Hemolinfa

Un saltamontes tiene un sistema circulatorio abierto, donde el hemolymph se mueve a través de senos interconectados o hemocoels, espacios que rodean los órganos.

Arriba está un diagrama de un sistema circulatorio abierto. Un sistema circulatorio abierto está compuesto por un corazón, vasos y hemolymph. Este diagrama muestra cómo el hemolymph se distribuye a través del cuerpo de un saltamontes. La hemolymph se bombea primero a través del corazón, en la aorta, dispersa en la cabeza y a lo largo del hemocoel, luego a través de la ostia que se encuentra en el corazón, donde se repite el proceso.

Hemolinfa, o hemolinfa, es un fluido, análogo a la sangre de los vertebrados, que circula por el interior del cuerpo de los artrópodos (invertebrados), permaneciendo en contacto directo con los tejidos del animal. Está compuesto por un plasma fluido en el que se encuentran suspendidas células hemolinfáticas denominadas hemocitos. Además de los hemocitos, el plasma también contiene muchas sustancias químicas. Es el principal tipo de tejido del sistema circulatorio abierto característico de los artrópodos (por ejemplo, arácnidos, crustáceos e insectos). Además, algunos no artrópodos como los moluscos poseen un sistema circulatorio hemolinfático.

Durante mucho tiempo se pensó que los sistemas de transporte de oxígeno eran innecesarios en los insectos, pero se ha encontrado hemocianina ancestral y funcional en la hemolinfa. Insecto "sangre" generalmente no transporta hemoglobina, aunque la hemoglobina puede estar presente en el sistema traqueal y jugar algún papel en la respiración.

Método de transporte

En el saltamontes, la porción cerrada del sistema consta de corazones tubulares y una aorta que corre a lo largo del lado dorsal del insecto. Los corazones bombean hemolinfa hacia los senos paranasales del hemocoel donde tienen lugar los intercambios de materiales. El volumen de hemolinfa necesario para dicho sistema se mantiene al mínimo mediante una reducción del tamaño de la cavidad corporal. El hemocoel se divide en cámaras llamadas senos.

Los movimientos coordinados de los músculos del cuerpo devuelven gradualmente la hemolinfa al seno dorsal que rodea los corazones. Entre contracciones, pequeñas válvulas en la pared de los corazones se abren y permiten la entrada de hemolinfa. La hemolinfa llena todo el interior (el hemocele) del cuerpo del animal y rodea todas las células. Contiene hemocianina, una proteína a base de cobre que se vuelve azul cuando se oxigena, en lugar de la hemoglobina a base de hierro en los glóbulos rojos que se encuentran en los vertebrados, lo que le da a la hemolinfa un color azul verdoso en lugar del color rojo de la sangre de los vertebrados. Cuando no está oxigenada, la hemolinfa pierde rápidamente su color y se vuelve gris.

La hemolinfa de los artrópodos inferiores, incluida la mayoría de los insectos, no se utiliza para el transporte de oxígeno porque estos animales respiran por otros medios, como la tráquea, pero contiene nutrientes como proteínas y azúcares. Los movimientos musculares del animal durante la locomoción pueden facilitar el movimiento de la hemolinfa, pero el desvío del flujo de un área a otra es limitado. Cuando el corazón se relaja, la hemolinfa regresa al corazón a través de poros abiertos llamados ostia. Tenga en cuenta que el término "ostia" no es específico de la circulación de insectos; literalmente significa "puertas" o "aperturas", y debe entenderse en contexto.

Constituyentes

La hemolinfa puede contener agentes nucleantes que confieren una protección adicional contra la congelación celular. Dichos agentes nucleantes se han encontrado en la hemolinfa de insectos de varios órdenes, es decir, coleópteros (escarabajos), dípteros (moscas) e himenópteros.

