Układ krążenia strunowców

Słowniczek

Tętnice naczynia krwionośne wiodące krew z serca do wszystkich tkanek i narządów ciała. W miarę oddalania się od serca rozgałęziają się w mniejsze naczynia zwane tętniczkami. Tętniczki doprowadzają krew do naczyń włosowatych.

Kapilary naczynia włosowate, które dochodzą do pojedynczych komórek ciała, a następnie łączą się w coraz większe żyły.

Żyły naczynia krwionośne prowadzące odtlenowaną krew z tkanek i narządów ciała do serca.

Budowa naczyń krwionośnych jest podobna u wszystkich kręgowców. Żyły oraz tętnice mają budowę trójwarstwową, kapilary natomiast jednowarstwową. Taka budowa jest uzasadniona przez spełniane funkcje. Tętnice mają o wiele grubsze ścianki, niż żyły, ponieważ ciśnienie płynącej w niech krwi jest dużo wyższe. Ścianki te uniemożliwiają przedostawanie się przez nie gazów i substancji odżywczych, więc wymiana tych substancji pomiędzy krwią a płynem tkankowym odbywa się wyłącznie przez kapilary, które mają budowę jednowarstwową. Sieć tych naczyń jest tak rozbudowana, że kapilary docierają do prawie każdej komórki ciała. Mięśnie gładkie w ścianach naczyń mogą kurczyć się lub rozszerzać, zmieniając objętość układu krwionośnego. Pomaga to utrzymać odpowiednie ciśnienie krwi.

Aorta główna tętnica wiodąca utlenowaną krew do całego organizmu. U ptaków i ssaków odchodzi z lewej komory.

Serce centralny narząd układu krwionośnego strunowców i niektórych bezkręgowców. Jego budowa jest inna dla każdej gromady, a czasem nawet w obrębie jednej gromady. Zbudowane jest z tkanki mięśniowej poprzecznie prążkowanej sercowej. Umiejscowione po brzusznej stronie ciała. Pierwotnie złożone jest z przedsionka i komory. Cofaniu się krwi w sercu zapobiegają zastawki.

Miomery segmenty mięśniowe

Endostyl rynienka gardzielowa u lancetnika

Hemoglobina czerwony barwnik oddechowy w erytrocytach nadający krwi czerwoną barwę

Krew kręgowców składa się z osocza, w którym zawieszone są krwinki czerwone i białe oraz płytki krwi. Osocze stanowi około 55% objętości całej krwi, a pozostałe 45% to elementy morfotyczne. Osocze składa się z wody, w której znajdują się białka, sole i substancje transportowane przez krew (rozpuszczone gazy, substancje odżywcze, zbyteczne produkty metabolizmu, hormony itp.). Krwinki czerwone, czyli erytrocyty to komórki wyspecjalizowane w transporcie tlenu. U wszystkich kręgowców z wyjątkiem ssaków erytrocyty zawierają jądro komórkowe. U ssaków jądro to jest wypychane z komórki podczas jej rozwoju. Erytrocyty wytwarzane są w szpiku kostnym niektórych kości. W trakcie rozwoju wytwarzają znaczne ilości hemoglobiny. Krwinki białe, czyli leukocyty są to komórki wyspecjalizowane w obronie organizmu przed drobnoustrojami chorobotwórczymi. Leukocyty posiadają zdolność ruchu oraz przedostawanie się przez ściany naczyń krwionośnych. Jest to bardzo ważne, ponieważ muszą one niszczyć również drobnoustroje poza układem krwionośnym. W osoczu większości kręgowców występują jeszcze płytki krwi zwane trombocytami. Trombocyty powstają szpiku kostnym z fragmentów cytoplazmy oderwanej od magakariocytów. Płytka nie jest kompletną komórką, tylko fragmentem cytoplazmy. Trombocyty odgrywają istotną rolę w procesie krzepnięcia krwi (hemostazie).

Rola układu krwionośnego u kręgowców:

transportowa: transport substancji odżywczych z układu pokarmowego i miejsc odkładania rezerw metabolicznych
transport tlenu ze skrzeli lub płuc do wszystkich komórek ciała
transport produktów ubocznych przemiany materii do układu wydalniczego
transport hormonów z gruczołów do tkanek docelowych .
regulująca i termoregulacyjna: pomaga w utrzymaniu równowagi płynów ustrojowych
pomaga w rozprowadzaniu ciepła w organizmie.
immunologiczna: broni organizm przed inwazją mikroorganizmów chorobotwórczych.

