OBĚHOVÝ SYSTÉM: FUNKCE, ČÁSTI, TYPY, NEMOCI - ANATOMIE A FYZIOLOGIE - 2025

Oběhový systém zahrnuje řadu orgánů, které organizovat průchod krve přes všechny tkáně, což umožňuje přepravu různých materiálů, jako jsou živiny, kyslík, oxid uhličitý, hormony, a jiné. Skládá se ze srdce, žil, tepen a kapilár.

Jeho hlavní funkce spočívá v transportu materiálů, ačkoliv se také podílí na vytváření stabilního prostředí pro životně důležité funkce, pokud jde o pH a teplotu, jakož i ve vztahu k imunitní reakci a přispívá ke koagulaci krve.

Lomappmi, z Wikimedia Commons

Oběhové systémy mohou být otevřené - ve většině bezobratlých - skládající se z jednoho nebo více srdcí, prostoru zvaného hemocele a sítě krevních cév; nebo uzavřené - v některých bezobratlých a ve všech obratlovcích - kde je krev omezena na okruh krevních cév a srdce.

V říši zvířat jsou oběhové systémy velmi rozmanité a v závislosti na skupině zvířat se mění relativní význam orgánů, které ji tvoří.

Například u obratlovců je srdce rozhodující pro oběhový proces, zatímco u členovců a jiných bezobratlých jsou pohyby končetin nezbytné.

Funkce

Oběhový systém je primárně zodpovědný za přenos kyslíku a oxidu uhličitého mezi plícemi (nebo žábry, v závislosti na studovaném zvířeti) a tělními tkáněmi.

Oběhový systém je rovněž zodpovědný za distribuci všech živin zpracovaných zažívacím systémem do všech tkání těla.

Distribuuje také odpadní materiály a toxické složky do ledvin a jater, kde jsou po procesu detoxikace vylučovány z jedince procesem vylučování.

Na druhé straně slouží jako transportní cesta pro hormony vylučované žlázami a distribuuje je do orgánů, kde musí jednat.

Podílí se také na: termoregulaci organismů, správném nastavení průtoku krve, regulaci pH organismu a udržování dostatečné rovnováhy hydro-elektrolytů tak, aby bylo možné provádět potřebné chemické procesy.

Krev obsahuje struktury nazývané destičky, které chrání jednotlivce před krvácením. Krev je konečně složena z bílých krvinek, takže hraje důležitou roli v obraně proti cizím tělesům a patogenům.

Díly (orgány)

Oběhový systém je tvořen pumpou - srdcem - a systémem cév. Tyto struktury budou podrobně popsány níže:

Srdce

Srdce jsou svalové orgány s funkcí pumpy, schopné propouštět krev skrz všechny tkáně těla. Obecně se skládají z řady komor, které jsou zapojeny do série a jsou lemovány ventily (nebo svěrači u určitých druhů).

U savců má srdce čtyři komory: dvě síně a dvě komory. Když se srdce zkrátí, krev je vytlačena do oběhového systému. Mnohočetné srdeční komory umožňují zvyšování tlaku, když se krev pohybuje z žilní do arteriální zóny.

Síňová dutina zachycuje krev a její kontrakce ji posílají do komor, kde kontrakce posílají krev do celého těla.

Srdeční sval je tvořen třemi typy svalových vláken: buňkami sinoatriálního a atrioventrikulárního uzlu, buňkami komorového endokardu a myokardiálních vláken.

První z nich jsou malé a slabě se stahující, jsou autorhythmické a vedení mezi buňkami je nízké. Druhá skupina buněk je větší, slabě stahující, ale rychlá. Nakonec jsou vlákna střední velikosti, se silným stahem a jsou důležitou součástí srdce.

Struktura srdce

U lidí je srdce umístěno v dolní přední oblasti mediastina, podporované bránicí a za hrudní kostí. Tvar je kónický a připomíná pyramidální strukturu. Špička srdce se nazývá vrchol a nachází se v levé oblasti těla.

