Sistemul circulator (cardiovascular) – Arhitectura

Așa cum sistemele de autostrăzi transportă oameni și bunuri printr-o rețea complexă, sistemul circulator transportă nutrienți, gaze și deșeuri în tot corpul animalului. (Credit: Pixabay)

Majoritatea animalelor sunt organisme multicelulare complexe care necesită un mecanism pentru transportul nutrienților în tot corpul și eliminarea produselor reziduale. Sistemul circulator a evoluat în timp de la simpla difuzie prin celule în evoluția timpurie a animalelor la o rețea complexă de vase de sânge care ajung în toate părțile corpului uman. Această rețea extinsă furnizează celulelor, țesuturilor și organelor oxigen și nutrienți și elimină dioxidul de carbon și deșeurile, care sunt produse secundare ale respirației.

În centrul sistemului circulator uman se află inima. De mărimea unui pumn încleștat, inima umană este protejată sub cutia toracică. Fabricată din mușchi cardiac specializat și unic, aceasta pompează sânge în tot corpul și către inimă. Contracțiile inimii sunt determinate de impulsuri electrice intrinseci pe care creierul și hormonii endocrini ajută la reglarea lor. Înțelegerea anatomiei și funcției de bază a inimii este importantă pentru înțelegerea sistemelor circulator și respirator ale corpului. Schimbul de gaze este o funcție esențială a sistemului circulator. Un sistem circulator nu este necesar la organismele fără organe respiratorii specializate, deoarece oxigenul și dioxidul de carbon difuzează direct între țesuturile corpului lor și mediul extern. Cu toate acestea, la organismele care posedă plămâni și branhii, oxigenul trebuie transportat de la aceste organe respiratorii specializate la țesuturile corpului prin intermediul unui sistem circulator. Prin urmare, sistemele circulatorii au trebuit să evolueze pentru a se adapta marii diversități de dimensiuni și tipuri de corp prezente la animale.

Prezentare generală a sistemului circulator

La toate animalele, cu excepția câtorva tipuri simple, sistemul circulator este utilizat pentru a transporta nutrienți și gaze prin corp. Difuzia simplă permite un schimb de apă, nutrienți, deșeuri și gaze în animalele primitive care au doar câteva straturi celulare grosime; cu toate acestea, fluxul de aer în vrac este singura metodă prin care se accesează întregul corp al organismelor mai mari și mai complexe.

Arhitectura sistemului circulator

Sistemul circulator este practic o rețea de vase cilindrice: arterele, venele și capilarele care emană dintr-o pompă, inima. La toate organismele vertebrate, precum și la unele nevertebrate, acesta este un sistem cu buclă închisă, în care sângele nu este eliberat într-o cavitate. Într-un sistem circulator închis, sângele este conținut în vasele de sânge și circulă unidirecțional din inimă pe calea circulatorie sistemică, apoi se întoarce din nou la inimă, așa cum este ilustrat în Figura 40.2a. Spre deosebire de un sistem închis, artropodele – inclusiv insectele, crustaceele și majoritatea moluștelor – au un sistem circulator deschis, așa cum este ilustrat în Figura 40.2b. Într-un sistem circulator deschis, sângele nu este închis în vasele de sânge, ci este pompat într-o cavitate numită hemocel și se numește hemolimfă, deoarece sângele se amestecă cu lichidul interstițial. Pe măsură ce inima bate și animalul se mișcă, hemolimfa circulă în jurul organelor din cavitatea corpului și apoi reintră în inimă prin deschideri numite ostii. Această mișcare permite schimbul de gaze și nutrienți. Un sistem circulator deschis nu folosește la fel de multă energie ca un sistem închis pentru a funcționa sau a se menține; Totuși, există un compromis în ceea ce privește cantitatea de sânge care poate fi transportată către organele și țesuturile active metabolic, care necesită niveluri ridicate de oxigen. De fapt, unul dintre motivele pentru care insectele cu aripi de până la 70 cm nu mai există astăzi este probabil acela că au fost depășite de sosirea păsărilor acum 150 de milioane de ani. Se crede că păsările, având un sistem circulator închis, s-au mișcat mai agil, permițându-le să obțină hrană mai repede și, eventual, să se hrănească cu insectele.

În (a) sistemele circulatorii închise, inima pompează sângele prin vase separate de lichidul interstițial al corpului. Majoritatea vertebratelor și a unor nevertebrate, cum ar fi această râmă anelidă, au un sistem circulator închis. În (b) sistemele circulatorii deschise, un fluid numit hemolimfă este pompat printr-un vas de sânge care se golește în cavitatea corpului. Hemolimfa se întoarce în vasul de sânge prin deschideri numite ostii. Artropodele precum această albină și majoritatea moluștelor au sisteme circulatorii deschise.

Sursa: Biology 2e, by OpenStax, access for free at https://openstax.org. ©2020 Rice University, licența CC BY 4.0. Traducere și adaptare: Nicolae Sfetcu, © 2024 MultiMedia Publishing