Ocena brak

Układy krążenia u zwierząt

Autor /wera Dodano /31.01.2012

W organizmach zwierzęcych musi istnieć wewnętrzny układ tran­sportujący substancje pokarmowe oraz tlen do komórek i odbierający z nich szkodliwe produkty prze­miany materii. U różnych gatun­ków - w zależności od trybu życia i środowiska - wykształciły się rozmaite formy układu krążenia.
Wszystkie komórki żyją w środowisku płynnym. Dla jednokomórkowych pier­wotniaków i mikroskopijnych glonów środowiskiem życia jest woda. Wyspecjalizowane i wysoce zróżnicowane komórki organizmów bar­dziej złożonych są otoczone tak zwanym płynem międzykomórkowym. Komórki te potrzebują do życia tlenu, składników pokarmowych i muszą pozbywać się szkodliwych produktów powstają­cych podczas przemiany materii.
Komórki funkcjonują najbardziej wydajnie, gdy ich środowisko jest stabilne i nie zmienia się gwał­townie. Taki stan równowagi nazywa się home­ostazą. U organizmów jednokomórkowych home­ostaza odbywa się w drodze dyfuzji. Dyfuzja to proces przemieszczania się substancji z miejsca, gdzie jej stężenie jest wysokie, do miejsca, gdzie stężenie jest małe. Substancje mogą dyfundować przez błony, jeżeli pory, czyli otwory w błonach, są wystarczająco duże. Nawet większe zwierzęta wodne mogą wykorzystywać dyfuzję do wymiany gazów i pozyskiwania substancji pokarmowych z otoczenia. Jest tak wtedy, gdy ich pokrywy ciała są zbudowane tylko z dwóch lub trzech warstw komórek (jak u stułbi), gdy mają dużą powierzch­nię ciała względem objętości (jak wypławki), albo mają porowate ściany (jak gąbki).

Dotrzeć do każdej komórki
Jednakże większe zwierzęta, posiadające grube powłoki ciała i bardzo złożone organy wewnętrzne, muszą posiadać układy krążenia, dzięki którym każda komórka ciała będzie zaopatrywana w ży­ciodajne substancje. Także zwierzęta lądowe nie mogą obejść się bez wyspecjalizowanych układów krwionośnych, gdyż powłoki ich ciał uniemożli­wiają dyfuzję. Zwierzęta mające wyspecjalizowa­ne układy krążenia mogą o wiele łatwiej tolero­wać zmiany w środowisku niż zwierzęta, które pobierają potrzebne substancje z otoczenia w dro­dze dyfuzji. Organizm zaopatrujący swe wszyst­kie komórki w pokarm i tlen wyłącznie drogą dyfu­zji jest całkowicie uzależniony od środowiska. Jeżeli środowisko się zmieni - na przykład poziom stężenia tlenu nagle spadnie - pojawi się poważ­ne zagrożenie dla jego funkcjonowania.
Jednym ze sposobów zwiększenia ilości tlenu pobieranego ze środowiska jest połączenie jego cząsteczek z krwią i rozprowadzenie ich po całym ciele. Białka zawierające atomy metalu mogą tworzyć nietrwałe wiązania z tlenem. Nazywa się je barwnikami oddechowymi. Przykładem takie­go białka może być hemoglobina, która znajduje się we krwi ssaków. Bezkręgowce posiadające we krwi barwniki oddechowe mogą rozprowadzać tlen 30 razy wydajniej niż bezkręgowce nie posiadają­ce tych nośników tlenu.
Istnieją dwa główne typy układów krążenia -układ krwionośny otwarty i układ krwionośny zamknięty. W układach krwionośnych zamknię­tych krew krąży tylko w sieci naczyń. W układach krwionośnych typu otwartego krew krąży w prze­strzeni okalającej narządy wewnętrzne. Jednak i w tym przypadku powraca ona do naczyń i jest poruszana pracą serca. Wszystkie kręgowce i nie­które bezkręgowce posiadają układ krwionośny zamknięty. Owady i większość skorupiaków mają układ krwionośny otwarty.
Bez względu na rodzaj, we wszystkich ukła­dach krążenia muszą istnieć narządy, które kur­cząc się, wprowadzają krew w ruch. Taką pompą jest serce. Najprostszym typem serca jest naczy­nie krwionośne, które kurczy się i rozkurcza pod wpływem ruchu mięśni. W ciele zwierzęcia może być kilka pomp tego rodzaju. Bardziej wyspecja­lizowane zwierzęta muszą mieć serca wielokomorowe, które oddzielają krew utlenowaną (tzw. tętniczą) od krwi pozbawionej tlenu (tzw. żylnej). W tak zbudowanych sercach często znajdują się zastawki, które zapobiegają cofaniu się krwi i za­pewniają jej przepływ we właściwym kierunku.