Průřez srdce by odhalil tři vrstvy: endokard, myokard a epikard. Vnitřní oblastí je endokard, který je spojitý s krevními cévami a je v kontaktu s krví.

Střední vrstva je myokard a zde je největší množství srdeční hmoty. Tkáň, která ji tvoří, je svalová, nedobrovolná kontrakce a má strie. Struktury spojující srdeční buňky jsou intercalarní disky, které jim umožňují jednat synchronně.

Vnější obal srdce se nazývá epikardium a je tvořen pojivovou tkání. Nakonec je srdce obklopeno vnější membránou zvanou perikard, která je zase rozdělena do dvou vrstev: vláknitá a serózní.

Serózní perikardium obsahuje perikardiální tekutinu, jejíž funkcí je mazání a tlumení pohybů srdce. Tato membrána je připojena ke hrudní kosti, páteři a bránici.

Elektrická aktivita srdce

Heartbeat se skládá z rytmických jevů systolů a diastolů, kde první odpovídá kontrakci a druhý relaxaci svalové hmoty.

Aby došlo ke kontrakci buněk, musí být s nimi spojen akční potenciál. Elektrická aktivita srdce začíná v oblasti zvané „kardiostimulátor“, která se šíří přes membrány do dalších spárovaných buněk. Kardiostimulátory se nacházejí v žilní dutině (v srdci obratlovců).

Tepny

Arterie jsou všechny cévy, které opouštějí srdce a v nich se obvykle nachází okysličená krev, nazývaná arteriální krev. To znamená, že mohou nést okysličenou krev (například aortu) nebo deoxygenovanou krev (například plicní tepnu).

Všimněte si, že rozlišení žil a tepen nezávisí na jejich obsahu, ale na jejich vztahu k srdci a kapilární síti. Jinými slovy, cévy, které vycházejí ze srdce, jsou tepny a ty, které k ní přicházejí, jsou žíly.

Stěna tepen je tvořena třemi vrstvami: nejvnitřnější je intimita tuniky tvořená tenkým endotelem na elastické membráně; média tunica tvořená vlákny hladkých svalů a pojivové tkáně; a konečně tunica externa nebo adventitia složená z tukové tkáně a kolagenových vláken.

Jak se tepny vzdálí od srdce, jejich složení se mění, zvyšuje podíl hladkého svalstva a menší pružnosti a nazývají se svalové tepny.

Krevní tlak

Krevní tlak lze definovat jako sílu, kterou krev vyvíjí na stěny cév. U lidí je standardní krevní tlak v rozmezí od 120 mm Hg v systole do 80 mm Hg v diastole a je obvykle označován číslicemi 120/80.

Přítomnost elastické tkáně umožňuje tepenám tepen, zatímco krev protéká strukturou, čímž pomáhá udržovat vysoký krevní tlak. Stěny tepny musí být extrémně silné, aby se zabránilo poklesu jejich krevního tlaku.

Žíly

Žíly jsou krevní cévy odpovědné za transport krve z kapilárního síťového systému do srdce. Ve srovnání s tepnami jsou žíly mnohem hojnější a mají tenčí stěnu, jsou méně elastické a jejich průměr je větší.

Stejně jako tepny jsou tvořeny třemi histologickými vrstvami: vnitřní, střední a vnější. Tlak v žilách je velmi nízký - řádově 10 mm Hg - proto musí být podporovány ventily.

Kapiláry

Kapiláry objevil italský vědec Marcello Malpighi v roce 1661 a studoval je v plicích obojživelníků. Jsou to velmi bohaté struktury, které tvoří rozsáhlé sítě téměř ve všech tkáních.

Její stěny jsou složeny z jemných endotelových buněk, spojených vlákny pojivové tkáně. Je nutné, aby stěny byly tenké, aby k výměně plynů a metabolických látek došlo snadno.

