Tipuri de sisteme de circulație deschise vs. închise

Sistemul circulator servește pentru a muta sângele într-un loc sau în locuri unde poate fi oxigenat și unde poate fi eliminat deșeurile. Circulația servește apoi pentru a aduce sânge nou oxigenat în țesuturile corpului. Deoarece oxigenul și alte substanțe chimice se difuzează din celulele sanguine și în fluidul care înconjoară celulele țesuturilor corpului, produsele reziduale se difuzează în celulele sanguine care trebuie transportate. Sângele circulă prin organe, cum ar fi ficatul și rinichii, unde deșeurile sunt eliminate și înapoi la plămâni pentru o doză proaspătă de oxigen. Și atunci procesul se repetă. Acest proces de circulație este necesar pentru viața continuă a celulelor, țesuturilor și chiar a întregului organism. Înainte de a vorbi despre inimă, ar trebui să oferim un scurt context al celor două tipuri largi de circulație găsite la animale. Vom discuta, de asemenea, despre complexitatea progresivă a inimii pe măsură ce cineva se ridică pe scara evoluției.

Multe nevertebrate nu au deloc un sistem circulator. Celulele lor sunt suficient de aproape de mediul lor, pentru ca oxigenul, alte gaze, nutrienți și produse reziduale să difuzeze pur și simplu în și în celulele lor. La animalele cu mai multe straturi de celule, în special animale terestre, acest lucru nu va funcționa, deoarece celulele lor sunt prea departe de mediul extern pentru o osmoză simplă și difuzie pentru a funcționa suficient de rapid în schimbul deșeurilor celulare și a materialelor necesare cu mediul..

Sisteme circulatorii deschise

La animalele superioare, există două tipuri principale de sisteme circulatorii: deschise și închise. Artropodele și moluștele au un sistem circulator deschis. În acest tip de sistem, nu există nici o inimă adevărată, nici capilare, așa cum se găsesc la oameni. În loc de inimă, există vase de sânge care acționează ca niște pompe pentru a forța sângele de-a lungul. În loc de capilare, vasele de sânge se alătură direct cu sinusurile deschise. „Sânge”, de fapt o combinație de sânge și lichid interstițial numit „hemolimfa”, este forțat din vasele de sânge în sinusuri mari, unde de fapt îmbăie organele interne. Alte vase primesc sânge forțat de aceste sinusuri și îl conduc înapoi la vasele de pompare. Ajută să vă imaginați o găleată cu doi furtunuri care ies din ea, acești furtunuri conectați la un bec de stoarcere. Pe măsură ce becul este stors, forțează apa până la găleată. Un furtun va trage apă în găleată, celălalt va aspira apa din găleată. Inutil să spun, acesta este un sistem foarte ineficient. Insectele pot ajunge cu acest tip de sistem, deoarece au numeroase deschideri în corpul lor (spiracle) care permit „sângelui” să intre în contact cu aerul.

Sisteme circulatorii închise

Sistemul circulator închis al unor moluște și al tuturor vertebratelor și nevertebratelor superioare este un sistem mult mai eficient. Aici sângele este pompat printr-un sistem închis de artere, vene și capilare. Capilarele înconjoară organele, asigurându-se că toate celulele au o oportunitate egală pentru hrănirea și eliminarea produselor lor reziduale. Cu toate acestea, chiar și sistemele circulatorii închise diferă pe măsură ce trecem mai departe în arborele evolutiv.

Unul dintre cele mai simple tipuri de sisteme circulatorii închise se găsește în anelide, cum ar fi râul. Viermii de pământ au două vase de sânge principale - o dorsală și un vas ventral - care transportă sânge spre cap sau, respectiv, spre coadă. Sângele este mutat de-a lungul vasului dorsal prin valuri de contracție în peretele vasului. Aceste valuri contractibile se numesc „peristaltism”. În regiunea anterioară a viermei, există cinci perechi de vase, pe care le exprimăm în mod „inimi”, care leagă vasele dorsale și cele ventrale. Aceste vase de legătură funcționează ca inimi rudimentare și forțează sângele în vasul ventral. Deoarece acoperirea exterioară (epiderma) a râmei este atât de subțire și este constant umedă, există multe oportunități pentru schimbul de gaze, ceea ce face posibil acest sistem relativ ineficient. Există, de asemenea, organe speciale în viermele de pământ pentru eliminarea deșeurilor azotate. Totuși, sângele poate curge înapoi și sistemul este doar puțin mai eficient decât sistemul deschis al insectelor.

Inima cu două camere

Pe măsură ce ajungem la vertebrate, începem să găsim eficiențe reale cu sistemul închis. Peștii au unul dintre cele mai simple tipuri de inimi adevărate. Inima unui pește este un organ cu două camere compus dintr-un atrium și un ventricul. Inima are pereți musculari și o supapă între camerele sale. Sângele este pompat din inimă spre branhii, unde primește oxigen și scapă de dioxid de carbon. Sângele trece apoi la organele corpului, unde se schimbă substanțe nutritive, gaze și deșeuri. Cu toate acestea, nu există nicio diviziune a circulației între organele respiratorii și restul corpului. Adică sângele călătorește într-un circuit care duce sânge din inimă la branhii la organe și înapoi la inimă pentru a începe din nou călătoria sa circuitară.

Inima cu trei camere

Broaștele au o inimă cu trei camere, formată din două atrii și un singur ventricul. Sângele care părăsește ventriculul trece într-o aortă forțată, unde sângele are o oportunitate egală de a călători printr-un circuit de vase care duce la plămâni sau un circuit care duce la celelalte organe. Sângele care se întoarce la inimă din plămâni trece într-un atrium, în timp ce sângele care se întoarce din restul corpului trece în celălalt. Ambele atrii se golesc în ventriculul unic. În timp ce acest lucru se asigură că un pic de sânge trece întotdeauna către plămâni și apoi înapoi la inimă, amestecul de sânge oxigenat și deoxigenat în ventriculul unic înseamnă că organele nu se saturează de sânge cu oxigen. Totuși, pentru o creatură cu sânge rece ca broasca, sistemul funcționează bine.

Inima cu patru camere

Oamenii și toate celelalte mamifere, precum și păsările, au o inimă cu patru camere, cu două atrii și două ventricule. Sângele deoxigenat și oxigenat nu este amestecat. Cele patru camere asigură o mișcare eficientă și rapidă a sângelui puternic oxigenat către organele corpului. Acest lucru ajută la reglarea termică și la mișcări musculare rapide și susținute.