OBEHOVÝ SYSTÉM: FUNKCIE, ČASTI, TYPY, CHOROBY - ANATÓMIA A FYZIOLÓGIA - 2026

Obehový systém zahŕňa množstvo orgánov, ktoré organizovať priechod krvi cez všetky tkanivá, čo umožňuje prepravu rôznych materiálov, ako sú živiny, kyslík, oxid uhličitý, hormóny, a iné. Skladá sa zo srdca, žíl, tepien a kapilár.

Jeho hlavná funkcia spočíva v preprave materiálov, ale podieľa sa aj na vytváraní stabilného prostredia pre životne dôležité funkcie z hľadiska pH a teploty, ako aj vo vzťahu k imunitnej odpovedi a prispievaniu ku koagulácii krvi.

Autor: Lomappmi, z Wikimedia Commons

Obehové systémy môžu byť otvorené - vo väčšine bezstavovcov - pozostávajúce z jedného alebo viacerých sŕdc, priestoru nazývaného hemocele a siete krvných ciev; alebo uzavreté - na niektorých bezstavovcoch a na všetkých stavovcoch - kde je krv obmedzená na krvný obeh a srdce.

V živočíšnej ríši sú obehové systémy veľmi rozmanité a v závislosti od skupiny zvierat sa mení relatívna dôležitosť orgánov, ktoré ju tvoria.

Napríklad u stavovcov je srdce rozhodujúce v krvnom obehu, zatiaľ čo u článkonožcov a iných bezstavovcov sú pohyby končatín nevyhnutné.

Vlastnosti

Obehový systém je primárne zodpovedný za transport kyslíka a oxidu uhličitého medzi pľúcami (alebo žiabrámi, v závislosti od študovaného zvieraťa) a tkanivami tela.

Obehový systém je rovnako zodpovedný za distribúciu všetkých živín spracovaných tráviacim systémom do všetkých tkanív tela.

Distribuuje tiež odpadové materiály a toxické zložky do obličiek a pečene, kde sa po procese detoxikácie vylučujú z jednotlivca prostredníctvom vylučovacieho procesu.

Na druhej strane slúži ako transportná cesta pre hormóny vylučované žľazami a distribuuje ich do orgánov, kde musia konať.

Podieľa sa tiež na: termoregulácii organizmov, správnom nastavení prietoku krvi, regulácii pH organizmu a udržiavaní primeranej rovnováhy hydro-elektrolytov tak, aby bolo možné vykonať potrebné chemické procesy.

Krv obsahuje štruktúry nazývané krvné doštičky, ktoré chránia jednotlivca pred krvácaním. Nakoniec je krv zložená z bielych krviniek, takže má dôležitú úlohu pri obrane proti cudzím telesám a patogénom.

Časti (orgány)

Obehový systém je tvorený pumpou - srdcom - a systémom ciev. Tieto štruktúry budú podrobne opísané nižšie:

Srdce

Srdce sú svalové orgány s funkciou pumpy, schopné poháňať krv cez všetky tkanivá tela. Spravidla sa skladajú z radu komôr, ktoré sú zapojené do série a sú lemované ventilmi (alebo zvieračmi určitých druhov).

Srdce cicavcov má štyri komory: dve predsiene a dve komory. Keď sa srdce stiahne, krv sa vytlačí do obehového systému. Viacpočetné srdcové komory umožňujú zvyšovanie tlaku, keď sa krv pohybuje z žíl do arteriálnej zóny.

Predsieňová dutina zachytáva krv a jej kontrakcie ju posielajú do komôr, kde kontrakcie vysielajú krv do celého tela.

Srdcový sval je tvorený tromi typmi svalových vlákien: bunkami sinoatriálneho a atrioventrikulárneho uzla, bunkami komorového endokardu a myokardiálnymi vláknami.

Prvé sú malé a slabo sa sťahujúce, sú autorhythmické a vodivosť medzi bunkami je nízka. Druhá skupina buniek je väčšia, slabá, ale rýchlo vodivá. Nakoniec vlákna majú strednú veľkosť, majú silné kontrakcie a sú dôležitou súčasťou srdca.

Štruktúra srdca

U ľudí je srdce umiestnené v dolnej prednej oblasti mediastínu, podporované bránicou a za hrudnou kosťou. Tvar je kónický a pripomína pyramídovú štruktúru. Špička srdca sa nazýva vrchol a nachádza sa v ľavej časti tela.

