SISTEMUL CIRCULATOR: FUNCȚII, PĂRȚI, TIPURI, BOLI - ANATOMIE ȘI FIZIOLOGIE - 2025

Sistemul circulator cuprinde o serie de organe care orchestrează trecerea sângelui prin toate țesuturile, permițând transportul diferitelor materiale precum nutrienți, oxigen, dioxid de carbon, hormoni, printre altele. Este alcătuit din inimă, vene, artere și capilare.

Funcția sa principală constă în transportul materialelor, deși participă și la crearea unui mediu stabil pentru funcții vitale din punct de vedere al pH-ului și temperaturii, precum și în legătură cu răspunsul imun și contribuind la coagularea sângelui.

De Lomappmi, de la Wikimedia Commons

Sistemele circulatorii pot fi deschise - în majoritatea nevertebratelor - constând dintr-una sau mai multe inimi, un spațiu numit hemocel și o rețea de vase de sânge; sau închis - la unele nevertebrate și la toate vertebrele - unde sângele este limitat la un circuit al vaselor de sânge și la inimă.

În regnul animal sistemele circulatorii sunt foarte variate și în funcție de grupul animal se modifică importanța relativă a organelor care o compun.

De exemplu, la vertebrate, inima este decisivă în procesul de circulație, în timp ce la artropode și alte nevertebrate, mișcările extremităților sunt esențiale.

Caracteristici

Sistemul circulator este responsabil în principal de transportul oxigenului și dioxidului de carbon între plămâni (sau branhii, în funcție de animalul de studiu) și țesuturile corpului.

De asemenea, sistemul circulator este responsabil de distribuirea tuturor substanțelor nutritive procesate de sistemul digestiv la toate țesuturile corpului.

De asemenea, distribuie deșeuri și componente toxice în rinichi și ficat, unde după un proces de detoxifiere, acestea sunt eliminate din individ prin procesul de excreție.

Pe de altă parte, servește ca o cale de transport pentru hormonii secretați de glande și îi distribuie în organele unde trebuie să acționeze.

De asemenea, participă la: termoreglarea organismelor, la reglarea corectă a fluxului de sânge, la reglarea pH-ului organismului și la menținerea unui echilibru hidro-electrolitic adecvat, astfel încât să poată fi efectuate procesele chimice necesare.

Sângele conține structuri numite trombocite care protejează individul de sângerare. În cele din urmă, sângele este compus din globule albe, deci are un rol important în apărarea împotriva corpurilor străine și a agenților patogeni.

Piese (organe)

Sistemul circulator este alcătuit dintr-o pompă - inima - și un sistem de vase. Aceste structuri vor fi descrise în detaliu mai jos:

Inima

Inimile sunt organe musculare cu funcții de pompă, capabile să propulseze sângele prin toate țesuturile corpului. În general, ele sunt formate dintr-o serie de camere care sunt conectate în serie și sunt flancate de valve (sau sfinctere la anumite specii).

La mamifere, inima are patru camere: două atrii și două ventricule. Când inima se contractă, sângele este expulzat în sistemul circulator. Camerele multiple ale inimii permit creșterea presiunii pe măsură ce sângele se deplasează din zona venoasă în zona arterială.

Cavitatea atrială captează sânge, iar contracțiile sale îl trimit la ventricule, unde contracțiile trimit sânge în tot corpul.

Mușchiul cardiac este format din trei tipuri de fibre musculare: celulele nodului sinoatrial și atrioventricular, celulele endocardului ventricular și fibrele miocardului.

Primele sunt mici și se contractă slab, sunt autoritmice și conducerea între celule este scăzută. Cel de-al doilea grup de celule este mai mare, se contractă slab, dar se conduce rapid. În cele din urmă, fibrele au dimensiuni intermediare, cu o contracție puternică și sunt o parte importantă a inimii.

Structura inimii

La om, inima este localizată în regiunea anterioară inferioară a mediastinului, susținută de diafragmă și în spatele sternului. Forma este conică și amintește de o structură piramidală. Vârful inimii se numește apex și este situat în regiunea stângă a corpului.

