| Sistem circulator | |
|---|---|
| Sistemul circulator uman. Arterele în roșu , venele în albastru . Capilarele conectează arterele cu venele. | |
| Cataloage | |
| Fișiere media la Wikimedia Commons |
Sistemul circulator , cunoscut și sub denumirea de sistemul circulator și sistemul circulator [1] , este un sistem de organe , inclusiv inima , vasele de sânge și sângele , care circulă în tot corpul unui om sau al unei alte vertebrate [2] [3] . Include sistemul cardiovascular (de asemenea, sistemul cardio-vascular din greaca kardia - inima, si latinescul vascula - vase), care este format din inima si vase de sange. Sistemul circulator este format dintr-un cerc mare și mic de circulație a sângelui [4] .
Rețeaua de vase de sânge este alcătuită din principalele vase ale inimii, inclusiv artere și vene mari , alte artere și arteriole , precum și capilare care curg în venule (vene mici) și alte vene. Sistemul circulator la vertebrate este închis, ceea ce înseamnă că sângele nu părăsește niciodată rețeaua de vase de sânge. Unele nevertebrate , cum ar fi artropodele , au un sistem circulator deschis. Diploblastele , cum ar fi bureții și ctenoforii , nu au un sistem circulator.
Sângele este un fluid compus din plasmă , globule roșii , globule albe și trombocite , care circulă în tot organismul, furnizând oxigen și nutrienți către țesuturi și eliminând deșeurile. Nutrienții circulanți includ proteine și minerale ; alte componente transportabile sunt gaze precum oxigenul și dioxidul de carbon , hormonii și hemoglobina , care furnizează nutriție, ajută sistemul imunitar să lupte împotriva bolilor și mențin homeostazia prin stabilizarea temperaturii și a pH-ului natural .
La vertebrate, sistemul circulator este completat de sistemul limfatic . Acest sistem transportă excesul de plasmă filtrată din capilare ca fluid interstițial între celulele din țesuturile corpului printr-o cale accesorie, returnând excesul de lichid înapoi în fluxul sanguin sub formă de limfă [5] . Circulația limfei durează mult mai mult decât circulația sângelui [6] . Sistemul limfatic este o completare necesară a sistemului circulator; fără el, sângele ar fi subhidratat. Sistemul limfatic lucrează împreună cu sistemul imunitar [7] . Spre deosebire de sistemul circulator închis, sistemul limfatic este deschis.
Sistemul circulator poate fi afectat de multe boli cardiovasculare . Cardiologi , chirurgi cardiaci și chirurgi vasculari sunt specializați în boli .
Sistemul circulator a apărut pentru prima dată, probabil la strămoșul triploblastelor, cu peste 600 de milioane de ani în urmă, în timp ce endoteliul a evoluat la strămoșii vertebratelor cu aproximativ 540-510 milioane de ani în urmă [8] .
Sistemul circulator include inima , vasele de sânge și sângele [3] . Sistemul cardiovascular la toate vertebratele este format din inimă și vase de sânge. Sistemul circulator este împărțit în două circuite principale - cercuri mici și mari de circulație a sângelui [2] [4] . Circulația pulmonară este o buclă de contur din ventriculul drept care transportă sângele la plămâni , unde este oxigenat și returnat în ventriculul stâng. Circulația sistemică furnizează sânge oxigenat din ventriculul stâng către restul corpului și returnează sângele înapoi în ventriculul drept prin vene mari cunoscute sub numele de vena cavă. De asemenea, circulația sângelui poate fi împărțită în două părți - macrocirculația și microcirculația . În medie, un adult conține cinci până la șase litri de sânge, ceea ce reprezintă aproximativ 7% din greutatea corporală totală [9] . Sângele este format din plasmă , globule roșii , globule albe și trombocite . Sistemul digestiv lucrează, de asemenea, împreună cu sistemul circulator, pentru a furniza organismului nutrienții de care are nevoie pentru a menține inima să funcționeze [10] .
Alte căi circulatorii includ circulația coronariană , circulația cerebrală , circulația renală și circulația bronșică.