Otwarte układy krążenia
Najprostszym sposobem krążenia substancji jest prosta dyfuzja przez błonę komórkową. Nawet u bardzo małych, jednokomórkowych organizmów płyny muszą przemieszczać się w obrębie komórki i w jej otoczeniu. Przepływ płynu zwiększają ruchy małych rzęsek, zwanych ciliami.
Układy krwionośne typu otwartego reagują wolno na zmiany i trudno jest kontrolować ilość krwi dostającej się do różnych narządów we­wnętrznych. Ciśnienie płynów w otwartych ukła­dach krążenia jest zazwyczaj małe i w związku z tym krew przemieszcza się tam dosyć wolno. Cieczą wypełniającą otwarte układy krwionośne (np. u mięczaków i stawonogów) jest często płyn ustrojowy zwany hemolimfą, pełniący analogicz­ną funkcję, co krew u kręgowców. Jego skład jest podobny do składu morskiej wody.
Małż ma układ krwionośny otwarty. Serce pom­puje krew do dwóch tętnic. Jedna prowadzi krew do przedniej części ciała, a druga do tylnej. Krew opuszcza tętnice i obmywa narządy wewnętrzne. Wtedy, w drodze dyfuzji, przekazuje tlen i pobie­ra substancje szkodliwe. Następnie krew jest kie­rowana do nerki, gdzie usuwa się metabolity (szko­dliwe produkty przemiany materii) i dalej w stronę skrzeli, przez które wydalany jest dwutlenek węgla. Tam też ulega ponownemu utlenowaniu i podąża żyłami z powrotem do serca.
Pasikoniki mają długą tętnicę ciągnącą się wzdłuż górnej części ciała. To naczynie może się kurczyć i pełni funkcję rurkowatego serca. W tyl­nej części ciała owada tętnica jest zamknięta, nato­miast w swej przedniej części jest otwarta. Tędy krew opuszcza serce i wpływa do jam ciała, gdzie styka się z narządami wewnętrznymi. Każdy seg­ment odwłoka pasikonika jest zaopatrzony w parę otworków zwanych ostiami, przez które krew po­wraca do serca. W ostiach znajdują się zastawki przepustowe, które uniemożliwiają cofanie się krwi i dlatego gdy serce się kurczy, krew jest wtłaczana do długiej tętnicy. Jak u wszystkich owadów, rów­nież i u pasikonika krew nie uczestniczy w trans­porcie tlenu. Za dostarczanie tlenu do każdej ko­mórki jest odpowiedzialna skomplikowana sieć rureczek zwanych tchawkami.