Inorgánica

La hemolinfa está compuesta de agua, sales inorgánicas (principalmente sodio, cloro, potasio, magnesio y calcio) y compuestos orgánicos (principalmente carbohidratos, proteínas y lípidos). La principal molécula transportadora de oxígeno es la hemocianina.

Aminoácidos

La hemolinfa de los artrópodos contiene altos niveles de aminoácidos libres. La mayoría de los aminoácidos están presentes, pero sus concentraciones relativas varían de una especie a otra. Las concentraciones de aminoácidos también varían según la etapa de desarrollo del artrópodo. Un ejemplo de esto es el gusano de seda y su necesidad de glicina en la producción de seda.

Proteínas

Las proteínas presentes en la hemolinfa varían en cantidad durante el curso del desarrollo. Estas proteínas se clasifican por sus funciones: proteínas cromáticas, inhibidores de proteasas, almacenamiento, transporte de lípidos, enzimas, vitelogeninas y aquellas involucradas en las respuestas inmunitarias de los artrópodos. Algunas proteínas hemolinfas incorporan carbohidratos y lípidos en la estructura.

Otros constituyentes orgánicos

Los productos finales del metabolismo del nitrógeno están presentes en la hemolinfa en bajas concentraciones. Estos incluyen amoníaco, alantoína, ácido úrico y urea. Las hormonas artrópodas están presentes, sobre todo la hormona juvenil. La trehalosa puede estar presente ya veces en grandes cantidades junto con la glucosa. Estos niveles de azúcar se mantienen mediante el control de las hormonas. Pueden estar presentes otros carbohidratos. Estos incluyen inositol, alcohol de azúcar, hexosaminas, manitol, glicerol y aquellos componentes que son precursores de la quitina.

Los lípidos libres están presentes y se utilizan como combustible para el vuelo.

Hemocitos

Hay células que flotan libremente, los hemocitos, dentro de la hemolinfa. Desempeñan un papel en el sistema inmunológico de los artrópodos. El sistema inmunológico reside en la hemolinfa.

Comparaciones con vertebrados

Este sistema abierto puede parecer ineficiente en comparación con los sistemas circulatorios cerrados de los vertebrados, pero los dos sistemas tienen demandas muy diferentes. En los vertebrados, el sistema circulatorio es el encargado de transportar el oxígeno a todos los tejidos y eliminar de ellos el dióxido de carbono. Es este requisito el que establece el nivel de desempeño exigido del sistema. La eficiencia del sistema de los vertebrados es mucho mayor que la necesaria para transportar nutrientes, hormonas, etc., mientras que en los insectos, el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono se produce en el sistema traqueal. La hemolinfa no participa en el proceso en la mayoría de los insectos. Solo en unos pocos insectos que viven en ambientes con poco oxígeno hay moléculas similares a la hemoglobina que unen el oxígeno y lo transportan a los tejidos. Por lo tanto, las exigencias impuestas al sistema son mucho menores. Sin embargo, algunos artrópodos y la mayoría de los moluscos poseen la hemocianina que contiene cobre para el transporte de oxígeno.

Usos especializados

En algunas especies, la hemolinfa tiene otros usos además de ser un análogo de la sangre. A medida que crece el insecto o el arácnido, la hemolinfa funciona como un sistema hidráulico, lo que permite que el insecto o el arácnido expanda segmentos antes de que se esclerotice. También se puede usar hidráulicamente como un medio para ayudar al movimiento, como en la locomoción de los arácnidos. Algunas especies de insectos o arácnidos pueden sufrir hemorragias automáticas cuando son atacados por depredadores. Las reinas del género de hormigas Leptanilla se alimentan con hemolinfa producida por las larvas. Por otro lado, Pemphigus spyrothecae utiliza la hemolinfa como adhesivo, lo que permite que la especie se adhiera a los depredadores y posteriormente ataque al depredador; se encontró que con depredadores más grandes, más pulgones fueron atrapados después de que el depredador fue derrotado.