Prierez srdca odhalí tri vrstvy: endokard, myokard a epikard. Vnútornou oblasťou je endokard, ktorý je spojitý s krvnými cievami a je v kontakte s krvou.

Stredná vrstva je myokard a tu je najväčšie množstvo srdcovej hmoty. Tkanivo, ktoré ho tvorí, je svalové, nedobrovoľné kontrakcie a má strie. Štruktúry, ktoré spájajú srdcové bunky, sú interkalačné disky, ktoré im umožňujú konať synchrónne.

Vonkajší obal srdca sa nazýva epikardium a je tvorený spojivovým tkanivom. Nakoniec je srdce obklopené vonkajšou membránou zvanou perikard, ktorá je ďalej rozdelená na dve vrstvy: vláknitú a seróznu.

Serické perikardium obsahuje perikardiálnu tekutinu, ktorej funkciou je mazanie a tlmenie pohybov srdca. Táto membrána je pripevnená k hrudnej kosti, chrbtici a bránici.

Elektrická aktivita srdca

Srdcový rytmus pozostáva z rytmických javov systolov a diastolov, kde prvý zodpovedá kontrakcii a druhý relaxácii svalovej hmoty.

Aby došlo k kontrakcii buniek, musí k nim byť spojený akčný potenciál. Elektrická aktivita srdca začína v oblasti zvanej „kardiostimulátor“, ktorá sa cez svoje membrány šíri do ďalších párovaných buniek. Kardiostimulátory sa nachádzajú v žilovej dutine (v srdci stavovcov).

tepny

Arterie sú všetky cievy, ktoré opúšťajú srdce a nachádza sa v nich zvyčajne okysličená krv, nazývaná arteriálna krv. To znamená, že môžu niesť okysličenú krv (napríklad aortu) alebo deoxygenovanú krv (napríklad pľúcnu tepnu).

Pamätajte, že rozdiel medzi žilami a tepnami nezávisí od ich obsahu, ale od ich vzťahu k srdcu a kapilárnej sieti. Inými slovami, cievy, ktoré vychádzajú zo srdca, sú tepny a cievy, ktoré k nej prichádzajú, sú žily.

Stena tepien je vytvorená z troch vrstiev: najvnútornejšou je tunica intima tvorená tenkým endoteliom na elastickej membráne; tunikové médium tvorené vláknami hladkého svalstva a spojivového tkaniva; a nakoniec tunica externa alebo adventitia zložená z tukového tkaniva a kolagénových vlákien.

Keď sa tepny vzdialia od srdca, mení sa ich zloženie, zvyšuje sa podiel hladkého svalstva a menšia elasticita a nazývajú sa svalové tepny.

Krvný tlak

Krvný tlak môže byť definovaný ako sila, ktorá krv pôsobí na steny ciev. U ľudí je štandardný krvný tlak v rozmedzí od 120 mm Hg v systole do 80 mm Hg v diastole a obvykle sa označuje číslicami 120/80.

Prítomnosť elastického tkaniva umožňuje tepnám tepny, zatiaľ čo krv prúdi cez štruktúru, čo pomáha udržiavať vysoký krvný tlak. Steny tepien musia byť veľmi silné, aby sa predišlo ich kolapsu pri poklese krvného tlaku.

žily

Žily sú krvné cievy zodpovedné za prenos krvi zo systému kapilárnej siete do srdca. V porovnaní s tepnami sú žily oveľa hojnejšie a majú tenšiu stenu, sú menej elastické a ich priemer je väčší.

Podobne ako tepny sa skladajú z troch histologických vrstiev: vnútornej, strednej a vonkajšej. Tlak v žilách je veľmi nízky - rádovo 10 mm Hg - preto sa im musí pomáhať s ventilmi.

kapiláry

Kapiláry objavil taliansky vedec Marcello Malpighi v roku 1661 a študoval ich v pľúcach obojživelníkov. Sú to veľmi bohaté štruktúry, ktoré tvoria rozsiahle siete takmer vo všetkých tkanivách.

Jeho steny sú zložené z jemných endotelových buniek, spojených vláknami spojivového tkaniva. Je potrebné, aby steny boli tenké, aby sa ľahko vymieňali plyny a metabolické látky.

