Содержание

Кровеносная система млекопитающих

 

 

Сердце, как и у птиц, четырехкамерное, причем левый желудочек гонит кровь по большому кругу кровообращения и имеет (как и у птиц) значительно более толстые стенки, чем правый, который гонит кровь по малому кругу. Однако в противоположность сердцу птиц правый атриовентрикулярный клапан — перепончатый и делится на три створки, тогда как левый — на две.

 

Артерии большого круга. Аорта, как и у птиц, отходит от левого желудочка, но потом заворачивает влево. Как и всегда, она тянется назад под позвоночником, отсылая от себя сосуды к внутренним органам и разделяясь в области таза на две подвздошные артерии, которые продолжаются в задние конечности в виде бедренных артерий. Первый сосуд, который отходит от дуги аорты, носит название безымянной артерии (arteria innominata). Обычно она тотчас же по отхождении делится на 3 ствола: правую подключичную артерию (subclavia dextra), правую сонную (carotis dextra) и левую сонную артерии (carotis sinistra).

Но часто левая сонная артерия кролика отходит самостоятельно от аорты, так что безымянная артерия делится только на 2 большие ветки. Правая подключичная артерия идет в соответствующую переднюю конечность, а сонные артерии — в голову, где каждая из них делится на 2 ствола: внутреннюю сонную и наружную сонную артерии. Вблизи основания безымянной артерии от дуги аорты отходит самостоятельным стволом левая подключичная артерия (subclavia sinistra), направляющаяся в левую переднюю конечность. Проходя через грудной отдел., аорта дает ряд ветвей: межреберные артерии, кишечную, переднюю брыжеечную, к половым органам, к почкам, заднюю брыжеечную, на своем заднем конце распадается на две подвздошные артерии, между которыми располагается хвостовая артерия.

 

 

Схема строения легочных пузырьков млекопитающего (по Гиндце). На левом осталась только сеть капиллярных сосудов, на правом — вскрытый пузырек без сосудов:

1 — бронх, 2 — артерия, 3 — вена

 

Вены большого круга. Венозная кровь из задних конечностей собирается в парные бедренные вены (v. femoralis), которые в области таза сливаются в заднюю полую вену. Таким образом, у кролика, как и у всех млекопитающих, воротная система почек атрофирована. Задняя полая вена, направляясь к сердцу, тянется вдоль позвоночника и принимает в себя ряд вен, идущих от стенок тела и внутренних органов, а вблизи ее впадения в правое предсердие в нее впадают две печеночные вены. Венозная кровь от внутренних органов (кишечника, желудка, селезенки) собирается в воротную вену, которая, как и у всех позвоночных, распадается в печени на капилляры, образуя воротную систему печени; капилляры печени вновь соединяются в уже упомянутые печеночные вены. Венозная кровь из передней части тела собирается в парные передние полые вены — правую и левую, которые тоже впадают в правое предсердие. Каждая из них слагается из соответствующей подключичной вены, несущей кровь из передней конечности, и яремной, собирающей кровь из головы.

 

Сосуды малого круга. От правого желудочка, как и у всех амниот, отходит общая легочная артерия, разделяющаяся на правую и левую легочные артерии, идущие к соответствующим легким. Из каждого легкого кровь собирается в 2 легочные вены, которые затем сливаются, образуя одну правую и одну левую легочные вены, впадающие в левое предсердие общим отверстием.

 

Красные кровяные тельца млекопитающих отличаются от соответствующих телец всех прочих позвоночных тем, что в сформированном состоянии лишены ядер.

 

 

Кровеносная система кролика (по Паркеру):

1 — правое предсердие, 2 — правый желудочек, 3 — легочная артерия, 4 — левое предсердие, 5 — левый желудочек, 6 — дуга аорты, 7 — безымянная артерия, 8 — правая подключичная артерия, 9 — правая общая сонная артерия, 10 — левая общая сонная артерия, 11 — внутренняя сонная артерия, 12 — внешняя сонная артерия, 13— левая подключичная артерия, 14 — межреберные артерии, 15 — спинная аорта, 16 — правая почечная артерия, 17 — левая почечная артерия, 18 — левая общая подвздошная артерия, 19 — наружная подвздошная артерия, 20 — бедренная артерия, 21 — хвостовая артерия, 22 — правая бедренная вена, 23 — задняя полая вена, 24 — печеночная вена, 25 — наружная яремная вена, 26 — внутренняя яремная вена, 27 — подключичная вена, 28 — правая передняя полая вена, 29 — левая передняя полая вена, 30 — легочные вены

Еще интересные статьи по теме:

Кровеносная система насекомых | справочник Пестициды.

ru

Строение кровеносной системы

У насекомых кровеносная система имеет существенные отличия по строению от аналогичной системы органов других животных, стоящих на более высоких ступенях эволюционной лестницы. Самое главное из них заключается в том, что она незамкнутая, то есть, гемолимфа циркулирует не по закрытой сети артерий, вен и капилляров, а заполняет внутреннюю полость тела, изливается между органами и лишь частично проходит через сосуды.[1]

Главным структурным образованием кровеносной системы является спинной сосуд – крупная мышечная трубка, которая находится ближе к дорсальной части тела, в перикардиальном синусе.[1] Перикардиальный синус – это часть полости тела, отделенная от ниже лежащих органов спинной (верхней) мышечной диафрагмой. Помимо сосуда, в ней располагаются элементы жирового тела.

[3] Спинной сосуд фиксирован к спинным склеритам при помощи коротких тяжей.[1]

Сердце насекомого, схема, поперечный срез тела

Сердце насекомого, схема, поперечный срез тела

1 – тергит, 2 – сердце, 3 – верхняя диафрагма,

4 – клетки жирового тела, 5 – перикардиальные клетки

Использовано изображение:[4]

В спинном сосуде выделяют две части:

Сердце обычно проходит через все брюшко. Вокруг него могут находиться так называемые перикардиальные клетки, которые обладают способностью улавливать и накапливать в себе вещества, поступившие извне, например, хлорофилл, гемоглобин и др.

[1]

Сердце достаточно длинное и состоит из нескольких камер, которые у живого насекомого пульсируют и прогоняют через себя кровь. Каждому сегменту тела, на протяжении которых расположен орган, обычно соответствует одна камера. «Своей» камеры, как правило, нет только у первого брюшного сегмента, так как в этом месте располагается переход в аорту. В аорте камер нет, она представлена простым трубчатым образованием.[3]

В каждой из камер сердца имеется пара отверстий, называемых устьицами, или остиями. Через них в сердце попадает кровь, и они же (вернее, из загнутые мембранозные края) могут выполнять функцию ограничителей, не дающих крови уходить в «неправильном» направлении. В этом смысле их можно сравнить с клапанами сердца млекопитающих, также обеспечивающими ток крови в определенном направлении. [1][2]

Передняя часть сердца не замкнута, а задний конец слепо оканчивается. Непосредственно под этим органом, частично образуя его нижнюю стенку, находятся парные пучки мышц треугольной формы. Их называют крыловидными мышцами, они связаны с нижней стенкой сердца и входят в состав верхней мышечной диафрагмы тела насекомых.[1]

Аорта расположена кпереди от сердца, она обычно имеет меньший диаметр и располагается в грудном отделе тела, начинаясь в первом брюшном сегменте и продолжаясь по направлению к голове. У большинства насекомых она более или менее прямая, но, к примеру, у Пчел образует 18 плотно сложенных петель.[3]

Утолщения оснований усиков богомола – место расположения пульсирующих органов

Утолщения оснований усиков богомола – место расположения пульсирующих органов

Использовано изображение:[6]

Кровообращение

Через остии (устьица) кровь всасывается в камеры сердца. Это возможно благодаря пульсации самих камер и сокращению мышц диафрагм (как верхней, так и нижней). Во время пульсации происходит перемещение потока гемолимфы в направлении сзади наперед (еще одно отличие от высших животных, у которых кровь движется по телу преимущественно спереди назад).[1][2]

Момент, когда камеры сердца находятся в расслабленном состоянии, называется диастолой, а их сокращение носит название систолы. Во время диастолы кровь входит в камеры, в систолу из них выталкивается. Внутри спинного сосуда создается положительное давление, которое раскрывает передние клапаны сердца, закрывает задние и продвигает кровь в нужном направлении.[1]

Аорта проводит гемолимфу по направлению к голове; там сосуд заканчивается, и гемолимфа свободно изливается в полость головы. Затем она снова переходит в полость тела, распространяясь между органами в направлении к заднему концу тела. После гемолимфа снова всасывается устьицами и возвращается в сердце. [1]

В придатки тела – усики, ноги, крылья и т.д. – кровь проходит с трудом. Для того, чтобы облегчить этот процесс, в организме насекомых появилось новообразование – дополнительные (местные) пульсирующие органы. Это как бы «мини-сердца», расположенные у основания того или иного придатка и при помощи мышечных волокон перекачивающие гемолимфу. Например, у многих Прямокрылых у основания усиков имеются утолщения: как раз в них и расположены местные пульсирующие органы, выглядящие в виде ампул. (фото) В других случаях эти структуры могут быть представлены мембранозными образованиями большой протяженности.

[1]

Функции кровеносной системы насекомых

В организме животных главной функцией кровеносной системы является доставка к органам кислорода, который переносят клетки крови. У большинства насекомых гемолимфа не выполняет дыхательной функции, так как кислород непосредственно доставляется к тканям через трахеи. Однако, благодаря движению крови, становится возможным:

  • Доставлять клеткам питательные вещества. Простые молекулы питательных веществ, образующиеся в кишечнике при расщеплении пищевых частиц, усваиваются и переходят в кровь, с которой, благодаря работе сердца, разносятся по всему телу и поступают в ткани.[3]
  • Освобождать организм от растворимых продуктов обмена веществ, в первую очередь, продуктов азотистого обмена. Из движущейся гемолимфы мочевая кислота и другие образования эффективнее фильтруются мальпигиевыми сосудами.
  • Осуществлять защитную функцию. При ранениях дефекты покровов «затыкаются» пробками из клеток гемолимфы-гемоцитов. Это было бы невозможно, если бы жидкость в теле насекомого находилась без движения.[3]
  • беспечивать работу иммунитета. Перемещение по телу гемоцитов, отвечающих за иммунную защиту, дает возможность реагировать на возникшие угрозы в виде заражения бактериями или проникновения в организм паразитов.[3]
Личинки комара Culex

Личинки комара Culex

Использовано изображение:[5]

Особенности кровеносной системы насекомых

У некоторых насекомых (например, у личинки комара Culex (фото) существуют дополнительные «фрагменты» кровеносного русла: кровяные жабры. Это выступы тела в виде лепестков, заполненные гемолимфой. У указанного насекомого они находятся на стенках задней кишки и снаружи не видны. Раньше считалось, что они, подобно трахейным жабрам, путем диффузии получают кислород, который с кровью разносится к тканям. Оказалось, что это не так. Кровяные жабры, во-первых, всасывают воду, а во-вторых, они способны усваивать из окружающей среды ионы NaCl. Таким образом, их функция – в поддержании водно-электролитного обмена в организме водных насекомых.[3]

В животном мире существует правило: чем меньше размер живого существа, тем чаще у него происходят сердечные сокращения. Среди насекомых это правило часто нарушается. Число сердечных сокращений у них может быть различным и в большой степени зависит от действия внешней среды, вида, «возраста» и, конечно же, физиологического состояния особи. В среднем, оно может колебаться от 15-30 до 150 ударов в минуту. Для сравнения, сердце человека бьется с частотой 60-80 в минуту.[1][2]

Близкие статьи

 


Ссылки

Раздел: Строение насекомых

Тема: Внутреннее строение насекомых

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:

1.

Бей-Биенко Г.Я. Общая энтомология. — 3-е издание., доп.— М.: Высш.школа, 1980. — 416 с.,ил.

2.

Бондаренко Н.В., Поспелов С.М., Персов М.П. — Общая и сельскохозяйственная энтомология. — М.: Колос, 1983.-416 с.

3.

Шванвич Б.Н. Курс общей энтомологии. — М.Л. Советская наука. 1949.—900 с., ил.

Изображения (переработаны):

4.

Шванвич Б.Н. Курс общей энтомологии. — М.Л. Советская наука. 1949.—900 с., ил. Иллюстрации из книги. ©

5.6. Свернуть Список всех источников

Кровеносная и дыхательная система млекопитающих | Биология. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест

Раздел:

Класс Млекопитающие

Кровеносная система млекопитающих включает четырехкамерное сердце. Поэтому венозная и артериальная кровь у них, как и у птиц, не смешиваются (рис. 244). Это вместе с совершенными механизмами теплорегуляции обеспечивает теплокровность.

Дыхательная система млекопитающих состоит из дыхательных путей и легких (рис. 245). Дыхательные пути начинаются носовой полостью, открывающейся наружу парными ноздрями. Они также включают носоглотку, гортань (в которой расположены голосовые связки), трахею и парные бронхи. Бронхи заходят в губчатые легкие и разветвляются на мелкие бронхиолы. Бронхиолы образуют альвеоляр­ные ходы, заканчивающиеся мелкими пузырьками — альвеолами. Стенки альвеол оплетены капиллярами. Благодаря большому коли­честву альвеол значительно возрастает площадь поверхности, через которую происходит газообмен.

В дыхательных движениях принимают участие диафрагма, межреберные мышцы и мышцы, образующие стенку брюшной полости. Интенсивность дыхательных движений зависит от размеров животного, а также его функционального состояния. Чем меньше размеры живот­ного, тем больше дыхательных движений оно осуществляет за единицу времени.

Рис. 244. Материал с сайта http://worldofschool.ru Кровеносная система млекопитающих
Рис. 245. Дыхательная система млекопитающих

Для кровеносной и дыхательной системы большинства млекопитающих характерно:

  • дышат исключительно атмосферным воздухом, хорошо развиты дыхательные пути и легкие;
  • сердце четырехкамерное;
  • теплокровные животные.
На этой странице материал по темам:

  • Тест по теме дыхательная пищеварительная кровеносная системы млекопитающих

  • Выделительная система птиц

  • Доклад дыхательная система рыб краткий доклад

  • Краткое объяснение по теме млекопитающие и их дызательная система

  • Рассказ на тему дыхательная система у млекопитающих

Вопросы по этому материалу:

  • Как у млекопитающих осуществляются дыхательные движения?

  • Благодаря чему млекопитающие сохраняют по­стоянную температуру тела, независимо от ее колебаний во внешней среде?

Кровеносная и дыхательная системы млекопитающих.

Органы, образующие кровеносную систему млекопитающих

В нашей статье мы рассмотрим кровеносную систему млекопитающих, ее составные части и особенности функционирования. Для всех живых организмов она имеет важнейшее значение. Это осуществление газообмена, транспорт питательных веществ, формирование иммунитета и поддержание гомеостаза. Благодаря каким особенностям возможны такие сложнейшие функции?

Кто такие млекопитающие

Млекопитающие животные обладают рядом систематических признаков. Прежде всего, это выкармливание детенышей молоком, которое выделяется специализированными железами самок. Все млекопитающие имеют конечности, которые располагаются под туловищем, и волосяной покров, периодически меняющийся во время линьки. В коже данных животных содержатся не только молочные, а также потовые, сальные и пахучие железы. Млекопитающие являются исключительно теплокровными организмами, что обеспечивается особенностями именно кровеносной системы.

Строение кровеносной системы млекопитающих

Самые прогрессивные черты строения органов кровообращения среди позвоночных имеют представители именно класса Млекопитающие. Она включает четырехкамерное сердце и замкнутую систему сосудов. Свои функции кровь способна выполнять благодаря непрерывному движению. Поэтому органы, образующие кровеносную систему у млекопитающих, в основном образованы мышечной тканью. И сердце не является исключением.

Это полый мышечный орган, состоящий из четырех камер: двух предсердий и желудочков. Эти отделы разделены полными перегородками и сообщаются при помощи клапанов. По этой причине венозная и артериальная кровь никогда не смешиваются, что вместе с совершенными механизмами терморегуляции обусловливает теплокровность млекопитающих.

Что такое теплокровность

Теплокровными называют животных, температура тела которых не зависит от окружающей среды. К этой группе принадлежат птицы и млекопитающие, в том числе и человек. Почему остальные животные не обладают данным прогрессивным признаком? Все дело в строении сердца. Рассмотрим этот вопрос, сравнив представителей разных систематических единиц. Так, кровеносная система млекопитающих и пресмыкающихся имеет существенные отличия. Сердце последних состоит из трех камер, между которыми находится неполная перегородка. Она лишь частично препятствует смешиванию венозной и артериальной крови. Поэтому все пресмыкающиеся — холоднокровные и вынуждены переживать период зимовки на дне водоемов, в почве и других убежищах.

Два круга кровообращения

Кровеносную систему млекопитающих образуют и сосуды. По ним происходит движение крови. Из сердца выходят артерии, самая крупная из которых называется аортой. Далее они разветвляются и переходят в капилляры. Это самые мелкие сосуды. Капиллярная сеть собирается в венулы. Постепенно они увеличиваются в диаметре. Так формируются вены, которые несут кровь в сердце.

Кровеносная система млекопитающих образует два круга кровообращения. Малый проходит только через легкие. Он начинается в правом желудочке и несет кровь по артериям, капиллярам и венам этого органа к левому предсердию. В результате кислород из воздуха, содержащегося в легких, переходит в кровь, а углекислый газ — в обратном направлении. Большой круг кровообращения начинается в левом желудочке и, проходя через сосуды всех органов тела, несет кровь к правому предсердию.

Состав крови

Кровеносная система млекопитающих не смогла бы осуществлять свои функции без особой жидкой ткани, которая циркулирует по системе сосудов. Она называется кровью. Основу этой ткани составляет межклеточное вещество — плазма. В нем находятся форменные элементы трех видов, каждый из которых выполняет свои функции. Плазма переносит от тканей к органам выделения конечные продукты обмена, избыток жидкости и солей. Поскольку основу крови составляет вода, имеющая высокую теплоемкость, она поддерживает стабильную температуру тела млекопитающих животных.

Эритроциты осуществляют газообмен, транспортируя кислород и углекислый газ. Эти клетки также обусловливают красный цвет крови, поскольку содержат железо. Лейкоциты формируют иммунитет организмов. Они внутриклеточно переваривают чужеродные частицы путем фагоцитоза. Тромбоциты обеспечивают процесс свертывания крови. Это сложный химический процесс превращения белков в нерастворимую форму. Благодаря этому организм защищен от потери крови. Но осуществление всех этих жизненно важных функций возможно только при совокупной деятельности данных клеток, сердца и сосудов.

Особенности дыхательной системы

Кровеносную систему млекопитающих анатомически и функционально связывают с дыхательной. Последняя представлена у млекопитающих воздухоносными путями и легкими. Первые состоят из последовательно соединенных носовой полости, носоглотки, гортани, трахеи и двух бронхов. Они покрыты легкими, которые содержат большое количество мельчайших пузырьков — альвеол, оплетенных густой сетью капиллярных сосудов. Именно в альвеолах происходит газообмен. Дыхание млекопитающих — сложный процесс. В его осуществлении участвуют межреберные мышцы, стенки брюшной полости и диафрагма.

Взаимосвязь кровеносной и дыхательной систем млекопитающих

Кровеносная и дыхательная системы млекопитающих тесно взаимосвязаны. При вдохе кислород поступает по дыхательным путям в альвеолы легких. Отсюда он проникает в капилляры. Поступая в кровь, кислород присоединяют эритроциты. Эти клетки вместо ядер содержат особое вещество, которое называется гемоглобином. Он состоит из белка и железосодержащего соединения — гема. Этот химический элемент образует нестойкое соединение с кислородом. С током крови эритроциты переносят его по всему телу. Отдавая кислород, они присоединяют углекислый газ, который снова поступает в легкие. С выдохом этот продукт обмена удаляется из организма.

Итак, кровеносную систему млекопитающих образует сердце и сосуды. Она имеет замкнутый тип. Прогрессивными чертами строения данной системы является наличие четырех камер сердца и полной перегородки между ними. Это обусловливает теплокровность млекопитающих. С кровеносной анатомически и функционально связана дыхательная система. Она состоит из воздухоносных путей и легких. Только благодаря согласованной деятельности этих систем осуществляется дыхание млекопитающих на клеточном, тканевом и организменном уровнях.

Урок по биологии на тему «Пищеварительная, дыхательная и кровеносная системы млекопитающих» (8 класс)

План-конспект учебного занятия по биологии, 8 класс

Тема: Пищеварительная, дыхательная и кровеносная системы млекопитающих

Цель: Создать условия для активной познавательной деятельности учащихся по изучению особенностей строения пищеварительной, дыхательной и кровеносной системы млекопитающих

Задачи:

а) образовательные:

формировать знания об особенностях строения пищеварительной, дыхательной и кровеносной системах млекопитающих;

научить распознавать органы и системы органов млекопитающих на рисунках, схемах;

закреплять умение находить черты сходства и отличия системы органов млекопитающих с другими классами позвоночных животных.

б) развивающие:

развивать умения работать с текстом учебника, составлять схемы и таблицы на основании текста учебника, анализировать полученные данные, делать выводы; развивать коммуникативные навыки работы в группах.

в) воспитательные:

способствовать формированию культуры взаимоотношений при групповой форме работы.

Тип урока: урок изучения нового материала

Средства обучения: учебное пособие, презентация, видеофрагмент, лист заданий.

Прогнозируемый результат урока: предполагается, что к концу урока учащиеся будут иметь представления об особенностях строения пищеварительной, дыхательной и кровеносной системах млекопитающих; будут распознавать органы и системы органов млекопитающих на рисунках, схемах; будут знать черты сходства и отличия систем органов млекопитающих от других классов позвоночных животных.

Ход урока

I. Организация начала урока

Приветствие, создание доброжелательной атмосферы

– Здравствуйте, ребята! Сегодня у нас с Вами необычный урок. А в чем его необычность, попытайтесь ответить, разгадав слайд «Где логика?».

СЛ. 1 Обратите внимание на рисунок с учащимися, я надеюсь, что на нашем уроке вы также будете в таком же настроении и также будете активны на уроке.

II. Мотивация учебной деятельности

СЛ. 2 Предлагаю Вашему вниманию следующий слайд «Где логика?» В чем здесь смысл слайда?

– Мы изучаем тип Хордовые, изучили надкласс Рыбы, классы Земноводные, Пресмыкающиеся, Птицы, начали изучать класс Млекопитающие.

III. Подготовка учащихся к усвоению, актуализация опорных знаний

Введение в тему. Создание проблемной ситуации. Сообщение темы урока.

Прием «4 угла»:

В кабинете развешаны слова «Класс Земноводные», «Класс Пресмыкающиеся», «Класс Птицы», «Класс Млекопитающие ???». Приложение 1.

– Ребята, давайте повторим с Вами признаки изученных классов. На столах у вас лежит признак определенного класса, определите к какому классу он относится и подойдите к табличке с указанным классом.

