| Oběhový systém | |
|---|---|
| Lidský oběhový systém. Tepny červeně , žíly modře . Kapiláry spojují tepny s žilami. | |
| Katalogy | |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons |
Oběhový systém , také známý jako oběhový systém a oběhový systém [1] , je orgánový systém , včetně srdce , krevních cév a krve , který cirkuluje po celém těle člověka nebo jiného obratlovce [2] [3] . Zahrnuje kardiovaskulární systém (také kardiovaskulární systém z řeckého kardia - srdce a latinského vascula - cévy), který se skládá ze srdce a cév. Oběhový systém se skládá z velkého a malého okruhu krevního oběhu [4] .
Síť krevních cév je tvořena hlavními cévami srdce, včetně velkých tepen a žil , dalších tepen a arteriol , jakož i kapilár , které ústí do venul (malé žíly) a jiných žil. Oběhový systém u obratlovců je uzavřený, což znamená, že krev nikdy neopustí síť krevních cév. Někteří bezobratlí , jako jsou členovci , mají otevřený oběhový systém. Diploblasty , jako jsou houby a ctenofory , postrádají oběhový systém.
Krev je tekutina složená z plazmy , červených krvinek , bílých krvinek a krevních destiček , která cirkuluje po celém těle, dodává kyslík a živiny do tkání a odstraňuje odpadní produkty. Mezi cirkulující živiny patří bílkoviny a minerály ; dalšími přenosnými složkami jsou plyny , jako je kyslík a oxid uhličitý , hormony a hemoglobin , které zajišťují výživu, pomáhají imunitnímu systému bojovat s nemocemi a udržují homeostázu stabilizací teploty a přirozeného pH .
U obratlovců je oběhový systém doplněn o lymfatický systém . Tento systém transportuje přebytečnou plazmu filtrovanou z kapilár jako intersticiální tekutinu mezi buňkami z tělesných tkání pomocnou cestou a vrací přebytečnou tekutinu zpět do krevního řečiště jako lymfu [5] . Oběh lymfy trvá mnohem déle než oběh krve [6] . Lymfatický systém je nezbytným doplňkem oběhového systému, bez něj by byla krev nedostatečně hydratovaná. Lymfatický systém pracuje ve spojení s imunitním systémem [7] . Na rozdíl od uzavřeného oběhového systému je lymfatický systém otevřený.
Oběhový systém může být postižen mnoha kardiovaskulárními chorobami . Na nemoci se specializují kardiologové , kardiochirurgové a cévní chirurgové .
Oběhový systém se poprvé objevil, pravděpodobně u předka triploblastů, před více než 600 miliony let, zatímco endotel se vyvinul u předků obratlovců přibližně před 540–510 miliony let [8] .
Oběhový systém zahrnuje srdce , krevní cévy a krev [3] . Kardiovaskulární systém u všech obratlovců se skládá ze srdce a krevních cév. Oběhový systém je rozdělen na dva hlavní okruhy – malý a velký okruh krevního oběhu [2] [4] . Plicní oběh je obrysová smyčka z pravé komory, která vede krev do plic , kde se okysličí a vrací do levé komory. Systémový oběh dodává okysličenou krev z levé komory do zbytku těla a vrací krev zpět do pravé komory velkými žilami známými jako vena cava. Krevní oběh lze také rozdělit na dvě části - makrocirkulaci a mikrocirkulaci . Dospělý člověk obsahuje v průměru pět až šest litrů krve, což je přibližně 7 % celkové tělesné hmotnosti [9] . Krev se skládá z plazmy , červených krvinek , bílých krvinek a krevních destiček . Trávicí systém také pracuje ve spojení s oběhovým systémem, aby poskytoval tělu živiny, které potřebuje k udržení činnosti srdce [10] .
Jiné oběhové cesty zahrnují koronární oběh , cerebrální oběh , renální oběh a bronchiální oběh.