Jsou to velmi úzké zkumavky, u savců mají přibližný průměr 8 µm, dostatečně velké, aby prošly krevními buňkami.

Jsou to struktury, které jsou propustné pro malé ionty, živiny a vodu. Při vystavení krevnímu tlaku jsou tekutiny vytlačovány do intersticiálního prostoru.

Tekutiny mohou procházet rozštěpem v endoteliálních buňkách nebo vesikulami. Naproti tomu látky lipidové povahy mohou snadno difundovat membránami endoteliálních buněk.

Krev

Krev je hustá a viskózní tekutina zodpovědná za transport prvků, obvykle se nachází při teplotě 38 ° C a tvoří 8% z celkové hmotnosti průměrného jednotlivce.

V případě velmi jednoduchých zvířat, jako je planarián, není možné mluvit o „krvi“, protože mají pouze čistou, vodnatou látku složenou z buněk a některých bílkovin.

Pokud jde o bezobratlé živočichy, kteří mají uzavřený oběhový systém, je krev obecně známa pod názvem hemolymph. A konečně, u obratlovců je krev vysoce komplexní tekutou tkání a jejími hlavními složkami jsou plazma, erytrocyty, leukocyty a krevní destičky.

Plazma

Plazma představuje tekutý lektvar krve a odpovídá 55% jeho celkového složení. Jeho hlavní funkcí je transport látek a regulace objemu krve.

Některé proteiny jsou rozpuštěny v plazmě, jako je albumin (hlavní složka, více než 60% celkových proteinů), globuliny, enzymy a fibrinogen, kromě elektrolytů (Na ⁺, Cl ^-, K ⁺), glukóza, aminokyseliny, odpad metabolismus, mimo jiné.

Obsahuje také řadu rozpuštěných plynů, jako je kyslík, dusík a oxid uhličitý, což je zbytek produkovaný při dýchání a musí být z těla odstraněn.

Pevné komponenty

Krev má buněčné složky, které odpovídají zbývajících 45% krve. Tyto prvky odpovídají červeným krvinkám, bílým krvinkám a buňkám souvisejícím s procesem srážení.

Červené krvinky, také nazývané erytrocyty, jsou bikonkávní disky a jsou zodpovědné za transport kyslíku díky přítomnosti proteinu zvaného hemoglobin. Zajímavý fakt o těchto buňkách je, že u savců postrádají zralé erytrocyty jádro.

Jsou to velmi bohaté buňky, v mililitru krve je 5,4 milionu červených krvinek. Poločas rozpadajícího se erytrocytů je asi 4 měsíce, během nichž může ujet více než 11 000 kilometrů.

Bílé krvinky nebo leukocyty jsou spojeny s imunitní odpovědí a nacházejí se v menším poměru než červené krvinky, řádově 50 000 až 100 000 na mililitr krve.

Existuje několik typů bílých krvinek, včetně neutrofilů, bazofilů a eozinofilů, seskupených do kategorie granulocytů; a agranulocyty odpovídající lymfocytům a monocytům.

Nakonec existují fragmenty buněk nazývané krevní destičky - nebo trombocyty v jiných obratlovcích -, které se účastní koagulačního procesu a brání krvácení.

Zdroj: pixabay.com

Druhy oběhových systémů

Malá zvířata - o průměru menším než 1 mm - jsou schopna přepravovat materiály ve svém těle pomocí jednoduchých difuzních procesů.

Se zvyšováním tělesné velikosti však přichází potřeba specializovaných orgánů pro distribuci materiálů, jako jsou hormony, soli nebo odpady, do různých oblastí těla.

U větších zvířat existuje celá řada oběhových systémů, které účinně plní funkci transportních materiálů.

Všechny oběhové systémy musí mít tyto prvky: hlavní tělo odpovědné za čerpání tekutin; systém tepen schopný rozdělovat krev a uchovávat tlak; kapilární systém, který umožňuje přenos materiálů z krve do tkání a nakonec žilní systém.