На столах у каждого учащегося лежат листочки с признаками пищеварительной, дыхательной и кровеносной систем классов позвоночных животных: нужно определить признак класса и подойти к определенному слову. Слово Млекопитающие записано с вопросительными знаками. 4 учащихся собираются возле этого слова, так как указанные признаки не подходят к изученным ранее классам. Приложение 2

На обратной стороне: цифры – должны совпасть.

СЛ. 3-4 Определяется принадлежность указанных признаков к системам, выводится тема урока и осуществляется целеполагание.

Прием «Подводящий диалог».

– Почему класс Млекопитающие – с ??? Ребята, какие признаки мы не изучали? Все признаки, которые мы повторили, относятся к каким системам? Как вы думаете, какова тема урока? Какие цели урока мы можем сформулировать?

СЛ. 5 Где логика?

– Где вам могут пригодиться полученные знания? Данные знания могут пригодиться людям каких профессий?

IV. Изучение нового материала.

– Ребята, мы с вами изучали кровеносную систему птиц. Я предлагаю Вам посмотреть Видеосюжет «Кровеносная система млекопитающих». На карточках «Строение сердца млекопитающих» (скреплены стиплером 2 карточки) пометьте, что Вы уже знали, что Вы можете самостоятельно отметить в строении сердца, что для Вас явилось новым. Приложение 3

Обсуждение видеосюжета «Кровеносная система»

Знали:

  • Сердце четырехкамерное: 2 предсердия, 2 желудочка;

  • Кровь полностью разделена на артериальную и венозную;

  • Есть большой и малый круг кровообращения.

  • Левая часть сердца заполняется чистой артериальной кровью, которая поступает из легких в левое предсердие.

Новое?: левая дуга аорты.

Откройте карточки и сравните свои записи с правильными.

Кто заметил ошибку в видеосюжете?

Презентация СЛ. 6 Обсуждение слайда – кровообращение:

Сл. 6 Тренажер Рассказать строение кровеносной системы млекопитающих.

Сл. 7 Физкультминутка – 1 мин — гимнастика для глаз презентация.

V. Первичная проверка усвоения знаний

Работа в группах по карточкам: Приложение 4

Класс Млекопитающие – Пищеварительная и дыхательная система.

По рядам – 1 вариант – пищеварительная, 2 вариант – дыхательная. В парах доработать таблицу.

По группам (4 человека – продумать вопросы):

1 группа – Кровеносная система

2 группа — Пищеварительная система

3 группа – Дыхательная система

4 группа – на выбор по любой системе

СЛ. 8-9 Сравнивать со слайдом на презентации «Строение дыхательной и пищеварительной систем млекопитающих». Разобрать дополнительные признаки (вернуться, какие признаки млекопитающих мы выделили в начале урока?) На рисунках – Диафрагма – с.181 (1 абз.) — плоская мышечная перегородка, которая делит полость тела на грудную и брюшную части.

Элемент здоровьесберегающих технологий.

СЛ. 10

– Ребята, я снова хочу показать вам слайд «Где логика?»

Молоко. Поговорить о пользе грудного молока (нет ничего полезнее материнского молока – содержит необходимый набор веществ: белки, жиры, углеводы; витамины) и пользе грудного вскармливания.

VI. Первичное закрепление знаний

Работа на компьютерах – сложить пазлы кровеносной, дыхательной, пищеварительной систем, подписать название органов.

VII. Контроль и самопроверка знаний

Выполнение теста на компьютерах.

– А сейчас я предлагаю Вам проверить как вы усвоили материал на уроке. Предлагаю вам выполнить тест, в котором есть как ранее изученная информация, так и та что мы изучили сегодня. Попробуйте выполнить тест, посмотрите какие знания у вас западают, кто согласен с выставленной отметкой по тесту, я выставлю в дневник.

VIII. Подведение итогов урока. Рефлексия

IX. Информация о д.з.

§ 48. Творческое: подготовить сообщение – презентацию об особенностях пищеварительной, дыхательной, кровеносной систем 2-3 представителей (на свой выбор) класса Млекопитающие (прислать по электронной почте).

Приложение 1

Картинки

Класс Земноводные

Класс Пресмыкающиеся

Класс Птицы

Класс Млекопитающие ???

Приложение 2

Сердце трехкамерное: 2 предсердия, 1 желудочек

1

Органами дыхания являются легкие и кожа. Легкие – парные тонкостенные мешки со слабой ячеистой внутренней поверхностью

1

Сердце трехкамерное: 2 предсердия, 1 желудочек – есть неполная продольная перегородка, которая частично препятствует смешиванию артериальной и венозной крови

3

Зубами пища не пережевывается, а лишь удерживается.

Большинство глотают добычу целиком.

Для активного переваривания пищи необходима высокая температура

3

Легкие имеют ячеистое строение, длинные трахеи и бронхи

3

Сердце четырехкамерное:

2 предсердия, 2 желудочка; правая дуга аорты

2

Есть зоб, в котором корм накапливается и размягчается под действием жидких выделений стенок зоба.

2

Желудок состоит из двух отделов – железистого и мускульного

2

Задний отдел кишечника короткий, непереваренные остатки не задерживаются и удаляются через клоаку.

2

Потребляют большое количество пищи, за счет постоянной и высокой температуры тела

2

Легкие малы, компактны, напоминают губку. Имеют выросты – воздушные мешки.

2

Характерно двойное дыхание

2

В нижней части трахеи расположен голосовой аппарат, благодаря которому можно петь

2

Сердце четырехкамерное:

2 предсердия, 2 желудочка; левая дуга аорты

4

Зубы дифференцированы на резцы, клыки и коренные

4

Непереваренные остатки пищи поступают в толстый отдел кишечника, где обезвоживается и затем через анальное отверстие выводятся наружу

4

Легкие имеют легочные пузырьки – альвеолы

4

Приложение 3

Знали:

Новое:

Приложение 4

Класс Млекопитающие

Пищеварительная и дыхательная система

рот

Дыхательная

носовая полость

Приложение 5

Презентация урока «Пищеварительная, дыхательная и кровеносная системы млекопитающих»

Эволюция кровеносной системы.

Кровь.

Эволюция кровеносной системы. Кровь.

Цель:

Проследить эволюцию кровеносной системы от кольчатых червей до млекопитающих;

Выявить усложнения кровеносной системы в процессе эволюции;

Изучить состав крови и ее функции.

Задачи:

Образовательная: 

Учащиеся должны знать состав и функции крови;

Иметь представления об усложнении кровеносной системы в процессе эволюции;

Понимать взаимосвязь строения и функций кровеносной системы.

Развивающая: 

Развитие логического мышления о ходе эволюции кровеносной системы;

Умение наблюдать, сравнивать, делать выводы, систематизировать знания о взаимосвязи строения и функций сердца;

Активизировать познавательную деятельность учащихся через разные формы организации работы на уроке.

Воспитательная: 

Продолжить развитие коммуникативного умения работать в группах;

Умение выражать свою мысль;

Применять свои знания на практике;

Формирование правильного восприятия окружающей природы

Оборудование: таблицы “Схема кровообращения позвоночных животных”, “Сердце”, изображения рыбы, лягушки, ящерицы, птицы, млекопитающего и схемы строения сердца позвоночных животных.

Учитель: Какую общую тему мы изучаем?

Ученик: Эволюция строение и функций органов и их систем

Учитель: Что такое эволюция?

Учащиеся: Эволюция – это историческое развитие органического мира.

Учитель: При изучении многообразия животного мира, перед нами разворачивалась картина постепенного развития животных от низших к высшим, они становились всё более сложными по строению, образу жизни, поведению. Вместе с совершенствованием их строения развивались и функции тканей, органов

Слайд №1 -родословная животного мира

Учитель: Эволюцию, каких органов и систем органов мы изучили?

Ученики: Покровы тела, опроно-двигательная система, способы передвижения, органы дыхания, органы пищеварения)

Учитель: Какую функцию выполняет дыхательная система?

Ученик: доставка кислорода клеткам, газообмен.

Ученик: Какую функцию выполняет пищеварительная система?

Ученик: поступление и переваривание питательных веществ необходимых для роста и развития, являющихся источником энергии

Учитель: Знаете ли вы как доставляется питательные вещества и кислород к тканям и клеткам?

Ученики: с помощью кровеносной системы, крови

Учитель: Вот это и будет предметом нашего с вами разговора на данном уроке.

(Сообщение темы урока.)

Слайд №2- Эволюция кровеносной системы. Кровь.

Давайте определим цель нашего урока.

Слайд№3- Цель урока

Учитель: Все ли организмы имеют кровеносную систему?

Простейшие, губки, кишечнополостные черви с диаметром тела до 1 мм КС не имеют. Процессы жизнеобеспечения (газообмен, питание и выделение) каждая клетка осуществляет самостоятельно.

Рассмотрите предложенные иллюстрации животных в печатной тетради и вспомните, у кого впервые в процессе эволюции появилась кровеносная система? Назовите систематическую группу этих животных

Ученики: У кольчатых червей.

Учитель: Учащиеся класса разбиты на 4 группы. Каждая группа подготовила сообщение об отдельных этапах эволюции кровеносной системы

Слайд 4 – кровеносная система дождевых червей, Моллюсков, Членистоногих

Выступление учащихся 1 группы – Эволюция кровеносной системы кольчатых червей и Моллюсков и Членистоногих

Впервые кровеносная система в примитивном виде появляется у кольчатых червей Она образована спинным и брюшным кровеносными сосудами, соединенными между собой кольцевыми сосудами. Кровь движется по спинному сосуду к головному концу, а по брюшному — к хвостовому. Кровь постоянно находится в кровеносных сосудах и не изливается в полость. Такая кровеносная система называется замкнутой.

Кровеносная система моллюсков и членистоногих незамкнутая. Кровь выливается в специальную полость тела, непосредственно омывает внутренние органы, а затем снова собирается в сосуды.

Учитель: проанализируем КС кольчатых червей

Она у них замкнутого типа, т. е кровь движется только по сосудам и не выливается в полость тела, и состоит из спинного и брюшного сосудов, соединенных между собой кольцевыми сосудами.

Капилляры – самые мельчайшие кровеносные сосуды.

Учитель: Для моллюсков, членистоногих характерна незамкнутая КС. Что это значит?

Ученики: Кровь выливается в специальную полость тела, непосредственно омывает внутренние органы. а затем снова собирается в сосуды.

Учитель: Назовите основные органы, образующие кровеносную систему Моллюсков и Членистоногих.

Учении: сосуды и сердце

Учитель: Сердце – специальный орган, обеспечивающий движение крови.

Учитель: Какие типы КС вам известны?

Ученики: Замкнутая и незамкнутая

Вывод: Какая КС у простейших и беспозвоночных животных?

Увеличение размеров тела приводит к изоляции центральных клеток от стенок тела, поэтому необходима кровеносная система как транспорт. Эволюция кровеносной системы у беспозвоночных идет от появления сосудов до появления сердца и незамкнутой кровеносной системы

Учитель: У позвоночных животных, к которым относятся рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие, кровеносная система устроена по единому плану и характеризуется дальнейшим усложнением строения

Слайд №5 Кровеносная система Ланцетника и рыб

Выступление учащихся 2 группы – Эволюция кровеносной системы Ланцетника и Рыб

Учитель: Давайте проследим, каким образом изменялась кровеносная. система хордовых с усложнением организма.

Ланцетник.

У всех хордовых, начиная с ланцетника, кровеносная система замкнутая. У ланцетника сердце отсутствует. Кровь движется благодаря сокращению стенок переднего отдела брюшного кровеносного сосуда.

Кровеносная система позвоночных животных в дальнейшем усложняется. Так у рыб, система замкнутых кровеносных сосудов,

Образует один круг кровообращения

Сердце рыб двухкамерное.

Учитель: Что изменилось в кровеносной системе у рыб?

— 1 круг кровообращения;

— сердце, состоящее из 2-х камер: предсердие и желудочек.

В какой части тела расположено сердце?

-Передней части тела на брюшной стороне.

Артерии – это сосуды, по которым кровь течёт от сердца.

Вены — это сосуды, по которым кровь течёт к сердцу.

Капилляры — тонкие трубочки со стенками из одного слоя клеток.

От желудочка сердца отходит крупный кровеносный сосуд – аорта, которая разветвляется на артерии, по которым кровь течёт к жабрам, где происходит газообмен.

Что происходит с кровью по ходу движения?

Венозная кровь превращается в артериальную, по артериям направляется к органам. В органах также происходит газообмен, в результате артериальная кровь возвращается по венам в предсердие сердца. В сердце у рыб кровь венозная

Артериальная кровь — кровь, насыщенная кислородом.

Венозная кровь – кровь, насыщенная углекислым газом

Учитель: На схемах и рисунках, артериальную кровь обозначают красным цветом, а венозную — голубым. Но это не значит, что венозная кровь голубого цвета. На самом деле, она тоже красная, но темнее артериальной.

Вывод по КС рыб

— 1 круг кровообращения;

— сердце, состоящее из 2-х камер: предсердие и желудочек.

Слайд№ 6 Кровеносная система Земноводных и Пресмыкающихся

Выступление учащихся 3 группы

Земноводные

-У земноводных и пресмыкающихся происходит дальнейшее усложнение кровеносной системы. В связи с наземным образом жизни у них появляются легкие. Сердце у земноводных трёхкамерное: два предсердия и желудочек и два круга кругообращения: большой и малый.

Большой круг кровообращения связан со всеми внутренними органами, от которых кровь венозная поступает в правое предсердие .

Малый круг кровообращения связан с легкими. В них кровь обогащается кислородом и становится артериальной. От легких артериальная кровь поступает в левое предсердие. Сокращение предсердий выталкивает кровь в желудочек, где артериальная и венозная кровь частично смешиваются.

Учитель:Какая кровь поступает к тканям и клеткам Земноводных из сердца?

Ученик: Смешанная

Учитель:Как называется круг кровообращения, который связан с легкими?

Ученик:малый

Учитель:Что происходит с кровью в легких?

Ученик:отдаёт углекислый газ, насыщается кислородом, становится артериальной

Пресмыкающиеся.

Учитель: В чём усложнение сердца у пресмыкающихся по сравнению с земноводными?

Ученик : В желудочке сердца появляется неполная перегородка, которая не полностью делит эго две половинки. Благодаря ей кровь, поступающая в желудочек, меньше смешивается у крокодилов в желудочке сердца перегородка полностью делит его на две камеры, и сердце становится четырехкамерным.

Вывод по КС земноводных и пресмыкающихся.

У Земноводных и Пресмыкающихся сердце трехкамерное.

У Пресмыкающихся появляется неполная перегородка в желудочке сердца

Выступление учащихся 4 группы – эволюция кровеносная система Птиц и Млекопитающих

Слайд№7 Кровеносная система Птиц и Млекопитающих

Птицы и млекопитающие.

У птиц и у млекопитающих кровеносная система тоже замкнутая и так же существует два кругообращения. Сердце четырёхкамерное: два предсердия два желудочка.

Мы знаем, что малый круг кровообращения проходит через легкие и кровь становится артериальной, а к тканям и клеткам кровь поступает по большому кругу кровообращения.

От левого желудочка сердца отходит аорта, разветвляющая на артерии. По ним течет артериальная кровь по всем органам. Она собирается в вены и впадает в правое предсердие. В капиллярах большого круга кровообращения, кровь осуществляет газообмен- отдает тканям кислород и уносит от них углекислый газ. Так же происходит и с веществами, поступающими из пищеварительной системы: они доставляются к клеткам, а от них забираются ненужные продукты обмена. Кровь переносит также вещества, выделяемые железами внутренней секреции, с помощью которых регулируется деятельность организма. Кровеносные сосуды малого круга кровообращения начинаются от правого желудочка и сообщаются с легкими. В них кровь становится артериальной и возвращается в левое предсердие.

Учитель: В чём преимущества замкнутой КС?

Ученики: Замкнутая кровеносная система более прогрессивная в эволюционном плане. Она обеспечивает высокую скорость метаболизма, быстро доставляя кислород и питательные вещества к клеткам.

Учитель: Существует деление живых организмов на холоднокровных и теплокровных. Это деление связано со строением кровеносной системы организмов.

Учитель:В чем причина теплокровности?

Ученики: Причина теплокровности связана со строением сердца. У организмов с четырехкамерным сердцем — кровь не смешивается, поэтому ткани и органы получают чистую артериальную кровь, богатую кислородом, а это приводит к более интенсивному обмену веществ, результатом которого является выделение большого количества энергии, которой хватает не только на процессы жизнедеятельности, но и на поддержание постоянной температуры тела.

Учитель: Вот поэтому, мы можем назвать еще одну функцию, которую выполняет кровь — регуляторная — поддержание температуры тела.

Мы проследили ход усложнения кровеносной системы у позвоночных животных в процессе эволюции. Какой вывод можно сделать?

Вывод: Наибольшего развития достигла КС у птиц и млекопитающих. Они имеют четырехкамерное сердце и замкнутую КС.

Артериальная и венозная кровь не смешивается

эволюция кровеносной системы позвоночных шла по пути

1) увеличения числа камер сердца

2) образования 3-х видов сосудов

3) образования замкнутой транспортной системы внутри организма.

К р о в ь

Учитель: Кровь — это удивительная ткань. И именно ее, философы Древней Греции считали носителем души, ею скрепляли священные клятвы и ее приносили в жертву богам. И по настоящее время существует выражение «Кровь-носительница жизни»

Учитель:почему же кровь носительница жизни?

Учитель: Почему так важно присутствие крови в организме? Какого ее строение, состав, какие функции она выполняет?

Слайд № 8 Состав крови

Работа с учебником стр 218.

Изучение СТРОЕНИЯ КРОВИ И ЗАПОЛНЕНИЕ СХЕМЫ.(стр.112 р.т №12)

Учитель: Что же такое кровь?

Ученик: Кровь –это жидкая соединительная ткань, циркулирующая в кровеносной системе.

Учитель: В процессе эволюции изменялся состав и функции крови.У кольчатых червей и моллюсков кровь близка по составу к морской воде и в ней мало лейкоцитов и эритроцитов. То у животных, освоивших наземный образ жизни, увеличивается число этих клеток, развиваются дополнительные функции.

Учитель: Глядя на составленную схему мы можем выделить основные функции крови. Давайте сделаем вывод какие функции выполняет кровь?

Слайд № 9

Функции крови:

Транспортная:

перенос кислорода

доставка питательных веществ, витаминов к клеткам тела

удаление из тканей конечных продуктов обмена

2. Защитная

защита организма от инфекций и чужеродных тел

защита от кровопотери

Регуляторная– регуляция температуры тела.

Вывод по крови

В связи с наземным образом жизни изменяется и состав крови, развиваются дополнительные функции.

Учитель: Мы весь урок произносили очень интересное слово «ЭВОЛЮЦИЯ», так, что же оно означает? (Эволюция — историческое развитие органического мира)

Слайд № 10 Закрепление.

Д/з §41

Источники

https://infourok.ru/razrabotka-uroka-po-biologii-na-temu-evolyuciya-krovenosnoy-sistemikrov-klass-1670889.html

http://www.myshared.ru/slide/427773/

https://mydocx.ru/1-2366.html

https://urok.1sept.ru/статьи/533882/

https://pandia.ru/text/80/115/37040.php

https://mylektsii.ru/11-75746.html

21,3. Сердце и кровеносные сосуды млекопитающих — Концепции биологии — 1-е канадское издание

Глава 21. Система кровообращения

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите структуру сердца и объясните, чем сердечная мышца отличается от других мышц
  • Опишите сердечный цикл
  • Объясните структуру артерий, вен и капилляров, а также то, как кровь течет по телу

Сердце — это сложная мышца, которая перекачивает кровь через три отдела кровеносной системы: коронарный (сосуды, обслуживающие сердце), легочный (сердце и легкие) и системный (системы тела), как показано на рисунке 21. .10. Коронарное кровообращение, присущее сердцу, забирает кровь непосредственно из главной артерии (аорты), идущей от сердца. Для легочного и системного кровообращения сердце должно перекачивать кровь к легким или остальному телу соответственно. У позвоночных легкие расположены относительно близко к сердцу в грудной полости. Более короткое расстояние для перекачивания означает, что мышечная стенка с правой стороны сердца не такая толстая, как с левой стороны, которая должна иметь достаточное давление, чтобы перекачивать кровь до большого пальца ноги.

Какое из следующих утверждений о системе кровообращения неверно?

  1. Кровь в легочной вене деоксигенирована.
  2. Кровь в нижней полой вене деоксигенирована.
  3. Кровь в легочной артерии деоксигенирована.
  4. Кровь в аорте насыщена кислородом.

Сердечная мышца асимметрична из-за расстояния, которое кровь должна пройти в легочном и системном контурах. Поскольку правая сторона сердца отправляет кровь в легочный контур, она меньше, чем левая сторона, которая должна посылать кровь по всему телу по системному контуру, как показано на рисунке 21. 11. У людей сердце размером со сжатый кулак; он разделен на четыре камеры: два предсердия и два желудочка. Есть одно предсердие и один желудочек с правой стороны и одно предсердие и один желудочек с левой стороны. Предсердия — это камеры, в которые поступает кровь, а желудочки — это камеры, которые перекачивают кровь. Правое предсердие получает дезоксигенированную кровь из верхней полой вены , которая отводит кровь из яремной вены, идущей от головного мозга, и вен, идущих от рук, а также из нижней полой вены , которая отводит кровь от вены, выходящие из нижних органов и ног.Кроме того, правое предсердие получает кровь из коронарного синуса, который отводит дезоксигенированную кровь из самого сердца. Эта деоксигенированная кровь затем проходит в правый желудочек через атриовентрикулярный клапан или трикуспидальный клапан , лоскут соединительной ткани, который открывается только в одном направлении, чтобы предотвратить обратный ток крови. Клапан, разделяющий камеры на левой стороне сердечного клапана, называется бисквитным или митральным клапаном. После наполнения правый желудочек качает кровь по легочным артериям, минуя полулунный клапан (или легочный клапан) в легкие для повторной оксигенации.После того, как кровь проходит через легочные артерии, правые полулунные клапаны закрываются, предотвращая обратный ток крови в правый желудочек. Затем в левое предсердие через легочные вены поступает богатая кислородом кровь из легких. Эта кровь проходит через двустворчатый клапан , или митральный клапан (атриовентрикулярный клапан в левой части сердца) в левый желудочек, где кровь выкачивается через аорту , главную артерию тела, по которой насыщенная кислородом кровь поступает в левый желудочек. органы и мышцы тела.Как только кровь выкачивается из левого желудочка в аорту, аортальный полулунный клапан (или аортальный клапан) закрывается, предотвращая обратный ток крови в левый желудочек. Этот паттерн перекачивания называется двойной циркуляцией и встречается у всех млекопитающих.

Какое из следующих утверждений о сердце неверно?