O secțiune transversală a inimii ar dezvălui trei straturi: endocardul, miocardul și epicardul. Regiunea interioară este endocardul, care este continuu cu vasele de sânge și este în contact cu sângele.

Stratul mijlociu este miocardul și aici este cea mai mare cantitate de masă cardiacă. Țesutul care îl formează este muscular, contracția involuntară și are vergeturi. Structurile care conectează celulele cardiace sunt discurile intercalare, permițându-le să acționeze sincron.

Acoperirea exterioară a inimii se numește epicard și este alcătuită din țesut conjunctiv. În cele din urmă, inima este înconjurată de o membrană exterioară numită pericard, care la rândul ei este împărțită în două straturi: fibroasă și seroasă.

Pericardul seros conține lichidul pericardic, a cărui funcție este ungerea și amortizarea mișcărilor inimii. Această membrană este atașată de stern, coloană vertebrală și diafragmă.

Activitatea electrică a inimii

Bătăile inimii constau în fenomenele ritmice ale sistolelor și diastolelor, unde prima corespunde unei contracții și a doua relaxării masei musculare.

Pentru ca contracția celulară să apară, trebuie să existe un potențial de acțiune asociat cu acestea. Activitatea electrică a inimii începe într-o zonă numită „stimulator cardiac”, care se răspândește în alte celule împerecheate prin membranele lor. Pacemakerii sunt localizați în sinusul venos (în inima vertebratelor).

arterele

Arterele sunt toate vasele care părăsesc inima și în general se găsește sânge oxigenat în ele, numit sânge arterial. Adică pot transporta sânge oxigenat (cum ar fi aorta) sau sânge deoxigenat (cum ar fi artera pulmonară).

Rețineți că distincția dintre vene și artere nu depinde de conținutul lor, ci de relația lor cu inima și cu rețeaua capilară. Cu alte cuvinte, vasele care ies din inimă sunt arterele, iar cele care vin la ea sunt venele.

Peretele arterelor este alcătuit din trei straturi: interiorul este tunica intima formată din endoteliu subțire pe o membrană elastică; media tunica formată din fibrele musculare netede și țesut conjunctiv; și în final tunica externa sau adventitia compusă din țesut adipos și fibre de colagen.

Pe măsură ce arterele se îndepărtează de inimă, compoziția lor variază, crescând proporția de mușchi neted și mai puțin de elasticitate, iar acestea sunt numite artere musculare.

Tensiune arteriala

Presiunea arterială poate fi definită ca forța pe care o exercită sângele pe pereții vaselor. La om, tensiunea arterială standard variază de la 120 mm Hg în sistolă, la 80 mm Hg în diastolă și este de obicei notată cu cifrele 120/80.

Prezența țesutului elastic permite arterelor să pulseze în timp ce sângele curge prin structură, contribuind astfel la menținerea tensiunii arteriale ridicate. Pereții arterelor trebuie să fie extrem de groși pentru a preveni colapsul atunci când scade tensiunea arterială.

venele

Venele sunt vase de sânge responsabile de transportul sângelui din sistemul rețelei capilare în inimă. În comparație cu arterele, venele sunt mult mai abundente și au un perete mai subțire, sunt mai puțin elastice și diametrul lor este mai mare.

Ca și arterele, acestea sunt alcătuite din trei straturi histologice: interiorul, mijlocul și exteriorul. Presiunea în vene este foarte scăzută - de ordinul a 10 mm Hg - de aceea trebuie asistate cu valve.

capilarele

Capilarele au fost descoperite de cercetătorul italian Marcello Malpighi în 1661, studiindu-le în plămânii amfibienilor. Sunt structuri foarte abundente care formează rețele extinse aproape de toate țesuturile.

Pereții săi sunt compuse din celule endoteliale fine, conectate de fibre de țesut conjunctiv. Este necesar ca pereții să fie subțiri, astfel încât schimbul de gaze și substanțe metabolice să aibă loc cu ușurință.

