Adquiere un color violeta al combinarse con el oxígeno.
• Hemeritrina: Contiene hierro, pero sin grupo “hemo”.
• Clorocruorina: Similar a la hemoglobina, con hierro unido a un grupo “hemo”. Es de color verde en estado libre y roja al unirse al oxígeno.

Líquidos de Transporte

• Hidrolinfa: Presente en equinodermos. Es incolora, con una composición salina similar al agua de mar y algunas células fagocitarias. No transporta gases respiratorios.
• Hemolinfa: Se encuentra en artrópodos y moluscos. Contiene amebocitos (células defensivas) y pigmentos respiratorios como hemocianina (artrópodos, cefalópodos y algunos gasterópodos pulmonados) o hemoglobina (bivalvos y algunos gasterópodos pulmonados).
• Sangre: Presente en anélidos y vertebrados. En anélidos, contiene hemoglobina, hemeritrina y clorocruorina como pigmentos respiratorios. En vertebrados, contiene hemoglobina, ubicada dentro de los eritrocitos (células especializadas).
• Linfa: Se encuentra en vertebrados. Su función principal es el drenaje de los líquidos intersticiales.

Sistemas de Propulsión

Los líquidos circulatorios se mueven mediante diferentes mecanismos, dependiendo del grupo animal. Estos mecanismos se clasifican según la presencia o ausencia de cámaras contráctiles, así como su número y características:

• Vasos Pulsátiles: Vasos con capacidad contráctil y válvulas. Se dilatan al recibir el líquido circulatorio y se contraen para impulsarlo.
• Corazón Tubular: Engrosamiento de un vaso pulsátil que, mediante ondas de contracción peristálticas, propulsa la hemolinfa a través de los ostiolos hacia el hemocele.
• Corazón Tabicado: Dividido en cavidades (aurículas y ventrículos) separadas por válvulas. Estas válvulas permiten el flujo sanguíneo unidireccional.
• Corazones Accesorios: Dilataciones vasculares que, con sus contracciones pulsátiles, mejoran la eficacia del sistema circulatorio en los animales que los poseen.

Tipos de Sistemas Circulatorios

• Abierto o Lagunar

  No existe una red de capilares. El líquido transportado por los vasos se vierte en lagunas y espacios intercelulares (hemocele). La hemolinfa baña directamente las células, permitiendo el intercambio de nutrientes y gases. El líquido regresa al circuito a través de otros vasos.

• Cerrado

  El líquido sanguíneo circula siempre dentro de los vasos. Las arterias y venas se conectan mediante una red de capilares de paredes finas, a través de las cuales se produce el intercambio de sustancias. Existen dos tipos:

  • Circulación Simple: Un único circuito. La sangre pasa una sola vez por el corazón en cada vuelta completa al cuerpo.
  • Circulación Doble: Dos circuitos (menor o pulmonar y mayor o sistémico). La sangre pasa dos veces por el corazón. Puede ser:
    • Incompleta: Se mezcla la sangre rica en oxígeno con la sangre pobre en oxígeno (corazón con un solo ventrículo).
    • Completa: No hay mezcla de sangre (corazón con dos ventrículos).

Invertebrados con Circulación Abierta

• Moluscos no Cefalópodos: Poseen corazones no tabicados en una cavidad pericárdica y vasos que permiten el flujo de hemolinfa. En los terrestres, el corazón tiene dos cámaras (1 aurícula y 1 ventrículo); en otros grupos, tres (2 aurículas y 1 ventrículo). La hemolinfa circula desde el hemocele hacia las branquias o el pulmón, luego a la(s) aurícula(s), al ventrículo y, finalmente, es bombeada al organismo. Los corazones branquiales aceleran la circulación a través de las branquias.
• Artrópodos: Tienen un corazón tubular dentro de una cavidad pericárdica, venas que conectan el hemocele con la cavidad y arterias que conectan el corazón con el hemocele. La hemolinfa entra en la cavidad y luego en el corazón por succión. Los ostiolos con válvulas impiden el retorno. La contracción del corazón impulsa la hemolinfa. Poseen corazones accesorios para facilitar el flujo a patas y alas.