  1. Митральный клапан отделяет левый желудочек от левого предсердия.
  2. Кровь проходит через двустворчатый клапан в левое предсердие.
  3. И аортальный, и легочный клапаны являются полулунными клапанами.
  4. Митральный клапан — это атриовентрикулярный клапан.

Сердце состоит из трех слоев; эпикард, миокард и эндокард, показанные на рис. 21.11. Внутренняя стенка сердца имеет подкладку, называемую эндокардом . Миокард состоит из клеток сердечной мышцы, которые составляют средний слой и основную часть стенки сердца. Внешний слой клеток называется эпикардием , второй слой которого представляет собой мембранную слоистую структуру, называемую перикардом , которая окружает и защищает сердце; это дает достаточно места для энергичной перекачки, но также удерживает сердце на месте, чтобы уменьшить трение между сердцем и другими структурами.

Сердце имеет собственные кровеносные сосуды, которые снабжают сердечную мышцу кровью. Коронарные артерии и ответвляются от аорты и окружают внешнюю поверхность сердца как корону. Они расходятся в капилляры, где сердечная мышца снабжается кислородом, прежде чем снова сходиться в коронарные вены , чтобы отвести дезоксигенированную кровь обратно в правое предсердие, где кровь будет повторно насыщена кислородом через легочный контур. Сердечная мышца умрет без постоянного притока крови. Атеросклероз — закупорка артерии скоплением жировых бляшек. Из-за размера (узкости) коронарных артерий и их функции по обслуживанию самого сердца атеросклероз этих артерий может быть смертельным. Замедление кровотока и последующее кислородное голодание в результате атеросклероза вызывает сильную боль, известную как стенокардия , а полная закупорка артерий вызовет инфаркт миокарда : смерть сердечной мышечной ткани, широко известную как сердечный приступ.

Основное назначение сердца — перекачивать кровь по телу; это происходит в повторяющейся последовательности, называемой сердечным циклом. Сердечный цикл — это координация наполнения и опорожнения сердца кровью с помощью электрических сигналов, которые заставляют сердечные мышцы сокращаться и расслабляться. Человеческое сердце бьется более 100 000 раз в день. В каждом сердечном цикле сердце сокращается (систола , ), выталкивая кровь и прокачивая ее по телу; за этим следует фаза расслабления ( диастола ), когда сердце наполняется кровью, как показано на рисунке 21.12. Одновременно с этим сокращаются предсердия, выталкивая кровь через атриовентрикулярные клапаны в желудочки. Закрытие атриовентрикулярных клапанов производит односложный звук «волчанки». После короткой задержки желудочки сокращаются, одновременно заставляя кровь через полулунные клапаны поступать в аорту и артерию, транспортирующую кровь в легкие (через легочную артерию). Закрытие полулунных клапанов производит односложный звук «дуп».

Рисунок 21.12. Во время (а) сердечной диастолы сердечная мышца расслабляется, и кровь течет в сердце.Во время (б) систолы предсердий предсердия сокращаются, выталкивая кровь в желудочки. Во время (c) диастолы предсердий желудочки сокращаются, вытесняя кровь из сердца.

Работа сердца — это функция клеток сердечной мышцы или кардиомиоцитов, составляющих сердечную мышцу. Кардиомиоциты , показанные на рисунке 21.13, представляют собой отличительные мышечные клетки, которые имеют поперечно-полосатую форму, как скелетные мышцы, но качают ритмично и непроизвольно, как гладкие мышцы; они связаны вставными дисками исключительно с сердечной мышцей.Они самостимулируются в течение определенного периода времени, и изолированные кардиомиоциты будут биться, если им будет обеспечен правильный баланс питательных веществ и электролитов.

Рисунок 21.13. Кардиомиоциты — это поперечно-полосатые мышечные клетки, обнаруженные в сердечной ткани. (кредит: модификация работы доктора С. Джирода, Антона Беккера; данные шкалы от Мэтта Рассела)

Автономное биение клеток сердечной мышцы регулируется внутренним кардиостимулятором сердца, который использует электрические сигналы для измерения времени биения сердца. Электрические сигналы и механические воздействия, показанные на рисунке 21.14, тесно переплетены. Внутренний кардиостимулятор начинается в синоатриальном (SA) узле , который расположен возле стенки правого предсердия. Электрические заряды спонтанно пульсируют от узла SA, заставляя два предсердия сокращаться в унисон. Пульс достигает второго узла, называемого атриовентрикулярным (АВ) узлом, между правым предсердием и правым желудочком, где он останавливается примерно на 0,1 секунды, прежде чем распространиться на стенки желудочков. Из АВ-узла электрический импульс попадает в пучок Гиса, затем в левую и правую ветви пучка, проходящие через межжелудочковую перегородку.Наконец, волокна Пуркинье проводят импульс от верхушки сердца вверх по миокарду желудочков, а затем желудочки сокращаются. Эта пауза позволяет предсердиям полностью опуститься в желудочки, прежде чем желудочки откачут кровь. Электрические импульсы в сердце создают электрические токи, которые проходят через тело, и их можно измерить на коже с помощью электродов. Эту информацию можно наблюдать в виде электрокардиограммы (ЭКГ), — записи электрических импульсов сердечной мышцы.

Рисунок 21.14. Биение сердца регулируется электрическим импульсом, который вызывает характерные показания ЭКГ. Сигнал инициируется синоатриальным клапаном. Затем сигнал (а) распространяется на предсердия, заставляя их сокращаться. Сигнал (б) задерживается в атриовентрикулярном узле, прежде чем он передается в верхушку сердца (в). Задержка позволяет предсердиям расслабиться перед сокращением (d) желудочков. Заключительная часть цикла ЭКГ подготавливает сердце к следующему удару.

Концепция в действии


Посетите этот сайт, чтобы увидеть в действии «кардиостимулятор» сердца.

Артерии, вены и капилляры

Кровь из сердца разносится по телу сложной сетью кровеносных сосудов (рис. 21.15). Артерии отводят кровь от сердца. Основная артерия — это аорта, которая разветвляется на крупные артерии, по которым кровь поступает к разным конечностям и органам. К этим основным артериям относятся сонная артерия, по которой кровь поступает в мозг, плечевые артерии, по которым кровь поступает в руки, и грудная артерия, по которой кровь поступает в грудную клетку, а затем в печеночную, почечную и желудочную артерии для печени, почек. , и желудок соответственно.По подвздошной артерии кровь идет к нижним конечностям. Основные артерии расходятся на второстепенные артерии, а затем на более мелкие сосуды, называемые артериолами и , чтобы глубже проникать в мышцы и органы тела.

Рисунок 21.15. Показаны основные артерии и вены человека. (Источник: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)

Артериолы расходятся в капиллярные русла. Капиллярные русла содержат большое количество (от 10 до 100) из капилляров , которые разветвляются между клетками и тканями тела. Капилляры — это трубки узкого диаметра, через которые могут проходить красные кровяные тельца в виде единого ряда, и они являются местом обмена питательными веществами, отходами и кислородом с тканями на клеточном уровне. Жидкость также проникает в интерстициальное пространство из капилляров. Капилляры снова сходятся в венулы , которые соединяются с второстепенными венами, которые, наконец, соединяются с основными венами, которые забирают кровь с высоким содержанием углекислого газа обратно в сердце. Вены — это кровеносные сосуды, по которым кровь возвращается к сердцу.По основным венам кровь отводится от тех же органов и конечностей, что и по основным артериям. Жидкость также возвращается к сердцу через лимфатическую систему.

Структура различных типов кровеносных сосудов отражает их функцию или слои. Стенки кровеносных сосудов состоят из трех различных слоев, или туник (рис. 21.16). Первая оболочка — это гладкая внутренняя выстилка из эндотелиальных клеток, которые контактируют с эритроцитами. Эндотелиальная оболочка переходит в эндокард сердца.В капиллярах этот единственный слой клеток является местом диффузии кислорода и углекислого газа между эндотелиальными клетками и эритроцитами, а также местом обмена посредством эндоцитоза и экзоцитоза. Движение материалов в области капилляров регулируется сужением сосудов, , сужением кровеносных сосудов, и расширением сосудов, расширением кровеносных сосудов; это важно для общей регуляции артериального давления.

Вены и артерии имеют еще две оболочки, которые окружают эндотелий: средняя оболочка состоит из гладких мышц, а самый внешний слой — из соединительной ткани (коллагеновых и эластичных волокон).Эластичная соединительная ткань растягивает и поддерживает кровеносные сосуды, а слой гладких мышц помогает регулировать кровоток, изменяя сопротивление сосудов за счет сужения сосудов и расширения сосудов. Артерии имеют более толстые гладкие мышцы и соединительную ткань, чем вены, чтобы выдерживать более высокое давление и скорость недавно перекачиваемой крови. Вены имеют более тонкие стенки, так как давление и скорость потока намного ниже. Кроме того, вены структурно отличаются от артерий тем, что вены имеют клапаны, предотвращающие обратный ток крови.Поскольку вены должны работать против силы тяжести, чтобы кровь вернулась к сердцу, сокращение скелетных мышц помогает потоку крови обратно к сердцу.

Рисунок 21.16. Артерии и вены состоят из трех слоев: наружной оболочки, средней оболочки и внутренней оболочки. Капилляры состоят из одного слоя эпителиальных клеток — внутренней оболочки. (кредит: модификация работы NCI, NIH)

Резюме

Сердечная мышца перекачивает кровь через три отдела кровеносной системы: коронарный, легочный и системный.Есть одно предсердие и один желудочек с правой стороны и одно предсердие и один желудочек с левой стороны. Прокачка сердца — это функция кардиомиоцитов, характерных мышечных клеток, которые имеют поперечно-полосатую форму, как скелетные мышцы, но качаются ритмично и непроизвольно, как гладкие мышцы. Внутренний кардиостимулятор запускается в синоатриальном узле, который расположен у стенки правого предсердия. Импульс электрических зарядов от узла SA заставляет два предсердия сокращаться в унисон; затем пульс достигает предсердно-желудочкового узла между правым предсердием и правым желудочком.Пауза в электрическом сигнале позволяет предсердиям полностью опуститься в желудочки, прежде чем желудочки откачут кровь. Кровь из сердца разносится по телу сложной сетью кровеносных сосудов; артерии забирают кровь от сердца, а вены возвращают кровь к сердцу.

Упражнения

  1. Внутренний кардиостимулятор работает с помощью:
    1. внутренний имплантат, посылающий электрический импульс через сердце
    2. возбуждение клеток сердечной мышцы в синоатриальном узле, за которым следует атриовентрикулярный узел
    3. возбуждение клеток сердечной мышцы в атриовентрикулярном узле, за которым следует синоатриальный узел
    4. действие пазухи
  2. Во время систолической фазы сердечного цикла сердце ________.
    1. договор
    2. расслабляющий
    3. сокращение и расслабление
    4. наполнение кровью
  3. Кардиомиоциты похожи на скелетные мышцы, потому что:
    1. бьют невольно
    2. используются для подъема тяжестей
    3. пульсируют ритмично
    4. бороздчатые
  4. Чем артерии отличаются от вен?
    1. Артерии имеют более толстые слои гладких мышц, чтобы приспособиться к изменениям давления со стороны сердца.
    2. Артерии несут кровь.
    3. Артерии имеют более тонкие слои гладких мышц и клапаны и перемещают кровь под действием скелетных мышц.
    4. Артерии тонкостенные, используются для газообмена.
  5. Опишите сердечный цикл.
  6. Что происходит в капиллярах?

Ответы

  1. B
  2. A
  3. D
  4. A
  5. Сердце получает электрический сигнал от синоатриального узла, заставляющий клетки сердечной мышцы в предсердиях сокращаться. Сигнал приостанавливается в атриовентрикулярном узле, прежде чем распространяется на стенки желудочков, так что кровь перекачивается по телу. Это систолическая фаза. Затем сердце расслабляется во время диастолы и снова наполняется кровью.
  6. Капилляры в основном обмениваются материалами с окружающей средой. Их стенки очень тонкие и состоят из одного или двух слоев клеток, в которых рассеиваются газы, питательные вещества и отходы. Они распределены как кровати, сложные сети, которые соединяют артерии и вены.

Глоссарий

стенокардия
Боль, вызванная частичной закупоркой коронарных артерий скоплением зубного налета и недостатком кислорода в сердечной мышце
аорта
главная артерия тела, отводящая кровь от сердца
артериола
Небольшой сосуд, соединяющий артерию с капиллярным руслом
артерия
кровеносный сосуд, отводящий кровь от сердца
атеросклероз
Накопление жировых бляшек в коронарных артериях сердца
двухстворчатый клапан
(также митральный клапан; левый предсердно-желудочковый клапан) односторонний перепончатый лоскут между предсердием и желудочком в левой части сердца
капиллярное русло
большое количество капилляров, которые сходятся для подачи крови к определенному органу или ткани
капиллярный
наименьший кровеносный сосуд, по которому проходят отдельные клетки крови и место диффузии кислорода и обмена питательными веществами
сердечный цикл
наполняет сердце и освобождает его от крови электрическими сигналами, заставляющими сердечные мышцы сокращаться и расслабляться
сердечный выброс
Объем крови, перекачиваемый сердцем за одну минуту, как произведение частоты пульса на ударный объем
кардиомиоцитов
специализированная клетка сердечной мышцы, которая имеет поперечно-полосатую форму, но непроизвольно сокращается, как гладкая мышца
коронарная артерия
Сосуд, снабжающий ткань сердца кровью
коронарная вена
Сосуд, по которому кровь отходит от сердечной ткани обратно в камеры сердца
диастола
Фаза расслабления сердечного цикла, когда сердце расслаблено и желудочки наполняются кровью
электрокардиограмма (ЭКГ)
запись электрических импульсов сердечной мышцы
эндокард
Самый внутренний слой ткани сердца
эпикард
Наружный тканевой слой сердца
нижняя полая вена
отводит кровь из вен нижних органов и ног
Инфаркт миокарда
(также инфаркт) Полная закупорка коронарных артерий и гибель ткани сердечной мышцы
миокард
клеток сердечной мышцы, составляющих средний слой и основную часть стенки сердца
перикард
мембранный слой, защищающий сердце; также входит в состав эпикарда
полулунный клапан
перепончатый лоскут соединительной ткани между аортой и желудочком сердца (полулунные клапаны аорты или легких)
синоатриальный (SA) узел
внутренний кардиостимулятор сердца; расположен у стены правого предсердия
Верхняя полая вена
отводит кровь из яремной вены, исходящей от головного мозга, и из вен, исходящих от рук
систола
Фаза сокращения сердечного цикла, когда желудочки перекачивают кровь в артерии
трехстворчатый клапан
односторонний перепончатый лоскут соединительной ткани между предсердием и желудочком в правой части сердца; также известен как атриовентрикулярный клапан
сужение сосудов
сужение кровеносного сосуда
расширение сосудов
расширение кровеносного сосуда

Сердце и кровеносные сосуды млекопитающих — Биология

OpenStaxCollege

[latexpage]

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите структуру сердца и объясните, чем сердечная мышца отличается от других мышц
  • Опишите сердечный цикл
  • Объясните структуру артерий, вен и капилляров, а также то, как кровь течет по телу

Сердце — это сложная мышца, которая перекачивает кровь через три отдела кровеносной системы: коронарный (сосуды, обслуживающие сердце), легочный (сердце и легкие) и системный (системы тела), как показано на [ссылка ]. Коронарное кровообращение, присущее сердцу, забирает кровь непосредственно из главной артерии (аорты), идущей от сердца. Для легочного и системного кровообращения сердце должно перекачивать кровь к легким или остальному телу соответственно. У позвоночных легкие расположены относительно близко к сердцу в грудной полости. Более короткое расстояние для перекачивания означает, что мышечная стенка с правой стороны сердца не такая толстая, как с левой стороны, которая должна иметь достаточное давление, чтобы перекачивать кровь до большого пальца ноги.

Art Connection

Кровеносная система млекопитающих разделена на три контура: системный контур, легочный контур и коронарный контур. Кровь перекачивается из вен системного контура в правое предсердие сердца, а затем в правый желудочек. Затем кровь попадает в легочный контур и насыщается кислородом легкими. Из легочного контура кровь возвращается в сердце через левое предсердие. Из левого желудочка кровь снова попадает в системный контур через аорту и распределяется по остальному телу. Коронарный контур, доставляющий кровь к сердцу, не показан.


Какое из следующих утверждений о системе кровообращения неверно?

  1. Кровь в легочной вене деоксигенирована.
  2. Кровь в нижней полой вене деоксигенирована.
  3. Кровь в легочной артерии деоксигенирована.
  4. Кровь в аорте насыщена кислородом.

C–>

Сердечная мышца асимметрична из-за расстояния, которое кровь должна пройти в легочном и системном контурах.Поскольку правая сторона сердца отправляет кровь в легочный контур, она меньше, чем левая сторона, которая должна посылать кровь по всему телу по системному контуру, как показано в [ссылка]. У людей сердце размером со сжатый кулак; он разделен на четыре камеры: два предсердия и два желудочка. Есть одно предсердие и один желудочек с правой стороны и одно предсердие и один желудочек с левой стороны. Предсердия — это камеры, в которые поступает кровь, а желудочки — это камеры, которые перекачивают кровь. Правое предсердие получает дезоксигенированную кровь из верхней полой вены, которая отводит кровь из яремной вены, идущей от головного мозга, и из вен, идущих от рук, а также из нижней полой вены, которая отводит кровь из вен, идущих оттуда. от нижних органов и ног. Кроме того, правое предсердие получает кровь из коронарного синуса, который отводит дезоксигенированную кровь из самого сердца. Эта деоксигенированная кровь затем проходит в правый желудочек через атриовентрикулярный клапан или трикуспидальный клапан, лоскут соединительной ткани, который открывается только в одном направлении, чтобы предотвратить обратный ток крови.Клапан, разделяющий камеры на левой стороне сердечного клапана, называется бисквитным или митральным клапаном. После наполнения правый желудочек качает кровь по легочным артериям, минуя полулунный клапан (или легочный клапан), к легким для повторной оксигенации. После того, как кровь проходит через легочные артерии, правые полулунные клапаны закрываются, предотвращая обратный ток крови в правый желудочек. Затем в левое предсердие через легочные вены поступает богатая кислородом кровь из легких.Эта кровь проходит через двустворчатый клапан или митральный клапан (атриовентрикулярный клапан в левой части сердца) в левый желудочек, где кровь выкачивается через аорту, главную артерию тела, доставляя насыщенную кислородом кровь к органам и мышцам. тела. Как только кровь выкачивается из левого желудочка в аорту, аортальный полулунный клапан (или аортальный клапан) закрывается, предотвращая обратный ток крови в левый желудочек. Этот паттерн перекачивания называется двойной циркуляцией и встречается у всех млекопитающих.

Art Connection

(a) Сердце состоит в основном из толстого мышечного слоя, называемого миокардом, окруженного мембранами. Односторонние клапаны разделяют четыре камеры. (б) Кровеносные сосуды коронарной системы, в том числе коронарные артерии и вены, обеспечивают насыщение кислородом сердечной мускулатуры.


Какое из следующих утверждений о сердце неверно?

  1. Митральный клапан отделяет левый желудочек от левого предсердия.
  2. Кровь проходит через двустворчатый клапан в левое предсердие.
  3. И аортальный, и легочный клапаны являются полулунными клапанами.
  4. Митральный клапан — это атриовентрикулярный клапан.

B–>

Сердце состоит из трех слоев; эпикард, миокард и эндокард, проиллюстрированные в [ссылка]. Внутренняя стенка сердца имеет слизистую оболочку, называемую эндокардом. Миокард состоит из клеток сердечной мышцы, составляющих средний слой и основную часть стенки сердца.Внешний слой клеток называется эпикардом, второй слой которого представляет собой мембранную слоистую структуру, называемую перикардом, которая окружает и защищает сердце; это дает достаточно места для энергичной перекачки, но также удерживает сердце на месте, чтобы уменьшить трение между сердцем и другими структурами.

Сердце имеет собственные кровеносные сосуды, которые снабжают сердечную мышцу кровью. Коронарные артерии ответвляются от аорты и окружают внешнюю поверхность сердца, как корону. Они расходятся в капилляры, где сердечная мышца снабжается кислородом, прежде чем снова сходиться в коронарные вены, чтобы отвести дезоксигенированную кровь обратно в правое предсердие, где кровь будет повторно насыщена кислородом через легочный контур. Сердечная мышца умрет без постоянного притока крови. Атеросклероз — это закупорка артерии жировыми бляшками. Из-за размера (узкости) коронарных артерий и их функции по обслуживанию самого сердца атеросклероз этих артерий может быть смертельным.Замедление кровотока и последующее кислородное голодание в результате атеросклероза вызывает сильную боль, известную как стенокардия, а полная закупорка артерий вызывает инфаркт миокарда: отмирание сердечной мышечной ткани, широко известное как сердечный приступ.

Основное назначение сердца — перекачивать кровь по телу; это происходит в повторяющейся последовательности, называемой сердечным циклом. Сердечный цикл — это координация наполнения и опорожнения сердца кровью с помощью электрических сигналов, которые заставляют сердечные мышцы сокращаться и расслабляться. Человеческое сердце бьется более 100 000 раз в день. В каждом сердечном цикле сердце сокращается (систола), выталкивая кровь и прокачивая ее по телу; за этим следует фаза расслабления (диастола), когда сердце наполняется кровью, как показано в [ссылка]. Одновременно с этим сокращаются предсердия, заставляя кровь через атриовентрикулярные клапаны попадать в желудочки. Закрытие атриовентрикулярных клапанов производит односложный звук «волчанки». После короткой задержки желудочки сокращаются, одновременно заставляя кровь через полулунные клапаны поступать в аорту и артерию, транспортирующую кровь в легкие (через легочную артерию).Закрытие полулунных клапанов производит односложный звук «дуп».

Во время (а) сердечной диастолы сердечная мышца расслабляется, и кровь течет в сердце. Во время (б) систолы предсердий предсердия сокращаются, выталкивая кровь в желудочки. Во время (c) диастолы предсердий желудочки сокращаются, вытесняя кровь из сердца.


Работа сердца — это функция клеток сердечной мышцы или кардиомиоцитов, составляющих сердечную мышцу. Кардиомиоциты, показанные в [ссылка], представляют собой отличительные мышечные клетки, которые имеют поперечно-полосатую форму, как скелетные мышцы, но качают ритмично и непроизвольно, как гладкие мышцы; они связаны вставными дисками исключительно с сердечной мышцей.Они самостимулируются в течение определенного периода времени, и изолированные кардиомиоциты будут биться, если им будет обеспечен правильный баланс питательных веществ и электролитов.

