Sistemul circulator: funcții, părți, tipuri, boli

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

Funcția sa principală constă în transportul materialelor, deși participă, de asemenea, la crearea unui mediu stabil pentru funcții vitale în ceea ce privește pH-ul și temperatura, pe lângă faptul că sunt legate de răspunsul imun și contribuie la coagularea sângelui.

Sistemele circulare pot fi deschise - la majoritatea celor nevertebrate - constând din una sau mai multe inimi, un spațiu numit hemocoel și o rețea de vase de sânge; sau închis - la unele nevertebrate și la toate vertebratele - unde sângele este limitat la un circuit al vaselor de sânge și al inimii.

În regnul animal, sistemele de circulație sunt foarte variate și în funcție de grupul de animale schimbă importanța relativă a organelor care o compun.

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

funcții

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

De asemenea, sistemul circulator este responsabil pentru distribuirea tuturor nutrienților procesați de sistemul digestiv la toate țesuturile corpului.

De asemenea, distribuie materialele reziduale și componentele toxice către rinichi și ficat, unde după un proces de detoxifiere ele sunt eliminate din individ prin procesul de excreție.

Pe de altă parte, ea servește drept cale de transport pentru hormonii secretați de glande și îi distribuie organelor în care trebuie să acționeze.

De asemenea, participă la: termoregularea organismelor, reglarea corectă a fluxului sanguin, reglarea pH-ului organismului și menținerea unui echilibru hidro-electrolitic adecvat, astfel încât să se poată efectua procesele chimice necesare.

Sângele conține structuri numite trombocite care protejează persoana de sângerare. În cele din urmă, sângele este alcătuit din celule albe din sânge, deci are un rol important în apărarea corpurilor străine și agenților patogeni.

Piese (organe)

Sistemul circulator este compus dintr-o pompă - inima - și un sistem de recipiente. Aceste structuri vor fi descrise mai jos:

Inima

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

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

Cavitatea atrială captează sângele și contracțiile sale îl trimit ventriculelor, unde contracțiile trimit sânge întregului corp.

Mucusul inimii este alcătuit din trei tipuri de fibre musculare: celulele nodulului sinoatrial și atrioventricular, celulele ventriculare de endocard și fibrele miocardice.

Primele sunt mici și slab contractate, sunt auto-ritmice și conducerea între celule este scăzută. Al doilea grup de celule este mai mare, cu contracție slabă, dar conducere rapidă. În cele din urmă, fibrele sunt de mărime intermediară, contracție puternică și reprezintă o parte importantă a inimii.

Structura inimii

La om, inima este localizată în regiunea inferioară a mediastinului, care se sprijină pe diafragmă și în spatele sternului. Forma este conică și amintește de o structură piramidală. Vârful inimii se numește apex și se află 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 contracția musculară, involuntară și prezintă vergeturi. Structurile care se conectează la celulele cardiace sunt discurile intercalare, permițându-le să acționeze sincron.

Învelișul exterior al inimii se numește epicard și este alcătuit din țesut conjunctiv. În cele din urmă, inima este înconjurată de o membrană exterioară numită pericardiu, care în același timp este împărțită în două straturi: fibroase și seroase.

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

Activitatea electrică a inimii

Bateia inimii constă în fenomenele ritmice ale sistolilor și diastolilor, unde prima corespunde unei contracții și a doua la relaxarea masei musculare.

Pentru contracția celulelor, trebuie să existe un potențial de acțiune asociat cu acestea. Activitatea electrică a inimii începe într-o zonă denumită "pacemaker", care se extinde la alte celule cuplate prin membranele sale. Stimulatoarele cardiace sunt situate în sinusul venos (în inima vertebratelor).

artere

Toate vasele care părăsesc inima se numesc artere, iar sângele oxigenat se găsește de obicei 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 venele și arterele nu depinde de conținut, ci de relația lor cu inima și cu rețeaua de capilare. Cu alte cuvinte, vasele care părăsesc inima sunt arterele și cele care ajung la ea sunt venele.

Zidul arterelor este alcătuit din trei straturi: cea mai interioară este tunică intimă formată din endoteliu fin pe o membrană elastică; mediul tunica format din fibrele musculare netede și țesutul conjunctiv; și, în final, tunica exterioară sau adventiția compusă din țesut adipos și fibre de colagen.

Pe măsură ce arterele se îndepărtează de inimă, compoziția lor variază, crescând proporția mușchilor netezi și elasticitatea redusă și sunt denumite arterele musculare.