Sunt tuburi foarte înguste, la mamifere au un diametru aproximativ de 8 um, suficient de mare pentru a trece celulele sanguine.

Sunt structuri care sunt permeabile la ioni mici, nutrienți și apă. Atunci când sunt expuși tensiunii arteriale, lichidele sunt forțate să iasă în spațiul interstițial.

Lichidele pot trece prin fisuri în celulele endoteliale sau prin vezicule. În schimb, substanțele cu caracter lipidic se pot difuza cu ușurință prin membranele celulare endoteliale.

Sânge

Sângele este un fluid gros și vâscos responsabil pentru transportul elementelor, se găsește în general la o temperatură de 38 ° C și constituie 8% din greutatea totală a unui individ mediu.

În cazul unor animale foarte simple, cum ar fi un planarian, nu este posibil să se vorbească de „sânge”, deoarece acestea au doar o substanță limpede, apoasă, compusă din celule și unele proteine.

În ceea ce privește animalele nevertebrate, care au un sistem circulator închis, sângele este cunoscut în general prin termenul hemolimf. În cele din urmă, la vertebrate, sângele este un țesut lichid extrem de complex, iar principalele sale componente sunt plasma, eritrocitele, leucocitele și trombocitele.

Plasma

Plasma constituie poțiunea lichidă de sânge și corespunde la 55% din compoziția sa totală. Funcția sa principală este transportul substanțelor și reglarea volumului de sânge.

Unele proteine ​​sunt dizolvate în plasmă, cum ar fi albumina (componenta principală, mai mult de 60% din totalul proteinelor), globuline, enzime și fibrinogen, precum și electroliți (Na ⁺ , Cl ^- , K ⁺ ), glucoză, aminoacizi, deșeuri metabolismul, printre altele.

De asemenea, conține o serie de gaze dizolvate, cum ar fi oxigenul, azotul și dioxidul de carbon, reziduul produs în procesul de respirație și trebuie eliminat din organism.

Componente solide

Sângele are componente celulare care corespund cu restul de 45% din sânge. Aceste elemente corespund celulelor roșii din sânge, celulelor albe din sânge și celulelor legate de procesul de coagulare.

Celulele roșii din sânge, numite și eritrocite, sunt discuri biconcave și sunt responsabile de transportul oxigenului, datorită prezenței unei proteine ​​numite hemoglobină. Un fapt curios despre aceste celule este că, la mamifere, eritrocitele mature nu au un nucleu.

Sunt celule foarte abundente, într-un mililitru de sânge există 5,4 milioane de celule roșii. Timpul de înjumătățire al unui eritrocit circulant este de aproximativ 4 luni, în care poate parcurge mai mult de 11.000 de kilometri.

Celulele albe din sânge sau leucocitele sunt legate de răspunsul imun și se găsesc într-o proporție mai mică decât globulele roșii, de ordinul de la 50.000 la 100.000 per mililitru de sânge.

Există mai multe tipuri de celule albe din sânge, inclusiv neutrofile, bazofile și eozinofile, grupate în categoria granulocitelor; și agranulocite corespunzătoare limfocitelor și monocitelor.

În cele din urmă, există fragmentele de celule numite trombocite - sau trombocite la alte vertebrate -, care participă la procesul de coagulare, prevenind sângerarea.

Sursa: pixabay.com

Tipuri de sisteme circulatorii

Animalele mici - cu diametrul mai mic de 1 mm - sunt capabile să transporte materiale în corpul lor prin simple procese de difuzie.

Cu toate acestea, odată cu creșterea dimensiunii corpului apare nevoia de a avea organe specializate pentru distribuirea materialelor, cum ar fi hormoni, săruri sau deșeuri, în diferite regiuni ale corpului.

La animalele mai mari, există o varietate de sisteme circulatorii care îndeplinesc eficient funcția de transport a materialelor.

Toate sistemele circulatorii trebuie să aibă următoarele elemente: un corp principal responsabil de pomparea fluidelor; un sistem de artere capabile să distribuie sângele și să stocheze presiunea; un sistem capilar care permite transferul materialelor din sânge către țesuturi și în final un sistem venos.

Setul de artere, vene și capilare formează ceea ce este cunoscut sub numele de „circulație periferică”.

În acest fel, setul de forțe efectuate de organele menționate anterior (bătăile ritmice ale inimii, reculul elastic al arterelor și contracțiile mușchilor care înconjoară vasele de sânge) fac posibilă mișcarea sângelui în organism.

Sisteme circulatorii deschise

Circulația deschisă este prezentă în diferite grupuri de animale nevertebrate, precum crustacee, insecte, păianjeni și diferite moluște. Este format dintr-un sistem de sânge care este pompat de inimă și ajunge într-o cavitate numită hemocel. În plus, au una sau mai multe inimi și vase de sânge.

Hemocelul poate ocupa în unele organisme până la 40% din volumul total al corpului și este situat între ectoderm și endoderm, amintind că animalele triblastice (cunoscute și sub denumirea de triploblastici) au trei frunze embrionare: endodermul, mezodermul și ectodermul.

De exemplu, la unele specii de crab volumul de sânge corespunde cu 30% din volumul corpului.

Substanța lichidă care intră în hemocel se numește hemolimfă sau sânge. În aceste tipuri de sisteme, nu există o distribuție a sângelui prin capilare către țesuturi, dar organele sunt scăldate direct de hemolimfă.

Când inima se contractă, valvele se închid și sângele este obligat să călătorească în hemocel.

Presiunile sistemelor circulatorii închise sunt destul de scăzute, între 0,6 și 1,3 kilopascali, deși contracțiile produse de inimă și de alți mușchi pot ridica tensiunea arterială. Aceste animale sunt limitate în ceea ce privește viteza și distribuția fluxului de sânge.

Sisteme circulatorii închise

În sistemele circulatorii închise, sângele circulă într-un circuit alcătuit din tuburi și urmărește calea de la artere la vene, trecând prin capilare.

Acest tip de sistem circulator este prezent la toate animalele vertebrate (pești, amfibieni, reptile, păsări și mamifere) și în unele nevertebrate, cum ar fi viermele de pământ și cefalopode.

Sistemele închise sunt caracterizate prin prezentarea unei separații clare a funcțiilor în fiecare dintre organele care o compun.

Volumul de sânge ocupă o proporție mult mai mică decât în ​​sistemele deschise. Aproximativ 5 - 10% din volumul total al corpului.

Inima este cel mai important organ și este responsabilă de pomparea sângelui în sistemul arterial, menținând astfel tensiunea arterială ridicată.

Sistemul arterial este responsabil de stocarea presiunii care obligă sângele să treacă prin capilare. Prin urmare, animalele cu circulație închisă pot transporta rapid oxigenul.

Capilarele, fiind atât de subțiri, permit schimbul de materiale între sânge și țesuturi, medierea proceselor simple de difuzie, transport sau filtrare. Presiunea permite procesele de ultrafiltrare la rinichi.

Evoluția sistemului circulator

De-a lungul evoluției animalelor vertebrate, inima a crescut în mod deosebit în complexitate. Una dintre cele mai importante inovații este creșterea treptată a separării sângelui oxigenat și deoxigenat.

peştilor

La cele mai primitive vertebre, pești, inima este formată dintr-o serie de cavități contractile, cu un singur atrium și un ventricul. În sistemul circulator al peștilor, sângele este pompat din ventriculul unic, trecând capilarele de pe branhii, unde are loc absorbția de oxigen și dioxidul de carbon este expulzat.

Sângele își continuă călătoria prin restul corpului, iar aportul de oxigen către celule are loc în capilare.

Amfibieni și reptile

Când a apărut linia amfibienilor și apoi cea a reptilelor, o nouă cameră apare în inimă, care prezintă acum trei camere: două atrii și un ventricul.

Cu această inovație, sângele deoxigenat ajunge la atriul drept, iar sângele care vine din plămâni ajunge la atriul stâng, comunicat de ventriculul drept.