Кардиомиоциты — это поперечно-полосатые мышечные клетки, обнаруженные в сердечной ткани. (кредит: модификация работы доктора С. Джирода, Антона Беккера; данные шкалы от Мэтта Рассела)


Автономное биение клеток сердечной мышцы регулируется внутренним кардиостимулятором сердца, который использует электрические сигналы для измерения времени биения сердца.Электрические сигналы и механические воздействия, проиллюстрированные в [ссылка], тесно взаимосвязаны. Внутренний кардиостимулятор начинается в синоатриальном (СА) узле, который расположен у стенки правого предсердия. Электрические заряды спонтанно пульсируют от узла SA, заставляя два предсердия сокращаться в унисон. Пульс достигает второго узла, называемого атриовентрикулярным (АВ) узлом, между правым предсердием и правым желудочком, где он останавливается примерно на 0,1 секунды, прежде чем распространиться на стенки желудочков.Из АВ-узла электрический импульс попадает в пучок Гиса, затем в левую и правую ветви пучка, проходящие через межжелудочковую перегородку. Наконец, волокна Пуркинье проводят импульс от верхушки сердца вверх по миокарду желудочков, а затем желудочки сокращаются. Эта пауза позволяет предсердиям полностью опуститься в желудочки, прежде чем желудочки откачут кровь. Электрические импульсы в сердце создают электрические токи, которые проходят через тело, и их можно измерить на коже с помощью электродов.Эту информацию можно наблюдать в виде электрокардиограммы (ЭКГ) — записи электрических импульсов сердечной мышцы.

Биение сердца регулируется электрическим импульсом, который вызывает характерные показания ЭКГ. Сигнал инициируется синоатриальным клапаном. Затем сигнал (а) распространяется на предсердия, заставляя их сокращаться. Сигнал (б) задерживается в атриовентрикулярном узле, прежде чем он передается в верхушку сердца (в). Задержка позволяет предсердиям расслабиться перед сокращением (d) желудочков.Заключительная часть цикла ЭКГ подготавливает сердце к следующему удару.


Ссылка на обучение


Посетите этот сайт, чтобы увидеть в действии «кардиостимулятор» сердца.

Кровь от сердца разносится по телу сложной сетью кровеносных сосудов ([ссылка]). Артерии забирают кровь от сердца. Основная артерия — это аорта, которая разветвляется на крупные артерии, по которым кровь поступает к разным конечностям и органам. К этим основным артериям относятся сонная артерия, по которой кровь поступает в мозг, плечевые артерии, по которым кровь поступает в руки, и грудная артерия, по которой кровь поступает в грудную клетку, а затем в печеночную, почечную и желудочную артерии для печени, почек. , и желудок соответственно.По подвздошной артерии кровь идет к нижним конечностям. Основные артерии расходятся на второстепенные артерии, а затем на более мелкие сосуды, называемые артериолами, чтобы глубже проникать в мышцы и органы тела.

Показаны основные артерии и вены человека. (кредит: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)


Артериолы расходятся в капиллярные русла. Капиллярные русла содержат большое количество (от 10 до 100) капилляров, которые разветвляются между клетками и тканями тела.Капилляры — это трубки узкого диаметра, через которые могут проходить красные кровяные тельца в виде единого ряда, и они являются местом обмена питательными веществами, отходами и кислородом с тканями на клеточном уровне. Жидкость также проникает в интерстициальное пространство из капилляров. Капилляры снова сходятся в венулы, которые соединяются с второстепенными венами, которые, наконец, соединяются с основными венами, по которым кровь с высоким содержанием углекислого газа возвращается к сердцу. Вены — это кровеносные сосуды, по которым кровь возвращается к сердцу. По основным венам кровь отводится от тех же органов и конечностей, что и по основным артериям.Жидкость также возвращается к сердцу через лимфатическую систему.

Структура различных типов кровеносных сосудов отражает их функцию или слои. Есть три различных слоя, или туники, которые образуют стенки кровеносных сосудов ([ссылка]). Первая оболочка — это гладкая внутренняя выстилка из эндотелиальных клеток, которые контактируют с эритроцитами. Эндотелиальная оболочка переходит в эндокард сердца. В капиллярах этот единственный слой клеток является местом диффузии кислорода и углекислого газа между эндотелиальными клетками и эритроцитами, а также местом обмена посредством эндоцитоза и экзоцитоза.Движение материалов в месте расположения капилляров регулируется сужением сосудов, сужением кровеносных сосудов и расширением сосудов, расширением кровеносных сосудов; это важно для общей регуляции артериального давления.

Вены и артерии имеют еще две оболочки, которые окружают эндотелий: средняя оболочка состоит из гладких мышц, а самый внешний слой — из соединительной ткани (коллагеновых и эластичных волокон). Эластичная соединительная ткань растягивает и поддерживает кровеносные сосуды, а слой гладких мышц помогает регулировать кровоток, изменяя сопротивление сосудов за счет сужения сосудов и расширения сосудов.Артерии имеют более толстые гладкие мышцы и соединительную ткань, чем вены, чтобы выдерживать более высокое давление и скорость недавно перекачиваемой крови. Вены имеют более тонкие стенки, так как давление и скорость потока намного ниже. Кроме того, вены структурно отличаются от артерий тем, что вены имеют клапаны, предотвращающие обратный ток крови. Поскольку вены должны работать против силы тяжести, чтобы кровь вернулась к сердцу, сокращение скелетных мышц помогает потоку крови обратно к сердцу.

Артерии и вены состоят из трех слоев: внешней оболочки внешней оболочки, средней оболочки средней оболочки и внутренней оболочки внутренней оболочки. Капилляры состоят из одного слоя эпителиальных клеток — внутренней оболочки. (кредит: модификация работы NCI, NIH)


Сердечная мышца перекачивает кровь через три отдела кровеносной системы: коронарный, легочный и системный. Есть одно предсердие и один желудочек с правой стороны и одно предсердие и один желудочек с левой стороны.Прокачка сердца — это функция кардиомиоцитов, характерных мышечных клеток, которые имеют поперечно-полосатую форму, как скелетные мышцы, но качаются ритмично и непроизвольно, как гладкие мышцы. Внутренний кардиостимулятор запускается в синоатриальном узле, который расположен у стенки правого предсердия. Импульс электрических зарядов от узла SA заставляет два предсердия сокращаться в унисон; затем пульс достигает предсердно-желудочкового узла между правым предсердием и правым желудочком. Пауза в электрическом сигнале позволяет предсердиям полностью опуститься в желудочки, прежде чем желудочки откачут кровь.Кровь из сердца разносится по телу сложной сетью кровеносных сосудов; артерии забирают кровь от сердца, а вены возвращают кровь к сердцу.

[ссылка] Какое из следующих утверждений о системе кровообращения неверно?

  1. Кровь в легочной вене деоксигенирована.
  2. Кровь в нижней полой вене деоксигенирована.
  3. Кровь в легочной артерии деоксигенирована.
  4. Кровь в аорте насыщена кислородом.

[ссылка] Какое из следующих утверждений о сердце неверно?

  1. Митральный клапан отделяет левый желудочек от левого предсердия.
  2. Кровь проходит через двустворчатый клапан в левое предсердие.
  3. И аортальный, и легочный клапаны являются полулунными клапанами.
  4. Митральный клапан — это атриовентрикулярный клапан.

Внутренний кардиостимулятор сокращается:

  1. внутренний имплантат, посылающий электрический импульс через сердце
  2. возбуждение клеток сердечной мышцы в синоатриальном узле, за которым следует атриовентрикулярный узел
  3. возбуждение клеток сердечной мышцы в атриовентрикулярном узле, за которым следует синоатриальный узел
  4. действие пазухи

Во время систолической фазы сердечного цикла сердце ________.

  1. договор
  2. расслабляющий
  3. сокращение и расслабление
  4. наполнение кровью

Кардиомиоциты похожи на скелетные мышцы, потому что:

  1. бьют невольно
  2. используются для подъема тяжестей
  3. пульсируют ритмично
  4. бороздчатые

Чем артерии отличаются от вен?

  1. Артерии имеют более толстые слои гладких мышц, чтобы приспособиться к изменениям давления со стороны сердца.
  2. Артерии несут кровь.
  3. Артерии имеют более тонкие слои гладких мышц и клапаны и перемещают кровь под действием скелетных мышц.
  4. Артерии тонкостенные, используются для газообмена.

Опишите сердечный цикл.

Сердце получает электрический сигнал от синоатриального узла, заставляющий клетки сердечной мышцы в предсердиях сокращаться. Сигнал приостанавливается в атриовентрикулярном узле, прежде чем распространяется на стенки желудочков, так что кровь перекачивается по телу. Это систолическая фаза. Затем сердце расслабляется во время диастолы и снова наполняется кровью.

Что происходит в капиллярах?

Капилляры в основном обмениваются материалами с окружающей средой. Их стенки очень тонкие и состоят из одного или двух слоев клеток, в которых рассеиваются газы, питательные вещества и отходы. Они распределены как кровати, сложные сети, которые соединяют артерии и вены.

Глоссарий

стенокардия
Боль, вызванная частичной закупоркой коронарных артерий скоплением зубного налета и недостатком кислорода в сердечной мышце
аорта
главная артерия тела, отводящая кровь от сердца
артериола
Небольшой сосуд, соединяющий артерию с капиллярным руслом
артерия
кровеносный сосуд, отводящий кровь от сердца
атеросклероз
Накопление жировых бляшек в коронарных артериях сердца
атриовентрикулярный клапан
односторонний перепончатый лоскут соединительной ткани между предсердием и желудочком в правой части сердца; также известен как трехстворчатый клапан
двухстворчатый клапан
(также митральный клапан; левый предсердно-желудочковый клапан) односторонний перепончатый лоскут между предсердием и желудочком в левой части сердца
капиллярный
наименьший кровеносный сосуд, по которому проходят отдельные клетки крови и место диффузии кислорода и обмена питательными веществами
капиллярное русло
большое количество капилляров, которые сходятся для подачи крови к определенному органу или ткани
сердечный цикл
наполняет сердце и освобождает его от крови электрическими сигналами, заставляющими сердечные мышцы сокращаться и расслабляться
кардиомиоцитов
специализированная клетка сердечной мышцы, которая имеет поперечно-полосатую форму, но непроизвольно сокращается, как гладкая мышца
коронарная артерия
Сосуд, снабжающий ткань сердца кровью
коронарная вена
Сосуд, по которому кровь отходит от сердечной ткани обратно в камеры сердца
диастола
Фаза расслабления сердечного цикла, когда сердце расслаблено и желудочки наполняются кровью
электрокардиограмма (ЭКГ)
запись электрических импульсов сердечной мышцы
эндокард
Самый внутренний слой ткани сердца
эпикард
Наружный тканевой слой сердца
нижняя полая вена
отводит кровь из вен нижних органов и ног
Инфаркт миокарда
(также инфаркт) Полная закупорка коронарных артерий и гибель ткани сердечной мышцы
миокард
клеток сердечной мышцы, составляющих средний слой и основную часть стенки сердца
перикард
мембранный слой, защищающий сердце; также входит в состав эпикарда
полулунный клапан
перепончатый лоскут соединительной ткани между аортой и желудочком сердца (полулунные клапаны аорты или легких)
синоатриальный (SA) узел
внутренний кардиостимулятор сердца; расположен у стены правого предсердия
верхняя полая вена
отводит кровь из яремной вены, исходящей от головного мозга, и из вен, исходящих от рук
систола
Фаза сокращения сердечного цикла, когда желудочки перекачивают кровь в артерии
трехстворчатый клапан
односторонний перепончатый лоскут соединительной ткани между предсердием и желудочком в правой части сердца; также известен как атриовентрикулярный клапан
сужение сосудов
сужение кровеносного сосуда
расширение сосудов
расширение кровеносного сосуда
жила
кровеносный сосуд, по которому кровь возвращается к сердцу
полая вена
большая вена тела, по которой кровь отходит от верхней и нижней частей тела; см. верхнюю полую вену и нижнюю полую вену
венула
кровеносный сосуд, соединяющий капиллярное русло с веной
Система кровообращения

— обзор

Термины для понимания систем кровообращения

Дополнительный пульсирующий орган

Вспомогательное сердце у основания крыльев, ног и антенн, которое дополняет движение гемолимфы из полости тела.

Адипогемоцит

Тип гемоцитов насекомых, характеризующийся относительно небольшим ядром и цитоплазмой, содержащей обильные жировые глобулы.

Мышцы крыловидной мышцы

Парные мышцы, поддерживающие сердце в полости тела.

Autohemorrhage

Добровольное высвобождение гемолимфы насекомым, которое служит физическим сдерживающим фактором в ответ на угрозу со стороны хищников.

Cardioblast

Эмбриональная клетка, которая развивается в части спинного сосуда.

Противоточный теплообмен

Терморегулирующий механизм, поддерживающий тепло грудной клетки. Более холодная гемолимфа из брюшной полости перемещается в грудную клетку, в то время как теплая гемолимфа из грудной клетки движется назад. Теплая гемолимфа используется для предварительного нагрева более холодной гемолимфы до того, как она попадет в грудную клетку.

Кристаллическая клетка

Тип гемоцита в Drosophila , который содержит фенолоксидазу и участвует в меланизации инородных захватчиков.

Дефенсин

Пептид, опосредующий гуморальный иммунитет.

Дорсальный сосуд

Конструкция, используемая для перекачивания гемолимфы вперед из брюшной полости в голову. Дорсальный сосуд делится на задний отдел сердца и переднюю аорту.

Эктотермия

Регулирование температуры тела с помощью внешних источников, обычно солнца.

Эндотермия

Использование тепла, выделяемого летательными мышцами, для обогрева тела.

Избегать замораживания

Насекомые, которые избегают замерзания, сохраняя жидкости своего тела в жидком состоянии. Это предотвращение может быть связано с производством криопротекторов или удалением ледяных зародышеобразователей.

Морозоустойчивый

Эти виды насекомых, способные выжить при образовании внеклеточных кристаллов льда, синтезируя зародышевые белки льда, которые повышают точку переохлаждения жидкостей организма и служат катализаторами внеклеточного зародышеобразования льда.

Granuloctye

Гемоциты, как полагают, участвуют в транспорте питательных веществ и иммунной функции.

Hemocele

Полость тела, содержащая внутренние органы и гемолимфу.

Гемоцианин

Респираторный белок гемолимфы, обнаруженный у некоторых членистоногих и более примитивных насекомых.

Гемоцит

Один из множества различных клеток крови насекомых.

Хемолин

Антибактериальный белок, который связывается с поверхностью бактерий и инициирует иммунный ответ.

Кроветворный орган

Ткань, дающая начало гемоцитам.

Врожденный иммунитет

Неспецифический иммунитет, который является первой линией защиты от инфекции. Иммунные клетки распознают патогены в целом, но без длительного защитного иммунного ответа.

Узелок

Механизм клеточной защиты, при котором небольшие инородные объекты окружены гемоцитами и изолированы.

Эноцитоид

Гемоцит, напоминающий эноцит, участвующий в меланизации кутикулы.

Опсонизация

Покрытие инородной частицы, способствующее ее фагоцитарному проглатыванию.

Остия

Щелевидные клапаны в сердце, которые позволяют гемолимфе проникать (единственное число: устье).

Клетки перикарда

Специализированные клетки, которые располагаются сбоку от сердца и фильтруют кровь.

Перикардиальный синус

Синус, образованный дорсальной диафрагмой, которая состоит из полости гемолимфы вокруг сердца.

Периневральный синус

Синус, образованный вентральной диафрагмой, которая состоит из полости гемолимфы вокруг брюшного нервного канатика.

Плазматоцит

Основная форма гемоцита насекомого. Крупные, обильные клетки крови насекомых.

Prohemocyte

Маленький круглый гемоцит, который дает начало другим типам гемоцитов.

Ptilinum

Структура на голове недавно появившихся мух, которая надувается, чтобы отодвинуть шапку от пупария.

Трансферрин

Железосвязывающие гликопротеины гемолимфы, которые транспортируют железо к развивающимся яйцеклеткам и снижают общий окислительный стресс.

Вентральная диафрагма

Внутренняя перегородка, разделяющая полость тела на отсеки, расположенные между брюшным нервным канатиком и кишечником.

7.2 Системы кровообращения у животных | Транспортные системы животных

7.2 Системы кровообращения животных (ESG8X)

Транспортные системы имеют решающее значение для выживания.Одноклеточные организмы полагаются на простую диффузию для транспортировки питательных веществ и удаления отходов. Многоклеточные организмы разработали более сложные системы кровообращения .

Открытые и закрытые циркуляционные системы (ESG8Y)

У животных есть два типа кровеносных систем: открытые и закрытые кровеносные системы.

Открытые системы кровообращения

В открытой системе кровообращения кровеносные сосуды переносят все жидкости в полость.Когда животное движется, кровь внутри полости свободно перемещается по телу во всех направлениях. Кровь непосредственно омывает органы, снабжая их кислородом и удаляя отходы из органов. Кровь течет с очень низкой скоростью из-за отсутствия гладких мышц, которые, как вы узнали ранее, отвечают за сокращение кровеносных сосудов. Большинство беспозвоночных (крабы, насекомые, улитки и т. Д.) Имеют открытую систему кровообращения. На рис. 7.1 схематически изображена открытая система кровообращения, доставляющая кровь непосредственно к тканям.

Рисунок 7. 1: Открытая кровеносная система.

Закрытые системы кровообращения

Закрытые системы кровообращения отличаются от открытых систем кровообращения, потому что кровь никогда не покидает кровеносные сосуды. Вместо этого он переносится из один кровеносный сосуд к другому непрерывно, не заходя в полость. Кровь транспортируется в одном направлении, доставляя кислород и питательные вещества к клеткам и удаляя продукты жизнедеятельности. Замкнутые системы кровообращения можно разделить на одинарные кровеносные системы и двойные кровеносные системы.

Системы с одинарной и двойной циркуляцией (ESG8Z)

Система кровообращения — это широкий термин, охватывающий сердечно-сосудистую, и лимфатическую системы. Лимфатическая система будет обсуждаться позже в этой главе. Сердечно-сосудистая система состоит из сердца (кардио) и сосудов, необходимых для транспортировки крови (сосудов). Сосудистая система состоит из артерий, вен и капилляров. Позвоночные (животные с позвоночники, такие как рыбы, птицы, рептилии и т. д.), включая большинство млекопитающих, имеют закрытую сердечно-сосудистую систему. Двумя основными путями кровообращения у беспозвоночных являются одиночный и двойной циркуляционный пути .

Одиночные пути кровообращения

Одиночные пути кровообращения, как показано на схеме ниже, состоят из двухкамерного сердца с предсердием и желудочком (структура сердца будет подробно описана позже в этой главе). У рыб единые пути кровообращения. Сердце перекачивает дезоксигенированную кровь к жабрам, где она насыщается кислородом.Затем насыщенная кислородом кровь поступает ко всему телу рыбы, а дезоксигенированная кровь возвращается в сердце.

Рис. 7.2: Система единой циркуляции, характерная для типичных видов рыб. Красный цвет представляет собой богатую кислородом или насыщенную кислородом кровь, синий цвет представляет собой кровь с дефицитом кислорода или дезоксигенированную кровь.

Системы двойного кровообращения

Двойные пути кровообращения обнаружены у птиц и млекопитающих. У животных с таким типом кровеносной системы сердце четырехкамерное.

Правое предсердие получает дезоксигенированный от тела, а правый желудочек отправляет его в легкие для оксигенации. Левое предсердие получает насыщенную кислородом кровь из легких, а левый желудочек отправляет ее по всему телу. У большинства млекопитающих, включая человека, есть кровеносная система такого типа. Эти системы кровообращения называются «двойными» кровеносными системами, потому что они состоят из двух контуров, называемых легочными и системными кровеносными системами.

У людей, птиц и млекопитающих четырехкамерное сердце. У рыб двухкамерное сердце, одно предсердие и один желудочек. У земноводных трехкамерное сердце с двумя предсердиями и одним желудочком. Преимущество четырехкамерного сердца состоит в том, что в нем отсутствует смесь насыщенной кислородом и деоксигенированной крови.

Системы кровообращения человека (ESG92)

Кровеносная система человека включает легочные, и системные кровеносные системы. Система легочного кровообращения состоит из кровеносных сосудов, которые транспортируют дезоксигенированную кровь от сердца к легким и возвращают насыщенную кислородом кровь из легких в сердце.В системе системного кровообращения кровеносные сосуды транспортируют насыщенную кислородом кровь от сердца к различным органам тела и возвращают дезоксигенированную кровь в сердце.

Система малого круга кровообращения

В системе малого круга кровообращения деоксигенированная кровь покидает сердце через правый желудочек и транспортируется в легкие через легочную артерию . Легочная артерия — единственная артерия, по которой проходит дезоксигенированная кровь. Он переносит кровь в капилляры, где углекислый газ диффундирует из крови в альвеол (клетки легких), а затем в легкие, где он выдыхается. В то же время кислород диффундирует в альвеолы, а затем попадает в кровь и возвращается в левое предсердие сердца по легочной вене .

Рисунок 7.3: Система легочного кровообращения. Кровь, богатая кислородом, показана красным цветом; Кровь с обедненным кислородом показана синим цветом.

Моделирование, показывающее, как кровеносная система человека делится на два контура: системную и легочную кровеносную систему: http://www.biologyinmotion.com/cardio/index.html

Системное кровообращение

Системное кровообращение относится к той части системы кровообращения, которая покидает сердце, переносит насыщенную кислородом кровь к клеткам тела и возвращает дезоксигенированную кровь к сердцу.Кровь выходит через левый желудочек в аорту , самую большую артерию тела. Аорта ведет к более мелким артериям, которые снабжают кровью все органы тела. Эти артерии, наконец, разветвляются на капилляры. В капиллярах кислород диффундирует из крови в клетки, а отходы и углекислый газ диффундируют из клеток в кровь. Обезоксигенированная кровь в капиллярах затем перемещается в венулы, которые сливаются с венами, и кровь транспортируется обратно к сердцу. Эти вены сливаются в две основные вены, а именно верхнюю полую вену и нижнюю полую вену (рисунок: двойное кровообращение).Движение крови показано стрелками на схеме. Деоксигенированная кровь поступает в правое предсердие через верхнюю полую вену. Основные артерии снабжают кровью головной мозг, тонкий кишечник, печень и почки. Однако системное кровообращение также достигает других органов, включая мышцы и кожу. На следующей диаграмме (рис. 7.4) показана система кровообращения человека.

Рисунок 7.4: Системная система кровообращения снабжает кровью все тело.

ПРЕПОДАВАТЕЛЬСКИЙ РЕСУРС:

Анимация обращения:

Сердце и связанные с ним кровеносные сосуды (ESG93)

Наружное строение сердца

Сердце — это большая мышца размером с ваш сжатый кулак, которая качает кровь посредством повторяющихся ритмических сокращений. Сердце расположено в грудной клетке, сразу за грудиной, в пространстве, которое называется полостью перикарда . Сердце окружено двойной защитной мембраной, которая называется перикард , . Область между двумя слоями перикарда заполнена перикардиальной жидкостью , которая защищает сердце от удара и позволяет сердцу сокращаться без трения.