Sú to veľmi úzke trubice, u cicavcov majú približný priemer 8 µm, dostatočne široké, aby prešli krvnými bunkami.

Sú to štruktúry, ktoré sú priepustné pre malé ióny, živiny a vodu. Po vystavení krvnému tlaku sú tekutiny vytlačené do intersticiálneho priestoru.

Kvapaliny môžu prechádzať rozštepom v endotelových bunkách alebo cez vezikuly. Naproti tomu látky lipidovej povahy môžu ľahko difundovať cez membrány endoteliálnych buniek.

krvný

Krv je hustá a viskózna tekutina zodpovedná za transport prvkov, obvykle sa nachádza pri teplote 38 ° C a tvorí 8% celkovej hmotnosti priemerného jednotlivca.

V prípade veľmi jednoduchých zvierat, ako je napríklad planár, nie je možné hovoriť o „krvi“, pretože majú iba číry, vodnatý materiál zložený z buniek a niektorých bielkovín.

Pokiaľ ide o bezstavovce, ktoré majú uzavretý obehový systém, krv sa všeobecne nazýva hemolymfa. Napokon, na stavovcoch je krv vysoko komplexným tekutým tkanivom a jej hlavnými zložkami sú plazma, erytrocyty, leukocyty a krvné doštičky.

plazma

Plazma predstavuje tekutý lektvar krvi a zodpovedá 55% jeho celkového zloženia. Jeho hlavnou funkciou je transport látok a regulácia objemu krvi.

Niektoré proteíny sú rozpustené v plazme, ako je albumín (hlavná zložka, viac ako 60% celkových proteínov), globulíny, enzýmy a fibrinogén, ako aj elektrolyty (Na ⁺ , Cl ^- , K ⁺ ), glukóza, aminokyseliny, odpad metabolizmus, okrem iného.

Obsahuje tiež sériu rozpustených plynov, ako je kyslík, dusík a oxid uhličitý, zvyšky vznikajúce pri dýchaní a musia sa z tela vylúčiť.

Pevné komponenty

Krv má bunkové zložky, ktoré zodpovedajú zvyšným 45% krvi. Tieto prvky zodpovedajú erytrocytom, bielym krvinkám a bunkám súvisiacim s procesom zrážanlivosti.

Červené krvinky, tiež nazývané erytrocyty, sú bikonkávne disky a sú zodpovedné za transport kyslíka vďaka prítomnosti proteínu nazývaného hemoglobín. Kurióznym faktom o týchto bunkách je to, že u cicavcov zrelé erytrocyty nemajú jadro.

Sú to veľmi bohaté bunky, v mililitri krvi je 5,4 milióna červených krviniek. Polčas rozpadu erytrocytov je asi 4 mesiace, počas ktorých môže prejsť viac ako 11 000 kilometrov.

Biele krvinky alebo leukocyty súvisia s imunitnou odpoveďou a nachádzajú sa v menšom pomere ako červené krvinky, rádovo 50 000 až 100 000 na mililiter krvi.

Existuje niekoľko typov bielych krviniek, vrátane neutrofilov, bazofilov a eozinofilov, ktoré sú zoskupené do kategórie granulocytov; a agranulocyty zodpovedajúce lymfocytom a monocytom.

Nakoniec existujú fragmenty buniek nazývané krvné doštičky - alebo trombocyty v iných stavovcoch -, ktoré sa zúčastňujú na koagulačnom procese a bránia tak krvácaniu.

Zdroj: pixabay.com

Druhy obehových systémov

Malé zvieratá - s priemerom menej ako 1 mm - sú schopné prenášať materiály vo svojom tele jednoduchými difúznymi procesmi.

S nárastom telesnej veľkosti však prichádza potreba špecializovaných orgánov na distribúciu materiálov, ako sú hormóny, soli alebo odpad, do rôznych oblastí tela.

U väčších zvierat existuje celý rad obehových systémov, ktoré účinne plnia funkciu prepravovaného materiálu.

Všetky obehové systémy musia mať tieto prvky: hlavné telo zodpovedné za čerpanie tekutín; systém tepien schopný distribuovať krv a uchovávať tlak; kapilárny systém, ktorý umožňuje prenos materiálov z krvi do tkanív a nakoniec žilového systému.