Soubor tepen, žil a kapilár tvoří tzv. Periferní oběh.

Tímto způsobem umožňuje soubor sil prováděných výše uvedenými orgány (rytmické rytmy srdce, elastická zpětná vazba tepen a kontrakce svalů obklopujících krevní cévy) pohyb krve v těle.

Otevřené oběhové systémy

Otevřený oběh je přítomen v různých skupinách bezobratlých živočichů, jako jsou korýši, hmyz, pavouci a různí měkkýši. Skládá se ze systému krve, který je čerpán srdcem a dosahuje dutiny zvané hemocele. Kromě toho mají jedno nebo více srdcí a krevních cév.

Hemocele může obsáhnout v některých organismech až 40% celkového objemu těla a nachází se mezi ektodermem a endodermem, pamatuje si, že triblastická zvířata (známá také jako triploblastika) mají tři embryonální listy: endoderm, mesoderm a ektoderm.

Například u některých druhů krabů odpovídá krevní objem 30% objemu těla.

Kapalná látka, která vstupuje do hemocele, se nazývá hemolymfa nebo krev. V těchto typech systémů nedochází k distribuci krve kapilárami do tkání, ale orgány jsou koupány přímo hemolymfou.

Když se srdce stahuje, ventily se uzavírají a krev je nucena cestovat k hemocele.

Tlak v uzavřených oběhových systémech je poměrně nízký, mezi 0,6 a 1,3 kilopascaly, i když kontrakce vyvolané srdcem a jinými svaly mohou zvýšit krevní tlak. Tato zvířata mají omezenou rychlost a distribuci krevního toku.

Uzavřené oběhové systémy

V uzavřených oběhových systémech krev cestuje v okruhu tvořeném trubicemi a sleduje cestu z tepen do žil a prochází kapilárami.

Tento typ oběhového systému je přítomen u všech obratlovců (ryby, obojživelníci, plazi, ptáci a savci) a u některých bezobratlých, jako jsou žížaly a hlavonožci.

Uzavřené systémy se vyznačují jasným oddělením funkcí v každém z orgánů, které ji tvoří.

Objem krve zabírá mnohem menší podíl než v otevřených systémech. Přibližně 5 až 10% celkového tělesného objemu jedince.

Srdce je nejdůležitější orgán a je zodpovědný za pumpování krve do arteriálního systému, čímž udržuje vysoký krevní tlak.

Arteriální systém je zodpovědný za uchovávání tlaku, který nutí krev projít kapilárami. Zvířata s uzavřenou cirkulací proto mohou rychle transportovat kyslík.

Kapiláry, které jsou tak tenké, umožňují výměnu materiálů mezi krví a tkáněmi a zprostředkovávají jednoduché difúzní, transportní nebo filtrační procesy. Tlak umožňuje ultrafiltrační procesy v ledvinách.

Vývoj oběhového systému

Během evoluce obratlovců se podstatně zvýšila složitost srdce. Jednou z nejvýznamnějších inovací je postupné zvyšování separace okysličené a deoxygenované krve.

Ryby

U nejprimitivnějších obratlovců, ryb, se srdce skládá z řady kontraktilních dutin, s pouze jednou síní a jednou komorou. V oběhovém systému ryb je krev čerpána z jediné komory, kolem kapilár v žábrách, kde dochází k absorpci kyslíku a vylučování oxidu uhličitého.

Krev pokračuje ve své cestě zbytkem těla a v kapilárách dochází k zásobování buněk kyslíkem.

Obojživelníci a plazi

Když vznikla linie obojživelníků a potom plazů, objeví se v srdci nová komora, která nyní vykazuje tři komory: dvě síně a jednu komoru.

S touto inovací se deoxygenovaná krev dostane do pravé síně a krev, která přichází z plic, do levé síně, komunikované pravou komorou.

V tomto systému zůstává deoxygenovaná krev v pravé části komory a okysličená v levé části, i když existuje určité promíchání.