Сердце — мышца (миокард , ) и состоит из четырех камер. Две верхние камеры сердца называются предсердиями (единственное число = предсердие).Два предсердия разделены межпредсердной перегородкой. Две нижние камеры сердца известны как желудочков и отделены друг от друга межжелудочковой перегородкой. Желудочки имеют больше мышечных стенок, чем предсердия, а стенки правого желудочка, который снабжает кровью легкие, менее мускулистые, чем стенки левого желудочка, который должен перекачивать кровь по всему телу.

Сожмите кулак — размер кулака примерно равен размеру вашего сердца.

Кроме того, есть ряд крупных кровеносных сосудов, по которым кровь идет к сердцу и от него. Термины «артерия» и «вена» определяются не тем, что транспортирует сосуд (насыщенная кислородом кровь или дезоксигенированная), а тем, течет ли сосуд к сердцу или от него. Артерии отводят кровь от сердца и, как правило, переносят насыщенную кислородом кровь, за исключением легочной артерии. Вены транспортируют кровь к сердцу и обычно несут дезоксигенированную кровь, за исключением легочной вены.В правой части сердца верхняя полая вена транспортирует дезоксигенированную кровь от головы и рук, а нижняя полая вена транспортирует дезоксигенированную кровь из нижней части тела обратно в сердце, где она поступает в правое предсердие. Легочная артерия , , переносит дезоксигенированную кровь от правого желудочка сердца к легким для оксигенации. В левой части сердца легочная вена доставляет насыщенную кислородом кровь из легких к левому предсердию сердца, а насыщенная кислородом кровь выходит из левого желудочка через аорту и транспортируется ко всем частям тела.

Поскольку сердце — это мышца и, следовательно, ему для продолжения биения необходимы кислород и питательные вещества, оно получает кровь из коронарных артерий и возвращает дезоксигенированную кровь по коронарным венам .

У человека левое легкое меньше правого, чтобы в грудной полости оставалось место для сердца.

Рис. 7.5: Внешняя структура сердца: большая часть сердца состоит из мышц и известна как миокард.Область, в которой находится сердце, известна как полость перикарда, которая окружена перикардом.

Внутреннее строение сердца

Как упоминалось ранее, сердце состоит из четырех камер . — два предсердия, — в верхней части сердца, которые принимают кровь, и — два желудочка, — внизу сердца, которые качают кровь из сердца. Перегородка разделяет левую и правую части сердца.Чтобы кровь текла только в одном направлении (вперед), и чтобы предотвратить обратный ток крови, между предсердиями и желудочками установлены клапаны (атриовентрикулярные клапаны). Эти клапаны открываются только в одном направлении, чтобы кровь попадала в желудочки, и закрываются давлением крови, когда желудочки сокращаются.

Трехстворчатый клапан , расположен между правым предсердием и правым желудочком, в то время как митральный клапан , двустворчатый, /, находится между левым предсердием и левым желудочком.Крепкие сухожильные тяжи ( chordae tenineae, ), прикрепленные к клапанам, не позволяют им выворачиваться наизнанку при закрытии. Полулунные клапаны расположены в нижней части аорты и легочной артерии и предотвращают повторное попадание крови в желудочки после того, как она была откачана из сердца.

Рис. 7.6: Внутренняя структура сердца млекопитающих.

На этом видео показано прохождение крови через сердце и по всему телу.

Видео: 2CTW

В предыдущих разделах мы обсудили легочное и системное кровообращение и описали четырехкамерную структуру сердца, а также некоторые из основных артерий и вен, по которым кровь транспортируется к сердцу и от него. Чтобы обобщить всю эту информацию, изучите приведенную ниже блок-схему, которая описывает прохождение дезоксигенированной крови через один полный цикл.

Рис. 7.7: Блок-схема, изображающая движение крови от сердца по кровеносной системе. Синие прямоугольники представляют собой дезоксигенированную кровь, фиолетовые прямоугольники представляют собой капиллярные сети, в которых происходит газообмен, а красные прямоугольники представляют стадии, на которых кровь насыщается кислородом.

Уловка с памятью : клапан клыка RI находится на стороне сердца RI ght.

Основные органы и большой круг кровообращения (ESG94)

Кровью снабжены все органы тела. Это необходимо для того, чтобы клетки могли получать кислород, необходимый для клеточного дыхания, а также необходимые питательные вещества. В каждом органе есть артерия, по которой кровь поступает в него из сердца. Метаболические отходы, включая углекислый газ, необходимо удалить из клеток и вернуть в сердце. Они перемещаются в капилляры, которые входят в вены, которые в конечном итоге входят либо в верхнюю, либо в нижнюю полую вену, которая затем входит в правое предсердие.

Артерии и вены были названы в соответствии с органом, к которому они кровоснабжают. Печень получает насыщенную кислородом кровь от сердца через печеночную артерию. Эта артерия проходит вдоль воротной вены печени . В воротной вене печени содержатся питательные вещества, усвоенные пищеварительной системой. Эта богатая питательными веществами кровь должна сначала пройти через печень, чтобы можно было контролировать питательный состав крови. Кровь проходит от печени к сердцу по печеночной вене .Метаболические отходы циркулируют в крови и, если им позволено накапливаться, в конечном итоге достигают токсичных уровней. Почки , снабжаются кровью (которая содержит отходы) через почечные и артерии. Почки фильтруют метаболические отходы из крови, выводя их с мочой для безопасного вывода. Кровь покидает почку по почечной вене.

Мозг снабжается кровью через сонную артерию , и позвоночные артерии. Кровь из головного мозга отводится по яремным венам и венам.В мозг поступает \ (\ text {15} \% \) от общего количества крови, перекачиваемой сердцем. Сердце — это также мышца (миокард), для работы которой необходим кровоток. Кровь поступает в сердце через две коронарные артерии и покидает сердце через четыре сердечные вены .

Рассечение сердца млекопитающего

Цель

Для рассечения сердца млекопитающих (овечье или воловье сердце).

Аппарат

  • Ваш учитель даст каждой группе сердце для препарирования
  • рукоять скальпеля с лезвием или острым ножом без зубцов
  • острые ножницы
  • щипцы
  • перчатки
  • бумажное полотенце
  • Фотографии внешнего и внутреннего вида сердца

Метод

  1. Работа в группах по четыре человека.

  2. Поместите сердце на препаровальную доску так, чтобы предсердия находились вверху, а желудочки смотрели вниз.
  3. Внимательно изучите внешний вид сердца. Попробуйте определить вертикальные и горизонтальные бороздки на сердце. Это положение внутренних стенок между камерами сердца.
  4. Осмотрите и отметьте разницу в стенках желудочков и предсердий. Также обратите внимание на разницу во внешнем виде между стенками желудочков и предсердий.
  5. Скальпелем или острым ножом осторожно разрежьте сердце поперек левого предсердия.
  6. Сравните толщину и размер правого желудочка и предсердия.
  7. Найдите клапаны и осмотрите сухожильные шнуры, прикрепленные к клапанам.
  8. Обозначьте полулунные клапаны в нижней части легочной артерии.
  9. Теперь прорежьте левую часть сердца так же, как вы делали правую часть сердца.
  10. Осторожно прорежьте перегородку сердца, чтобы получилось две половинки.

Вопросы

  1. Как называется гладкий внешний слой сердца?
  2. Вы заметили жир вокруг сердца?
  3. Вы заметили разницу между предсердиями и желудочками снаружи?
  4. Назовите кровеносные сосуды, видимые снаружи сердца.
  5. Сравните толщину стенок предсердий и желудочков. Объясните, почему они разные.
  6. Объясните разницу между стенками левого и правого желудочка.

Вопросы

  1. Как называется гладкий внешний слой сердца?
  2. Вы заметили жир вокруг сердца?
  3. Вы заметили разницу между предсердиями и желудочками снаружи?
  4. Назовите кровеносные сосуды, видимые снаружи сердца.
  5. Сравните толщину стенок предсердий и желудочков. Объясните, почему они разные.
  6. Объясните разницу между стенками левого и правого желудочка.

Ответы

  1. Перикард
  2. Да, жир должен кое-где присутствовать, особенно в бороздках.
  3. Да, предсердия намного меньше желудочков, имеют более тонкие мышечные стенки и находятся в верхней части сердца, а желудочки — в нижней части.
  4. Коронарные артерии и вены
  5. Предсердия имеют тонкие гибкие стенки, а желудочки имеют гораздо более толстые и более прочные стенки. Это связано с тем, что предсердия должны качать кровь только к желудочкам (на короткое расстояние), поэтому они не должны быть такими же сильными, как желудочки, которые перекачивают кровь намного дальше (в легкие или все тело).
  6. Стенка левого желудочка намного толще, чем у правого желудочка, так как ему нужно прикладывать большую силу / быть сильнее. Левый желудочек перекачивает кровь по всему телу, что требует гораздо большей силы, чем простая перекачка крови из правого желудочка в легкие, которые также находятся в грудной полости.

Сердечный цикл (ESG95)

Сердечный цикл относится к последовательности событий, которые происходят в сердце от начала одного сердечного сокращения до начала следующего сердечного сокращения.Во время сердечного цикла предсердия и желудочки работают отдельно. Синоатриальный узел (кардиостимулятор) расположен в правом предсердии и регулирует сокращение и расслабление предсердий.

  • В состоянии покоя каждое сердцебиение занимает приблизительно \ (\ text {0,8} \) секунд.
  • Нормальная частота пульса в состоянии покоя составляет приблизительно \ (\ text {72} \) ударов в минуту.
  • Во время систолы сердечная мышца сокращается.
  • Во время диастолы сердечная мышца расслабляется.

Фазы сердечного цикла будут разбиты и объяснены в следующем разделе:

Фаза 1: систола предсердий (контракты предсердий)

  • Кровь из верхней и нижней полой вены течет в правое предсердие.
  • Кровь из легочных вен течет в левое предсердие.
  • Атриа договор одновременно.
  • Это сокращение длится примерно \ (\ text {0,1} \) секунд.
  • Кровь нагнетается через трехстворчатый и двустворчатый клапаны в желудочки.

Фаза 2: систола желудочков (сокращение желудочков)

  • Желудочки расслабляются и наполняются кровью.
  • Желудочки сокращаются на \ (\ text {0,3} \) секунды.
  • Кровь вытесняется вверх, закрывая двустворчатый и трехстворчатый клапаны (звук лабиринта).
  • Кровь поднимается в легочную артерию (справа) и аорту (слева).
  • Во время систолы желудочков предсердия расслаблены.

Фаза 3: Общая диастола: (Общее расслабление сердца)

  • Желудочки расслабляются, тем самым уменьшая кровоток из желудочков.
  • Когда давление отсутствует, кровоток закрывает полулунные клапаны в аорте и легочной артерии (звук дубба).
  • Общая диастола длится около \ (\ text {0,4} \) секунд.

ПРЕПОДАВАТЕЛЬСКИЙ РЕСУРС:

Просмотр магнитно-резонансной томографии бьющегося сердца. Большие магниты используются для создания изображений сердца внутри тела без хирургического вмешательства.

Звук издает сердце

Сердце издает два звука биения.Один громкий, а другой мягкий. Мы называем это звуком lubb dubb . Звук lubb вызван давлением сокращающихся желудочков, заставляющим закрывать атриовентрикулярные клапаны. Звук dubb вызван отсутствием давления в желудочках, которое заставляет кровь течь обратно и закрывать полулунные клапаны в легочной артерии и аорте. Врач использует стетоскоп , чтобы послушать сердцебиение. В качестве альтернативы, пульс человека можно измерить, прижав палец (кроме большого пальца, у которого уже есть пульс) к плечевой артерии запястья или сонной артерии рядом с трахеей.Пульс сердца позволяет нам измерять частоту сердечных сокращений, то есть количество ударов сердца в единицу времени.

Механизмы контроля сердечного цикла и частоты сердечных сокращений (пульса)

Сердечный цикл контролируется нервными волокнами, идущими от узлов нервных пучков через сердечную мышцу. Есть два узла, а именно синоатриальный узел (узел SA) и атриовентрикулярный узел (узел AV) . Узел SA расположен внутри стенки правого предсердия, тогда как узел AV расположен между предсердиями и желудочками. Электрические импульсы, генерируемые в узле SA, заставляют сначала сокращаться правое и левое предсердия, инициируя сердечный цикл. Электрический сигнал достигает АВ-узла, где сигнал приостанавливается, прежде чем распространиться через проводящие ткани, называемые пучками волокон Гиса и Пуркинье. Эти волокна разветвляются на пути, которые снабжают кровью правый и левый желудочки, заставляя желудочки сокращаться. Узел SA является кардиостимулятором сердца, поскольку в нем обычно генерируются электрические сигналы — без какой-либо стимуляции нервной системы (автоматизм) .Однако, хотя частота пульса устанавливается автоматически, меняется во время упражнений или при сильных эмоциях, таких как страх, гнев и возбуждение. Это результат дополнительной стимуляции нервной системы и гормонов, таких как адреналин.

Простая симуляция того, как электрическая активность распространяется по сердцу. http://en.wikipedia.org/wiki/File:ECG_Principle_fast.gif

ПРЕПОДАВАТЕЛЬСКИЙ РЕСУРС:

Простая симуляция того, как электрическая активность распространяется по сердцу.

Моделирование: 2CTX

Электрическая активность

Электрическая активность сердца настолько сильна, что ее можно измерить с поверхности тела по электрокардиограмме (ЭКГ). У нормального сердца очень регулярный ритм. Аритмия — это состояние, при котором сердце имеет ненормальный ритм, как показано на рисунках. Тахикардия — это когда в состоянии покоя ЧСС слишком высока (более \ (\ text {100} \) ударов в минуту), а брадикардия — это когда пульс слишком медленный (меньше \ (\ text {60} \) ударов в минуту).

Рисунок 7.8: Электрокардиограмма, отображающая различные сердечные ритмы.

ПРЕПОДАВАТЕЛЬСКИЙ РЕСУРС:

Перед тем, как выполнять следующие действия, может быть полезно прочитать следующий ресурс по измерению частоты пульса:

Исследование частоты пульса до, во время и после физических упражнений

Цель

Для исследования вашего пульса до, во время и после физических упражнений

Аппарат

Метод

  1. Работайте в поле парами и убедитесь, что у вас есть секундомер.
  2. Один партнер выполняет эксперимент, а другой записывает результаты. Затем партнеры меняются ролями.
  3. Перед тренировкой измерьте частоту пульса в состоянии покоя.
  4. Один партнер дважды быстро обходит поле.
  5. Сразу после пробежки измерьте пульс.
  6. Продолжайте измерять пульс каждую минуту в течение 5 минут.
  7. Запишите результаты и постройте график, используя данные, относящиеся к вам.

Результаты

Запишите свои результаты здесь:

Время Частота пульса (ударов в минуту)
Перед тренировкой (отдых)
\ (\ text {0} \) \ (\ text {min} \) (сразу после тренировки)
\ (\ text {1} \) \ (\ text {min} \) (после упражнения)
\ (\ text {2} \) \ (\ text {min} \)
\ (\ text {3} \) \ (\ text {min} \)
\ (\ text {4} \) \ (\ text {min} \)
\ (\ text {5} \) \ (\ text {min} \)

Нарисуйте линейный график, чтобы проиллюстрировать ваши результаты.Покажите частоту пульса в состоянии покоя отдельной пунктирной линией на оси.

Выводы

Напишите свое заключение.

Вопросы

  1. Напишите гипотезу для этого исследования.
  2. Запишите независимую переменную.
  3. Запишите зависимую переменную.
  4. Назовите ОДИН фактор, который должен оставаться постоянным во время этого исследования.
  5. Запишите ДВА способа повышения точности этого расследования.
  6. Какие выводы можно сделать о состоянии вашей сердечно-сосудистой системы?
  7. Объясните, почему частота пульса увеличивается во время тренировки.

Результаты:

Учащиеся должны иметь пульс в состоянии покоя, который значительно ниже, чем частота пульса после бега. Убедитесь, что если они измеряли пульс в течение 30 секунд x 2, все показания должны быть ЧЕТНЫМИ числами. Через несколько минут после бега пульс должен постепенно вернуться к частоте пульса в состоянии покоя. У большинства подростков пульс в состоянии покоя должен составлять около 60-84 ударов в минуту.

График изменения частоты пульса до, во время и после тренировки

  • График должен иметь время (минуты) по горизонтальной оси и частоту пульса (ударов в минуту) по вертикальной оси.
  • Обе оси должны подниматься с равными интервалами по всей длине.
  • Импульс покоя показан пунктирной линией, параллельной горизонтальной оси.
  • График должен начать движение с пульса в состоянии покоя и начать расти, а затем постепенно вернуться к частоте пульса в состоянии покоя.

Заключение:

Частота пульса увеличивается после выполнения упражнения, а затем постепенно возвращается к пульсу покоя после тренировки. (Учащиеся могут заметить, что здоровые люди возвращаются к пульсу покоя БЫСТРЕЕ, чем непригодные.)

Вопросы

  1. Напишите гипотезу для этого расследования.
  2. Запишите независимую переменную.
  3. Запишите зависимую переменную.
  4. Назовите ОДИН фактор, который должен оставаться постоянным во время этого исследования.
  5. Запишите ДВА способа повышения точности этого расследования.
  6. Какие выводы можно сделать о состоянии вашей сердечно-сосудистой системы?
  7. Объясните, почему частота пульса увеличивается во время тренировки.

Ответы

  1. Частота пульса во время тренировки будет выше, чем частота пульса в состоянии покоя.

    Принять ЛЮБУЮ гипотезу, если она такова:

    • Направлено на следствие
    • написано как утверждение, а не вопрос
    • написано в форме БУДУЩЕГО
    • ясное ожидание того, что будет найдено — это не обязательно должно быть правильно
  2. Есть ДВЕ независимые переменные.Основными из них являются отдых, упражнения и восстановление (или тип активности), но время также можно рассматривать как вторичную независимую переменную.
  3. Зависимая переменная — частота пульса.
  4. Есть несколько переменных, которые необходимо контролировать:
    • Для измерения пульса до и после тренировки необходимо использовать одного и того же ученика.
    • Оба ученика в группе должны выполнить одно и то же упражнение (дважды бегать по полю).
    • Пульс необходимо измерять до и сразу после тренировки.
    • Пульс необходимо снимать с интервалом в одну минуту во время восстановления.
    • Всегда измеряйте пульс как 30 секунд x 2 или более полной минуты.
  5. Можно сделать несколько вещей:
    • Повторите исследование еще раз два или более раз с одним учащимся и получите среднее значение. Используйте большие группы людей в определенной возрастной группе и усредняйте их результаты.
    • Продолжайте измерять частоту пульса, пока она не вернется к частоте покоя — у некоторых учащихся это может занять более 5 минут.
    • Используйте датчик частоты пульса для большей точности измерения частоты пульса.
    • Управляйте большим количеством переменных, чтобы получить схожие группы людей — одного возраста, пола, уровня физической подготовки, примерно одинаковой массы и т. Д.
  6. Выводы ДОЛЖНЫ быть основаны на полученных результатах и, вероятно, также будут указывать на относительный уровень физической подготовки — здоровые люди, как правило, быстрее восстанавливаются после упражнений. Он также должен быть связан с исходной гипотезой и указывать, принимается эта гипотеза или отвергается.Учащиеся должны быть поощрены к оценке гипотезы и им следует сказать, что это совершенно приемлемо, чтобы гипотеза была неверной — они НЕ должны возвращаться к ней и изменять ее.
  7. Частота сердечных сокращений увеличивается из-за более высокой скорости клеточного дыхания, которое требуется для обеспечения необходимой энергии во время бега. Клеткам требуется БОЛЬШЕ кислорода и выделяется БОЛЬШЕ углекислого газа, чем обычно, поэтому дыхание и частота сердечных сокращений ускоряются, чтобы доставить большее количество \ (\ text {O} _ {2} \) и удалить большее количество \ (\ text {CO} _ {2} \) сформирован.

Ходовой объем

Ударный объем — это количество крови, прокачиваемой через сердце во время каждого сердечного цикла. Ударный объем может меняться в зависимости от потребностей организма. Во время упражнений мышцам требуется больше кислорода и глюкозы для выработки энергии в форме АТФ. Поэтому сердце увеличивает свой ударный объем и частоту ударов, чтобы удовлетворить эту потребность. Это временное изменение для поддержания гомеостаза, и после тренировки частота сердечных сокращений и ударный объем вернутся к норме.

Когда человек регулярно занимается спортом и находится в хорошей форме, сердце претерпевает определенные долгосрочные адаптации. Сердечная мышца становится сильнее и с каждым сокращением выделяет больше крови. Следовательно, с каждым ударом сердца увеличивается ударный объем. Поскольку сердце выбрасывает больше крови с каждым ударом, сердце должно биться реже, чтобы поддерживать тот же объем кровотока. Поэтому у здоровых людей частота пульса в состоянии покоя часто ниже.

Сердечный выброс — это объем крови, который перекачивается сердцем за одну минуту.Сердечный выброс равен ударному объему (УО), умноженному на частоту сердечных сокращений (ЧСС).

Артериальное давление

Артериальное давление — это сила, которую кровь оказывает на стенки кровеносных сосудов. Артериальное давление определяется размером кровеносных сосудов и обеспечивает приток крови ко всем частям тела. Нормальное кровяное давление составляет 120/80 (120 на 80), измеренное в единицах ртутного столба (мм рт. Ст.). 120 представляет систолическое давление, когда сокращаются желудочки.80 представляет диастолическое давление, когда происходит общая диастола.

Артериальное давление может повышаться из-за курения, стресса, всплеска адреналина, задержки воды, высокого уровня холестерина, ожирения и отсутствия физических упражнений. Высокое кровяное давление (гипертония) опасно и увеличивает риск аневризмы, инсульта или сердечного приступа. Низкое артериальное давление (гипотония) может привести к головокружению и обмороку из-за недостаточного кровоснабжения мозга.

Кровеносные сосуды (ESG96)

Теперь мы исследуем структуру и функцию артерий, капилляров, вен и клапанов.

Артерии

A крови несут кровь A путь от сердца. Давление, создаваемое качающимся сердцем, заставляет кровь течь по артериям. Артерии трехслойные. У них есть внешний слой, состоящий из соединительной ткани; средний слой, состоящий из гладких мышц, позволяющий сокращать артерии для регулирования давления кровотока, и внутренний слой из плотно связанных простых плоских эндотелиальных клеток. Крупные артерии, расположенные рядом с сердцем, разветвляются на более мелкие артериолы (более мелкие артерии) и в конечном итоге разветвляются на капилляры.

Смех — хорошее упражнение для сердца. Когда вы смеетесь, кровеносные сосуды расширяются (открываются), вызывая усиление кровотока, тем самым сохраняя здоровье вашего сердца.

Рисунок 7.9: Микрофотография артерии.