Tensiunea arterială

Tensiunea arterială poate fi definită ca forța exercitată de sânge pe pereții vaselor. La om, tensiunea arterială standard variază între 120 mm Hg în sistol și 80 mm Hg în diastol și este de obicei indicată prin cifre 120/80.

Prezența țesutului elastic permite arsurilor să pulseze în timp ce sângele trece prin structură, contribuind la menținerea hipertensiunii arteriale. Pereții arterelor trebuie să fie extrem de groși pentru a se împiedica să se prăbușească atunci când tensiunea arterială scade.

vene

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

Ca și arterele, ele sunt formate din trei straturi histologice: interne, medii și externe. Presiunea venelor este foarte scăzută - de ordinul a 10 mm Hg - prin urmare, acestea trebuie asistate cu supape.

Capilares

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

Pereții ei sunt compuși din celule fine endoteliale, conectate prin fibre de țesut conjunctiv. Este necesar ca pereții să fie subțiri, astfel încât schimbul de gaze și substanțe metabolice să apară cu ușurință.

Acestea sunt tuburi foarte înguste, mamiferele au un diametru de aproximativ 8 μm, suficient de larg pentru ca celulele sanguine să treacă.

Ele sunt structuri permeabile la ionii mici, nutrienți și apă. Atunci când sunt expuse la tensiunea arterială, fluidele sunt forțate să intre în spațiul interstițial.

Fluidele pot trece prin cleștele prezente în celulele endoteliale sau prin vezicule. Dimpotrivă, substanțele de natură lipidică pot difuza ușor prin membranele celulelor endoteliale.

sânge

Sângele este un fluid gros și vâscos care se ocupă de transportul elementelor, de obicei la o temperatură de 38 ° C și reprezintă 8% din greutatea totală a unui individ mediu.

În cazul animalelor foarte simple, cum ar fi planaria, nu este posibil să se vorbească despre "sânge", deoarece acestea au doar o substanță clară și apoasă compusă din celule și unele proteine.

În ceea ce privește animalele nevertebrate, care au un sistem circulator închis, sângele este, în general, cunoscut sub numele de hemolimp. În cele din urmă, la vertebrate, sângele este un țesut fluid foarte complex, iar componentele sale principale sunt plasmă, eritrocite, leucocite și trombocite.

plasmă

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

Unele proteine sunt dizolvate în plasmă, cum ar fi albumina (componenta principală, mai mult de 60% din proteinele totale), globuline, enzime și fibrinogen, precum și electroliți (Na +, Cl-, K +), glucoză, aminoacizi, metabolismul deșeurilor, 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

Sânge are componente celulare care corespund restului 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 găsiți 5, 4 milioane de celule roșii din sânge. Durata medie de viață a unui eritrocitar aflat în circulație este de aproximativ 4 luni, în care poate acoperi mai mult de 11 000 kilometri.

Celulele albe din sânge sau leucocitele sunt legate de răspunsul imun și se găsesc într-o proporție mai mică decât celulele roșii din sânge, de ordinul a 50 000 până la 100 000 pe mililitru de sânge.

Există mai multe tipuri de celule albe din sânge, printre neutrofile, bazofile și eozinofile, grupate în categoria granulocitelor; și agranulocitele care corespund limfocitelor și monocitelor.

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

Tipuri de sisteme circulatorii

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

Cu toate acestea, odată cu creșterea dimensiunii corpului, este nevoie de organe specializate pentru distribuirea de materiale, cum ar fi hormoni, săruri sau deșeuri, în diferite regiuni ale corpului.

La animalele mai mari, există o diversitate de sisteme circulatorii care îndeplinesc efectiv funcția de transport de materiale.

Toate sistemele de circulație trebuie să aibă următoarele elemente: un organ principal responsabil pentru pomparea fluidelor; un sistem arterial capabil să distribuie sânge și să stocheze tensiunea arterială; un sistem de capilare care permite transferul de materiale din sânge către țesuturi și, în final, un sistem venos.

Setul de artere, vene și capilare formează ceea ce se numește "circulație periferică".

În acest fel, setul de forțe care execută organele menționate anterior (bătăile ritmice ale inimii, reculul elastic al arterelor și contracțiile mușchilor care înconjoară vasele de sânge) fac posibil ca sângele să se miște în organism.

