La semana pasada me ocupé de los sistemas circulatorios, y especialmente de la circulación general humana. Pero la bomba de impulsión, aunque citada, no recibió atención ninguna. Vamos, pues, con los corazones y otros sistemas de bombeo.

Algunos animales han recurrido a los flagelos como mecanismo de impulsión de líquidos; es el caso de las esponjas, que los utilizan para impulsar el agua que pasa a través de sus poros, o de los erizos de mar, que consiguen de esa forma hacer circular el líquido de su cavidad celómica.

Otros han desarrollado dispositivos que provocan el movimiento de fluidos mediante el concurso de músculos o de elementos esqueléticos. Lo normal es que esa forma de impulsión se produzca solo cuando el animal se mueve. Cuando una estrella de mar utiliza su musculatura para mover sus brazos también provoca el movimiento de su líquido celómico. En muchos artrópodos, los movimientos de la musculatura del exoesqueleto y de la pared corporal ayudan a impulsar la hemolinfa; en los saltamontes, por ejemplo, el corazón principal solo late cuando están inactivos, porque cuando se mueven el movimiento de la musculatura extrínseca es suficiente para desarrollar la actividad de impulsión necesaria para alimentarla. En vertebrados también hay dispositivos basados en musculatura esquelética que impulsan la sangre. Un ejemplo es el corazón caudal de los peces bruja (mixinos), al que me referiré más adelante. Y similar a ese dispositivo es el de las venas de las extremidades inferiores humanas, que ayudan a que la sangre venosa ascienda hasta el corazón.

Otra modalidad de impulsión se basa en el peristaltismo. La impulsión peristáltica se produce cuando una musculatura propia del conducto (vaso sanguíneo u otro tubo) se contrae y esa contracción se desplaza en una dirección determinada. El desplazamiento de la contracción empuja el contenido del tubo en esa dirección y lo desplaza. Cuando ese dispositivo se encuentra en secciones especializadas de los vasos, se les denomina corazones peristálticos. Es la forma de bombeo de muchos anélidos, como los gusanos de tierra, y de bastantes artrópodos.

Y por último tenemos los corazones musculares camerales, que son los más conocidos. Consisten en cámaras provistas de una musculatura específica que al contraerse desplaza el líquido contenido en su interior. Son, normalmente, las bombas de impulsión principales en todos los vertebrados y muchos artrópodos y moluscos. Las cámaras necesitan de sendas válvulas en los dos extremos para garantizar el flujo de la sangre en una dirección. El corazón de los artrópodos es monocameral (consta de una sola cámara), pero en la mayoría de los moluscos y todos los vertebrados tiene, al menos, dos cámaras, una aurícula, que recibe el líquido que retorna al corazón, y un ventrículo que es el que genera la fuerza primaria para impulsar la sangre que se dirige al resto del organismo.

Los corazones de los vertebrados fueron originariamente bicamerales, pero ese esquema se modificó con la aparición de los primeros peces capaces de respirar en aire. A partir de ese momento empezó a desarrollarse un segundo circuito, el de la circulación pulmonar, que conecta el corazón con los pulmones. Las dos cámaras originales se empezaron a subdividir mediante paredes internas. De esa forma, un lado de la aurícula recoge la sangre procedente del cuerpo y el otro lado la procedente de los pulmones; y a la vez, un lado del ventrículo envía la sangre al conjunto del organismo y el otro lo hace a los pulmones. Ese proceso de separación se completa en aves y mamíferos, que tienen corazones cuatricamerales, aunque en realidad podría hablarse de dos bombas diferentes, aunque funcionando de manera acompasada, cada una con su aurícula y su ventrículo.

En aves y mamíferos la arteria aorta es la vía de salida del ventrículo izquierdo hacia la circulación sistémica y las venas cava, las de retorno al corazón -a su aurícula derecha-; esa sangre es a continuación impulsada por el ventrículo izquierdo, a través de las arterias pulmonares, a los pulmones, y retorna del órgano respiratorio a la aurícula izquierda a través de las venas pulmonares. Un completo sistema de válvulas en puntos clave es el que garantiza la correcta dirección del flujo sanguíneo.

Como ya se ha indicado, además del corazón principal, en muchos animales hay bombas auxiliares de impulsión. Los gusanos de tierra, por ejemplo, tienen numerosos vasos peristálticos además de los vasos dorsales especializados como corazones peristálticos principales. También los insectos disponen de corazones auxiliares en la base de patas, alas y antenas.

Los cefalópodos, que son los únicos moluscos con un sistema circulatorio cerrado, tienen dos corazones branquiales auxiliares además del corazón principal; esos dos corazones impulsan la sangre a través de las branquias. Es posible que gracias a ellos consigan pulpos y calamares impulsar a través de sus órganos respiratorios una sangre de gran viscosidad debido a su elevada concentración de hemocianina, necesaria, a su vez, para satisfacer la demanda metabólica tan alta que generada su muy activo modo de vida.

Los mixinos tienen varios corazones auxiliares. El más importante es el corazón caudal, que está formado por dos cámaras alargadas entre las cuales hay una estructura cartilaginosa flexible que se comba alternativamente a derecha e izquierda siguiendo el movimiento de la cola. Al combarse comprime una de las dos cámaras y distiende la otra, succionando y expulsando, respectivamente, la sangre contenida en su interior. Sendas válvulas colocadas en los extremos anterior y posterior de cada cámara determinan que el flujo sea unidireccional. Por otro lado, los dispositivos con que cuentan las venas de nuestras piernas cumplen una función similar (ver imagen superior). Ayudan a impulsar la sangre venosa de vuelta al corazón al ser presionadas y comprimidas por los músculos que las rodean; el retorno de la sangre al corazón se produce gracias a la presencia de válvulas en esas venas, que evitan el flujo sanguíneo hacia abajo y desplazan la sangre hacia arriba. Por eso no es aconsejable estar de pie durante mucho tiempo sin mover las piernas.

Para concluir, disfruten de este notable pasaje de una de las mejores películas españolas, Amanece que no es poco.

Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU