Kraujotakos sistemų tipai: atvira vs. Uždaryta

Kraujotakos sistema tarnauja judant kraujas į vietą ar aikšteles, kuriose jis gali būti deguonies prisotintas, ir kur galima šalinti atliekas. Cirkuliacija paskatina naujai deguonimi prisotinto kraujo tiekimą į kūno audinius. Deguoniui ir kitoms cheminėms medžiagoms išsisklaidžius iš kraujo ląstelių ir į skysčius, supančius kūno audinių ląsteles, atliekos pasklinda į kraujo ląsteles, kurias reikia išnešti. Kraujas cirkuliuoja per tokius organus kaip kepenys ir inkstai kur atliekos pašalinamos ir grąžinamos į plaučiai už šviežią deguonies dozę. Ir tada procesas kartojasi. Šis cirkuliacijos procesas yra būtinas tolimesniam ląstelės, audinius ir net visą organizmą. Prieš kalbėdami apie širdis, turėtume trumpai papasakoti apie du plačius gyvūnų paplitimo tipus. Taip pat aptarsime progresyvų širdies sudėtingumą, kai pakilsime evoliucijos laiptais.

Daugelis bestuburių visiškai neturi kraujotakos sistemos. Jų ląstelės yra pakankamai arti savo aplinkos, kad deguonis, kitos dujos, maistinės medžiagos ir atliekos galėtų paprasčiausiai išsiskleisti iš ląstelių ir į jas. Gyvūnams, turintiems daugybę ląstelių sluoksnių, ypač sausumos gyvūnams, tai neveiks, nes jų ląstelės yra per toli nuo išorinės aplinkos, kad būtų paprasta osmozė ir

Aukštesniems gyvūnams yra du pirminiai kraujotakos sistemų tipai: atvira ir uždara. Nariuotakojai ir moliuskai turi atvirą kraujotakos sistemą. Tokio tipo sistemoje nėra nei tikrosios širdies, nei kapiliarų, kokie yra žmonėms. Vietoj širdies yra kraujagyslės kurie veikia kaip siurbliai, verčiantys kraują. Vietoj kapiliarų kraujagyslės tiesiogiai prisijungia prie atvirų sinusų. „Kraujas“, iš tikrųjų kraujo ir intersticinio skysčio, vadinamo „hemolimfa“, derinys, iš kraujagyslių verčiamas į didelius sinusus, kur jis iš tikrųjų mauna vidaus organus. Kiti indai gauna iš šių sinusų priverstinį kraują ir išleidžia jį atgal į siurbimo indus. Tai padeda įsivaizduoti kibirą, iš kurio išeina dvi žarnos, šios žarnos sujungtos su išspaustąja lempute. Kai lemputė suspaudžiama, ji priverčia vandenį išilgai kibiro. Viena žarna šaudys vandenį į kibirą, kita siurbia vandenį iš kibiro. Nereikia nė sakyti, kad tai labai neveiksminga sistema. Vabzdžiai gali susidoroti su šios rūšies sistema, nes jų kūne yra daugybė angų (spiralių), kurios leidžia „kraujui“ liestis su oru.

Kai kurių moliuskų ir visų stuburinių bei aukštesniųjų bestuburių uždara kraujotaka yra daug efektyvesnė sistema. Kraujas siurbiamas per uždarą arterijos, venosir kapiliarai. Kapiliarai supa organai, įsitikindami, kad visos ląstelės turi lygias galimybes maitintis ir pašalinti savo atliekas. Tačiau net uždaros kraujotakos sistemos skiriasi, kai judame toliau evoliucijos medžiu.

Vienas paprasčiausių uždarų kraujotakos sistemų tipų yra tokiuose aneliiduose kaip sliekas. Sliekai turi dvi pagrindines kraujagysles - nugaros ir vidurinę kraujagysles, kurios neša kraują atitinkamai galvos ar uodegos link. Kraujas judinamas išilgai nugaros indo, susitraukiant bangos sienelėms. Šios susitraukiančios bangos vadinamos „peristaltika“. Galiniame kirmino regione yra penkios poros indų, kuriuos mes laisvai vadiname „širdimis“ ir kurie jungia nugaros ir veninius kraujagysles. Šie jungiamieji indai veikia kaip užuomazgos širdelės ir verčia kraują į vidurinę kraujagyslę. Kadangi slieko išorinis gaubtas (epidermis) yra toks plonas ir nuolat drėgnas, yra daug galimybių keistis dujomis, todėl įmanoma palyginti neefektyvi sistema. Sliekoje taip pat yra specialių organų, skirtų azotinėms atliekoms pašalinti. Vis dėlto kraujas gali tekėti atgal ir sistema yra tik šiek tiek efektyvesnė nei atvira vabzdžių sistema.

Priartėję prie stuburinių gyvūnų, uždarojoje sistemoje pradedame ieškoti realių efektyvumų. Žuvys turi vieną iš paprasčiausių tikrosios širdies rūšių. Žuvies širdis yra dviejų kamerų organas, sudarytas iš vieno prieširdžio ir vieno skilvelio. Širdis turi raumenines sienas ir vožtuvą tarp savo kamerų. Kraujas pumpuojamas iš širdies į žiaunas, kur jis gauna deguonį ir atsikrato anglies dioksido. Kraujas vėliau patenka į kūno organus, kur keičiamasi maistinėmis medžiagomis, dujomis ir atliekomis. Tačiau cirkuliacija nėra paskirstoma tarp kvėpavimo organų ir likusio kūno. T. y., Kraujas keliauja grandine, kuri paima kraują iš širdies į žiaunas organams ir atgal į širdį, kad vėl pradėtų savo apykaitinę kelionę.

Varlės turėti trijų kamerų širdį, susidedančią iš dviejų prieširdžių ir vieno skilvelio. Kraujas, išeinantis iš skilvelio, patenka į šakotą aortą, kur kraujas turi lygias galimybes keliauti per kraujagyslių, vedančių į plaučius, arba grandinę, vedančią į kitus organus. Kraujas, grįžęs į širdį iš plaučių, patenka į vieną prieširdį, o kraujas, grįžęs iš likusio kūno, patenka į kitą. Abu prieširdžiai ištuštinami į vieną skilvelį. Nors tai leidžia įsitikinti, kad šiek tiek kraujo visada patenka į plaučius, o paskui į širdį, maišant deguonies ir deguonies prisotintas kraujas viename skilvelyje reiškia, kad organai negausina kraujo deguonies. Vis dėlto šaltakraujiškam būtybei, pavyzdžiui, varlei, sistema veikia gerai.

Žmonės ir visi kiti žinduoliai, taip pat paukščiai turi: keturkampė širdis su dviem prieširdžiai ir du skilveliai. Deguonies ir deguonies prisotintas kraujas nėra maišomi. Keturios kameros užtikrina efektyvų ir greitą labai deguonies turinčio kraujo judėjimą į kūno organus. Tai padeda reguliuoti šilumą ir greitai bei nuolat palaikyti raumenų judesius.