Invertebrados con Circulación Cerrada

Su líquido circulatorio es la sangre, que fluye por un sistema de vasos. Poseen capilares para el intercambio de gases y nutrientes.

• Anélidos: Tienen dos vasos longitudinales (dorsal y ventral) conectados por vasos laterales que forman una red capilar. El vaso dorsal impulsa la sangre con movimientos peristálticos hacia los arcos aórticos, que la envían al vaso ventral para su distribución. El intercambio gaseoso ocurre entre capilares y células cutáneas, y la recogida y cesión de nutrientes entre capilares y células de órganos internos. Ejemplo: lombriz de tierra.
• Moluscos Cefalópodos: Debido a su mayor tamaño y metabolismo, requieren un suministro constante de oxígeno y nutrientes. Tienen un corazón con tres cámaras y un sistema capilar en las branquias para el intercambio gaseoso. Después de pasar por los órganos, la sangre llega a las branquias con baja presión, por lo que existen corazones branquiales que aumentan la presión de la sangre que regresa al corazón. Ejemplo: pulpo.

El Sistema Circulatorio de los Vertebrados

La mayoría de los vertebrados poseen un sistema circulatorio sanguíneo cerrado. La sangre circula por el interior de los vasos. Tienen un corazón tabicado, con paredes musculares potentes, en posición ventral. El corazón actúa como un potente órgano impulsor.

La principal diferencia entre los sistemas circulatorios de los vertebrados radica en el número de cavidades del corazón, una adaptación evolutiva relacionada con el paso de la respiración branquial a la pulmonar.

Vertebrados con Circulación Simple

Los peces tienen circulación simple. Su corazón tiene dos cámaras: una aurícula (recibe la sangre) y un ventrículo (impulsa la sangre hacia las branquias). En las branquias, la sangre se oxigena y libera CO2. Luego, circula por la arteria aorta dorsal hacia los órganos. El retorno al corazón se produce por venas que desembocan en el seno venoso, anterior a la aurícula.

Vertebrados con Circulación Doble Incompleta

Anfibios y reptiles no cocodrilianos tienen circulación doble incompleta. Su corazón tiene tres cavidades: dos aurículas y un ventrículo. La aurícula izquierda recibe sangre oxigenada de los pulmones, y la derecha, sangre desoxigenada de los órganos. La sangre pasa al ventrículo, que, aunque no está tabicado, tiene una estructura que minimiza la mezcla de sangre.

Vertebrados con Circulación Completa

Reptiles cocodrilianos, aves y mamíferos tienen circulación doble completa. El corazón tiene cuatro cavidades: dos aurículas y dos ventrículos totalmente separados, evitando la mezcla de sangre.

La zona derecha del corazón recibe sangre desoxigenada y la envía a los pulmones. La parte izquierda recibe sangre oxigenada de los pulmones y la envía al cuerpo. Este sistema proporciona alta presión sanguínea, funcionando como dos bombas independientes.

El movimiento del corazón se denomina ciclo cardíaco y consta de dos fases: sístole (contracción muscular) y diástole (relajación, que permite la entrada de sangre).

Los Órganos Excretores

La nutrición se completa con la excreción, que elimina los productos del metabolismo celular. Las sustancias no gaseosas son eliminadas por órganos excretores, siendo transportadas por el aparato circulatorio.

Algunos productos son inútiles o tóxicos; otros son necesarios, pero su exceso debe eliminarse. Los órganos excretores mantienen la homeostasis (equilibrio interno) del organismo.

Productos de Excreción en Animales

Las principales sustancias eliminadas son CO2 y derivados nitrogenados (por su toxicidad), y agua y sales minerales (para mantener la concentración adecuada en el medio interno).

