Typy obehových systémov: otvorené vs. Zatvorené

Obehový systém slúži na pohyb krvný na miesto alebo miesta, kde môže byť okysličené a kde je možné zneškodňovať odpad. Cirkulácia potom slúži na privádzanie novo okysličenej krvi do tkanív tela. Pretože kyslík a iné chemikálie difundujú z krvných buniek a do tekutiny obklopujúcej bunky tkanív tela, odpadové produkty difundujú do krvných buniek, ktoré sa majú prenášať. Krv cirkuluje prostredníctvom orgánov, ako sú pečeň a obličky kde sa odpady odvádzajú a vracajú sa späť do pľúca pre čerstvú dávku kyslíka. A potom sa proces opakuje. Tento proces obehu je potrebný na ďalší život bunky, tkanív a dokonca aj celého organizmu. Než budeme hovoriť o Srdce, mali by sme stručne uviesť dva široké typy obehu, ktoré sa vyskytujú u zvierat. Diskutujeme tiež o progresívnej zložitosti srdca, keď sa človek pohne po evolučnom rebríku.

Mnoho bezstavovcov nemá obehový systém vôbec. Ich bunky sú dosť blízko k svojmu prostrediu na to, aby sa kyslík, iné plyny, živiny a odpadové produkty jednoducho rozptýlili z a do ich buniek. U zvierat s viacerými vrstvami buniek, najmä u suchozemských zvierat, to nebude fungovať, pretože ich bunky sú príliš vzdialené od vonkajšieho prostredia na jednoduchú osmózu a

U vyšších zvierat existujú dva primárne typy obehových systémov: otvorené a uzavreté. Artropody a mäkkýše majú otvorený obehový systém. V tomto type systému neexistuje skutočné srdce ani kapiláry, aké sa vyskytujú u ľudí. Namiesto srdca sú cievy ktoré pôsobia ako pumpy na vynútenie krvi. Namiesto kapilár sa krvné cievy spájajú priamo s otvorenými dutinami. „Krv“ je vlastne kombinácia krvi a intersticiálnej tekutiny zvaná „hemolympha“, ktorá je z krvných ciev tlačená do veľkých dutín, kde sa vlastne kúpa vnútorné orgány. Ostatné cievy dostávajú krv vynútenú z týchto dutín a vedú ju späť do čerpacích ciev. Pomáha si predstaviť vedro s dvoma hadicami, ktoré z neho vychádzajú, tieto hadice sú spojené so stlačenou žiarovkou. Keď je žiarovka stlačená, tlačí vodu pozdĺž vedra. Jedna hadica bude strieľať vodu do vedra, druhá nasáva vodu z vedra. Netreba dodávať, že je to veľmi neefektívny systém. Hmyz sa môže dostať do styku s týmto typom systému, pretože má vo svojich telách početné otvory (špirály), ktoré umožňujú „krvi“ prísť do styku so vzduchom.

Uzatvorený obehový systém niektorých mäkkýšov a všetkých stavovcov a vyšších bezstavovcov je oveľa efektívnejším systémom. Krv sa tu čerpá uzavretým systémom tepny, žilya kapiláry. Kapiláry obklopujú orgány, aby všetky bunky mali rovnakú príležitosť na výživu a odstránenie svojich odpadových produktov. Dokonca aj uzavreté obehové systémy sa však líšia, keď sa pohybujeme ďalej v evolučnom strome.

Jeden z najjednoduchších typov uzavretých obehových systémov sa vyskytuje v annelids, ako je napríklad dážďovka. Dážďovky majú dve hlavné krvné cievy - chrbtovú a ventrálnu cievu - ktoré prenášajú krv smerom k hlave alebo chvostu. Krv sa pohybuje pozdĺž chrbtovej cievy vlnami kontrakcie v stene cievy. Tieto kontraktívne vlny sa nazývajú peristaltika. V prednej oblasti červa je päť párov ciev, ktoré voľne nazývame „srdcia“, ktoré spájajú chrbtové a ventrálne cievy. Tieto spojovacie cievy fungujú ako základné srdcia a tlačia krv do ventrálnej cievy. Pretože vonkajšia vrstva (epiderma) dážďovky je taká tenká a neustále vlhká, existuje dostatočná príležitosť na výmenu plynov, čo umožňuje tento relatívne neefektívny systém. V žížalkách sú tiež špeciálne orgány na odstraňovanie dusíkatých odpadov. Krv môže stále prúdiť dozadu a systém je len o niečo účinnejší ako otvorený systém hmyzu.

Keď prídeme k stavovcom, s uzavretým systémom začneme hľadať skutočnú efektívnosť. Ryby majú jeden z najjednoduchších druhov pravých sŕdc. Srdce rýb je dvojkomorový orgán zložený z jednej predsiene a jednej komory. Srdce má svalnaté steny a medzi komorami má ventil. Krv sa čerpá zo srdca do žiabrov, kde prijíma kyslík a zbavuje sa oxidu uhličitého. Krv potom prechádza do orgánov tela, kde sa vymieňajú živiny, plyny a odpady. Nedochádza však k deleniu obehu medzi dýchacími orgánmi a zvyškom tela. To znamená, že krv cestuje v okruhu, ktorý odoberá krv zo srdca do žiabrov do orgánov a späť do srdca, aby mohla znova začať svoju okružnú cestu.

žaby majú trojkomorové srdce pozostávajúce z dvoch predsiení a jednej komory. Krv opúšťajúca srdcovú komoru prechádza do rozvetvenej aorty, kde krv má rovnakú príležitosť cestovať cez okruh ciev vedúci do pľúc alebo okruh vedúci do iných orgánov. Krv, ktorá sa vracia do srdca z pľúc, prechádza do jednej predsiene, zatiaľ čo krv, ktorá sa vracia zo zvyšku tela, prechádza do druhej. Obe predsiene sú prázdne do jednej komory. Aj keď to zaisťuje, že nejaká krv vždy prechádza do pľúc a potom späť do srdca, miešanie okysličená a deoxygenovaná krv v jednej komore znamená, že orgány nenasýtia krv kyslík. Napriek tomu pre chladnokrvného tvora, ako je žaba, systém funguje dobre.

Ľudia a všetky ostatné cicavce, ako aj vtáky, majú a štvorkomorové srdce s dvoma átria a dva komôr. Deoxygenovaná a okysličená krv sa nemiešajú. Štyri komory zabezpečujú efektívny a rýchly pohyb vysoko okysličenej krvi do orgánov tela. Pomáha to pri regulácii teploty a pri rýchlom a trvalom pohybe svalov.