Sisteme circulatorii deschise

Circulația deschisă este prezentă în diferite grupe de animale nevertebrate, cum ar fi crustacee, insecte, păianjeni și moluște diferite. Se compune dintr-un sistem de sange care este pompat de inima ajunge la o cavitate numita hemocel. În plus, au una sau mai multe inimi și vase de sânge.

Hemocoelul poate ocupa în unele organisme până la 40% din volumul total al corpului și se află între ectoderm și endoderm, amintindu-i că animalele triblastice (cunoscute și ca triploblastice) au trei frunze embrionare: endodermul, mezodermul și ectodermul.

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

Substanța lichidă care intră în hemocoel se numește hemolimf sau sânge. În aceste tipuri de sisteme nu există distribuție de sânge prin capilare la țesuturi, dar organele sunt scăldate direct de hemolimp.

Când inima se contractează, supapele se închid și sângele este forțat să se mute în hemocoel.

Presiunile sistemelor circulatorii închise sunt destul de scăzute, între 0, 6 și 1, 3 kilopascali, deși contracțiile produse de inimă și alte mușchi pot crește presiunea sângelui. Aceste animale sunt limitate în viteza și distribuția fluxului sanguin.

Sisteme circulatorii închise

În sistemele circulatorii închise, sângele se deplasează într-un circuit format din tuburi și urmează calea de la arterele până la venele, trecând prin capilare.

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

Sistemele închise sunt caracterizate printr-o separare clară a funcțiilor în fiecare dintre organele care o cuprind.

Volumul sanguin ocupă o proporție mult mai mică decât în cazul sistemelor deschise. Aproximativ 5 până la 10% din volumul total al corpului persoanei.

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

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

Capilarele, atât de subțiri, permit schimbul de materiale între sânge și țesuturi, mediând procese simple de difuzie, transport sau filtrare. Presiunea permite procesele de ultrafiltrare în rinichi.

Evoluția sistemului circulator

Pe tot parcursul evoluției animalelor vertebrate, inima a crescut remarcabil în complexitate. Una dintre cele mai importante inovații este creșterea treptată a separării sângelui oxigenat și deoxigenat.

pește

La cele mai primitive vertebrate, pește, inima constă 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 prin capilarele din ghirlande, unde se produce absorbția de oxigen și se elimină dioxidul de carbon.

Sângele își continuă călătoria prin restul corpului, iar în capilară apare alimentarea cu oxigen a celulelor.

Amfibieni și reptile

Atunci când originea amfibienilor provine și apoi cea a reptilelor, o nouă cameră apare în inimă, prezentând acum trei cavități: două atriuri și un ventricul.

Cu această inovație, sângele deoxigenat ajunge la atriul drept, iar sângele din plămâni ajunge la atriul stâng, comunicat de ventricul cu dreapta.

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

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

Păsări și mamifere

În aceste genealogii, endotermia ("animale cu sânge cald") conduce la cerințe mai mari privind aprovizionarea cu oxigen a țesuturilor.

O inimă cu patru camere este capabilă să îndeplinească aceste cerințe înalte, în care ventriculii drepți și stângi separă sângele oxigenat de deoxigenat. Astfel, conținutul de oxigen care ajunge la țesut este cel mai înalt posibil.

Nu există comunicare între cavitatea stângă și cea dreaptă a inimii, deoarece acestea sunt separate printr-un sept sau un sept gros.

Cavitățile situate în partea superioară sunt atria, separate de septul interatrial, și sunt responsabile de primirea sângelui. Cavalerele venoase superioare și inferioare sunt conectate la atriul drept, în timp ce atriul stâng ajunge la cele patru vene pulmonare, două venind de la fiecare plămân.

Ventilele sunt situate în regiunea inferioară a inimii și sunt conectate la atriu prin supapele atrioventriculare: tricuspidul, aflat pe partea dreaptă și mitral sau bicuspidul din stânga.

Boli comune

Bolile cardiovasculare, cunoscute și ca boli coronariene sau cardiace, includ o serie de patologii asociate cu disfuncționalitatea inimii sau a vaselor de sânge.

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

Tensiune arterială crescută

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

aritmii

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

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

Umfla în inimă

Murmururile constau din sunete anormale ale inimii detectate de procesul de auscultare. Acest sunet este asociat cu o creștere a fluxului sanguin din cauza problemelor cu supapele.

Nu toate murmursurile sunt la fel de serioase, depinde de durata sunetului și de regiunea și intensitatea zgomotului.