Капилляры

Капилляры — это не более чем один слой эндотелиальных клеток. Капилляры образуют сложные сети в тканях. Они позволяют воде, питательным веществам и газам диффундировать из крови, а отходы — попадать в кровь.Этот обмен происходит между кровью и тканевой жидкостью. Тканевая жидкость — это жидкость, окружающая клетки. Клетки крови никогда не контактируют с клетками. Кровь и тканевая жидкость обмениваются материалом, а тканевая жидкость затем обменивается материалом с клетками.

Жилы

Сложные сети, образованные капиллярами, в конечном итоге сходятся, образуя венулы (маленькие вены). Затем венулы сходятся, образуя вены, по которым кровь возвращается к сердцу.Стенки жил состоят всего из двух слоев. Внешний слой состоит из соединительной ткани, а внутренний слой состоит из эндотелиальных клеток.

Рисунок 7.10: Принципиальная схема жилы.

Рисунок 7.11: Схема, показывающая разветвление артерии на артериолы. Впоследствии они образуют капиллярное ложе, которое впадает в несколько венул, ведущих к вене.

Клапаны

После того, как кровь прошла по капиллярам, ​​остается очень мало артериального давления, чтобы кровь возвращалась к сердцу.Вместо давления со стороны сердечных вен используйте ряд клапанов, чтобы заставить кровь возвращаться к сердцу. Сокращение мышц сдавливает вены, проталкивая по ним кровь. Клапаны заставляют кровь течь только в одном направлении, обратно к сердцу.

Рис. 7.12. Клапаны обеспечивают односторонний поток крови через вены.

ПРЕПОДАВАТЕЛЬСКИЙ РЕСУРС:

Интерактивная диаграмма, показывающая артериальную и венозную структуру:

Сравнение артерий, вен и капилляров (ESG97)

На рисунке и в таблице ниже показаны различия между артериями, капиллярами и венами.

Рис. 7.13: Поперечное сечение, показывающее различия между а) артериями, б) венами и в) капиллярами.

Артерии Капилляры Вены
кровь движется на от сердца от сердца кровоснабжение на уровне ткани кровь вернулась густая в сердце
средняя слой непроизвольной мышцы для увеличения или уменьшения диаметра один слой эндотелия с очень маленьким диаметром тонкий средний слой при снижении давления
внутренний слой эндотелия, который снижает трение только слой эндотелия большего диаметра внутренняя полость, выстланная эндотелием для уменьшения трения
расположена глубже в ткани для поддержания температуры тела расположена только на уровне ткани расположена близко к поверхности кожи для выделения тепла
клапанов нет, кроме основание аорты и легочная артерия ies клапаны отсутствуют полулунные клапаны присутствуют через определенные промежутки времени, чтобы предотвратить обратный ток крови
кровь всегда находится под высоким давлением кровь находится под высоким давлением, когда красные кровяные тельца вынуждены проходить через один файл кровь под низким давлением
пульс ощущается как кровоток пульс отсутствует пульс не обнаруживается

Таблица 7.1: Таблица сравнения артерий, капилляров и вен

Среднее число ударов сердца взрослого человека:

  • \ (\ text {72} \) раз в минуту
  • \ (\ text {100 000} \) раз в сутки
  • \ (\ text {3 600 000} \) раз в год
  • Миллиард раз за всю жизнь.

1,8 Система кровообращения — Неврология: Канадское 2-е издание

Чарльз Мольнар и Джейн Гейр

Рисунок 21.1. Подобно тому, как системы шоссе транспортируют людей и товары через сложную сеть, система кровообращения переносит питательные вещества, газы и отходы по всему телу животного.(кредит: модификация работы Андрея Беленко)

Большинство животных — сложные многоклеточные организмы, которым необходим механизм для транспортировки питательных веществ по телу и удаления продуктов жизнедеятельности. Система кровообращения со временем эволюционировала от простой диффузии через клетки на ранней стадии эволюции животных до сложной сети кровеносных сосудов, которые достигают всех частей человеческого тела. Эта обширная сеть снабжает клетки, ткани и органы кислородом и питательными веществами, а также удаляет углекислый газ и отходы, которые являются побочными продуктами дыхания.

В основе кровеносной системы человека лежит сердце. Человеческое сердце размером со сжатый кулак защищено грудной клеткой. Сделанный из специализированной и уникальной сердечной мышцы, он перекачивает кровь по всему телу и к самому сердцу. Сердечные сокращения вызываются внутренними электрическими импульсами, которые мозг и эндокринные гормоны помогают регулировать. Понимание основной анатомии и функций сердца важно для понимания кровеносной и дыхательной систем организма.

Газообмен — одна из важнейших функций системы кровообращения. Система кровообращения не нужна организмам без специализированных органов дыхания, потому что кислород и углекислый газ диффундируют непосредственно между тканями их тела и внешней средой. Однако у организмов, у которых есть легкие и жабры, кислород должен транспортироваться от этих специализированных органов дыхания к тканям тела через систему кровообращения. Следовательно, системы кровообращения должны были развиваться, чтобы приспособиться к большому разнообразию размеров и типов телосложения животных.

К концу этого раздела вы сможете:

  • Описать открытую и закрытую систему кровообращения
  • Описать межклеточную жидкость и гемолимфу
  • Сравните и сопоставьте организацию и эволюцию системы кровообращения позвоночных.

У всех животных, за исключением нескольких простых видов, кровеносная система используется для транспортировки питательных веществ и газов по телу. Простая диффузия позволяет осуществлять обмен воды, питательных веществ, отходов и газов между примитивными животными, толщина которых составляет всего несколько слоев клеток; однако объемный поток — единственный метод, с помощью которого можно получить доступ ко всему телу более крупных и сложных организмов.

Архитектура системы кровообращения

Система кровообращения представляет собой сеть цилиндрических сосудов: артерий, вен и капилляров, исходящих от насоса, сердца. У всех позвоночных организмов, а также у некоторых беспозвоночных это замкнутая система, в которой кровь несвободна в полости. В замкнутой системе кровообращения кровь содержится внутри кровеносных сосудов и циркулирует однонаправленно, от сердца по системному пути кровообращения, а затем снова возвращается к сердцу, как показано на Фигуре 21.2а. В отличие от закрытой системы, членистоногие, включая насекомых, ракообразных и большинство моллюсков, имеют открытую систему кровообращения, как показано на рис. 21.2b. В открытой системе кровообращения кровь не заключена в кровеносных сосудах, а перекачивается в полость, называемую гемоэлем и называемую гемолимфой , потому что кровь смешивается с интерстициальной жидкостью . Когда сердце бьется и животное движется, гемолимфа циркулирует по органам внутри полости тела, а затем снова входит в сердца через отверстия, называемые устьями , .Это движение способствует обмену газа и питательных веществ. Открытая система кровообращения не использует столько энергии, как закрытая система для работы или обслуживания; однако существует компромисс с количеством крови, которое может быть перемещено к метаболически активным органам и тканям, которым требуется высокий уровень кислорода. Фактически, одна из причин того, что насекомых с размахом крыльев до двух футов (70 см) сегодня нет, вероятно, заключается в том, что они уступили место появлению птиц 150 миллионов лет назад. Считается, что птицы, имеющие закрытую систему кровообращения, двигались более подвижно, что позволяло им быстрее добывать пищу и, возможно, охотиться на насекомых.

Рисунок 21.2 . В (а) закрытых системах кровообращения сердце перекачивает кровь через сосуды, которые отделены от межклеточной жидкости тела. У большинства позвоночных и некоторых беспозвоночных, например у этого кольчатого червя, есть замкнутая система кровообращения. В (б) открытых кровеносных системах жидкость, называемая гемолимфой, перекачивается через кровеносный сосуд, который впадает в полость тела. Гемолимфа возвращается в кровеносный сосуд через отверстия, называемые устьями. Такие членистоногие, как эта пчела и большинство моллюсков, имеют открытую систему кровообращения.

Изменения системы кровообращения у животных

Система кровообращения варьируется от простых систем у беспозвоночных до более сложных систем у позвоночных. Простейшим животным, таким как губки (Porifera) и коловратки (Rotifera), не нужна система кровообращения, поскольку диффузия обеспечивает адекватный обмен воды, питательных веществ и отходов, а также растворенных газов, как показано на рисунке 21.3a. Организмы, которые являются более сложными, но все же имеют только два слоя клеток в своем строении тела, такие как студни (Cnidaria) и гребешки (Ctenophora), также используют диффузию через свой эпидермис и внутрь через желудочно-сосудистый отсек.Как их внутренние, так и внешние ткани находятся в водной среде и обмениваются жидкостями путем диффузии с обеих сторон, как показано на рисунке 21.3b. Обмену жидкостей способствует пульсация тела медузы.

Рисунок 21.3. Простые животные, состоящие из одного клеточного слоя, такого как (а) губка, или только нескольких клеточных слоев, таких как (б) медуза, не имеют кровеносной системы. Вместо этого происходит обмен газов, питательных веществ и отходов путем диффузии.

Для более сложных организмов диффузия неэффективна для эффективного круговорота газов, питательных веществ и отходов через организм; поэтому возникли более сложные системы кровообращения.У большинства членистоногих и многих моллюсков открытая система кровообращения. В открытой системе удлиненное бьющееся сердце проталкивает гемолимфу по телу, а сокращения мышц помогают перемещать жидкости. Более крупные и сложные ракообразные, включая омаров, развили артериальные сосуды, проталкивающие кровь через свое тело, а наиболее активные моллюски, такие как кальмары, развили замкнутую систему кровообращения и могут быстро перемещаться, чтобы поймать добычу. Замкнутые системы кровообращения характерны для позвоночных; однако существуют значительные различия в структуре сердца и кровообращении между различными группами позвоночных из-за адаптации в процессе эволюции и связанных с этим различий в анатомии.На рисунке 21.4 показаны основные системы кровообращения некоторых позвоночных: рыб, земноводных, рептилий и млекопитающих.

Рисунок 21.4 . (а) У рыб самая простая кровеносная система позвоночных: кровь течет однонаправленно от двухкамерного сердца через жабры, а затем и по всему телу. (б) У земноводных есть два пути кровообращения: один для насыщения крови кислородом через легкие и кожу, а другой — для доставки кислорода остальным частям тела. Кровь перекачивается из трехкамерного сердца с двумя предсердиями и одним желудочком.c) у рептилий также есть два пути кровообращения; однако кровь насыщается кислородом только через легкие. Сердце трехкамерное, но желудочки частично разделены, поэтому происходит некоторое смешение оксигенированной и деоксигенированной крови, за исключением крокодилов и птиц. (г) у млекопитающих и птиц самое эффективное сердце с четырьмя камерами, которые полностью разделяют насыщенную кислородом и деоксигенированную кровь; он перекачивает только насыщенную кислородом кровь по телу и дезоксигенированную кровь в легкие.

Как показано на Рисунке 21.4a Рыбы имеют единый контур кровотока и двухкамерное сердце, имеющее только одно предсердие и единственный желудочек. Предсердие собирает кровь, которая вернулась из тела, а желудочек перекачивает кровь к жабрам, где происходит газообмен и повторное насыщение кислородом крови; это называется жаберная циркуляция . Затем кровь проходит через остальную часть тела, прежде чем вернуться в предсердие; это называется системного кровообращения . Этот однонаправленный поток крови создает градиент от оксигенированной до деоксигенированной крови по системному контуру рыбы.Результатом является ограничение количества кислорода, который может достичь некоторых органов и тканей тела, что снижает общую метаболическую способность рыб.

У земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих кровоток направлен по двум контурам: один через легкие и обратно к сердцу, который называется малым кровообращением , а другой — через остальную часть тела и его органы, включая мозг (системный кровоток). У земноводных газообмен также происходит через кожу во время малого круга кровообращения и обозначается как кожно-легочное кровообращение .

Как показано на рисунке 21.4b, у земноводных трехкамерное сердце с двумя предсердиями и одним желудочком, а не двухкамерное сердце рыбы. Два предсердия (верхние камеры сердца) получают кровь из двух разных контуров (легких и систем), а затем происходит некоторое перемешивание крови в желудочке сердца (нижняя камера сердца), что снижает эффективность оксигенации. Преимущество такого расположения в том, что высокое давление в сосудах подталкивает кровь к легким и телу.Перемешивание смягчается за счет гребня внутри желудочка, который направляет богатую кислородом кровь через системную систему кровообращения и дезоксигенированную кровь в кожно-легочный контур. По этой причине земноводные часто описываются как с двойной циркуляцией .

У большинства рептилий также есть трехкамерное сердце, подобное сердцу земноводных, которое направляет кровь в легочные и системные контуры, как показано на рисунке 21.4c. Желудочек более эффективно разделяется частичной перегородкой, что приводит к меньшему смешиванию оксигенированной и деоксигенированной крови.Некоторые рептилии (аллигаторы и крокодилы) — самые примитивные животные, у которых есть четырехкамерное сердце. Крокодилы обладают уникальным механизмом кровообращения, при котором сердце отводит кровь из легких в желудок и другие органы, например, во время длительных периодов погружения, когда животное ждет добычу или остается под водой, ожидая, пока добыча сгниет. Одна адаптация включает две основные артерии, которые выходят из одной и той же части сердца: одна доставляет кровь в легкие, а другая обеспечивает альтернативный путь к желудку и другим частям тела.Две другие адаптации включают отверстие в сердце между двумя желудочками, называемое отверстием Паниццы, которое позволяет крови перемещаться от одной стороны сердца к другой, и специализированную соединительную ткань, которая замедляет кровоток в легкие. Вместе эти приспособления сделали крокодилов и аллигаторов одной из самых эволюционно успешных групп животных на Земле.

У млекопитающих и птиц сердце также разделено на четыре камеры: два предсердия и два желудочка, как показано на рисунке 21.4г. Насыщенная кислородом кровь отделяется от деоксигенированной крови, что улучшает эффективность двойного кровообращения и, вероятно, требуется для теплокровного образа жизни млекопитающих и птиц. Четырехкамерное сердце птиц и млекопитающих развилось независимо от трехкамерного сердца. Независимая эволюция одного и того же или подобного биологического признака называется конвергентной эволюцией.

Сводка

У большинства животных кровеносная система используется для транспортировки крови по телу.Некоторые примитивные животные используют диффузию для обмена воды, питательных веществ и газов. Однако сложные организмы используют систему кровообращения для переноса газов, питательных веществ и отходов по телу. Системы кровообращения могут быть открытыми (смешанными с межклеточной жидкостью) или закрытыми (отделенными от межклеточной жидкости). Замкнутые системы кровообращения характерны для позвоночных; однако существуют значительные различия в структуре сердца и кровообращении между различными группами позвоночных из-за адаптаций в ходе эволюции и связанных с ними различий в анатомии.У рыбок двухкамерное сердце с однонаправленным кровообращением. У земноводных трехкамерное сердце, в котором смешивается кровь, и двойное кровообращение. У большинства нептичьих рептилий трехкамерное сердце, но у них мало смешанной крови; у них двойное обращение. Млекопитающие и птицы имеют четырехкамерное сердце без смешивания крови и двойного кровообращения.

К концу этого раздела вы сможете:

  • Перечень основных компонентов крови
  • Сравните красные и белые кровяные тельца
  • Описать плазму и сыворотку крови

Гемоглобин отвечает за распределение кислорода и, в меньшей степени, углекислого газа по кровеносной системе человека, позвоночных и многих беспозвоночных.Но кровь — это больше, чем белки. Кровь — это на самом деле термин, используемый для описания жидкости, которая движется по сосудам, и включает плазмы, (жидкая часть, которая содержит воду, белки, соли, липиды и глюкозу), а также клетки (красные и белые клетки) и фрагменты клеток. называется тромбоцитов . Плазма крови на самом деле является доминирующим компонентом крови и содержит воду, белки, электролиты, липиды и глюкозу. Клетки несут ответственность за перенос газов (эритроциты) и иммунную реакцию (белый цвет).Тромбоциты отвечают за свертывание крови. Межклеточная жидкость, окружающая клетки, отделена от крови, но в гемолимфе они объединены. У человека клеточные компоненты составляют примерно 45 процентов крови и 55 процентов жидкой плазмы. Кровь составляет 20 процентов внеклеточной жидкости человека и восемь процентов веса.

Роль крови в организме

Кровь, как и кровь человека, показанная на рис. 21.5, важна для регуляции систем организма и гомеостаза.Кровь помогает поддерживать гомеостаз, стабилизируя pH, температуру, осмотическое давление и устраняя избыточное тепло. Кровь поддерживает рост, распределяя питательные вещества и гормоны, а также удаляя отходы. Кровь играет защитную роль, транспортируя факторы свертывания и тромбоциты для предотвращения кровопотери и транспортируя агенты борьбы с болезнями или лейкоцитов к местам инфекции.

Рисунок 21.5. Показаны клетки и клеточные компоненты крови человека.Красные кровяные тельца доставляют кислород к клеткам и удаляют углекислый газ. Лейкоциты, включая нейтрофилы, моноциты, лимфоциты, эозинофилы и базофилы, участвуют в иммунном ответе. Тромбоциты образуют сгустки, предотвращающие потерю крови после травмы.

красных кровяных телец

Красные кровяные тельца , или эритроциты (erythro- = «красный»; -cyte = «клетка»), представляют собой специализированные клетки, которые циркулируют по телу, доставляя кислород к клеткам; они образуются из стволовых клеток костного мозга.У млекопитающих эритроциты представляют собой небольшие двояковогнутые клетки, которые в зрелом возрасте не содержат ядра или митохондрий и имеют размер всего 7-8 мкм. У птиц и нептичьих рептилий ядро ​​все еще сохраняется в красных кровяных тельцах.

Красный цвет крови обусловлен железосодержащим белком гемоглобином, как показано на рисунке 21.6a. Основная задача этого белка — переносить кислород, но он также переносит углекислый газ. Гемоглобин упакован в красные кровяные тельца из расчета около 250 миллионов молекул гемоглобина на клетку.Каждая молекула гемоглобина связывает четыре молекулы кислорода, так что каждый эритроцит несет один миллиард молекул кислорода. В пяти литрах крови человеческого тела содержится примерно 25 триллионов эритроцитов, которые могут нести до 25 секстиллионов (25 × 10 21 ) молекул кислорода в организме в любое время. У млекопитающих недостаток органелл в эритроцитах оставляет больше места для молекул гемоглобина, а недостаток митохондрий также препятствует использованию кислорода для метаболического дыхания.Только у млекопитающих есть безъядерные эритроциты, а у некоторых млекопитающих (например, верблюды) даже есть ядерные эритроциты. Преимущество ядерных эритроцитов в том, что эти клетки могут подвергаться митозу. Безъядерные эритроциты метаболизируются анаэробно (без кислорода), используя примитивный метаболический путь для производства АТФ и повышения эффективности транспорта кислорода.

Не все организмы используют гемоглобин как средство переноса кислорода. Беспозвоночные, которые используют гемолимфу, а не кровь, используют разные пигменты для связывания с кислородом.Эти пигменты используют медь или железо для кислорода. У беспозвоночных есть множество других респираторных пигментов. Гемоцианин, сине-зеленый медьсодержащий белок, показанный на рис. 21.6b, обнаружен у моллюсков, ракообразных и некоторых членистоногих. Хлорокруорин, железосодержащий пигмент зеленого цвета, встречается у четырех семейств полихет трубчатых червей. Гемеритрин, красный железосодержащий белок, обнаружен у некоторых многощетинковых червей и кольчатых червей и показан на рис. 21.6c. Несмотря на название, гемеритрин не содержит гемовой группы, и его способность переносить кислород мала по сравнению с гемоглобином.

Рисунок 21.6 . У большинства позвоночных (а) гемоглобин доставляет кислород в организм и удаляет некоторое количество углекислого газа. Гемоглобин состоит из четырех белковых субъединиц, двух альфа-цепей и двух бета-цепей, а также группы гема, с которой связано железо. Железо обратимо связывается с кислородом и при этом окисляется с Fe 2+ до Fe 3+ . У большинства моллюсков и некоторых членистоногих (б) гемоцианин доставляет кислород. В отличие от гемоглобина, гемолимфа не переносится клетками крови, а свободно плавает в гемолимфе.Медь вместо железа связывает кислород, придавая гемолимфе сине-зеленый цвет. У кольчатых червей, таких как дождевой червь, и некоторых других беспозвоночных, (c) гемеритрин переносит кислород. Подобно гемоглобину, гемеритрин переносится в клетки крови и имеет связанное с ним железо, но, несмотря на свое название, гемеритрин не содержит гема.

Небольшой размер и большая площадь поверхности красных кровяных телец обеспечивают быструю диффузию кислорода и углекислого газа через плазматическую мембрану. В легких выделяется углекислый газ, а кровь забирает кислород.В тканях кислород выделяется из крови, а углекислый газ направляется обратно в легкие. Исследования показали, что гемоглобин также связывает закись азота (NO). NO является вазодилататором, который расслабляет кровеносные сосуды и капилляры и может способствовать газообмену и прохождению эритроцитов через узкие сосуды. Нитроглицерин, сердечное лекарство от стенокардии и сердечных приступов, превращается в NO, чтобы помочь расслабить кровеносные сосуды и увеличить поток кислорода через тело.

Характерной чертой красных кровяных телец является их гликолипидная и гликопротеиновая оболочка; это липиды и белки, к которым прикреплены молекулы углеводов.У людей поверхностные гликопротеины и гликолипиды в красных кровяных тельцах различаются у разных людей, производя разные группы крови, такие как A, B и O. Средняя продолжительность жизни красных кровяных телец составляет 120 дней, за это время они распадаются. и перерабатывается в печени и селезенке фагоцитирующими макрофагами, типом белых кровяных телец.

Лейкоцитов

Лейкоциты, также называемые лейкоцитами (лейко = белые), составляют примерно один процент от общего объема клеток крови.Роль белых кровяных телец очень отличается от роли красных кровяных телец: они в первую очередь участвуют в иммунном ответе, чтобы идентифицировать и нацеливать патогены, такие как вторгшиеся бактерии, вирусы и другие чужеродные организмы. Лейкоциты образуются постоянно; некоторые живут часами или днями, а некоторые живут годами.

Морфология белых кровяных телец значительно отличается от эритроцитов. Они имеют ядра и не содержат гемоглобина. Различные типы лейкоцитов идентифицируются по их микроскопическому виду после гистологического окрашивания, и каждый из них выполняет свою специализированную функцию.Две основные группы, показанные на рисунке 21.7, — это гранулоциты, которые включают нейтрофилы, эозинофилы и базофилы, и агранулоциты, которые включают моноциты и лимфоциты.

Рисунок 21.7. (a) Гранулоциты, включая нейтрофилы, эозинофилы и базофилы, характеризуются лопастным ядром и зернистыми включениями в цитоплазме. Гранулоциты обычно первыми реагируют во время травмы или инфекции. (b) Агранулоциты включают лимфоциты и моноциты.Лимфоциты, включая В- и Т-клетки, отвечают за адаптивный иммунный ответ. Моноциты дифференцируются в макрофаги и дендритные клетки, которые, в свою очередь, реагируют на инфекцию или травму.