În acest sistem, sângele deoxigenat rămâne în partea dreaptă a ventriculului și oxigenat în stânga, deși există o oarecare amestecare.

În cazul reptilelor, separarea este mai vizibilă, deoarece există o structură fizică care împarte parțial regiunile stânga și dreapta.

Păsări și mamifere

În aceste linii, endotermia (animale „cu sânge cald”) duce la cereri mai mari de furnizare de oxigen către țesuturi.

O inimă cu patru camere este capabilă să îndeplinească aceste cerințe ridicate, în care ventriculele din dreapta și din stânga separă sângele oxigenat de deoxigenat. Astfel, conținutul de oxigen care ajunge la țesuturi este cel mai mare posibil.

Nu există nicio comunicare între camerele stângi și cele drepte ale inimii, deoarece acestea sunt separate printr-un sept gros sau sept.

Cavitățile situate în porțiunea superioară sunt atriile, separate de septul interatrial și sunt responsabile de primirea sângelui. Vena cava superioară și inferioară sunt conectate cu atriul drept, în timp ce cele patru vene pulmonare ajung la atriul stâng, două provenind din fiecare plămân.

Ventriculii sunt localizați în regiunea inferioară a inimii și sunt conectați la atrii prin valvele atrioventriculare: tricuspida, care se găsește în partea dreaptă și mitrală sau bicuspida la stânga.

Boli frecvente

Bolile cardiovasculare, cunoscute și sub numele de boli coronariene sau cardiace, includ o serie de patologii asociate cu funcționarea incorectă a inimii sau a vaselor de sânge.

Conform sondajelor efectuate, bolile cardiovasculare sunt principala cauză de deces în Statele Unite și în anumite țări europene. Factorii de risc includ un stil de viață sedentar, diete bogate în grăsimi și fumatul. Printre cele mai frecvente patologii se numără:

Hipertensiune arteriala

Hipertensiunea arterială constă în valori crescute ale presiunii sistolice, mai mari de 140 mm Hg și presiune diastolică mai mare de 90 mm Hg. Aceasta duce la un flux anormal de sânge în întregul sistem circulator.

aritmii

Termenul de aritmie se referă la modificarea ritmului cardiac, produsul unui ritm necontrolat - tahicardie - sau bradicardie.

Cauzele aritmiilor sunt variate, de la stiluri de viață nesănătoase la moștenire genetică.

Murmură în inimă

Murmururile constau în sunete anormale ale inimii care sunt detectate prin procesul de auscultare. Acest sunet este asociat cu creșterea fluxului de sânge din cauza problemelor de valve.

Nu toate murmururile sunt la fel de grave, depinde de durata sunetului și de regiunea și intensitatea zgomotului.

ateroscleroza

Constă în întărirea și acumularea de grăsime în artere, în principal din cauza dietelor dezechilibrate.

Această afecțiune face dificilă trecerea sângelui, crescând probabilitatea altor probleme cardiovasculare, cum ar fi accidente vasculare cerebrale.

Insuficienta cardiaca

Insuficiența cardiacă se referă la pomparea ineficientă a sângelui către restul corpului, provocând simptome de tahicardie și probleme de respirație.

Referințe

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2003). Biologie: Viața pe Pământ. Educația Pearson.
2. Donnersberger, AB, & Lesak, AE (2002). Cartea laboratorului de anatomie și fiziologie. Editorial Paidotribo.
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2007). Principii integrate de zoologie. McGraw-Hill.
4. Kardong, KV (2006). Vertebrate: anatomie comparativă, funcție, evoluție. McGraw-Hill.
5. Larradagoitia, LV (2012). Anatomofiziologie de bază și patologie. Editorial Paraninfo.
6. Parker, TJ și Haswell, WA (1987). Zoologie. Chordates (Vol. 2). Am inversat.
7. Randall, D., Burggren, WW, Burggren, W., franceză, K., & Eckert, R. (2002). Fiziologia animalelor Eckert Macmillan.
8. Vived, AM (2005). Fundamentele fiziologiei activității fizice și sportului. Editura Medicală Panamericană.