Lancetnik

Lancetnik ma bezbarwną krew, która w niewielkim stopniu uczestniczy w transporcie tlenu. Ma zamknięty, jednoobiegowy układ krążenia. Nie ma serca. Krew tłoczą niezależne skórcze naczyń krwionośnych (tętnicy biegnącej pod endostylem i odchodzących od niej tętnic skrzelowych).
Krew płynie ku przodowi tętnicą podendostylarną, stąd tętnicami skrzelowymi trafia do parzystych tętnic po stronie grzbietowej gardzieli i dalej do pojedynczej tętnicy ogonowej. Od tętnic odchodzą rozgałęzienia do miomerów i innych narządów, a z naczyń włosowatych krew trafia do żył, którymi spływa do centralnego rozszerzenia podjelitowego (zatoki żylnej).
Oprócz tego występuje krążenie wrotne: z rozgałęzień żyły ogonowej oplatającej jelito krew trafia do żyły wrotnej dochodzącej do uchyłka wątrobowego, gdzie ponownie wraca do kapilar i dopiero stamtąd spływa żyłą wątrobową do rozszerzenia żylnego.

Ogólnie

Kręgowce mają zamknięty układ krążenia. Krew tłoczona jest dzięki skurczom mięśni ścian serca. Mogą występować dodatkowe serca wspomagające krążenie żylne, a także serca limfatyczne, przepompowujące limfę.
Krew z serca trafia do tętnic, a wraca żyłami. Pierwotnie układ krwionośny ma bardzo prostą oraz przejrzystą budowę: z komory serca krew wtłaczana jest ku przodowi w pień tętniczy, skąd rozchodzi się w parzyste tętnice skrzelowe. Przepływająca ku grzbietowi krew w skrzelach wymienia z wodą gazy oddechowe- oddaje dwutlenek węgla, a pobiera tlen. Natleniona krew rozchodzi się głównymi naczyniami grzbietowymi (tętnicami grzbietowymi) w przód ku głowie i aortą grzbietową ku tyłowi, zaopatrując resztę ciała. Po przejściu przez cienkościenne naczynia włosowate (kapilary) w różnych narządach, odtleniona krew wraca brzusznymi żyłami do przedsionka serca. Występuje także krążenie wrotne obsługujące wątrobę: z kapilar oplatających ściany jelita krew (bogata we wchłonięte substancje odżywcze) zbierana jest przez żyłę wrotną, które dostarcza ja do wątroby, gdzie znów wraca do kapilar. Dopiero po przejściu przez wątrobę, oczyszczona i wzbogacona o proste substancje odżywcze, krew trafia do żył prowadzących do serca.
Proces ten komplikuje się u niektórych ryb i kręgowców lądowych, ponieważ funkcję oddechową zaczynają pełnić uchyłki przewodu pokarmowego (pęcherz pławny lub wywodzące się od niego płuca). Wymaga to przebudowy układu krążenia.
Wyodrębnia się obieg płucny (mały) z którego krew wraca do lewego przedsionka, a z pozostałych żył (obiegu dużego) do prawego. Powoduje to mieszanie się krwi w sercu. Aby temu zapobiec, ostatecznie u ptaków i ssaków oba obiegi w sercu zostają rozdzielone przegrodą. W ten sposób przez lewy przedsionek i lewą komorę płynie krew utlenowana, a przez prawą komorę i prawy przedsionek- odtlenowana.

Ryby

Bezżuchwowce i ryby mają zamknięty, jednoobiegowy układ krążenia. Występuje w nim zawsze jednoprzepływowe serce typu żylnego. Jest ono unerwione przez włókna autonomicznego układu nerwowego, które przesyłają impulsy zwalniające rytm pracy. W odróżnieniu od innych żuchwowców, ryby nie maja unerwienia umożliwiającego przyspieszanie tempa pracy serca.
Serce ryb chrzęstnych zbudowane jest z czterech pęcherzyków: zatoki żylnej, przedsionka, mięsistej komory i stożka tętniczego.
Serce ryb kostnych zbudowane jest z : zatoki żylnej, przedsionka, mięsistej komory i opuszki tętniczej. Opuszka tętnicza jest zgrubieniem tętnicy.
Kurczące się rytmicznie serce tłoczy krew do przodu ,do krótkiej tętnicy skrzelowe. Odgałęzienia tętnicy skrzelowej- łuki naczyniowe- tłoczą krew do sieci naczyń włosowatych listków skrzelowych. Utlenowana krew trafia do korzeni aorty i rozprowadzana jest po całym ciele. Wraca żyłami głównymi, łączącymi się w przewody Cuviera oraz żyłą wątrobową do zatoki żylnej w sercu.

Płazy

Układ krążenia kijanek przypomina układ krwionośny ryb- serce ma jeden przedsionek i jedną komorę. U dorosłych płazów w związku ze zmianą sposobu oddychania pojawia się obieg płucny (mały). Z głównego pnia tętniczego no przedłużeniu stożka tętniczego wychodzącego z komory serca rozchodzą się trzy pary łuków tętniczych:
1) tętnice głowowe;
2) łuki aorty (prawy i lewy), zaopatrujące w krew większość ciała;
3) tętnice płucne.
Natleniona w płucach krew trafia żyłami płucnymi do lewego przedsionka. Krew z pozostałych naczyń (dużego obiegu krwi), w tym także wzbogacona w tlen krew z naczyń skórnych, trafia do zatoki żylnej i prawego przedsionka. Oba przedsionki uchodzą do jednej komory. Powoduje to mieszanie się krwi natlenowanej i odtlenowanej. Mieszanie to nie jest jednak całkowite. Serce jest tak zbudowane, że bogatsza w tlen krew z lewej części komory trafia do pierwszego i drugiego łuku tętniczego. Uboga w tlen krew z prawej części komory wędruje natomiast grzbietową częścią stożka tętniczego do tętnic płucnych. Oba strumienie krwi w stożku tętniczym rozdziela podłużna zastawka spiralna.