Sistemul circulator uman este închis, ceea ce înseamnă că sângele este întotdeauna în interiorul sistemului vascular [11] . Sistemul limfatic este cel mai important subsistem al sistemului circulator, constând dintr-o rețea de vase limfatice , ganglioni limfatici , organe , țesuturi și limfa circulantă . Acest subsistem este deschis [12] . Funcția sa principală este de a transporta limfa, drenează și returnează lichidul interstițial în canalele limfatice înapoi la inimă pentru a reveni la sistemul circulator. O altă funcție importantă este aceea de a lucra cu sistemul imunitar pentru a oferi protecție împotriva agenților patogeni [13] .
Sângele lipsit de oxigen din vena cavă superioară și inferioară intră în atriul drept al inimii și curge prin valva tricuspidă (valva atrioventriculară dreaptă) în ventriculul drept, de unde este apoi pompat prin valva semilunară pulmonară în artera pulmonară. plămânii. În plămâni are loc schimbul de gaze , în care CO2 este eliberat din sânge și oxigenul este absorbit. Vena pulmonară returnează sângele oxigenat în atriul stâng [10] .
Circulația pulmonarăCirculația pulmonară face parte din sistemul cardiovascular în care sângele sărăcit de oxigen este pompat de la inimă prin artera pulmonară la plămâni și returnat oxigenat la inimă prin vena pulmonară .
Sângele lipsit de oxigen din vena cavă superioară și inferioară intră în atriul drept și curge prin valva tricuspidă (valva atrioventriculară dreaptă) în ventriculul drept, din care este apoi pompat prin valva semilunară pulmonară în artera pulmonară. În plămâni are loc schimbul de gaze , în care CO2 este eliberat din sânge și oxigenul este absorbit. Vena pulmonară returnează sângele oxigenat în atriul stâng [10] .
Un sistem separat, cunoscut sub numele de circulație bronșică, furnizează sânge către țesuturile căilor respiratorii mari ale plămânilor.
Cercul mareCirculația sistemică este acea parte a sistemului cardiovascular care transportă sângele oxigenat din inimă prin aortă din ventriculul stâng, unde sângele a fost depus anterior din circulația pulmonară, către restul corpului și readuce sângele sărăcit de oxigen înapoi în inima [10] .
Vasele de sânge includ arterele , venele și capilarele . Arterele și venele mari care transportă sângele către și de la inimă sunt cunoscute ca vase mari [14] .
ArtereSângele oxigenat intră în circulația sistemică pe măsură ce iese din ventriculul stâng prin valva aortică [15] . Prima parte a circulației sistemice este aorta , o arteră masivă și cu pereți groși. Aorta se îndoaie și se ramifică, furnizând sânge în partea superioară a corpului, trecând prin deschiderea aortică a diafragmei de la nivelul celei de-a zecea vertebre toracice, pătrunde în cavitatea abdominală [16] . Ramurile aortei coboară apoi în abdomen, pelvis, perineu și extremități inferioare [17] .
Pereții aortei sunt elastici. Această elasticitate ajută la menținerea tensiunii arteriale [18] . Pe măsură ce aorta se ramifică în artere mai mici, elasticitatea acestora continuă să scadă, iar distensibilitatea crește [18] .
CapilareArterele se ramifică în vase mici numite arteriole și apoi în capilare [19] . Capilarele transportă sângele către sistemul venos [20] .
VienaCapilarele se contopesc în venule , care se contopesc în vene [21] . Sistemul venos drenează în două vene principale: vena cavă superioară , care drenează în principal țesuturile situate deasupra inimii și vena cavă inferioară , care drenează țesuturile situate sub inimă. Aceste două vene mari se varsă în atriul drept [22] .
Vene portaleRegula generală este că arterele de la inimă se ramifică în capilare, care se adună în vene care duc înapoi la inimă. Venele porte sunt o excepție. La om, singurul exemplu important este vena portă hepatică , care se combină cu capilarele din jurul tractului gastrointestinal , unde sângele absoarbe diferitele produse ale digestiei; vena portă hepatică nu duce direct la inimă, ci se ramifică într-un al doilea sistem capilar din ficat .