Súbor tepien, žíl a kapilár tvorí tzv. Periférny obeh.

Týmto spôsobom umožňuje súbor síl uskutočňovaných vyššie uvedenými orgánmi (rytmické rytmy srdca, elastická cievna arteria a kontrakcie svalov obklopujúcich krvné cievy) pohyb krvi v tele.

Otvorené obehové systémy

Otvorený obeh je prítomný v rôznych skupinách bezstavovcov, ako sú kôrovce, hmyz, pavúky a rôzne mäkkýše. Skladá sa zo systému krvi, ktorý je čerpaný srdcom a dosahuje dutinu nazývanú hemocele. Okrem toho majú jedno alebo viac sŕdc a krvných ciev.

Hemocele môže obsadzovať v niektorých organizmoch až do 40% celkového objemu tela a nachádza sa medzi ektodermami a endodermami, pričom nezabúda na to, že triblastické zvieratá (známe tiež ako triploblastika) majú tri embryonálne listy: endodermu, mezodermu a ektodermu.

Napríklad u niektorých druhov krabov zodpovedá krvný objem 30% objemu tela.

Kvapalná látka, ktorá vstupuje do hemocele, sa nazýva hemolymfa alebo krv. V týchto typoch systémov nedochádza k distribúcii krvi cez kapiláry do tkanív, ale orgány sú kúpané priamo hemolymfou.

Keď sa srdce stiahne, ventily sa uzavrú a krv je nútená cestovať do hemocely.

Tlak v uzavretých obehových systémoch je pomerne nízky, medzi 0,6 a 1,3 kilopascalov, hoci kontrakcie spôsobené srdcom a inými svalmi môžu zvýšiť krvný tlak. Tieto zvieratá majú obmedzenú rýchlosť a distribúciu prietoku krvi.

Uzavreté obehové systémy

V uzavretých obehových systémoch krv putuje v okruhu tvorenom trubicami a sleduje cestu z tepien do žíl a prechádza cez kapiláry.

Tento typ obehového systému je prítomný u všetkých stavovcov (ryby, obojživelníky, plazy, vtáky a cicavce) a u niektorých bezstavovcov, ako sú dážďovky a hlavonožce.

Uzavreté systémy sa vyznačujú jasným oddelením funkcií v každom orgáne, ktorý ho tvorí.

Objem krvi zaberá oveľa menší podiel ako v otvorených systémoch. Približne 5 až 10% celkového telesného objemu jednotlivca.

Srdce je najdôležitejším orgánom a je zodpovedné za čerpanie krvi do arteriálneho systému, čím sa udržuje vysoký krvný tlak.

Arteriálny systém je zodpovedný za ukladanie tlaku, ktorý núti krv prechádzať cez kapiláry. Zvieratá s uzavretou cirkuláciou preto môžu rýchlo prenášať kyslík.

Kapiláry, ktoré sú také tenké, umožňujú výmenu materiálov medzi krvou a tkanivami, sprostredkujúc jednoduché difúzne, transportné alebo filtračné procesy. Tlak umožňuje ultrafiltráciu v obličkách.

Vývoj obehového systému

V priebehu evolúcie stavovcov sa podstatne zvýšila komplexnosť srdca. Jednou z najvýznamnejších inovácií je postupné zvyšovanie separácie okysličenej a deoxygenovanej krvi.

ryby

V najprimitívnejších stavovcoch, ryby, srdce pozostáva z radu kontraktilných dutín, s iba jednou predsieňou a jednou komorou. V obehovom systéme rýb sa krv čerpá z jednej komory, cez kapiláry v žiabrách, kde dochádza k absorpcii kyslíka a vylučovaniu oxidu uhličitého.

Krv pokračuje vo svojej ceste cez zvyšok tela a v kapilároch sa vyskytuje prísun kyslíka do buniek.

Obojživelníci a plazy

Keď vznikla línia obojživelníkov a potom plazov, v srdci sa objavila nová komora, ktorá teraz vykazuje tri komory: dve predsiene a jednu komoru.

S touto inováciou dosiahne deoxygenovaná krv pravú predsieň a krv prichádzajúca z pľúc dosahuje ľavú predsieň, ktorú pravou komorou komunikuje.