Los derivados nitrogenados provienen de la degradación de proteínas y ácidos nucleicos. Existen tres tipos:

• Amoníaco: Muy tóxico pero soluble. Solo los animales acuáticos pueden excretarlo directamente (animales amoniotélicos: larvas de anfibios, anélidos acuáticos, crustáceos, moluscos y la mayoría de los peces).
• Ácido Úrico: Se forma en el hígado a partir de amoníaco y otras sustancias nitrogenadas. Es poco soluble y poco tóxico. Los animales uricotélicos (aves, reptiles, moluscos terrestres y la mayoría de artrópodos e insectos terrestres) lo excretan sin perder mucha agua, en forma de pasta semisólida.
• Urea: Se forma en el hígado a partir de restos nitrogenados de aminoácidos y CO2. Es soluble y poco tóxica. Los animales ureotélicos (mamíferos, anfibios, anélidos terrestres y algunos insectos y peces óseos) la expulsan disuelta en un líquido acuoso.

Composición del Fluido Respiratorio

• La hemolinfa de los artrópodos con respiración branquial o pulmonar pasa por las branquias o pulmones, donde la hemocianina capta oxígeno.
• La hemolinfa de los artrópodos con respiración traqueal carece de pigmentos respiratorios, ya que los gases se obtienen directamente en las tráqueas.

Etapas de la Excreción en Animales

En la mayoría de los vertebrados, consta de tres etapas; en otros animales, no ocurre la última etapa:

1. Filtración: Salida de fluido desde el medio interno a través del epitelio del órgano excretor, por diferencias de presión. Se retienen células y proteínas, por lo que la orina inicial contiene sustancias útiles.
2. Reabsorción: Recuperación de sustancias útiles por difusión o transporte activo a lo largo del tubo excretor. Es un proceso rápido para evitar el reingreso de sustancias tóxicas.
3. Secreción: Entrada por transporte activo de desechos desde el medio interno al tubo excretor, formando la orina final.

Órganos de Excreción en Invertebrados

Todos los invertebrados, excepto poríferos, cnidarios, nematodos y equinodermos (que excretan por difusión directa), poseen órganos excretores.

Estos órganos son sistemas de tubos para la eliminación de sustancias.

Platelmintos

Poseen protonefridios, tubos muy ramificados en túbulos ciegos. Cada protonefridio se compone de:

• Célula Flamígera: Células flageladas donde las sustancias de desecho pasan desde los túbulos por difusión.
• Flagelo: Estructuras que expulsan la orina por los tubos.
• Poro Excretor: Orificios que comunican los tubos con el exterior.

Anélidos y Moluscos

Presentan metanefridios, tubos abiertos al exterior y a la cavidad celómica.

1. Nefrostoma: Extremo interno con cilios que conducen el líquido al interior del tubo.
2. Nefridioporo: Poro para la expulsión de desechos.

Artrópodos

Los crustáceos y arañas tienen glándulas excretoras, cuya denominación depende de su localización: antenales o maxilares (crustáceos) y coxales (arañas). En crustáceos decápodos, se denominan glándulas verdes.

Las glándulas se componen de una cámara glandular con capilares (recoge el filtrado), un tubo excretor (reabsorción), una vejiga muscular y un poro excretor.

Los insectos tienen túbulos de Malpighi, tubos delgados con un extremo ciego y otro abierto al intestino.

• Extremo Ciego: Recoge los desechos de la hemolinfa.
• Extremo Abierto: Vierte el contenido al intestino.
• Ano: Expulsa los desechos.

Órganos de Excreción en Vertebrados

En vertebrados, se desarrollan órganos diversos que forman el aparato excretor.

Destaca el sistema renal, formado por dos riñones, dos uréteres, la cloaca o la vejiga urinaria, y las nefronas (unidades anatómicas del riñón).

Tipos de Riñones en Vertebrados