Vrste obtočil: odprti ali zaprti

artpartner-images/Getty Images

Krvožilni sistem služi gibanju krvi na mesto ali mesta, kjer se lahko nasiči s kisikom in kjer se lahko odlagajo odpadki. Kroženje nato služi za dovajanje na novo oksigenirane krvi v tkiva telesa. Ko kisik in druge kemikalije difundirajo iz krvnih celic v tekočino, ki obdaja celice telesnih tkiv, odpadni produkti difundirajo v krvne celice, da jih odnesejo. Kri kroži po organih, kot so jetra in ledvice kjer se odpadki odstranijo in nazaj v pljuča za svežo dozo kisika. In potem se postopek ponovi. Ta proces kroženja je potreben za nadaljnje življenje celice , tkiv in celo celotnega organizma. Preden govorimo osrce, bi morali podati kratko ozadje dveh širokih vrst krvnega obtoka, ki jih najdemo pri živalih. Razpravljali bomo tudi o progresivni zapletenosti srca, ko se človek premika po evolucijski lestvici.

Mnogi nevretenčarji sploh nimajo krvožilnega sistema. Njihove celice so dovolj blizu svojemu okolju, da lahko kisik, drugi plini, hranila in odpadni produkti preprosto difundirajo iz in v njihove celice. Pri živalih z več plastmi celic, zlasti kopenskih, to ne bo delovalo, saj so njihove celice predaleč od zunanjega okolja za preprosto osmozo in difuzijo da dovolj hitro deluje pri izmenjavi celičnih odpadkov in potrebnega materiala z okoljem.

Odprti obtočni sistemi

Pri višjih živalih obstajata dve primarni vrsti obtočil: odprti in zaprti. Členonožci in mehkužci imajo odprt krvni obtok. V tej vrsti sistema ni niti pravega srca niti kapilar, kot jih najdemo pri ljudeh. Namesto srca so krvne žile ki delujejo kot črpalke, ki potiskajo kri. Namesto kapilar se krvne žile povezujejo neposredno z odprtimi sinusi. 'Kri', pravzaprav kombinacija krvi in ​​intersticijske tekočine, imenovane 'hemolimfa', se potiska iz krvnih žil v velike sinuse, kjer dejansko kopa notranje organe. Druge žile sprejemajo kri, ki jo potiskajo iz teh sinusov, in jo vodijo nazaj v črpalne žile. Pomaga si predstavljati vedro, iz katerega prihajata dve cevi, ki sta povezani s stisnjeno žarnico. Ko je žarnica stisnjena, sili vodo v vedro. Ena cev bo izstreljevala vodo v vedro, druga pa bo sesala vodo iz vedra. Ni treba posebej poudarjati, da je to zelo neučinkovit sistem. Žuželke se lahko znajdejo s tovrstnim sistemom, ker imajo v svojem telesu številne odprtine (spirakle), ki omogočajo 'kri' stik z zrakom.

Zaprti obtočni sistemi

Zaprti krvožilni sistem nekaterih mehkužcev in vseh vretenčarjev ter višjih nevretenčarjev je veliko učinkovitejši sistem. Tu se kri črpa skozi zaprt sistem arterije , žile , in kapilare . Kapilare obdajajo organov , ki zagotavlja, da imajo vse celice enake možnosti za hranjenje in odstranjevanje svojih odpadnih produktov. Vendar pa se celo zaprti obtočni sistemi razlikujejo, ko se pomikamo naprej po evolucijskem drevesu.

Eno najpreprostejših vrst zaprtih krvožilnih sistemov najdemo v kolobarjih, kot je deževnik. Deževniki imajo dve glavni krvni žili – hrbtno in trebušno žilo – ki prenašata kri proti glavi oziroma repu. Kri se premika vzdolž hrbtne žile z valovi krčenja v steni žile. Ti krčljivi valovi se imenujejo 'peristaltika'. V sprednjem predelu črva je pet parov žil, ki jih ohlapno imenujemo 'srca', ki povezujejo dorzalno in ventralno žilo. Te povezovalne žile delujejo kot rudimentarna srca in potiskajo kri v ventralno žilo. Ker je zunanja ovojnica (povrhnjica) deževnika tako tanka in nenehno vlažna, obstaja veliko možnosti za izmenjavo plinov, kar omogoča ta relativno neučinkovit sistem. V deževniku so tudi posebni organi za odstranjevanje dušikovih odpadkov. Kljub temu lahko kri teče nazaj in sistem je le malo bolj učinkovit od odprtega sistema žuželk.

Dvoprekatno srce

Ko pridemo do vretenčarjev, začnemo ugotavljati resnično učinkovitost zaprtega sistema. Ribe imajo eno najpreprostejših vrst pravega srca. Ribje srce je dvoprekatni organ, sestavljen iz enega atrija in enega ventrikla. Srce ima mišične stene in zaklopko med prekatoma. Kri se črpa iz srca v škrge, kjer prejme kisik in se znebi ogljikovega dioksida. Kri nato teče naprej do telesnih organov, kjer se izmenjujejo hranila, plini in odpadki. Ni pa delitve krvnega obtoka med dihalnimi organi in preostalim delom telesa. To pomeni, da kri potuje po krogu, ki popelje kri od srca do škrg do organov in nazaj v srce, da ponovno začne svoje krožno potovanje.

Triprekatno srce

Žabeimajo triprekatno srce, sestavljeno iz dveh preddvorov in enega ventrikla. Kri, ki zapušča prekat, prehaja v razcepljeno aorto, kjer ima kri enake možnosti potovati skozi krogotok žil, ki vodi do pljuč, ali krogotoka, ki vodi do drugih organov. Kri, ki se vrača v srce iz pljuč, prehaja v en atrij, kri, ki se vrača iz preostalega telesa, pa v drugega. Oba atrija se izpraznita v en ventrikel. Čeprav to zagotavlja, da nekaj krvi vedno preide v pljuča in nato nazaj v srce, mešanje oksigenirane in deoksigenirane krvi v enem samem prekatu pomeni, da organi niso nasičeni s kisikom. Kljub temu za hladnokrvno bitje, kot je žaba, sistem dobro deluje.

Štiriprekatno srce

Ljudje in vsi drugi sesalci, pa tudi ptice, imajo aštiriprekatno srcez dvema atrija in dva prekati . Deoksigenirana in oksigenirana kri se ne mešata. Štiri komore zagotavljajo učinkovito in hitro gibanje visoko oksigenirane krvi do telesnih organov. To pomaga pri toplotni regulaciji in pri hitrih, trajnih gibih mišic.