Гранулоциты содержат гранулы в цитоплазме; агранулоциты названы так из-за отсутствия гранул в их цитоплазме. Некоторые лейкоциты становятся макрофагами, которые либо остаются на одном месте, либо перемещаются по кровотоку и собираются в местах инфекции или воспаления, где их привлекают химические сигналы от инородных частиц и поврежденных клеток.Лимфоциты являются первичными клетками иммунной системы и включают В-клетки, Т-клетки и естественные клетки-киллеры. В-клетки уничтожают бактерии и инактивируют их токсины. Они также вырабатывают антитела. Т-клетки атакуют вирусы, грибки, некоторые бактерии, трансплантированные клетки и раковые клетки. Т-клетки атакуют вирусы, выделяя токсины, убивающие вирусы. Естественные клетки-киллеры атакуют множество инфекционных микробов и определенные опухолевые клетки.

Одна из причин, по которой ВИЧ представляет собой серьезную проблему управления, заключается в том, что вирус напрямую нацелен на Т-клетки, проникая через рецептор.Попав внутрь клетки, ВИЧ затем размножается с помощью собственного генетического механизма Т-клетки. После репликации вируса ВИЧ он передается непосредственно от инфицированной Т-клетки макрофагам. Присутствие ВИЧ может оставаться нераспознанным в течение длительного периода времени, прежде чем проявятся полные симптомы заболевания.

Тромбоциты и факторы свертывания

Кровь должна свернуться для заживления ран и предотвращения чрезмерной кровопотери. Маленькие фрагменты клеток, называемые тромбоцитами (тромбоцитами), притягиваются к месту раны, где они прикрепляются, расширяя множество выступов и высвобождая их содержимое.Это содержимое активирует другие тромбоциты, а также взаимодействует с другими факторами свертывания, которые превращают фибриноген, водорастворимый белок, присутствующий в сыворотке крови, в фибрин (не растворимый в воде белок), вызывая свертывание крови. Для работы многих факторов свертывания крови необходим витамин К, а дефицит витамина К может привести к проблемам со свертыванием крови. Многие тромбоциты сходятся и слипаются в месте раны, образуя тромбоцитарную пробку (также называемую фибриновым сгустком), как показано на рисунке 21.8b.Пробка или сгусток сохраняется в течение нескольких дней и останавливает потерю крови. Тромбоциты образуются в результате распада более крупных клеток, называемых мегакариоцитами, как показано на рисунке 21.8a. На каждый мегакариоцит формируется 2000–3000 тромбоцитов, при этом в каждом кубическом миллиметре крови присутствует от 150 000 до 400 000 тромбоцитов. Каждая пластинка имеет форму диска и имеет диаметр 2–4 мкм. Они содержат множество мелких пузырьков, но не содержат ядра.

Рисунок 21.8. (a) Тромбоциты образуются из крупных клеток, называемых мегакариоцитами.Мегакариоцит распадается на тысячи фрагментов, которые становятся тромбоцитами. (b) Тромбоциты необходимы для свертывания крови. Тромбоциты собираются на участке раны вместе с другими факторами свертывания, такими как фибриноген, с образованием фибринового сгустка, который предотвращает потерю крови и позволяет ране зажить.

Плазма и сыворотка

Жидкий компонент крови называется плазмой, и он отделяется путем вращения или центрифугирования крови при высоких оборотах (3000 об / мин или выше).Клетки крови и тромбоциты разделяются центробежными силами на дно пробирки с образцом. Верхний жидкий слой, плазма, на 90% состоит из воды и различных веществ, необходимых для поддержания pH тела, осмотической нагрузки и защиты организма. Плазма также содержит факторы свертывания и антитела.

Плазменный компонент крови без факторов свертывания называется сывороткой . Сыворотка похожа на интерстициальную жидкость, в которой правильный состав ключевых ионов, действующих как электролиты, необходим для нормального функционирования мышц и нервов.К другим компонентам сыворотки относятся белки, которые помогают поддерживать pH и осмотический баланс, придавая крови вязкость. Сыворотка также содержит антитела, специализированные белки, которые важны для защиты от вирусов и бактерий. Липиды, включая холестерин, также переносятся в сыворотке вместе с различными другими веществами, включая питательные вещества, гормоны, метаболические отходы, а также внешние вещества, такие как лекарства, вирусы и бактерии.

Сывороточный альбумин человека является наиболее распространенным белком в плазме крови человека и синтезируется в печени.Альбумин, составляющий примерно половину белка сыворотки крови, переносит гормоны и жирные кислоты, буферизует pH и поддерживает осмотическое давление. Иммуноглобин представляет собой белковое антитело, вырабатываемое слизистой оболочкой, и играет важную роль в опосредованном антителами иммунитете.

Типы крови, связанные с белками на поверхности красных кровяных телец

Красные кровяные тельца покрыты антигенами, состоящими из гликолипидов и гликопротеинов. Состав этих молекул определяется генетикой, которая эволюционировала с течением времени.У людей разные поверхностные антигены сгруппированы в 24 разные группы крови с более чем 100 различными антигенами на каждом эритроците. Две наиболее известные группы крови — это ABO, показанная на рисунке 21.9, и резус-система. Поверхностные антигены в группе крови ABO представляют собой гликолипиды, называемые антигеном A и антигеном B. Люди с группой крови A имеют антиген A, люди с группой крови B имеют антиген B, люди с группой крови AB имеют оба антигена, а люди с группой крови O не имеют ни одного антигена.Антитела, называемые агглютиноогенами, обнаруживаются в плазме крови и реагируют с антигенами A или B, если они смешаны. При объединении крови типа A и типа B агглютинация (слипание) крови происходит из-за антител в плазме, которые связываются с противоположным антигеном; это вызывает сгустки, которые коагулируют в почках, вызывая почечную недостаточность. Кровь типа O не имеет ни антигенов A, ни B, поэтому кровь типа O можно сдавать всем группам крови. Отрицательная кровь типа O — универсальный донор.Положительная кровь типа AB является универсальным акцептором, поскольку она имеет антиген как A, так и B. Группы крови ABO были открыты в 1900 и 1901 годах Карлом Ландштейнером в Венском университете.

Группа крови резус была впервые обнаружена у макак-резусов. У большинства людей есть резус-антиген (Rh +), и у них нет анти-резус-антител в крови. Те немногие люди, у которых нет резус-антигена и являются резус-фактором, могут развить анти-резус-антитела при контакте с Rh + кровью. Это может произойти после переливания крови или после того, как Rh– женщина родила Rh + ребенка.Первое воздействие обычно не вызывает реакции; однако при втором воздействии в крови накопилось достаточно антител, чтобы вызвать реакцию, вызывающую агглютинацию и разрушение эритроцитов. Инъекция может предотвратить эту реакцию.

Рисунок 21.9. Эритроциты человека могут иметь на своей поверхности гликопротеины типа A или B, оба гликопротеина в сочетании (AB) или ни один из них (O). Гликопротеины служат антигенами и могут вызывать иммунный ответ у человека, которому переливают незнакомые антигены.Кровь типа O, не содержащая антигенов A или B, не вызывает иммунного ответа при введении человеку любой группы крови. Таким образом, O считается универсальным донором. Лица с кровью группы AB могут принимать кровь любой группы крови, а группа AB считается универсальным акцептором. Сыграйте в игру о группе крови на веб-сайте Нобелевской премии, чтобы укрепить свои представления о группах крови.

Сводка

Конкретные компоненты крови включают эритроциты, лейкоциты, тромбоциты и плазму, которая содержит факторы свертывания крови и сыворотку.Кровь важна для регулирования pH тела, температуры, осмотического давления, циркуляции питательных веществ и удаления отходов, распределения гормонов из желез внутренней секреции и устранения избыточного тепла; он также содержит компоненты для свертывания крови. Красные кровяные тельца — это специализированные клетки, которые содержат гемоглобин и циркулируют по телу, доставляя кислород клеткам. Белые кровяные тельца участвуют в иммунном ответе, чтобы идентифицировать вторгшиеся бактерии, вирусы и другие чужеродные организмы и бороться с ними; они также перерабатывают ненужные компоненты, такие как старые эритроциты.Тромбоциты и факторы свертывания крови вызывают превращение растворимого белка фибриногена в нерастворимый белок фибрин в месте раны, образуя пробку. Плазма на 90% состоит из воды и различных веществ, таких как факторы свертывания крови и антитела. Сыворотка — это плазменный компонент крови без факторов свертывания.

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите структуру сердца и объясните, чем сердечная мышца отличается от других мышц
  • Опишите сердечный цикл
  • Объясните структуру артерий, вен и капилляров, а также то, как кровь течет по телу

Сердце — это сложная мышца, которая перекачивает кровь через три отдела кровеносной системы: коронарный (сосуды, обслуживающие сердце), легочный (сердце и легкие) и системный (системы тела), как показано на рисунке 21. .10. Коронарное кровообращение, присущее сердцу, забирает кровь непосредственно из главной артерии (аорты), идущей от сердца. Для легочного и системного кровообращения сердце должно перекачивать кровь к легким или остальному телу соответственно. У позвоночных легкие расположены относительно близко к сердцу в грудной полости. Более короткое расстояние для перекачивания означает, что мышечная стенка с правой стороны сердца не такая толстая, как с левой стороны, которая должна иметь достаточное давление, чтобы перекачивать кровь до большого пальца ноги.

Рисунок 21.10. Система кровообращения млекопитающих разделена на три контура: системный контур, легочный контур и коронарный контур. Кровь перекачивается из вен системного контура в правое предсердие сердца, а затем в правый желудочек. Затем кровь попадает в легочный контур и насыщается кислородом легкими. Из легочного контура кровь возвращается в сердце через левое предсердие. Из левого желудочка кровь снова попадает в системный контур через аорту и распределяется по остальному телу.Коронарный контур, доставляющий кровь к сердцу, не показан.

Какое из следующих утверждений о системе кровообращения неверно?

  1. Кровь в легочной вене деоксигенирована.
  2. Кровь в нижней полой вене деоксигенирована.
  3. Кровь в легочной артерии деоксигенирована.
  4. Кровь в аорте насыщена кислородом.

Структура сердца

Сердечная мышца асимметрична из-за расстояния, которое кровь должна пройти в легочном и системном контурах.Поскольку правая сторона сердца отправляет кровь в легочный контур, она меньше, чем левая сторона, которая должна отправлять кровь по всему телу по системному контуру, как показано на рисунке 21.11. У людей сердце размером со сжатый кулак; он разделен на четыре камеры: два предсердия и два желудочка. Есть одно предсердие и один желудочек с правой стороны и одно предсердие и один желудочек с левой стороны. Предсердия — это камеры, в которые поступает кровь, а желудочки — это камеры, которые перекачивают кровь.Правое предсердие получает дезоксигенированную кровь из верхней полой вены , которая отводит кровь из яремной вены, идущей от головного мозга, и вен, идущих от рук, а также из нижней полой вены , которая отводит кровь от вены, выходящие из нижних органов и ног. Кроме того, правое предсердие получает кровь из коронарного синуса, который отводит дезоксигенированную кровь из самого сердца. Эта деоксигенированная кровь затем проходит в правый желудочек через атриовентрикулярный клапан или трикуспидальный клапан , лоскут соединительной ткани, который открывается только в одном направлении, чтобы предотвратить обратный ток крови.Клапан, разделяющий камеры на левой стороне сердечного клапана, называется бисквитным или митральным клапаном. После наполнения правый желудочек качает кровь по легочным артериям, минуя полулунный клапан (или легочный клапан) в легкие для повторной оксигенации. После того, как кровь проходит через легочные артерии, правые полулунные клапаны закрываются, предотвращая обратный ток крови в правый желудочек. Затем в левое предсердие через легочные вены поступает богатая кислородом кровь из легких.Эта кровь проходит через двустворчатый клапан , или митральный клапан (атриовентрикулярный клапан в левой части сердца) в левый желудочек, где кровь выкачивается через аорту , главную артерию тела, по которой насыщенная кислородом кровь поступает в левый желудочек. органы и мышцы тела. Как только кровь выкачивается из левого желудочка в аорту, аортальный полулунный клапан (или аортальный клапан) закрывается, предотвращая обратный ток крови в левый желудочек. Этот паттерн перекачивания называется двойной циркуляцией и встречается у всех млекопитающих.

Рисунок 21.11. (a) Сердце в основном состоит из толстого мышечного слоя, называемого миокардом, окруженного мембранами. Односторонние клапаны разделяют четыре камеры. (б) Кровеносные сосуды коронарной системы, в том числе коронарные артерии и вены, обеспечивают насыщение кислородом сердечной мускулатуры.

Какое из следующих утверждений о сердце неверно?

  1. Митральный клапан отделяет левый желудочек от левого предсердия.
  2. Кровь проходит через двустворчатый клапан в левое предсердие.
  3. И аортальный, и легочный клапаны являются полулунными клапанами.
  4. Митральный клапан — это атриовентрикулярный клапан.

Сердце состоит из трех слоев; эпикард, миокард и эндокард, показанные на рис. 21.11. Внутренняя стенка сердца имеет подкладку, называемую эндокардом . Миокард состоит из клеток сердечной мышцы, которые составляют средний слой и основную часть стенки сердца. Внешний слой клеток называется эпикардием , второй слой которого представляет собой мембранную слоистую структуру, называемую перикардом , которая окружает и защищает сердце; это дает достаточно места для энергичной перекачки, но также удерживает сердце на месте, чтобы уменьшить трение между сердцем и другими структурами.

Сердце имеет собственные кровеносные сосуды, которые снабжают сердечную мышцу кровью. Коронарные артерии и ответвляются от аорты и окружают внешнюю поверхность сердца как корону. Они расходятся в капилляры, где сердечная мышца снабжается кислородом, прежде чем снова сходиться в коронарные вены , чтобы отвести дезоксигенированную кровь обратно в правое предсердие, где кровь будет повторно насыщена кислородом через легочный контур. Сердечная мышца умрет без постоянного притока крови. Атеросклероз — закупорка артерии скоплением жировых бляшек. Из-за размера (узкости) коронарных артерий и их функции по обслуживанию самого сердца атеросклероз этих артерий может быть смертельным. Замедление кровотока и последующее кислородное голодание в результате атеросклероза вызывает сильную боль, известную как стенокардия , а полная закупорка артерий вызовет инфаркт миокарда : смерть сердечной мышечной ткани, широко известную как сердечный приступ.

Сердечный цикл

Основное назначение сердца — перекачивать кровь по телу; это происходит в повторяющейся последовательности, называемой сердечным циклом. Сердечный цикл — это координация наполнения и опорожнения сердца кровью с помощью электрических сигналов, которые заставляют сердечные мышцы сокращаться и расслабляться. Человеческое сердце бьется более 100 000 раз в день. В каждом сердечном цикле сердце сокращается (систола , ), выталкивая кровь и прокачивая ее по телу; за этим следует фаза расслабления ( диастола ), когда сердце наполняется кровью, как показано на рисунке 21.12. Одновременно с этим сокращаются предсердия, выталкивая кровь через атриовентрикулярные клапаны в желудочки. Закрытие атриовентрикулярных клапанов производит односложный звук «волчанки». После короткой задержки желудочки сокращаются, одновременно заставляя кровь через полулунные клапаны поступать в аорту и артерию, транспортирующую кровь в легкие (через легочную артерию). Закрытие полулунных клапанов производит односложный звук «дуп».

Рисунок 21.12. Во время (а) сердечной диастолы сердечная мышца расслабляется, и кровь течет в сердце.Во время (б) систолы предсердий предсердия сокращаются, выталкивая кровь в желудочки. Во время (c) диастолы предсердий желудочки сокращаются, вытесняя кровь из сердца.

Работа сердца — это функция клеток сердечной мышцы, или кардиомиоцитов, составляющих сердечную мышцу. Кардиомиоциты , показанные на рисунке 21.13, представляют собой отличительные мышечные клетки, которые имеют поперечно-полосатую форму, как скелетные мышцы, но качают ритмично и непроизвольно, как гладкие мышцы; они связаны вставными дисками исключительно с сердечной мышцей.Они самостимулируются в течение определенного периода времени, и изолированные кардиомиоциты будут биться, если им будет обеспечен правильный баланс питательных веществ и электролитов.

Рисунок 21.13. Кардиомиоциты — это поперечно-полосатые мышечные клетки, обнаруженные в сердечной ткани. (кредит: модификация работы доктора С. Джирода, Антона Беккера; данные шкалы Мэтта Рассела)

Автономное биение клеток сердечной мышцы регулируется внутренним кардиостимулятором сердца, который использует электрические сигналы для измерения времени биения сердечной мышцы. сердце.Электрические сигналы и механические воздействия, показанные на рисунке 21.14, тесно взаимосвязаны. Внутренний кардиостимулятор начинается в синоатриальном (SA) узле , который расположен возле стенки правого предсердия. Электрические заряды спонтанно пульсируют от узла SA, заставляя два предсердия сокращаться в унисон. Пульс достигает второго узла, называемого атриовентрикулярным (АВ) узлом, между правым предсердием и правым желудочком, где он останавливается примерно на 0,1 секунды, прежде чем распространиться на стенки желудочков.Из АВ-узла электрический импульс попадает в пучок Гиса, затем в левую и правую ветви пучка, проходящие через межжелудочковую перегородку. Наконец, волокна Пуркинье проводят импульс от верхушки сердца вверх по миокарду желудочков, а затем желудочки сокращаются. Эта пауза позволяет предсердиям полностью опуститься в желудочки, прежде чем желудочки откачут кровь. Электрические импульсы в сердце создают электрические токи, которые проходят через тело, и их можно измерить на коже с помощью электродов.Эту информацию можно наблюдать в виде электрокардиограммы (ЭКГ), — записи электрических импульсов сердечной мышцы.

Рисунок 21.14. Биение сердца регулируется электрическим импульсом, который вызывает характерные показания ЭКГ. Сигнал инициируется синоатриальным клапаном. Затем сигнал (а) распространяется на предсердия, заставляя их сокращаться. Сигнал (б) задерживается в атриовентрикулярном узле, прежде чем он передается в верхушку сердца (в).Задержка позволяет предсердиям расслабиться перед сокращением (d) желудочков. Заключительная часть цикла ЭКГ подготавливает сердце к следующему удару. Посетите этот сайт, чтобы увидеть в действии «кардиостимулятор» сердца.

Артерии, вены и капилляры

Кровь из сердца разносится по телу сложной сетью кровеносных сосудов (рис. 21.15). Артерии отводят кровь от сердца. Основная артерия — это аорта, которая разветвляется на крупные артерии, по которым кровь поступает к разным конечностям и органам.К этим основным артериям относятся сонная артерия, по которой кровь поступает в мозг, плечевые артерии, по которым кровь поступает в руки, и грудная артерия, по которой кровь поступает в грудную клетку, а затем в печеночную, почечную и желудочную артерии для печени, почек. , и желудок соответственно. По подвздошной артерии кровь идет к нижним конечностям. Основные артерии расходятся на второстепенные артерии, а затем на более мелкие сосуды, называемые артериолами и , чтобы глубже проникать в мышцы и органы тела.

Рисунок 21.15. Показаны основные артерии и вены человека. (кредит: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)

Артериолы расходятся в капиллярные русла. Капиллярные русла содержат большое количество (от 10 до 100) из капилляров , которые разветвляются между клетками и тканями тела. Капилляры — это трубки узкого диаметра, через которые могут проходить красные кровяные тельца в виде единого ряда, и они являются местом обмена питательными веществами, отходами и кислородом с тканями на клеточном уровне.Жидкость также проникает в интерстициальное пространство из капилляров. Капилляры снова сходятся в венулы , которые соединяются с второстепенными венами, которые, наконец, соединяются с основными венами, которые забирают кровь с высоким содержанием углекислого газа обратно в сердце. Вены — это кровеносные сосуды, по которым кровь возвращается к сердцу. По основным венам кровь отводится от тех же органов и конечностей, что и по основным артериям. Жидкость также возвращается к сердцу через лимфатическую систему.

Структура различных типов кровеносных сосудов отражает их функцию или слои.Стенки кровеносных сосудов состоят из трех различных слоев, или туник (рис. 21.16). Первая оболочка — это гладкая внутренняя выстилка из эндотелиальных клеток, которые контактируют с эритроцитами. Эндотелиальная оболочка переходит в эндокард сердца. В капиллярах этот единственный слой клеток является местом диффузии кислорода и углекислого газа между эндотелиальными клетками и эритроцитами, а также местом обмена посредством эндоцитоза и экзоцитоза. Движение материалов в области капилляров регулируется сужением сосудов, , сужением кровеносных сосудов, и расширением сосудов, расширением кровеносных сосудов; это важно для общей регуляции артериального давления.

Вены и артерии имеют еще две оболочки, которые окружают эндотелий: средняя оболочка состоит из гладких мышц, а самый внешний слой — из соединительной ткани (коллагеновых и эластичных волокон). Эластичная соединительная ткань растягивает и поддерживает кровеносные сосуды, а слой гладких мышц помогает регулировать кровоток, изменяя сопротивление сосудов за счет сужения сосудов и расширения сосудов. Артерии имеют более толстые гладкие мышцы и соединительную ткань, чем вены, чтобы выдерживать более высокое давление и скорость недавно перекачиваемой крови.Вены имеют более тонкие стенки, так как давление и скорость потока намного ниже. Кроме того, вены структурно отличаются от артерий тем, что вены имеют клапаны, предотвращающие обратный ток крови. Поскольку вены должны работать против силы тяжести, чтобы кровь вернулась к сердцу, сокращение скелетных мышц помогает потоку крови обратно к сердцу.

Рисунок 21.16. Артерии и вены состоят из трех слоев: внешней оболочки внешней оболочки, средней оболочки средней оболочки и внутренней оболочки внутренней оболочки.Капилляры состоят из одного слоя эпителиальных клеток — внутренней оболочки. (кредит: модификация работы NCI, NIH)

Резюме

Сердечная мышца перекачивает кровь через три отдела кровеносной системы: коронарный, легочный и системный. Есть одно предсердие и один желудочек с правой стороны и одно предсердие и один желудочек с левой стороны. Прокачка сердца — это функция кардиомиоцитов, характерных мышечных клеток, которые имеют поперечно-полосатую форму, как скелетные мышцы, но качаются ритмично и непроизвольно, как гладкие мышцы.Внутренний кардиостимулятор запускается в синоатриальном узле, который расположен у стенки правого предсердия. Импульс электрических зарядов от узла SA заставляет два предсердия сокращаться в унисон; затем пульс достигает предсердно-желудочкового узла между правым предсердием и правым желудочком. Пауза в электрическом сигнале позволяет предсердиям полностью опуститься в желудочки, прежде чем желудочки откачут кровь. Кровь из сердца разносится по телу сложной сетью кровеносных сосудов; артерии забирают кровь от сердца, а вены возвращают кровь к сердцу.