V případě plazů je oddělení patrnější, protože existuje fyzická struktura, která částečně rozděluje levou a pravou oblast.

Ptáci a savci

V těchto liniích endotermie ("teplokrevná" zvířata) vede k vyšším nárokům na přívod kyslíku do tkání.

Srdce se čtyřmi komorami je schopno splnit tyto vysoké požadavky, kde pravá a levá komora oddělují okysličenou krev od deoxygenované. Obsah kyslíku, který se dostává do tkání, je tedy nejvyšší možný.

Neexistuje žádná komunikace mezi levou a pravou srdeční komorou, protože jsou odděleny silným septem nebo septem.

Dutiny umístěné v horní části jsou předsíní, oddělené meziobratálním septem a jsou odpovědné za příjem krve. Vyšší a nižší vena cava jsou spojeny s pravou síní, zatímco čtyři plicní žíly se dostanou k levé síni, z každé plíce pocházejí dvě.

Komory jsou umístěny ve spodní oblasti srdce a jsou spojeny s předsíní prostřednictvím atrioventrikulárních chlopní: tricuspid, nalezený na pravé straně a mitrál nebo bicuspid na levé straně.

Časté nemoci

Kardiovaskulární onemocnění, také známá jako koronární nebo srdeční choroba, zahrnují řadu patologických stavů spojených s nesprávným fungováním srdce nebo krevních cév.

Podle provedených průzkumů jsou kardiovaskulární onemocnění hlavní příčinou úmrtí ve Spojených státech a v některých evropských zemích. Mezi rizikové faktory patří sedavý životní styl, strava s vysokým obsahem tuků a kouření. Mezi nejčastější patologie patří:

Arteriální hypertenze

Hypertenze se skládá ze zvýšených hodnot systolického tlaku větších než 140 mm Hg a diastolického tlaku větších než 90 mm Hg. To vede k abnormálnímu průtoku krve oběhovým systémem.

Arytmie

Termín arytmie se týká změny srdeční frekvence, produktu nekontrolovaného rytmu - tachykardie nebo bradykardie.

Příčiny arytmií jsou různé, od nezdravého životního stylu až po genetické dědictví.

Murmurs v srdci

Murmury se skládají z neobvyklých srdečních zvuků, které jsou detekovány během procesu auskultace. Tento zvuk je spojen se zvýšeným průtokem krve v důsledku problémů s chlopní.

Ne všechny šelesty jsou stejně vážné, záleží na délce zvuku a regionu a intenzitě hluku.

Ateroskleróza

Spočívá ve ztuhnutí a hromadění tuku v tepnách, hlavně kvůli nevyvážené stravě.

Tento stav ztěžuje průchod krve a zvyšuje pravděpodobnost jiných kardiovaskulárních problémů, jako jsou mrtvice.

Srdeční selhání

Srdeční selhání se týká neefektivního čerpání krve do zbytku těla, což způsobuje příznaky tachykardie a dýchací potíže.

Reference

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2003). Biologie: Život na Zemi. Pearsonovo vzdělávání.
2. Donnersberger, AB, a Lesak, AE (2002). Anatomická a fyziologická laboratorní kniha. Editorial Paidotribo.
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, a Garrison, C. (2007). Integrované základy zoologie. McGraw-Hill.
4. Kardong, KV (2006). Obratlovci: srovnávací anatomie, funkce, vývoj. McGraw-Hill.
5. Larradagoitia, LV (2012). Základní anatomofyziologie a patologie. Redakční Paraninfo.
6. Parker, TJ, a Haswell, WA (1987). Zoologie. Chordates (svazek 2). Obrátil jsem se.
7. Randall, D., Burggren, WW, Burggren, W., French, K., & Eckert, R. (2002). Eckertova fyziologie zvířat. Macmillan.
8. Vived, AM (2005). Základy fyziologie pohybové aktivity a sportu. Panamerican Medical Ed.