A keringési rendszerek típusai: Nyitott vs. Zárva

A keringési rendszer mozgatni szolgál vér olyan helyre vagy helyekre, ahol oxigéntartalmú és ahol a hulladékok ártalmatlaníthatók. A keringés ezután az újonnan oxigénezett vért juttatja a test szöveteihez. Mivel az oxigén és más vegyi anyagok diffúzióval távoznak a vérsejtekből és a test szöveteinek sejtjeit körülvevő folyadékba, a hulladéktermékek diffundálódnak a szállítandó vérsejtekbe. A vér olyan szerveken keresztül kering, mint a máj és a máj vese ahol a hulladékokat eltávolítják, és vissza a hulladékba tüdő friss adag oxigénért. És akkor a folyamat megismétlődik. Ez a forgalomba hozatali folyamat szükséges a sejteket, szövetek, sőt az egész szervezet. Mielőtt beszélnénk a szív, röviden ismertetjük az állatokban előforduló keringés két széles típusát. Megvitatjuk a szív fokozatos bonyolultságát is, amikor az ember felmegy az evolúciós létrán.

Sok gerinctelen egyáltalán nem rendelkezik keringési rendszerrel. Sejtjeik elég közel vannak a környezetükhöz az oxigén, más gázok, tápanyagok és hulladéktermékek számára, hogy egyszerűen csak diffundáljanak a sejtekbe és azokba. Több sejtrétegű állatoknál, különösen a szárazföldi állatoknál, ez nem fog működni, mivel sejtjeik túl messze vannak a külső környezettől az egyszerű ozmózis és

Magasabb állatokban a keringési rendszereknek két elsődleges típusa van: nyitott és zárt. Az ízeltlábúak és puhatestűek nyitott keringési rendszerrel rendelkeznek. Az ilyen típusú rendszerben nincs sem igazi szív, sem kapillárisok, mint az embereknél. A szív helyett vannak véredény amelyek szivattyúként működnek, hogy a vért erőltessék. Kapillárisok helyett az erek közvetlenül csatlakoznak a nyitott orrmelléküreghez. A „vér”, amely valójában a vér és az intersticiális folyadék „hemolimfának” nevezett kombinációja, az erekből nagy sinusokba kényszerül, ahol valójában elmossa a belső szerveket. Más erek ezekből a szinuszokból kikényszerített vért kapnak, és visszavezetik a pumpáló edényekbe. Segít elképzelni egy vödröt, amelyből két tömlő jön ki, ezek a tömlők egy préselt izzóhoz vannak csatlakoztatva. Amint az izzó meg van szorítva, a vizet a vödörhöz kényszeríti. Az egyik tömlő vizet fog felhordani a vödörbe, a másik pedig a vizet szívja ki a vödörből. Mondanom sem kell, hogy ez egy nagyon nem hatékony rendszer. A rovarok meg tudnak birkózni az ilyen típusú rendszerekkel, mert testükben számos nyílás található (spirál), amelyek lehetővé teszik a "vér" érintkezését a levegővel.

Néhány puhatestű, valamint minden gerinces és magasabb gerinctelen zárt keringési rendszer sokkal hatékonyabb rendszer. Itt vért pumpálnak egy zárt rendszerben artériák, erekés kapillárisok. Kapillárisok körül szervek, ügyelve arra, hogy minden sejt egyenlő esélyt kapjon a hulladéktermékek táplálására és eltávolítására. Ugyanakkor még a zárt keringési rendszerek is különböznek, amikor tovább haladunk az evolúciós fán.

A zárt keringési rendszerek egyik legegyszerűbb típusa az annellákban található, mint például a földigiliszták. A földigilisztáknak két fő ereje van - egy hátsó és egy ventrális erek, amelyek a vért a fej vagy a farok felé szállítják. A vér a hátsó ér mentén mozgatódik az ér falában lévő összehúzódási hullámok révén. Ezeket a összehúzódó hullámokat „perisztaltikának” hívják. A féreg elülső régiójában öt pár edény van, amelyeket lazán "szívnek" nevezünk, amelyek összekötik a háti és a ventrális ereket. Ezek az összekötő edények primitív szívként funkcionálnak, és a vért a ventrális érbe kényszerítik. Mivel a földigiliszták külső burkolata (epidermisz) olyan vékony és folyamatosan nedves, bőséges lehetőség van gázok cseréjére, ami ezt a viszonylag nem hatékony rendszert teszi lehetővé. A földigilisztában vannak speciális szervek a nitrogéntartalmú hulladékok eltávolítására is. Ennek ellenére a vér visszafolyhat és a rendszer csak kissé hatékonyabb, mint a rovarok nyitott rendszere.

Ahogy a gerinces állatokon érkeztünk, a zárt rendszerrel valódi hatékonyságot tapasztalunk meg. A halak az igaz szív egyik legegyszerûbb típusa. A hal szíve kétkamrás szerv, amely egy pitvarból és egy kamrából áll. A szívnek izmos falai vannak és szelepe van a kamrák között. A vért a szívből pumpálják a kopoltyúkba, ahol oxigént kapnak és megszabadulnak a szén-dioxidtól. A vér ezután továbbjut a test szerveire, ahol tápanyagokat, gázokat és hulladékokat cserélnek. A keringés azonban nem oszlik meg a légzőszervek és a test többi része között. Vagyis a vér egy olyan körben halad, amely vért szállít a szívből a kopoltyúba a szervekbe és vissza a szívbe, hogy újraindítsa körkörös útját.

békák háromkamrás szívvel rendelkezik, amely két pitvarból és egyetlen kamrából áll. A kamrából kilépő vér egy villás aortába kerül, ahol a vérnek esélye van arra, hogy áthaladjon a tüdőbe vezető edénykörön vagy a többi szervhez vezető körön. A tüdőből a szívbe visszatérő vér átkerül az egyik pitvarba, míg a test többi részéből visszatérő vér átjut a másikba. Mindkét pitvar kiürül az egyetlen kamrába. Bár ez biztosítja, hogy bizonyos vér mindig a tüdőbe, majd vissza a szívbe kerül, a az egy kamrai oxigénnel és deoxigenizálással ellátott vér azt jelenti, hogy a szervek nem kapnak vért telítődéssel oxigén. Mégis, egy hidegvérű lény, mint például a béka, a rendszer jól működik.

Az embereknek és az összes többi emlősnek, valamint a madaraknak a négykamrás szív kettővel pitvarok és kettő kamrák. A deoxigénezett és az oxigénezett vért nem keverik össze. A négy kamra biztosítja az erősen oxigénezett vér hatékony és gyors szállítását a test szervébe. Ez elősegíti a hőszabályozást és a gyors, tartós izommozgásokat.