Lidský oběhový systém je uzavřený, což znamená, že krev je vždy ve vaskulatuře [11] . Lymfatický systém je nejdůležitějším subsystémem oběhového systému, který se skládá ze sítě lymfatických cév , lymfatických uzlin , orgánů , tkání a cirkulující lymfy . Tento subsystém je otevřený [12] . Jeho hlavní funkcí je odvádět lymfu, odvádět a vracet intersticiální tekutinu do lymfatických cest zpět do srdce pro návrat do oběhového systému. Další důležitou funkcí je spolupráce s imunitním systémem na zajištění ochrany proti patogenům [13] .
Krev zbavená kyslíku z horní a dolní duté žíly vstupuje do pravé srdeční síně a proudí přes trikuspidální chlopeň (pravá atrioventrikulární chlopeň) do pravé komory, ze které je pak pumpována přes plicní semilunární chlopeň do plicnice do plíce. V plicích probíhá výměna plynů , při které se z krve uvolňuje CO2 a vstřebává se kyslík. Plicní žíla vrací okysličenou krev do levé síně [10] .
Plicní oběhPlicní oběh je součástí kardiovaskulárního systému, ve kterém je krev zbavená kyslíku pumpována ze srdce přes plicní tepnu do plic a okysličená se vrací do srdce přes plicní žílu .
Krev zbavená kyslíku z horní a dolní duté žíly vstupuje do pravé síně a proudí přes trikuspidální chlopeň (pravá atrioventrikulární chlopeň) do pravé komory, ze které je pak pumpována přes pulmonální semilunární chlopeň do plicnice. V plicích probíhá výměna plynů , při které se z krve uvolňuje CO2 a vstřebává se kyslík. Plicní žíla vrací okysličenou krev do levé síně [10] .
Samostatný systém známý jako bronchiální oběh dodává krev do tkání velkých dýchacích cest plic.
Velký kruhSystémový oběh je část kardiovaskulárního systému, která vede okysličenou krev ze srdce přes aortu z levé komory, kde se dříve ukládala krev z plicního oběhu, do zbytku těla a vrací krev ochuzenou o kyslík zpět do srdce [10] .
Krevní cévy zahrnují tepny , žíly a kapiláry . Velké tepny a žíly, které přivádějí krev do srdce a ze srdce, jsou známé jako velké cévy [14] .
TepnyOkysličená krev vstupuje do systémového oběhu při výstupu z levé komory aortální chlopní [15] . První částí systémové cirkulace je aorta , masivní a tlustostěnná tepna. Aorta se ohýbá a větví, přivádí krev do horní části těla, prochází aortálním otvorem bránice v úrovni desátého hrudního obratle, vstupuje do dutiny břišní [16] . Větve aorty pak sestupují do břicha, pánve, hráze a dolních končetin [17] .
Stěny aorty jsou elastické. Tato elasticita pomáhá udržovat krevní tlak [18] . Jak se aorta větví na menší tepny, jejich elasticita se dále snižuje a roztažitelnost se zvyšuje [18] .
KapiláryTepny se větví do malých cév zvaných arterioly a následně do kapilár [19] . Kapiláry přivádějí krev do žilního systému [20] .
VídeňKapiláry se spojují do žilek , které se spojují do žil [21] . Žilní systém se odvádí do dvou hlavních žil: horní dutá žíla , která odvádí hlavně tkáně ležící nad srdcem, a dolní dutá žíla , která odvádí tkáně ležící pod srdcem. Tyto dvě velké žíly ústí do pravé síně [22] .
Portální žílyObecným pravidlem je, že tepny ze srdce se rozvětvují do kapilár, které se shromažďují v žíly, které vedou zpět do srdce. Výjimkou jsou portální žíly . U lidí je jediným důležitým příkladem jaterní portální žíla , která se spojuje s kapilárami kolem gastrointestinálního traktu , kde krev absorbuje různé produkty trávení; jaterní portální žíla nevede přímo do srdce, ale větví se do druhého kapilárního systému v játrech .
