Vrste cirkulacijskih sustava: Otvoreno u odnosu na Zatvoreno

Krvožilni sustav služi za kretanje krv na mjesto ili mjesta gdje se može oksigenizirati i gdje se otpad može odlagati. Cirkulacija tada služi za donošenje novonastale krvi s kisikom u tkiva tijela. Kako kisik i druge kemikalije difundiraju iz krvnih stanica i u tekućinu koja okružuje stanice tjelesnih tkiva, otpadni proizvodi difundiraju u krvne stanice koje treba odnijeti. Krv cirkulira kroz organe poput jetre i bubrezi gdje se otpad uklanja natrag u mjesto pluća za svježu dozu kisika. A onda se postupak ponavlja. Proces cirkulacije potreban je za nastavak života Županije Stanice, tkiva, pa čak i cijelog organizma. Prije nego što razgovaramo o srce, trebali bismo dati kratku pozadinu dvije široke vrste cirkulacije koje se nalaze u životinjama. Također ćemo raspravljati o progresivnoj složenosti srca dok se čovjek kreće gore evolucijskom ljestvicom.

Mnogi beskralješnjaci uopće nemaju krvožilni sustav. Njihove ćelije su dovoljno blizu okruženju za kisik, druge plinove, hranjive tvari i otpadne proizvode da jednostavno difundiraju iz i u svoje stanice. Kod životinja s više slojeva stanica, posebno kopnenih životinja, to neće uspjeti, jer su njihove stanice predaleko od vanjskog okruženja za jednostavnu osmozu i

Kod viših životinja postoje dvije primarne vrste krvožilnog sustava: otvoreni i zatvoreni. Arthropods i mekušci imaju otvoren krvožilni sustav. U ovom tipu sustava ne postoje istinsko srce niti kapilare kao kod ljudi. Umjesto srca, postoje krvne žile koji djeluju kao pumpe koje forsiraju krv. Umjesto kapilara, krvne žile se pridružuju izravno s otvorenim sinusima. "Krv", zapravo kombinacija krvi i intersticijske tekućine koja se naziva "hemolimfa", tjera se iz krvnih žila u velike sinuse gdje zapravo okupava unutarnje organe. Ostala plovila primaju krv prisiljenu iz ovih sinusa i odvode ga natrag u crpne posude. Pomaže zamisliti kantu s dva crijeva koja izlaze iz nje, ta crijeva spojena na stisnutu žarulju. Dok se žarulja stisne, ona prisiljava vodu naprijed u kantu. Jedno crijevo će gaziti vodu u kantu, drugo će isisati vodu iz kante. Nepotrebno je reći da je to vrlo neučinkovit sustav. Insekti se mogu snaći s ovom vrstom sustava, jer imaju brojna otvora u tijelima (spirale) koje dopuštaju "krvi" da dođe u kontakt s zrakom.

Zatvoreni cirkulacijski sustav nekih mekušaca i svih kralježnjaka i viših beskralješnjaka mnogo je učinkovitiji sustav. Ovdje se krv pumpa kroz zatvoreni sustav arterije, vene, i kapilare. Kapilare okružuju organi, osiguravajući da sve stanice imaju jednake mogućnosti za hranjenje i uklanjanje svojih otpadnih proizvoda. Međutim, čak se i zatvoreni krvožilni sustavi razlikuju kako se krećemo dalje prema evolucijskom stablu.

Jedna od najjednostavnijih vrsta zatvorenih krvožilnih sustava nalazi se u annelidima kao što je glista. Dzemni crvi imaju dvije glavne krvne žile - dorzalnu i ventralnu posudu - koje nose krv prema glavi, odnosno repu. Krv se kreće duž dorzalne žile valovima kontrakcije u stijenci posude. Ti kontraktibilni valovi nazivaju se "peristaltikom". U prednjem dijelu crva nalazi se pet para posuda koje lagano nazivamo "srca", koja povezuju dorzalnu i ventralnu žilu. Te spojne žile djeluju kao rudimentarna srca i tjeraju krv u ventralnu posudu. Budući da je vanjski pokrov (epiderma) glista tako tanak i stalno vlažan, postoji puno mogućnosti za razmjenu plinova, što omogućuje ovaj relativno neučinkovit sustav. U zemljanoj glisti postoje i posebni organi za uklanjanje dušičnog otpada. Ipak, krv može teći unatrag, a sustav je tek nešto učinkovitiji od otvorenog sustava insekata.

Kad dođemo do kralježnjaka, počinjemo pronalaziti stvarne učinkovitosti s zatvorenim sustavom. Ribe posjeduju jednu od najjednostavnijih vrsta pravih srca. Srce ribe je dvokomorni organ sastavljen od jednog pretkomore i jedne komore. Srce ima mišićave zidove i ventil između svojih komora. Krv se pumpa iz srca u škrge, gdje prima kisik i oslobađa se ugljičnog dioksida. Krv se zatim prebacuje u organe tijela, gdje se izmjenjuju hranjive tvari, plinovi i otpad. Međutim, ne postoji podjela cirkulacije između dišnih organa i ostatka tijela. Odnosno, krv putuje krugom koji krv uzima iz srca u škrge prema organima i natrag u srce kako bi ponovo krenuo u krug.

žabe imaju tročlano srce, koje se sastoji od dva atrija i jedne komore. Krv koja napušta ventrikulu prelazi u razgranatu aortu, gdje krv ima jednaku mogućnost putovanja kroz krug žila koji vode do pluća ili strujni krug koji vodi do ostalih organa. Krv koja se vraća u srce iz pluća prelazi u jedan atrij, dok krv koja se vraća iz ostatka tijela prelazi u drugi. Obje atrije se isprazne u jednu klijetku. Iako to osigurava da neka krv uvijek prelazi u pluća, a zatim natrag u srce, miješanje Oksigenirana i deoksigenirana krv u jednoj klijetki znači da organi ne dobivaju krv zasićenu kisik. Ipak, za hladnokrvno stvorenje poput žabe, sustav dobro funkcionira.

Ljudi i svi drugi sisari, kao i ptice, imaju: četveročlano srce s dvije atrija i dvije komore. Deoksigenirana i oksigenirana krv se ne miješaju. Četiri komore osiguravaju učinkovito i brzo kretanje visoko oksigenirane krvi do organa tijela. To pomaže u termičkoj regulaciji i u brzim, neprekidnim pokretima mišića.