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Las células existen dentro de un compartimento corporal fluido conocido como líquido intersticial, y el sistema cardiovascular ha evolucionado para garantizar que la composición de este compartimento se mantenga dentro de un rango estrecho. La homeostasis se logra al bombear un compartimento líquido independiente, el plasma, alrededor del cuerpo, donde puede ser “condicionado” a medida que pasa a través de órganos específicos que agregan nutrientes, oxígeno, hormonas y metabolitos necesarios y/o eliminan productos de desecho. El plasma luego entrega las sustancias necesarias a otros órganos y tejidos. La transferencia eficiente de sustancias entre las células y el plasma se logra mediante densas redes de capilares, que ofrecen poca resistencia a la transferencia de sustancias a través de sus paredes y proporcionan distancias de difusión cortas entre los capilares y los sitios en los que se utilizarán los productos. La función de bombeo en este sistema la brinda el corazón, un órgano de cuatro cámaras que impulsa la sangre alrededor de dos circuitos en serie, uno que bombea sangre a la circulación pulmonar y otro, al resto del cuerpo.
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En principio, esto suena como un sistema simple. Sin embargo, en la práctica, se requiere de una exquisita regulación minuto a minuto para garantizar que los órganos reciban las sustancias que necesitan en el momento adecuado, en especial ante las demandas tan variables. Por ejemplo, cuando un individuo comienza a hacer ejercicio, existe una demanda inmediata de oxígeno y glucosa adicionales en los músculos que se contraen, necesaria para mantener la actividad muscular. En el cerebro no hay capacidad para almacenar glucosa y debe mantenerse el flujo sanguíneo para garantizar la conciencia, incluso ante los cambios hidrostáticos (p. ej., pasar de una posición reclinada a una posición de pie). Por tanto, el sistema cardiovascular debe poder ajustar la velocidad a la que el plasma circula por todo el cuerpo y redirigir el flujo de plasma a los lugares donde más se necesita. Además, el cuerpo es un sistema “abierto”, lo cual significa que algunos componentes corporales (p. ej., el agua) se están perdiendo constantemente en el medio ambiente. La circulación y los órganos que la condicionan deben responder de forma rápida a estas amenazas a la homeostasis, para garantizar el correcto funcionamiento de los sistemas vitales del organismo, que generalmente operan dentro de un rango estrecho de osmolaridad, pH, saturación de oxígeno, etc.
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En esta sección se considerarán los componentes del sistema cardiovascular, los cuales permiten atender las necesidades del cuerpo para la transferencia de sustancias. Primero, se discutirá la actividad eléctrica que contribuye a que las cámaras del corazón se contraigan de una manera ordenada, para mover la circulación de forma unidireccional. Luego, se considerarán las propiedades de la sangre y sus componentes, que se adaptan para transportar solutos disueltos hacia y desde el líquido intersticial. Se abordarán las propiedades de la “plomería” circulatoria o de los vasos sanguíneos, junto con los mecanismos que los regulan. ...