Koronární oběhSrdce je zásobováno kyslíkem a živinami prostřednictvím malé „smyčky“ systémového oběhu a z krve obsažené ve čtyřech komorách dostává velmi málo. Koronární oběhový systém zajišťuje přívod krve do samotného srdečního svalu. Koronární průtok krve začíná v blízkosti počátku aorty dvěma koronárními tepnami : pravou koronární tepnou a levou koronární tepnou. Po vyživení srdečního svalu se krev vrací koronárními žilami do koronárního sinu a z něj do pravé síně. Zpětnému toku krve jejím otvorem při systole síní brání pětislová chlopeň. Nejmenší srdeční žíly odtékají přímo do srdečních komor [10] .
Cerebrální oběhMozek má dvojí krevní zásobení: přední a zadní z předních a zadních tepen. Přední oběh se skládá z vnitřních karotid , zásobujících přední část mozku. Zadní oběh vzniká z vertebrálních tepen zásobujících zadní část mozku a mozkový kmen . Přední a zadní systém se spojí ( anastomóza ) v kruhu Willis .
Renální oběhRenální oběhový systém se skládá z mnoha specializovaných krevních cév a přijímá asi 20 % srdečního výdeje. Odbočuje z břišní aorty a vrací krev do vzestupné duté žíly.
Asi 98,5 % kyslíku ve vzorku arteriální krve od zdravé osoby dýchající vzduch za normálního atmosférického tlaku je chemicky vázáno na molekuly hemoglobinu . Asi 1,5 % je fyzikálně rozpuštěno v jiných krevních tekutinách. Hemoglobin je tedy hlavním přenašečem kyslíku u obratlovců [23] .
Oběhový systém je ohrožen mnoha nemocemi. Patří mezi ně řada kardiovaskulárních onemocnění , hematologická onemocnění postihující krev, jako je anémie , a lymfatická onemocnění postihující lymfatický systém [24] .
Nemoci, které postihují kardiovaskulární systém, se nazývají kardiovaskulární onemocnění.
Mnohá z těchto nemocí se nazývají „nemoci životního stylu“, protože se vyvíjejí v průběhu času a souvisejí s postojem člověka ke cvičení, dietě, kouření a dalším rysům životního stylu jednotlivce. Předchůdcem mnoha těchto onemocnění je ateroskleróza , při které se na stěnách středních a velkých tepen tvoří ateromatózní pláty. To může nakonec vést k ucpání nebo dokonce prasknutí tepny. Arteriální skleróza je také rizikovým faktorem pro akutní koronární syndromy , což jsou onemocnění charakterizovaná náhlým nedostatkem okysličené krve v srdeční tkáni. Ateroskleróza je také spojena s problémy, jako je tvorba aneuryzmatu nebo štěpení („disekce“) tepen [24] .
S tvorbou krevních sraženin souvisí další závažné kardiovaskulární onemocnění . Mohou se vyskytovat v žilách nebo tepnách. Hluboká žilní trombóza , která se vyskytuje nejčastěji na nohou, je jednou z příčin krevních sraženin v žilách nohou, zvláště když je člověk delší dobu imobilní. Tyto sraženiny mohou embolizovat , což znamená, že mohou cestovat na jiné místo v těle. To může mít za následek plicní embolii , přechodné ischemické ataky nebo mrtvici [24] .
Kardiovaskulární onemocnění mohou být i vrozená, jako jsou srdeční vady nebo trvalé poruchy prokrvení plodu, kdy nedochází ke změnám krevního oběhu, které by měly nastat po porodu. Ne všechny vrozené změny oběhového systému jsou spojeny s onemocněním, velký počet z nich jsou anatomické variace [24] .
Zatímco lidé, stejně jako ostatní obratlovci , mají uzavřený oběhový systém (což znamená, že krev nikdy neopustí síť tepen , žil a kapilár ), některé skupiny bezobratlých mají otevřený oběhový systém obsahující srdce, ale omezené krevní cévy. Nejprimitivnější, diploblastické typy organismů postrádají oběhové systémy.