Circulația coronarianăInima este alimentată cu oxigen și substanțe nutritive printr-o mică „buclă” a circulației sistemice și primește foarte puțin din sângele conținut în cele patru camere. Sistemul de circulație coronariană asigură alimentarea cu sânge a mușchiului inimii însuși. Fluxul sanguin coronarian începe aproape de originea aortei prin două artere coronare : artera coronară dreaptă și artera coronară stângă. După hrănirea mușchiului inimii, sângele se întoarce prin venele coronare în sinusul coronar și din acesta în atriul drept. Fluxul invers al sângelui prin deschiderea sa în timpul sistolei atriale este împiedicat de valva cincisiană. Cele mai mici vene cardiace se scurge direct în camerele inimii [10] .
Circulația cerebralăCreierul are o dublă alimentare cu sânge: anterior și posterior de la arterele anterioare și, respectiv, posterioare. Circulația anterioară este formată din arterele carotide interne , care furnizează partea anterioară a creierului. Circulația posterioară provine din arterele vertebrale care alimentează partea posterioară a creierului și trunchiul cerebral . Sistemele anterior si posterior se unesc ( anastomoza ) la cercul lui Willis .
Circulația renalăSistemul circulator renal este format din multe vase de sânge specializate și primește aproximativ 20% din debitul cardiac. Se ramifică din aorta abdominală și returnează sângele în vena cavă ascendentă.
Aproximativ 98,5% din oxigenul dintr-o probă de sânge arterial de la o persoană sănătoasă care respiră aer la presiune atmosferică normală este legat chimic de moleculele de hemoglobină . Aproximativ 1,5% este dizolvat fizic în alte fluide sanguine. Astfel, hemoglobina este principalul purtător de oxigen la vertebrate [23] .
Sistemul circulator este expus riscului pentru multe boli. Acestea includ o serie de boli cardiovasculare , boli hematologice care afectează sângele, cum ar fi anemia , și boli limfatice care afectează sistemul limfatic [24] .
Bolile care afectează sistemul cardiovascular se numesc boli cardiovasculare.
Multe dintre aceste boli sunt numite „boli ale stilului de viață” deoarece se dezvoltă în timp și sunt legate de atitudinea unei persoane față de exerciții fizice, dietă, fumat și alte trăsături ale stilului de viață ale individului. Precursorul multor dintre aceste boli este ateroscleroza , în care se formează plăci ateromatoase pe pereții arterelor medii și mari. Acest lucru poate duce în cele din urmă la blocarea sau chiar ruperea arterei. Scleroza arterială este, de asemenea, un factor de risc pentru sindroamele coronariene acute , care sunt boli caracterizate printr-o lipsă bruscă de sânge oxigenat în țesutul inimii. Ateroscleroza este, de asemenea, asociată cu probleme precum formarea anevrismului sau scindarea („disecția”) arterelor [24] .
O altă boală cardiovasculară gravă este asociată cu formarea de cheaguri de sânge . Ele pot apărea în vene sau artere. Tromboza venoasă profundă , care apare cel mai adesea la nivelul picioarelor, este una dintre cauzele cheagurilor de sânge în venele picioarelor, mai ales atunci când o persoană este imobilă pentru o perioadă lungă de timp. Aceste cheaguri se pot emboliza , ceea ce înseamnă că pot călători în altă locație a corpului. Acest lucru poate duce la embolie pulmonară , atacuri ischemice tranzitorii sau accident vascular cerebral [24] .
Bolile cardiovasculare pot fi, de asemenea, congenitale, cum ar fi defectele cardiace sau tulburările circulatorii fetale permanente, atunci când modificările circulației sanguine care ar trebui să apară după naștere nu apar. Nu toate modificările congenitale ale sistemului circulator sunt asociate cu boli, un număr mare dintre ele sunt variații anatomice [24] .
În timp ce oamenii, ca și alte vertebrate , au un sistem circulator închis (însemnând că sângele nu părăsește niciodată rețeaua de artere , vene și capilare ), unele grupuri de nevertebrate au un sistem circulator deschis, care conține o inimă, dar vase de sânge limitate. Cele mai primitive tipuri de organisme diploblastice sunt lipsite de sisteme circulatorii.
