Новый

Типы кровеносных систем: открытые или закрытые

Типы кровеносных систем: открытые или закрытые

Система кровообращения служит для перемещения крови к участку или участкам, где она может быть насыщена кислородом и где могут быть удалены отходы. Циркуляция затем служит для доставки вновь насыщенной кислородом крови в ткани организма. По мере того как кислород и другие химические вещества диффундируют из клеток крови в жидкость, окружающую клетки тканей организма, отходы диффундируют в клетки крови и уносятся. Кровь циркулирует по таким органам, как печень и почки, где отходы удаляются и возвращаются в легкие для получения новой дозы кислорода. И тогда процесс повторяется. Этот процесс кровообращения необходим для продолжения жизни клеток, тканей и даже всего организма. Прежде чем говорить о сердце, мы должны кратко рассказать о двух основных типах кровообращения у животных. Мы также обсудим прогрессивную сложность сердца по мере продвижения вверх по эволюционной лестнице.

Многие беспозвоночные вообще не имеют системы кровообращения. Их клетки достаточно близки к окружающей среде, чтобы кислород, другие газы, питательные вещества и продукты жизнедеятельности могли просто диффундировать из и в клетки. У животных с несколькими слоями клеток, особенно наземных животных, это не сработает, поскольку их клетки находятся слишком далеко от внешней среды для простого осмоса и диффузии, чтобы достаточно быстро функционировать при обмене клеточных отходов и необходимого материала с окружающей средой.

Открытые системы кровообращения

У высших животных существует два основных типа кровеносных систем: открытая и закрытая. Членистоногие и моллюски имеют открытую систему кровообращения. В этом типе системы нет ни настоящего сердца, ни капилляров, как у людей. Вместо сердца есть кровеносные сосуды, которые действуют как насосы, чтобы заставить кровь двигаться вперед. Вместо капилляров кровеносные сосуды соединяются непосредственно с открытыми пазухами. «Кровь», фактически представляющая собой комбинацию крови и интерстициальной жидкости, называемой «гемолимфой», выталкивается из кровеносных сосудов в большие пазухи, где она фактически омывает внутренние органы. Другие сосуды получают кровь из этих пазух и направляют ее обратно в насосные сосуды. Это помогает представить себе ведро с двумя выходящими из него шлангами, эти шланги соединены с выжимной лампой. Когда лампочка зажата, она вытесняет воду в ведро. Один шланг будет подавать воду в ведро, а другой - высасывать воду из ведра. Излишне говорить, что это очень неэффективная система. Насекомые могут обходиться с этим типом системы, потому что у них есть многочисленные отверстия в их телах (дыхалец), которые позволяют "крови" вступать в контакт с воздухом.

Закрытые системы кровообращения

Закрытая система кровообращения некоторых моллюсков и всех позвоночных и высших беспозвоночных является гораздо более эффективной системой. Здесь кровь прокачивается через закрытую систему артерий, вен и капилляров. Капилляры окружают органы, следя за тем, чтобы все клетки имели равные возможности для питания и удаления отходов. Однако даже замкнутые системы кровообращения различаются по мере продвижения вверх по эволюционному дереву.

Один из самых простых типов замкнутых систем кровообращения встречается у кольчатых червей, таких как дождевой червь. Дождевые черви имеют два основных кровеносных сосуда - спинной и брюшной - которые несут кровь к голове или хвосту соответственно. Кровь перемещается вдоль спинного сосуда волнами сжатия в стенке сосуда. Эти стягиваемые волны называются «перистальтикой». В передней области червя есть пять пар сосудов, которые мы условно называем «сердца», которые соединяют дорсальные и вентральные сосуды. Эти соединительные сосуды функционируют как рудиментарные сердца и выталкивают кровь в вентральный сосуд. Поскольку внешнее покрытие (эпидермис) дождевого червя очень тонкое и постоянно влажное, существует широкая возможность для обмена газов, что делает эту относительно неэффективную систему возможной. У дождевого червя также есть специальные органы для удаления азотистых отходов. Тем не менее, кровь может течь в обратном направлении, и система лишь немного эффективнее, чем открытая система насекомых.

Двухкамерное сердце

Когда мы подходим к позвоночным животным, мы начинаем находить реальную эффективность с закрытой системой. Рыбы обладают одним из самых простых типов настоящих сердец. Сердце рыбы - это двухкамерный орган, состоящий из одного предсердия и одного желудочка. Сердце имеет мускулистые стенки и клапан между камерами. Кровь перекачивается из сердца в жабры, где она получает кислород и избавляется от углекислого газа. Затем кровь поступает в органы тела, где обмениваются питательные вещества, газы и отходы. Тем не менее, нет никакого разделения кровообращения между органами дыхания и остальной частью тела. То есть кровь движется по кругу, который доставляет кровь от сердца к жабрам к органам и обратно к сердцу, чтобы снова начать свое круговое путешествие.

Трехкамерное сердце

У лягушек трехкамерное сердце, состоящее из двух предсердий и одного желудочка. Кровь, покидающая желудочек, переходит в раздвоенную аорту, где кровь имеет равные возможности для прохождения через сосудистые сосуды, ведущие к легким, или через кровеносные сосуды, ведущие к другим органам. Кровь, возвращающаяся в сердце из легких, попадает в одно предсердие, а кровь, возвращающаяся из остальной части тела, попадает в другой. Оба предсердия впадают в единый желудочек. Хотя это гарантирует, что некоторая кровь всегда попадает в легкие, а затем обратно в сердце, смешивание насыщенной кислородом и деоксигенированной крови в единственном желудочке означает, что органы не насыщаются кровью кислородом. Тем не менее, для хладнокровного существа, такого как лягушка, система работает хорошо.

Четырехкамерное сердце

Люди и все другие млекопитающие, а также птицы, имеют четырехкамерное сердце с двумя предсердиями и двумя желудочками. Дезоксигенированная и оксигенированная кровь не смешиваются. Четыре камеры обеспечивают эффективное и быстрое движение крови с высоким содержанием кислорода к органам тела. Это помогает в терморегуляции и в быстрых, устойчивых мышечных движениях.