Gady

Ponieważ krew gadów zaopatrywana jest w tlen wyłącznie w płucach, serce ich uległo modyfikacji w celu lepszego oddzielenia krwi natlenowanej i odtlenowanej (dzięki odpowiedniemu wyprofilowaniu ścian komór i synchonizacji skurczów w sercu właściwie nie dochodzi do mieszania się strumieni krwi tętniczej i żylnej). U krokodyli przegroda międzykomorowa jest pełna, ale występuje specjalny otwór między nasadami aort lewej i prawej, umożliwiający wyłączenie obiegu płucnego na czas nurkowania.

Ptaki

W układzie krążenia ptaków znamienną cechą jest najwyższa wśród kręgowców wydolność serca. Sam ciężar serca ptasiego dwukrotnie przewyższa ciężar serca ssaka tej samej wielkości i osiąga od 5-30% ciężaru całego ciała. Serce ptaków jest więc wielkie, bije szybciej i zdolne jest do przepompowania w określonej jednostce czasu znacznie większej ilości krwi niż serce jakiegokolwiek kręgowca. Małe ptaki odznaczają się szybkim tętnem i niezwykle intensywnym rytmem bicia serca, osiągającym 400-500 skurczów na minutę, podczas gdy u człowieka bije ono zaledwie 70-72 razy na minutę. Tętno i rytm serca mogą być jeszcze większe o 100% i osiągać w warunkach wyjątkowo niekorzystnych – jak np. podczas mroźnej pogody – nawet 1000 skurczów na minutę.
W krwiobiegu ptaków krew żylna jest całkowicie oddzielona od tętniczej- serce ma dwie komory i dwa przedsionki. W przeciwieństwie do ssaków w układzie tętniczym ptaków obecny jest tylko prawy łuk aorty (u ssaków lewy). Erytrocyty ptaków mają jądra komórkowe.

Ssaki

Układ krążenia spełnia szczególnie dużą rolę w utrzymaniu stałości środowiska wewnętrznego.
Serce ssaków jest czterodziałowe. Ma dwie komory i dwa przedsionki, z pełną przegrodą pomiędzy komorami. Występuje więc pełny podział obiegów krwi na: duży (obsługujący większość narządów) i mały (płucny). U ssaków zachowuje się jeden łuk aorty (lewy). Do poprawy zdolności przenoszenia tlenu przez krew przyczyniła się także utrata jądra przez erytrocyty, które stały się woreczkami zawierającymi hemoglobinę (czerwony barwnik oddechowy).
Rytm skurczów serca jest szybszy u małych niżu dużych ssaków. Wynosi on ok. 25 skurczów na minutę u słonia, 70 u człowieka, 150 u królika, i 740 u myszy. Rytm ten wzrasta podczas wysiłku.
U wielu ssaków tętnice lub żyły dzielą się w niektórych okolicach ciała na naczynia włosowate, które potem ponownie łączą się w naczynie tego samego typu. Takie rozgałęzienia nazywają się siecią dziwną. Pozwalają one na utrzymanie odmiennego ciśnienia krwi w różnych częściach krwiobiegu. U ssaków wodnych ich rozwój ma prawdopodobnie związek z nurkowaniem: umożliwiają one krążenie krwi z ominięciem części organów wewnętrznych, które w tym czasie pracują w warunkach niedotlenienia, po to by w pełni zachować dopływ krwi do serca i mózgu. U żyrafy siec dziwna znajduje się przed wejściem tętnic do mózgu. Chroni ona mózg przed gwałtownymi zmianami ciśnienia krwi, jakie nastąpiłoby w chwili, gdy zwierzę opuszcza szyję.


Podsumowanie

Jak ilustrują to powyższe przykłady stopień rozbudowania układu zależy od potrzeb zwierzęcia. Wraz ze zwiększającymi się rozmiarami oraz stopniem skomplikowania organizmów musiał więc nastąpić także ewolucyjny rozwój narządów wewnętrznych, także układu krążenia wraz ze wzrostem liczby jego funkcji. Serce ludzkie, najlepiej rozwinięte, jest wynikiem długiego procesu ewolucyjnego. Na tej podstawie można więc wysunąć proste stwierdzenie: Im większy organizm oraz im szybsze tempo metabolizmu, tym sprawniejszy układ krążenia.