V tomto systéme zostane deoxygenovaná krv v pravej časti komory a okysličená vľavo, aj keď existuje určité miešanie.

V prípade plazov je oddelenie viditeľnejšie, pretože existuje fyzická štruktúra, ktorá čiastočne delí ľavú a pravú oblasť.

Vtáky a cicavce

V týchto líniách vedie endotermia („teplokrvné“ zvieratá) k vyšším nárokom na prísun kyslíka do tkanív.

Srdce so štyrmi komorami je schopné splniť tieto vysoké požiadavky, kde pravá a ľavá komora oddelia okysličenú krv od deoxygenovanej. Obsah kyslíka, ktorý sa dostane do tkanív, je teda najvyšší možný.

Medzi ľavou a pravou srdcovou komorou nedochádza k žiadnej komunikácii, pretože sú oddelené silným septom alebo septom.

Dutiny umiestnené v hornej časti sú predsieň, oddelené medziobratom septa a sú zodpovedné za príjem krvi. Vynikajúca a dolná vena cava je spojená s pravou predsieňou, zatiaľ čo štyri pľúcne žily dosahujú ľavú predsieň, dve pochádzajú z každej pľúca.

Komory sú umiestnené v dolnej oblasti srdca a sú prepojené s predsieňami prostredníctvom predsieňových ventilov: trikuspid, ktorý sa nachádza na pravej strane, a mitrálny alebo bicuspid vľavo.

Časté choroby

Kardiovaskulárne choroby, tiež známe ako koronárne alebo srdcové choroby, zahŕňajú rad patologických stavov spojených s nesprávnym fungovaním srdca alebo krvných ciev.

Podľa uskutočnených prieskumov sú kardiovaskulárne choroby hlavnou príčinou úmrtí v USA a niektorých európskych krajinách. Medzi rizikové faktory patrí sedavý životný štýl, strava s vysokým obsahom tuku a fajčenie. Medzi najbežnejšie patológie patrí:

Arteriálna hypertenzia

Hypertenzia pozostáva zo zvýšených hodnôt systolického tlaku väčšieho ako 140 mm Hg a diastolického tlaku väčšieho ako 90 mm Hg. To vedie k abnormálnemu toku krvi cez obehový systém.

arytmie

Pod pojmom arytmia sa rozumie zmena srdcového rytmu, produkt nekontrolovaného rytmu - tachykardia alebo bradykardia.

Príčiny arytmií sú rôzne, od nezdravého životného štýlu až po genetické dedičstvo.

Murmurs v srdci

Murmury pozostávajú z neobvyklých zvukov srdca, ktoré sa detegujú počas procesu auskultácie. Tento zvuk je spojený so zvýšeným prietokom krvi v dôsledku problémov s chlopňou.

Nie všetky reptania sú rovnako vážne, záleží to na trvaní zvuku a regióne a intenzite hluku.

ateroskleróza

Pozostáva z kalenia a hromadenia tukov v tepnách, hlavne kvôli nevyváženej strave.

Tento stav sťažuje prechod krvi, čím zvyšuje pravdepodobnosť vzniku iných kardiovaskulárnych problémov, ako sú napríklad mŕtvica.

Zástava srdca

Srdcové zlyhanie znamená neúčinné čerpanie krvi do zvyšku tela, ktoré spôsobuje príznaky tachykardie a dýchacie ťažkosti.

Referencie

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2003). Biológia: Život na Zemi. Pearsonovo vzdelávanie.
2. Donnersberger, AB, a Lesak, AE (2002). Laboratórna kniha o anatómii a fyziológii. Editorial Paidotribo.
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC a Garrison, C. (2007). Integrované princípy zoológie. McGraw-Hill.
4. Kardong, KV (2006). Stavovce: porovnávacia anatómia, funkcia, vývoj. McGraw-Hill.
5. Larradagoitia, LV (2012). Základná anatomofyziológia a patológia. Redakčný Paraninfo.
6. Parker, TJ, a Haswell, WA (1987). Zoológie. Chordates (zväzok 2). Obrátil som sa.
7. Randall, D., Burggren, WW, Burggren, W., French, K., & Eckert, R. (2002). Fyziológia zvierat Eckert. Macmillan.
8. Vived, AM (2005). Základy fyziológie pohybových aktivít a športu. Panamerican Medical Ed.