¿Por qué los humanos tenemos un sistema de doble circulación?

Aquí está mi respuesta de otra pregunta. La respuesta de William Halmeck a ¿Por qué los lados izquierdo y derecho del corazón humano están divididos en ventrículos y aurículas?

Los peces tienen un corazón de dos cámaras : un atrio y un ventrículo. El ventrículo bombea sangre a las branquias para obtener oxígeno y luego al cuerpo que lo administra. La sangre regresa al corazón que llena el atrio. Hay un bucle único en el sistema circulatorio, de modo que la ramificación capilar en las branquias reduce la presión. Una vez reducida, la presión no puede recuperarse. El corazón de dos cámaras no puede generar presión.


Los anfibios tienen un corazón de tres cámaras . El ventrículo bombea a través de dos vasos, uno hacia los pulmones (y la piel) para obtener oxígeno, y el otro hacia el cuerpo. Cada sistema regresa a una aurícula separada, separando así a los dos y, al hacerlo, aumentando la presión sobre el cuerpo. Sin embargo, con un solo ventrículo, no hay separación de sangre oxigenada de sangre desoxigenada, y la sangre bombeada es una mezcla diluida. El corazón de tres cámaras aumenta la presión pero tiene un problema de dilución de oxígeno.

Las aves (algunos dinosaurios) y los mamíferos tienen un corazón de cuatro cámaras. El ventrículo está dividido por un tabique en dos compartimentos que separan por completo la sangre oxigenada de la desoxigenada y administran la máxima cantidad de oxígeno a la cabeza y el cuerpo a la presión más eficiente. El corazón de cuatro cámaras resuelve el problema de dilución.