Lymfatický systém je doplňkový oběhový systém, který se vyskytuje pouze u zvířat s uzavřeným oběhem. Jedná se o otevřený systém, který poskytuje další způsob návratu přebytečné intersticiální tekutiny do krve [5] .
U členovců je otevřený oběhový systém takový, ve kterém tekutina v dutině zvané hemocoel zásobuje orgány kyslíkem a živinami, bez rozdílu mezi krví a intersticiální tekutinou; tato kombinovaná tekutina se nazývá hemolymfa [25] . Svalové pohyby zvířete během lokomoce mohou pomoci přesunout hemolymfu, ale odklon toku z jedné oblasti do druhé je omezený. Když se srdce uvolní, krev se vrací do srdce otevřenými póry (otvory).
Hemolymfa vyplňuje celý vnitřní hemokoel těla a obklopuje všechny buňky . Hemolymfa se skládá z vody , anorganických solí (hlavně sodíku , chloridu , draslíku , hořčíku a vápníku ) a organických sloučenin (hlavně sacharidů , bílkovin a lipidů ). Hlavní molekulou přenašeče kyslíku je hemocyanin .
Hemolymfa obsahuje volně plovoucí buňky zvané hemocyty . Hrají roli v imunitním systému členovců.
Oběhové systémy všech obratlovců , stejně jako kroužkovců (jako jsou žížaly ) a hlavonožců ( chobotnice , chobotnice a jejich příbuzní), vždy udržují cirkulující krev uvnitř srdečních komor nebo krevních cév a jsou klasifikovány jako uzavřené , jako u lidí. . Nicméně systémy ryb , obojživelníků , plazů a ptáků vykazují různá stádia ve vývoji oběhového systému [26] .
U ryb má systém pouze jeden okruh, zatímco krev je pumpována přes kapiláry žaber do kapilár tělesných tkání. Toto je známé jako jednocyklová cirkulace. Srdcem ryby je tedy jen jedna „pumpa“ (skládající se ze dvou komor).
Obojživelníci a většina plazů používají duální oběhový systém, ale srdce není vždy rozděleno na dvě části. Obojživelníci mají tříkomorové srdce.
U plazů je interventrikulární přepážka srdce neúplná a plicní tepna je zásobena svěračem . To umožňuje použít druhou možnou cestu průtoku krve. Místo toho, aby krev proudila plicní tepnou do plic, může se svěrač stáhnout, aby odvedl tento krevní tok přes neúplnou mezikomorovou přepážku do levé komory a ven přes aortu. To znamená, že krev proudí z kapilár do srdce a zpět do kapilár, nikoli do plic. Tento proces je užitečný pro ektotermní (studenokrevné) živočichy k regulaci tělesné teploty.
U savců, ptáků a krokodýlů je srdce zcela rozděleno na dvě části a čtyři komory; předpokládá se, že čtyřkomorové srdce ptáků a krokodýlů se vyvinulo nezávisle na srdci savců [27] . Duální oběhové systémy umožňují obnovení krevního tlaku po návratu z plic, čímž se urychluje dodávka kyslíku do tkání.
Některé druhy postrádají oběhový systém, včetně plochých červů . Jejich tělesná dutina nemá výstelku ani vnitřní tekutinu. Místo toho svalový hltan vede k vysoce rozvětvenému trávicímu systému , který usnadňuje přímou difúzi živin do všech buněk. Dorzoventrálně zploštělý tvar těla ploštěnce omezuje vzdálenost jakékoli buňky od trávicího systému nebo vnějšího prostředí. Kyslík může difundovat z okolní vody do buněk a oxid uhličitý může difundovat ven. Každá buňka je tedy schopna přijímat živiny, vodu a kyslík bez potřeby transportního systému.
Některá zvířata, jako jsou medúzy , mají rozsáhlejší větve z gastrointestinální dutiny (která funguje jak jako místo trávení, tak jako forma oběhu), toto větvení umožňuje tělním tekutinám dostat se do vnějších vrstev, když trávení začíná ve vnitřních vrstvách.