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите систему кровотока в организме
  • Опишите, как регулируется артериальное давление

Артериальное давление (АД) — это давление крови на стенки кровеносного сосуда, которое помогает проталкивать кровь по телу. Систолическое артериальное давление измеряет давление, которое кровь оказывает на сосуды во время сердцебиения. Оптимальное систолическое артериальное давление составляет 120 мм рт.Диастолическое артериальное давление измеряет давление в сосудах между ударами сердца. Оптимальное диастолическое артериальное давление — 80 мм рт. На артериальное давление могут влиять многие факторы, такие как гормоны, стресс, упражнения, еда, сидение и стояние. Кровоток в организме регулируется размером кровеносных сосудов, действием гладких мышц, односторонними клапанами и давлением жидкости самой крови.

Как кровь течет по телу

Кровь проталкивается через тело под действием бьющегося сердца.С каждым ритмическим насосом кровь под высоким давлением и скоростью выталкивается от сердца, сначала по главной артерии — аорте. В аорте кровь движется со скоростью 30 см / сек. По мере того, как кровь движется в артерии, артериолы и, в конечном итоге, в капиллярное русло, скорость движения резко снижается примерно до 0,026 см / сек, что в тысячу раз медленнее, чем скорость движения в аорте. Хотя диаметр каждой отдельной артериолы и капилляра намного уже, чем диаметр аорты, и в соответствии с законом непрерывности жидкость должна проходить быстрее через трубку с более узким диаметром, скорость на самом деле ниже из-за общего диаметра всех объединенные капилляры намного больше диаметра отдельной аорты.

Медленная скорость прохождения через капиллярные русла, которые достигают почти каждой клетки тела, способствует газообмену и обмену питательными веществами, а также способствует диффузии жидкости в межклеточное пространство. После того, как кровь прошла через капиллярное русло к венулам, венам и, наконец, к основным полым венам, скорость потока снова увеличивается, но все еще намного медленнее, чем первоначальная скорость в аорте. Кровь в основном движется по венам за счет ритмичного движения гладких мышц в стенке сосуда и за счет действия скелетных мышц при движении тела.Поскольку по большинству вен кровь должна перемещаться против силы тяжести, обратное течение крови по венам предотвращается с помощью односторонних клапанов. Поскольку сокращение скелетных мышц способствует венозному кровотоку, важно часто вставать и двигаться после долгого сидения, чтобы кровь не скапливалась в конечностях.

Кровоток через капиллярные русла регулируется в зависимости от потребностей организма и направляется нервными и гормональными сигналами. Например, после обильной еды большая часть крови отводится в желудок за счет расширения сосудов пищеварительной системы и сужения сосудов других сосудов.Во время упражнений кровь отводится к скелетным мышцам за счет расширения сосудов, тогда как кровь в пищеварительной системе уменьшается за счет сужения сосудов. Кровь, поступающая в некоторые капиллярные русла, контролируется небольшими мышцами, называемыми прекапиллярными сфинктерами, показанными на рисунке 21.17. Если сфинктеры открыты, кровь будет течь в соответствующие ветви капиллярной крови. Если все сфинктеры закрыты, кровь будет течь прямо из артериолы в венулу через проходной канал (см. Рисунок 21.17). Эти мышцы позволяют телу точно контролировать, когда в капиллярные русла поступает кровоток. В любой момент только около 5-10% наших капиллярных лож действительно имеют кровоток.

Рисунок 21.17. (a) Прекапиллярные сфинктеры — это кольца из гладких мышц, которые регулируют поток крови через капилляры; они помогают контролировать направление кровотока туда, где это необходимо. (b) Клапаны в венах предотвращают движение крови назад. (кредит а: модификация работы NCI)

Варикозное расширение вен — это вены, которые увеличиваются в размерах из-за того, что клапаны больше не закрываются должным образом, позволяя крови течь в обратном направлении.Варикозное расширение вен чаще всего проявляется на ногах. Как вы думаете, почему это так?

Посетите этот сайт, чтобы увидеть кровоток в системе кровообращения.

Белки и другие крупные растворенные вещества не могут покидать капилляры. Потеря водянистой плазмы создает гиперосмотический раствор в капиллярах, особенно возле венул. Это приводит к тому, что около 85% плазмы, которая покидает капилляры, в конечном итоге диффундирует обратно в капилляры рядом с венулами. Оставшиеся 15% плазмы крови вытекают из межклеточной жидкости в близлежащие лимфатические сосуды (Рисунок 21.18). Жидкость в лимфе похожа по составу на межклеточную жидкость. Лимфатическая жидкость проходит через лимфатические узлы, прежде чем вернуться в сердце через полую вену. Лимфатические узлы — это специализированные органы, которые фильтруют лимфу путем просачивания через лабиринт соединительной ткани, заполненной лейкоцитами. Лейкоциты удаляют инфекционные агенты, такие как бактерии и вирусы, чтобы очистить лимфу, прежде чем она вернется в кровоток. После очистки лимфа возвращается к сердцу за счет перекачивания гладких мышц, действия скелетных мышц и односторонних клапанов, соединяющих возвращающуюся кровь около места соединения полых вен, входящих в правое предсердие сердца.

Рисунок 21.18. Жидкость из капилляров перемещается в интерстициальное пространство и лимфатические капилляры за счет диффузии вниз по градиенту давления, а также за счет осмоса. Из 7 200 литров жидкости, перекачиваемой средним сердцем за день, фильтруется более 1500 литров. (кредит: модификация работы NCI, NIH)

Разнообразие позвоночных в кровообращении

Кровообращение у позвоночных эволюционировало по-разному и может отличаться у разных животных в зависимости от требуемой величины давления, расположения органа и сосуда и размера органа.Животные с длинной шеей и животные, живущие в холодных условиях, имеют отчетливую адаптацию к кровяному давлению.

Животным с длинной шеей, например жирафам, нужно качать кровь вверх от сердца против силы тяжести. Артериальное давление, необходимое для накачки левого желудочка, будет эквивалентно 250 мм рт. Ст. (Мм рт. Ст. = Миллиметры ртутного столба, единица давления), чтобы достичь высоты головы жирафа, которая на 2,5 метра выше сердца. Однако, если бы не было сдержек и противовесов, это кровяное давление повредило бы мозг жирафа, особенно если он наклонялся, чтобы пить.Эти системы сдержек и противовесов включают клапаны и механизмы обратной связи, которые снижают частоту сердечного выброса. Длинношеие динозавры, такие как зауроподы, должны были качать кровь еще выше, до десяти метров над сердцем. Это потребовало бы артериального давления более 600 мм рт. Ст., Чего могло бы достичь только огромное сердце. Доказательств такого огромного сердца не существует, и механизмы для снижения необходимого кровяного давления включают замедление метаболизма по мере роста этих животных.Вероятно, они обычно не питались верхушками деревьев, а паслись на земле.

Живя в холодной воде, киты нуждаются в поддержании температуры в крови. Это достигается за счет того, что вены и артерии находятся близко друг к другу, так что может происходить теплообмен. Этот механизм называется противоточным теплообменником. Кровеносные сосуды и все тело также защищены толстым слоем жира, предотвращающим потерю тепла. У наземных животных, которые живут в холодных условиях, густой мех и спячка используются для сохранения тепла и замедления обмена веществ.

Артериальное давление

Давление кровотока в организме создается за счет гидростатического давления жидкости (крови) на стенки кровеносных сосудов. Жидкость будет перемещаться из областей с высоким гидростатическим давлением в области с низким. В артериях гидростатическое давление около сердца очень высокое, и кровь течет к артериолам, где скорость кровотока замедляется из-за узких отверстий артериол. Во время систолы, когда в артерии поступает новая кровь, стенки артерий растягиваются, чтобы приспособиться к увеличению давления дополнительной крови; во время диастолы стены возвращаются в нормальное состояние благодаря своим упругим свойствам.Артериальное давление фазы систолы и фазы диастолы, представленное в виде графика на Рисунке 21.19, дает два значения давления для артериального давления. Например, 120/80 означает значение 120 мм рт. Ст. Во время систолы и 80 мм рт. Ст. Во время диастолы. На протяжении сердечного цикла кровь продолжает поступать в артериолы с относительно равномерной скоростью. Это сопротивление кровотоку называется периферическим сопротивлением .

Рисунок 21.19. Артериальное давление связано со скоростью кровотока в артериях и артериолах.В капиллярах и венах кровяное давление продолжает снижаться, но скорость увеличивается.

Регулирование артериального давления

Сердечный выброс — это объем крови, перекачиваемый сердцем за одну минуту. Он рассчитывается путем умножения количества сердечных сокращений, происходящих в минуту (частота сердечных сокращений), на ударный объем (объем крови, закачиваемый в аорту за сокращение левого желудочка). Следовательно, сердечный выброс можно увеличить, увеличив частоту сердечных сокращений, как при тренировке.Однако сердечный выброс также можно увеличить за счет увеличения ударного объема, например, если сердце сокращается с большей силой. Ударный объем также можно увеличить за счет ускорения кровообращения в организме, чтобы больше крови поступало в сердце между сокращениями. Во время тяжелой нагрузки кровеносные сосуды расслабляются и увеличиваются в диаметре, компенсируя учащенное сердцебиение и обеспечивая поступление насыщенной кислородом крови к мышцам. Стресс вызывает уменьшение диаметра кровеносных сосудов и, как следствие, повышение артериального давления.Эти изменения также могут быть вызваны нервными сигналами или гормонами, и даже вставание или лежа может иметь большое влияние на кровяное давление.

Сводка

Кровь в основном движется по телу за счет ритмичного движения гладкой мускулатуры в стенке сосуда и под действием скелетных мышц при движении тела. Обратный ток крови по венам предотвращается благодаря односторонним клапанам. Кровоток через капиллярные русла контролируется прекапиллярными сфинктерами, увеличивая или уменьшая кровоток в зависимости от потребностей организма, и направляется нервными и гормональными сигналами.Лимфатические сосуды забирают жидкость, которая просочилась из крови в лимфатические узлы, где она очищается перед возвращением в сердце. Во время систолы кровь поступает в артерии, и стенки артерий растягиваются, чтобы вместить лишнюю кровь. Во время диастолы стенки артерий приходят в норму. Артериальное давление фазы систолы и фазы диастолы дает два показания давления для артериального давления.


Глава 21. Система кровообращения Чарльза Молнара и Джейн Гейр находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 Международная лицензия, если не указано иное.

40.1C: Типы кровеносных систем у животных

Кровеносные системы животных различаются числом камер сердца и числом контуров, по которым течет кровь.

Задачи обучения

  • Опишите различия в кровообращении у рыб, земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих

Ключевые моменты

  • Рыбы имеют единый системный контур для крови, где сердце перекачивает кровь к жабрам для повторного насыщения кислородом (жаберное кровообращение), после чего кровь течет к остальному телу и обратно к сердцу.
  • У других животных, таких как земноводные, рептилии, птицы и млекопитающие, есть легочный контур, по которому кровь перекачивается от сердца к легким и обратно, и второй, системный контур, по которому кровь перекачивается к телу и обратно.
  • Амфибии уникальны тем, что у них есть третий контур, который доставляет дезоксигенированную кровь к коже, чтобы произошел газообмен; это называется кожно-легочным кровообращением.
  • Количество камер сердца, предсердий и желудочков снижает количество смешивания оксигенированной и деоксигенированной крови в сердце, поскольку большее количество камер обычно означает большее разделение между системным и легочным контурами.
  • Теплокровным животным требуется более эффективная система из четырех камер, в которой насыщенная кислородом кровь полностью отделена от дезоксигенированной крови.

Ключевые термины

  • предсердие : верхняя камера сердца, которая принимает кровь из вен и направляет ее в желудочек
  • желудочек : нижняя камера сердца

Простые кровеносные системы

Система кровообращения варьируется от простых систем у беспозвоночных до более сложных систем у позвоночных.Простейшим животным, таким как губки (Porifera) и коловратки (Rotifera), не нужна система кровообращения, поскольку диффузия обеспечивает адекватный обмен воды, питательных веществ и отходов, а также растворенных газов (рисунок а). Организмы, которые являются более сложными, но все же имеют только два слоя клеток в своем строении, такие как студни (Cnidaria) и гребневики (Ctenophora), также используют диффузию через свой эпидермис и внутрь через желудочно-сосудистый отсек. Как их внутренние, так и внешние ткани находятся в водной среде и обмениваются жидкостями путем диффузии с обеих сторон (рисунок b).Обмену жидкостей способствует пульсация тела медузы.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Животные без кровеносных систем : Простые животные, состоящие из одного слоя клеток, например губки (а), или нескольких слоев клеток, например медузы (b), не имеют кровеносной системы. Вместо этого происходит обмен газов, питательных веществ и отходов путем диффузии.

Для более сложных организмов диффузия неэффективна для эффективного круговорота газов, питательных веществ и отходов через организм; поэтому возникли более сложные системы кровообращения.Замкнутые системы кровообращения характерны для позвоночных; однако существуют значительные различия в структуре сердца и кровообращении между различными группами позвоночных из-за адаптации в процессе эволюции и связанных с этим различий в анатомии.

Системы кровообращения рыб

Рыбы имеют единый контур кровотока и двухкамерное сердце, имеющее только одно предсердие и единственный желудочек (рисунок а). Предсердие собирает кровь, которая вернулась из тела, в то время как желудочек перекачивает кровь к жабрам, где происходит газообмен, и кровь повторно насыщается кислородом; это называется жаберной циркуляцией.Затем кровь проходит через остальную часть тела, прежде чем вернуться в предсердие; это называется системным кровообращением. Этот однонаправленный поток крови создает градиент от оксигенированной до деоксигенированной крови по системному контуру рыбы. Результатом является ограничение количества кислорода, который может достичь некоторых органов и тканей тела, что снижает общую метаболическую способность рыб.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Примеры кровеносных систем животных : (a) У рыб самая простая кровеносная система позвоночных: кровь течет однонаправленно от двухкамерного сердца через жабры, а затем к остальным частям. тело.(б) У земноводных есть два пути кровообращения: один для насыщения крови кислородом через легкие и кожу, а другой — для доставки кислорода остальным частям тела. Кровь перекачивается из трехкамерного сердца с двумя предсердиями и одним желудочком. c) у рептилий также есть два пути кровообращения; однако кровь насыщается кислородом только через легкие. Сердце состоит из трех камер, но желудочки частично разделены, поэтому происходит некоторое смешение оксигенированной и деоксигенированной крови, за исключением крокодилов и птиц.(г) у млекопитающих и птиц самое эффективное сердце с четырьмя камерами, которые полностью разделяют насыщенную кислородом и деоксигенированную кровь; он перекачивает только насыщенную кислородом кровь по телу и дезоксигенированную кровь в легкие.

Системы кровообращения амфибий

У земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих кровоток направлен по двум контурам: один через легкие и обратно к сердцу (малое кровообращение), а другой — через остальную часть тела и его органы, включая мозг (системный тираж).

У земноводных трехкамерное сердце с двумя предсердиями и одним желудочком, а не двухкамерное сердце рыбы (рисунок b). Два предсердия получают кровь из двух разных контуров (легких и систем). В желудочке сердца происходит перемешивание крови, что снижает эффективность оксигенации. Преимущество такого расположения в том, что высокое давление в сосудах подталкивает кровь к легким и телу. Перемешивание смягчается за счет гребня внутри желудочка, который направляет богатую кислородом кровь через системную систему кровообращения и дезоксигенированную кровь в кожно-легочный контур, где происходит газообмен в легких и через кожу.По этой причине у земноводных часто описывается двойное кровообращение.

Системы кровообращения рептилий

У большинства рептилий также есть трехкамерное сердце, подобное сердцу земноводных, которое направляет кровь в легочные и системные контуры (рисунок c). Желудочек более эффективно разделяется частичной перегородкой, что приводит к меньшему смешиванию оксигенированной и деоксигенированной крови. Некоторые рептилии (аллигаторы и крокодилы) — самые примитивные животные, у которых есть четырехкамерное сердце.Крокодилы обладают уникальным механизмом кровообращения, при котором сердце отводит кровь из легких в желудок и другие органы во время длительных периодов погружения; например, пока животное ждет добычи или остается под водой в ожидании гниения добычи. Одна адаптация включает две основные артерии, которые выходят из одной и той же части сердца: одна доставляет кровь в легкие, а другая обеспечивает альтернативный путь к желудку и другим частям тела. Две другие адаптации включают отверстие в сердце между двумя желудочками, называемое отверстием Паниццы, которое позволяет крови перемещаться от одной стороны сердца к другой, и специализированную соединительную ткань, которая замедляет кровоток в легкие.Вместе эти приспособления сделали крокодилов и аллигаторов одной из наиболее успешно развивающихся групп животных на Земле.

Системы кровообращения млекопитающих и птиц

У млекопитающих и птиц сердце также разделено на четыре камеры: два предсердия и два желудочка (рисунок d). Насыщенная кислородом кровь отделяется от деоксигенированной крови, что улучшает эффективность двойного кровообращения и, вероятно, требуется для теплокровного образа жизни млекопитающих и птиц. Четырехкамерное сердце птиц и млекопитающих развилось независимо от трехкамерного сердца.

ЛИЦЕНЗИИ И АТРИБУЦИИ

CC ЛИЦЕНЗИОННЫЙ КОНТЕНТ, ПРЕДЫДУЩИЙ РАЗДЕЛ

  • Кураторство и проверка. Предоставлено : Boundless.com. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike

CC ЛИЦЕНЗИОННОЕ СОДЕРЖАНИЕ, СПЕЦИАЛЬНАЯ АТРИБУЦИЯ

  • Колледж OpenStax, Биология. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http: // cnx.org / content / m44800 / latest … ol11448 / latest . Лицензия : CC BY: Attribution
  • дыхание. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : http://en.wiktionary.org/wiki/respiration . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • сердечная. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/cardiac . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • Колледж OpenStax, Введение. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44800/latest…e_40_00_01.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Сердце и кровеносная система человека. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Hu…ory_System.png . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • Колледж OpenStax, Биология. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44801/latest…ol11448/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
  • ostium. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/ostium . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • гемолимфа. Предоставлено : Викисловарь. Находится по адресу : en.wiktionary.org/wiki/hemolymph . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • hemocoel. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/hemocoel . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • Колледж OpenStax, Введение. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44800/latest…e_40_00_01.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Сердце и кровеносная система человека. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Hu…ory_System.png . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • OpenStax College, Обзор системы кровообращения. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44801/latest…40_01_01ab.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Биология.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44801/latest…ol11448/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
  • желудочек. Предоставлено : Викисловарь. Находится по адресу : en.wiktionary.org/wiki/ventricle . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • атриум. Предоставлено : Викисловарь. Находится по адресу : en.wiktionary.org/wiki/atrium . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • Колледж OpenStax, Введение. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44800/latest…e_40_00_01.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Сердце и кровеносная система человека. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Hu…ory_System.png . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • OpenStax College, Обзор системы кровообращения. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44801/latest…40_01_01ab.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • OpenStax College, Обзор системы кровообращения.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44801/latest…40_01_02ab.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • OpenStax College, Обзор системы кровообращения. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44801/latest…_01_03abcd.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution

От рыб к сердцу млекопитающих

Рыбьи сердца делятся генетически

У млекопитающих двустороннее кровообращение, т.е.е. легочный и большой круг кровообращения. Сердце также разделено: каждая кровеносная система имеет предсердие и желудочек, при этом левая и правая половины сердца различаются по форме и функциям. Ученые из Института исследований сердца и легких им. Макса Планка в Бад-Наухайме обнаружили, что сердце наземных позвоночных произошло от сердца первобытных рыб. По иронии судьбы, животное, у которого нет этого разделенного сердца, рыба данио, помогло исследователям прийти к такому выводу.Полученные данные могут иметь отношение к терапии врожденных пороков сердца.

Трехмерная реконструкция микроскопических изображений сердца рыб во время эмбрионального развития. На изображении показано предсердие с асимметричной активностью гена. Отсеки с активностью meis2b окрашены в синий цвет.

© MPI для исследований сердца и легких

Трехмерная реконструкция микроскопических изображений сердца рыб во время эмбрионального развития.На изображении показано предсердие с асимметричной активностью гена. Отсеки с активностью meis2b окрашены в синий цвет.

© MPI для исследований сердца и легких

Одной из важнейших предпосылок развития наземных позвоночных в ходе эволюции было образование двух половин кровеносной системы. Водные предки всегда имели единую систему кровообращения. Однако в организме млекопитающего есть две совершенно разные системы: системная и легочная.Системное кровообращение снабжает организм кровью, а легочное кровообращение перекачивает отработанную кровь в легкие для насыщения кислородом. Вот почему у сердца есть пара предсердий и пара желудочков. Однако левая половина сердца значительно отличается от правой.

До сих пор остается неясным, как развиваются две системы кровообращения. Изучая рыбок данио, ученые из Института исследований сердца и легких Макса Планка обнаружили, что сердце млекопитающих является эволюционным развитием сердца рыб.«Хотя последний состоит только из одного желудочка и одного предсердия, активность разных генов указывает на разделение на две части, особенно в предсердии», — говорит Альмари Герра, ведущий автор исследования.

Различная активность гена

Исследователи сконцентрировались на двух генах, meis2b и pitx2c. «У рыбок данио оба гена очень активны в предсердии. Что особенно впечатляло, так это то, что гены были особенно активны только в группе клеток-предшественников, из которых позже развивается левая часть предсердия», — говорит Герра.Основываясь на этом, исследователи Max Planck пришли к выводу, что в атриуме рыб уже существуют генетические различия, которые также обнаруживаются в сердце млекопитающих. «Ряд генов, которые имеют решающее значение для свойств левого предсердия человеческого сердца, также активны только в левой части предсердия у рыбок данио», — говорит Свен Рейшауэр, руководитель группы в Институте Макса Планка. Например, дефекты некоторых из этих генов могут привести к так называемым дефектам перегородки, при которых левая и правая половины сердца не полностью разделены.

Чтобы выяснить, приводит ли генетический дефект к проблемам развития сердца рыбок данио, исследователи отключили ген meis2b путем генетических манипуляций. Дело в том, что без meis2b развитие сердца рыбок данио происходит некорректно. «Форма и размер предсердия и передача стимулов нарушены. Подобный симптом также распознается у людей с дефектом в генах, соответствующих meis2b и pitx2c», — говорит Райшауэр.

В своем исследовании исследователи Макса Планка впервые смогли обнаружить образование отделов в предсердии сердца рыбы, что сопоставимо с образованием двух предсердий у наземных позвоночных.«Далее мы исследуем дополнительные детали, ведущие к асимметрии предсердия у рыб», — говорит Райшауэр. Задача ученых из Бад-Наухайма — также способствовать лучшему пониманию врожденных пороков сердца и, в конечном итоге, создать основу для их лечения.

MH / HR

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *