Una rete mirabile ( en latín , "red maravillosa"; en plural , retia mirabilia ) es un complejo de arterias y venas que se encuentran muy cerca unas de otras y que se encuentra en algunos vertebrados , principalmente en los de sangre caliente . La rete mirabile utiliza el flujo sanguíneo en contracorriente dentro de la red (la sangre fluye en direcciones opuestas) para actuar como un intercambiador de contracorriente . Intercambia calor , iones o gases entre las paredes de los vasos de modo que los dos flujos sanguíneos dentro de la rete mantengan un gradiente con respecto a la temperatura o la concentración de gases o solutos . Este término fue acuñado por Galeno . [1] [2]
La eficacia de la retia está determinada principalmente por la facilidad con la que se puede intercambiar calor, iones o gases. Para una longitud determinada, son más eficaces con respecto a los gases o al calor, luego con los iones pequeños y, en menor medida, con respecto a otras sustancias. [ cita requerida ]
La retia puede proporcionar intercambios extremadamente eficientes. En el atún rojo , por ejemplo, casi todo el calor metabólico de la sangre venosa se transfiere a la sangre arterial, conservando así la temperatura muscular; ese intercambio de calor se acerca al 99% de eficiencia. [3] [4]
En las aves con patas palmeadas , las retia mirabilia de las patas y los pies transfieren el calor de la sangre saliente (caliente) en las arterias a la sangre entrante (fría) en las venas. El efecto de este intercambiador de calor biológico es que la temperatura interna de las patas es mucho más cercana a la temperatura ambiente, lo que reduce la pérdida de calor. Los pingüinos también las tienen en las aletas y los conductos nasales.
Las aves marinas destilan el agua de mar mediante un intercambio a contracorriente en una glándula llamada glándula salina con rete mirabile. La glándula secreta salmuera altamente concentrada almacenada cerca de las fosas nasales por encima del pico. Luego, el ave "estornuda" la salmuera. Como el agua dulce no suele estar disponible en sus entornos, algunas aves marinas, como los pelícanos , petreles , albatros , gaviotas y charranes , poseen esta glándula, que les permite beber el agua salada de sus entornos mientras están a cientos de millas de la tierra. [5] [6]
Los peces han desarrollado retia mirabilia varias veces para elevar la temperatura [7] ( endotermia ) o la concentración de oxígeno de una parte del cuerpo por encima del nivel ambiental. [8]
En muchos peces , una rete mirabile ayuda a llenar la vejiga natatoria con oxígeno , aumentando la flotabilidad del pez . La rete mirabile es una parte esencial [8] del sistema que bombea oxígeno disuelto desde una presión parcial baja ( ) de 0,2 atmósferas a una vejiga llena de gas que está a una presión de cientos de atmósferas. [9] Una rete mirabile llamada rete mirabile coroidea se encuentra en la mayoría de los teleósteos vivos y aumenta la de la retina. [8] El mayor suministro de oxígeno permite que la retina de los teleósteos sea gruesa y tenga pocos vasos sanguíneos, lo que aumenta su sensibilidad a la luz . [10] Además de aumentar la , la rete coroidea ha evolucionado para aumentar la temperatura del ojo en algunos teleósteos y tiburones . [7]
Se utiliza un sistema de intercambio a contracorriente entre los capilares venosos y arteriales. La reducción de los niveles de pH en los capilares venosos hace que el oxígeno se desprenda de la hemoglobina sanguínea debido al efecto raíz . Esto provoca un aumento de la presión parcial de oxígeno en la sangre venosa, lo que permite que el oxígeno se difunda a través de la membrana capilar y hacia los capilares arteriales, donde el oxígeno aún está secuestrado por la hemoglobina. El ciclo de difusión continúa hasta que la presión parcial de oxígeno en los capilares arteriales supera la de la vejiga natatoria. En este punto, el oxígeno disuelto en los capilares arteriales se difunde hacia la vejiga natatoria a través de la glándula gaseosa. [11]
La rete mirabile permite un aumento de la temperatura muscular en las regiones donde se encuentra esta red de venas y arterias. El pez es capaz de termorregular ciertas áreas de su cuerpo. Además, este aumento de temperatura conduce a un aumento de la temperatura metabólica basal. El pez ahora puede dividir ATP a una velocidad mayor y, en última instancia, puede nadar más rápido.
El opah utiliza la retia mirabilia para conservar el calor, lo que lo convierte en la última incorporación a la lista de peces endotérmicos de la región. La sangre que viaja a través de los capilares de las branquias debe transportar sangre fría debido a su exposición al agua fría, pero la retia mirabilia en las branquias del opah puede transferir el calor de la sangre caliente de las arteriolas que provienen del corazón, que calienta esta sangre más fría en las arteriolas que salen de las branquias. Los enormes músculos pectorales del opah, que generan la mayor parte del calor corporal, pueden así controlar la temperatura del resto del cuerpo. [12]
En los mamíferos , una elegante rete mirabile en las arteriolas eferentes de los glomérulos yuxtamedulares es importante para mantener la hipertonicidad de la médula renal . Es la hipertonicidad de esta zona, que resorbe agua osmóticamente de los túbulos colectores renales a medida que salen del riñón , lo que hace posible la excreción de una orina hipertónica y la máxima conservación del agua corporal.
En las extremidades de varios mamíferos también se encuentran retia mirabilia vascular, que reduce la temperatura de las extremidades. Algunas de ellas probablemente funcionan para evitar la pérdida de calor en condiciones de frío al reducir el gradiente de temperatura entre la extremidad y el entorno. Otras reducen la temperatura de los testículos aumentando su productividad. En el cuello del perro , una rete mirabile protege el cerebro cuando el cuerpo se sobrecalienta durante la caza; la sangre venosa se enfría al jadear antes de entrar en la red.
La retia mirabilia también se presenta con frecuencia en mamíferos que excavan, bucean o tienen estilos de vida arbóreos que implican aferrarse con las extremidades durante períodos prolongados. En este último caso, los mamíferos arbóreos de movimiento lento, como los perezosos, los loris y los osos hormigueros arbóreos, poseen retia del tipo altamente desarrollado conocido como haces vasculares. O'Dea (1990) analiza la estructura y función de estas retia mirabilia de mamíferos. [13]
El antiguo médico Galeno pensó erróneamente que los humanos también tenían una rete mirabile en el cuello, aparentemente basándose en la disección de ovejas y confundiendo los resultados con el seno carotídeo humano , y le atribuyó importantes propiedades; le correspondió primero a Berengario da Carpi y luego a Vesalio demostrar el error.