Układy krwionośne zamknięte
Układy krwionośne zamknięte są bardziej wydaj­ne od układów otwartych. Krążąca w naczyniach krew nie opuszcza ich, a naczynia krwionośne zwężają się w pobliżu tkanek. Tworzą tam sieć na­czyń włosowatych. Wszystkie zwierzęta kręgowe mają układ krwionośny zamknięty.
Układ krwionośny typu zamkniętego ma także dżdżownica. U tego bezkręgowca w przednich seg­mentach ciała znajdują się naczynia okrężne, które mogą się kurczyć i spełniają funkcję serca. Naczynia te pulsują i pobudzają do krążenia krew w dwóch głównych naczyniach. Od naczyń głów­nych odchodzą małe naczynia włosowate, które docierają do komórek ciała. Dżdżownica nie posia­da układu oddechowego. Zamiast niego funkcję oddechową spełnia sieć drobniutkich naczyń wło­sowatych zlokalizowanych blisko powierzchni ciała. Dwutlenek węgla z krążącej w nich krwi przenika przez powłoki skórne na zewnątrz ciała, a z otoczenia dostaje się do nich den.
Inny prymitywny typ układu krwionośnego zamkniętego spotykamy u głowonoga. W układzie tego typu istnieją dwa typy serc. Serce przednie pompuje krew w naczyniach ciała, a serca skrzelowe, znajdujące się u podstawy każdego skrzela, wprawiają w ruch krew przypływającą z ciała i wtłaczają ją w naczynia krwionośne skrzeli, gdzie następuje wymiana gazowa. Pozwalają one na zwiększenie wydajności i prędkości tej wymiany.
Układy krążenia wszystkich kręgowców są do siebie podobne. Serce, zlokalizowane w centralnej części tułowia, pompuje krew, która krąży w obrę­bie naczyń. Modyfikacje w budowie układu krwio­nośnego zależą głównie od sposobu oddychania zwierzęcia. Różnice w budowie układu krążenia ryby, płaza, gada, ptaka i ssaka oraz w przepływie krwi zależą głównie od tego, czy jest to układ krą­żenia jednoobiegowy, czy dwuobiegowy.
Pojawienie się zwierząt, które mogły żyć na lądzie i oddychać tlenem atmosferycznym, było ważnym etapem w ewolucji kręgowców. Pociągnę­ło to za sobą zmiany w budowie układu krążenia, które umożliwiły pobieranie tlenu bezpośrednio z płuc. Płuca wykształciły się z pęcherza pławnego ryb. Jest on zachyłkiem jelita, w którym gromadzi się powietrze i służy on rybom do regulacji cięża­ru właściwego ciała. Budowa ciała kręgowców zmieniła się w związku z życiem na lądzie. Płuca zaczęły być wykorzystywane jako narząd oddecho­wy, a zanikły skrzela i związane z nimi naczynia krwionośne. Rozwinęły się naczynia doprowa­dzające krew do płuc i naczynia, przez które krew utlenowana opuszcza płuca.
Płazy, gady, ptaki i ssaki posiadają podwójny obieg krwi, który zapobiega mieszaniu się krwi utlenowanej z krwią pozbawioną tlenu. Krew jest pompowana z serca do płuc, gdzie następuje wy­miana gazowa. Z płuc krew utlenowana powraca do serca i jest rozprowadzana naczyniami do wszystkich narządów wewnętrznych. Istnieją więc naczynia krwionośne transportujące krew z serca do płuc, aby tam uległa utlenowaniu, i z płuc z powrotem do serca. Te naczynia tworzą tak zwa­ny obieg mały, czyli płucny. Inny system naczyń krwionośnych rozprowadza utlenowana krew z serca do narządów wewnętrznych i odprowadza krew odtlenowaną do serca. Ten system nazywa się obiegiem dużym.
Ryby mają serce, w którym znajduje się jeden przedsionek i jedna komora. Pobierają den i pozby­wają się dwutlenku węgla za pomocą skrzeli. Krew krąży w jednym obiegu; wypływa z komory i do­staje się naczyniami do skrzeli. Gdy krew opusz­cza serce, przepływa przez elastyczną strukturę zwaną stożkiem tętniczym, który kontroluje prze­pływ. Stożek tętniczy przechodzi w aortę brzusz­ną, która z kolei rozdziela się i tworzy kilka łuków aorty. Krew przechodzi łukami aorty przez skrze­la, gdzie następuje wymiana gazowa. Utlenowana krew dostaje się do aorty grzbietowej, która rozpro­wadza ją do części głowowej i tylnej zwierzęcia. W organach wewnętrznych, takich jak na przykład nerka lub narządy pokarmowe, naczynia prze­chodzą w system naczyń włosowatych, a krew oddaje tlen i odbiera dwutlenek węgla. Następnie naczynia włosowate łączą się w żyły, którymi krew powraca do serca.
Płazy oddychają na dwa sposoby. Dokonują one wymiany gazowej za pomocą płuc i wilgotnej skóry. W sercu płaza istnieją trzy główne rejony - przedsionek prawy, lewy oraz komora. Utlenowana krew z płuc wpływa do lewego przedsion­ka. Taka sama krew ze skóry dostaje się do przed­sionka prawego wraz z odtlenowaną krwią z reszty ciała. Krew z obu przedsionków wlewa się do komory. Komora kurczy się i wpycha krew do rozgałęzionego na dwie części stożka tętnicze­go. Jego jedna gałąź przenosi krew utlenowaną do naczyń krwionośnych rozchodzących się do narzą­dów ciała, a drugim odgałęzieniem płynie w kie­runku płuc krew pozbawiona tlenu.