Actualizado el 19 de marzo

No estoy muy seguro de lo que significa esta pregunta, ya que puedo pensar en un par de escenarios muy diferentes. Predominantemente, lo que se pregunta es por qué tenemos un circuito pulmonar y sistémico, o por qué tenemos un sistema sanguíneo y linfático.
Primero, hay varias respuestas a por qué tendríamos un circuito pulmonar y sistémico separado, algunos bastante obvios, otros no. Básicamente, al principio es porque somos endotérmicos y respiramos aire. La endotermia, que es el estado en el que producimos nuestro propio calor corporal, exige que necesitemos mucho oxígeno, y otro requisito que parece que pocos reconocen (probablemente porque no entendemos muy bien por qué) y que es la presión arterial alta . Los endotermos que tienen problemas para mantener una presión arterial adecuada también tienen problemas para mantener la temperatura corporal. Aquí es donde entra el aire respirable. Para cargar nuestra sangre con oxígeno, el oxígeno no solo tiene que disolverse en líquido / agua (ya que es la mayoría de nuestros cuerpos el agua es un medio de almacenamiento muy pobre para el oxígeno) ) pero tiene que disolverse a través de los tejidos que separan la sangre del entorno externo (de lo contrario, simplemente nos desangraríamos y moriríamos, algo tiene que contener la sangre). Esto significa que el tejido que realiza la función de oxigenar nuestra sangre debe ser húmedo y delgado, o en otras palabras, delicado. Lo que representa un dilema: necesitamos presión arterial alta para endotermia, pero tejido delicado para oxigenar la sangre, esta no es una buena combinación. La presión arterial alta, los tejidos delicados y la poca resistencia del otro lado del tejido (es decir, del aire) significan que es probable que rompamos nuestros pulmones, nos desangramos y / o sofoquemos. Lo que nos lleva a los dos circuitos de sangre separados: el circuito pulmonar y el circuito sistémico. La conexión entre los dos es el corazón, el órgano responsable de bombear sangre a través de los circuitos. Ahora, no todos los corazones se crean de la misma manera. En las endotermas, como los mamíferos y las aves, tiene un corazón de cuatro cámaras y esto permite que el organismo separe la presión entre los dos circuitos, pero no el flujo. Entonces el circuito pulmonar puede mantener una baja presión sanguínea para bombear sangre a través de los pulmones sin causar daños, y el circuito sistémico puede bombear sangre a alta presión por todo el resto del cuerpo y nos permite mantener una temperatura corporal elevada. La compensación es que el flujo debe ser el mismo en ambos circuitos (si 7 litros / min de sangre pasan a través del circuito sistémico, entonces 7 litros / min de sangre tienen que pasar por el circuito pulmonar), porque si no es así , la sangre se acumula en el circuito con mayor flujo, y cuando la sangre se acumula, se produce edema, ruptura de vasos sanguíneos, aneurismas, etc., en otras palabras, suceden cosas malas. En consecuencia, esto es lo interesante de los reptiles ectotermos clásicos y anfibios: tienen un corazón de tres cámaras. El corazón de tres cámaras significa que la presión en ambos circuitos tiene que ser la misma, pero los índices de flujo pueden ser diferentes. Dado que la presión tiene que ser la misma, esto significa que la presión arterial no puede ser alta (recuerde los pulmones) y, por lo tanto, estos animales no pueden ser endotermos regulares. Sin embargo, con la posibilidad de alterar el flujo a los diferentes circuitos (esto se denomina derivación) pueden realizar hazañas fisiológicas y soportar condiciones que te matarían a ti y a mí. Y luego están los cocodrilos: tienen un corazón de 4 cámaras Y varios medios para poder desviar sangre, y así pueden alterar la presión y el flujo de una manera en que ningún otro animal puede hacerlo, y en parte es la base de la teoría de que en algún momento tal vez los cocodrilos eran de sangre caliente …
De todos modos, también hay otras razones para esta configuración de 2 circuitos. La sangre, como casi todos los órganos y tejidos, no es ideal para una tarea, tiene que realizar múltiples tareas, y cuando un tejido tiene que ser responsable de muchas funciones diferentes, hay compensaciones y se reduce la eficiencia. La sangre no solo suministra oxígeno a los tejidos, sino también a los nutrientes, a los factores que combaten las enfermedades, a las hormonas, al calor, y también a los productos de desecho de los tejidos (CO2 y subproductos metabólicos). En esta capacidad, las cosas pueden volverse complejas e intrincadas: basta decir que establecer circuitos separados ayuda a tratar de mantener un rendimiento óptimo entre varias de estas funciones (de vuelta al calor y al oxígeno, perdemos mucho calor a través de nuestros pulmones y la acción de respiración – imagina el costo en nuestros sistemas si al pasar la sangre a través de los pulmones para recoger oxígeno y también se pierde mucho calor, qué tan difícil sería mantener una temperatura corporal elevada si esa baja temperatura de la sangre fuera entregada inmediatamente a los tejidos antes de calentar de alguna manera; esto es una simplificación excesiva, pero puede ayudarlo a visualizar los problemas que pueden surgir al tener que realizar múltiples funciones).
Tener una circulación sanguínea y una circulación linfática se relaciona en parte con el problema de la función múltiple de la sangre y con la necesidad general de mantener el funcionamiento. Como ya dijimos, la sangre tiene múltiples funciones: libera oxígeno, libera calor, libera hormonas y aporta nutrientes. Si recuerdas, dije que el agua es un medio muy pobre para almacenar oxígeno, el oxígeno simplemente no se disuelve bien en él. Para facilitar la capacidad de transporte de oxígeno de la sangre, los organismos han desarrollado moléculas para unir (y liberar en condiciones ideales) grandes cantidades de oxígeno, y estas moléculas se transportan en las células sanguíneas. Entonces, cuando la sangre llega al nivel del tejido, no solo necesita suministrar el oxígeno, sino también nutrientes, hormonas y todo tipo de otras cosas, sin embargo, también es necesario retener algunos elementos, como las células sanguíneas y las células sanguíneas. otros grandes objetos, de modo que a nivel del tejido los vasos sanguíneos actúan como una especie de colador o tamiz, permitiendo que elementos como los nutrientes (proteínas, grasas y carbohidratos), las hormonas y el oxígeno continúen más allá de las células individuales, pero manteniendo la sangre células (de lo contrario, taparían nuestros tejidos y causarían otros problemas). Debería ser evidente a este nivel que la sangre está perdiendo muchas cosas, principalmente fluidas. Este líquido tiene que ser recogido de alguna manera y devuelto a la sangre, de lo contrario terminamos con edema en los tejidos y / o la sangre se vuelve más gruesa muy rápidamente y nuestro corazón tiene que trabajar horas extra bombeando una sangre mucho más viscosa, lo que lleva al estrés … .y de nuevo, suceden cosas muy malas. Así que tenemos este segundo sistema para recoger el fluido y llevarlo a otros puntos del cuerpo donde se puede recombinar con la sangre para mantener sus niveles adecuados. En algunos animales, como los anfibios, el sistema linfático también tiene corazones linfáticos para llevar a cabo el movimiento de la linfa (el líquido) de regreso al sistema circulatorio, mientras que en organismos como los humanos, no tenemos corazones linfáticos, pero los vasos linfáticos tienen las válvulas de una vía y mediante la simple compresión de los tejidos musculares haciendo otras cosas alrededor de los vasos linfáticos, el líquido linfático se bombea lentamente a los ganglios linfáticos y de regreso al sistema circulatorio.