Sistemul limfatic este un sistem circulator suplimentar care se găsește numai la animalele cu circulație închisă. Este un sistem deschis care oferă o modalitate suplimentară de a returna excesul de lichid interstițial în sânge [5] .
La artropode , sistemul circulator deschis este unul în care fluidul dintr-o cavitate numită hemocel furnizează organelor oxigen și substanțe nutritive, fără nicio distincție între sânge și lichidul interstițial; acest fluid combinat se numește hemolimfă [25] . Mișcările musculare ale animalului în timpul locomoției pot ajuta la mișcarea hemolimfei, dar devierea fluxului de la o zonă la alta este limitată. Când inima se relaxează, sângele se întoarce în inimă prin porii deschiși (orificii).
Hemolimfa umple întregul hemocel intern al corpului și înconjoară toate celulele . Hemolimfa este compusă din apă , săruri anorganice (în principal sodiu , clorură , potasiu , magneziu și calciu ) și compuși organici (în principal carbohidrați , proteine și lipide ). Principala moleculă purtătoare de oxigen este hemocianina .
Hemolimfa conține celule care plutesc liber numite hemocite . Ele joacă un rol în sistemul imunitar al artropodelor.
Sistemele circulatorii ale tuturor vertebratelor , precum și anelidele (cum ar fi râmele ) și cefalopodele ( calamari , caracatițe și rudele lor), continuă să circule sângele în interiorul camerelor inimii sau ale vaselor de sânge și sunt clasificate ca închise , ca la om. . Cu toate acestea, sistemele de pești , amfibieni , reptile și păsări prezintă diferite etape în evoluția sistemului circulator [26] .
La pești, sistemul are un singur circuit, în timp ce sângele este pompat prin capilarele branhiilor către capilarele țesuturilor corpului. Acest lucru este cunoscut sub numele de circulație cu un singur ciclu . Astfel, inima peștelui este doar o „pompă” (formată din două camere).
Amfibienii și majoritatea reptilelor folosesc un sistem circulator dublu, dar inima nu este întotdeauna împărțită în două părți. Amfibienii au o inimă cu trei camere.
La reptile, septul interventricular al inimii este incomplet, iar artera pulmonară este alimentată cu un mușchi sfincterian . Acest lucru permite utilizarea unei a doua posibile căi de flux sanguin. În loc să curgă sângele prin artera pulmonară către plămâni, sfincterul se poate contracta pentru a devia acest flux sanguin prin septul interventricular incomplet în ventriculul stâng și prin aortă. Aceasta înseamnă că sângele curge de la capilare la inimă și înapoi la capilare, nu la plămâni. Acest proces este util pentru animalele ectoterme (cu sânge rece) pentru a regla temperatura corpului.
La mamifere, păsări și crocodili , inima este complet împărțită în două părți și patru camere; se crede că inima cu patru camere a păsărilor și crocodililor a evoluat independent de inima mamiferelor [27] . Sistemele circulatorii duale permit restabilirea tensiunii arteriale după revenirea din plămâni, accelerând livrarea de oxigen către țesuturi.
Unele specii nu au sisteme circulatorii, inclusiv viermii plati . Cavitatea lor corporală nu are căptușeală sau fluid intern. În schimb, faringele muscular duce la un sistem digestiv foarte ramificat , care facilitează difuzia directă a nutrienților către toate celulele. Forma corpului aplatizată dorso-ventral a viermelui plat limitează distanța oricărei celule de sistemul digestiv sau de mediul extern. Oxigenul poate difuza din apa înconjurătoare în celule, iar dioxidul de carbon poate difuza în exterior. Prin urmare, fiecare celulă este capabilă să primească nutrienți, apă și oxigen fără a fi nevoie de un sistem de transport.
Unele animale, cum ar fi meduzele , au ramuri mai extinse din cavitatea gastrointestinală (care funcționează atât ca loc de digestie, cât și ca formă de circulație), această ramificare permite fluidelor corporale să ajungă în straturile exterioare, pe măsură ce digestia începe în straturile interioare.