Gady, ptaki i ssaki
Gady oddychają płucami i dlatego mają dwuobiegowy (dwupętlowy) układ krwionośny. Serca większości gatunków gadów są podzielone na dwa przedsionki i jedną komorę. Jednakże komora serca jest częściowo przedzielona przegrodą, tak zwaną zastawką, co zapobiega mieszaniu się krwi utlenowanej z pozbawioną tlenu.
Ptaki również dokonują wymiany tlenu i dwu­tlenku węgla w płucach. Ich układ krwionośny jest podobny do układu krwionośnego gadów. Sąjed-^ nak istotne różnice. U ptaków lewa i prawa część " serca są w całości oddzielone. Serce ptaka jest po­dzielone na dwa przedsionki i dwie komory, a krew tętnicza (utlenowaną) z lewej strony serca nie mie­sza się z krwią pozbawioną tlenu (krwią żylną) z prawej strony serca.
Ssaki łożyskowe przed urodzeniem się nie od­dychają płucami. W czasie ciąży odtlenowaną krew płodu jest transportowana w kierunku łożyska, gdzie z krwi matki pobiera tlen i oddaje dwutle­nek węgla. Po przyjściu na świat małego ssaka otwory w jego sercu, które pozwalały na przepływ krwi w kierunku łożyska, zamykają się. Krew jest kierowana w stronę płuc, gdzie następuje wymia­na gazowa.
Ssaki mają serca podzielone na dwie komory i dwa przedsionki. Przedsionek lewy ma grubsze ściany, gdyż wraz z komorą lewą tłoczy krew do całego ciała. Przedsionek prawy ma delikatniejszą budowę, gdyż wraz z komorą prawą tłoczy krew w kierunku płuc, gdzie następuje pobranie tlenu i wydalenie dwutlenku węgla.

Budowa układu krwionośnego
Serce jest żywą „pompą" utworzoną ze specjal­nych komórek. Są to komórki mięśniowe prążko­wane, które nie występują nigdzie indziej poza tym narządem. Mięsień sercowy pracuje przez całe życie zwierzęcia i kurczy się automatycznie zgod­nie z własnym rytmem. Różne części serca kolejno kurczą się i wypychają krew z serca w stronę tęt­nic, które rozgałęziają się i przechodzą później w malutkie naczynia włosowate. Ściany tętnic są grube i sztywne. Warstwa wewnętrzna jest wyłożona jedną warstwą komórek nabłonka wyście­lającego (endothelium). Pod tym nabłonkiem znaj­duje się tkanka łączna, która tworzy elastyczna błonę wewnętrzną. Warstwę środkową tętnic tworzą mięknie gładkie, a warstwę zewnętrzna tkanka łączna włóknista. Dzięki takiej budowie ściany tętnic są mocne, elastyczne i bardzo odpor­ne na rozerwanie.

Naczynia włosowate i żyły
Naczynia włosowate mają około 1 mm długość: i są tak wąskie, że w ich świetle mogą mieścić się tylko pojedyncze czerwone krwinki, czyli erytro­cyty. Ścianę naczyń włosowatych tworzy tylko jedna warstwa komórek, co pozwala na swobodna dyfuzję substancji. Każda komórka ciała jest w bli­skim kontakcie z jakimś naczyniem włosowatym czyli kapilarą. Dzięki temu do każdej komórki mogą być przekazywane w drodze dyfuzji sub­stancje pokarmowe i gazy. Kapilary łączą się w żyłki, te z kolei w większe naczynia, czyli żyły Żyły zbierają krew i prowadzają z powrotem w stronę serca. Ściany żył mają taką samą budowę jak ściany tętnic, są jednak cieńsze. Mogą się one rozciągać i dzięki temu pomieścić dużą ilość krwi płynącej do serca. Ruch krwi w żyłach jest wywo­łany skurczami mięśni. Na przykład gdy idziemy mięśnie nóg kurczą się, co wywołuje ruch koń­czyn. Skurcze mięśni wywierają nacisk na ścianę naczyń, co popycha krew do przodu. Cofaniu się krwi w żyłach zapobiegają poprzeczne fałdy w icł wnętrzu, które działają jako zastawki.

Podobne prace

Do góry