Budowa i rola układu krążenia (powiązanie z innymi układami organizmu)

Układ krążenia bardzo często nazywany jest układem wewnętrznego transportu. Składają się na niego dwa układy: limfatyczny oraz krwionośny oraz płyny ustrojowe do których zaliczamy limfę oraz przede wszystkim krew.

Układ krwionośny

Układ ten stanowi serce oraz sieć naczyń, do których zaliczamy żyły, tętnice oraz naczynia włosowate. Podziału naczyń krwionośnych dokonano na podstawie szybkości i kierunku ruchu krwi. Krew od serca do tkanek prowadzona jest tętnicami, natomiast żyłami płynie ona w kierunku serca.

Naczynia krwionośne zbudowane są z kilku tych samych warstw:

- warstwy wewnętrznej ( tworzy ją śródbłonek i tkanka łączna),

- warstwy środkowej ( zbudowana jest ona głównie z mięśni gładkich),

- warstwy zewnętrznej ( utworzonej przede wszystkim przez tkankę łączną).

Pomiędzy żyłami i tętnicami występują różnice w grubości poszczególnych warstw, co zwiane jest z różną wytrzymałością na zmiany ciśnień krążącej w nich krwi a także z elastycznością. W żyłach w odróżnieniu od tętnic występują dodatkowe struktury w formie zastawek, które zapobiegają odwrotnemu kierunkowi przepływu krwi.

W tkankach rozmieszczone są znacznie cieńsze naczynia, zwane włosowatymi. Pomiędzy nimi a tkankami dochodzi do wymiany substancji pokarmowych oraz gazów ( tlenu i dwutlenku węgla). Naczynia krwionośne łączą ze sobą tętnice i żyły. Buduje je zażyczą jedna tylko z wyżej wymienionych warstw, mianowicie tylko śródbłonek. Niektóre narządy " potrzebują" silniejszego ukrwienia, dlatego można w nich spotkać charakterystyczny układ naczyń określany jako sieć dziwna. Układ tętniczka ® naczynie włosowate ® tętniczka występuje w przysadce mózgowej czy nerkach i zapewnia wymianę substancji pomiędzy danym narządem a płynem ciała.

Mięsień sercowy leży w worku, który wypełniony jest płynem osierdziowym. Na ścianie serca leży cienka błona, na powierzchni której znajdują się naczynia zaopatrujące serce w składniki odżywcze i tlen. Układ takich naczyń nazywamy wieńcowym.

Serce tworzy tkanka zbudowana z mięśni poprzecznie prążkowanych, które posiadają bardzo silne i liczne rozgałęzienia.

Komory oraz przedsionki od wewnątrz wyścielone są błoną, która buduje tkanka łączna oraz nabłonek płaski.

Praca serca przypomina działanie pompy. Znajdują się w nim zastawki, które blokują zmianę kierunku przemieszczania się krwi. Pomiędzy prawą komorą a prawym przedsionkiem leży zastawka trójdzielna. Budują ją trzy płaty, natomiast w lewej części serca znajduje się zastawka dwudzielna, która jak sama nazwa wskazuje zbudowana jest z dwóch płatów.

Zastawki znajdują się także przy podstawie tętnicy płucnej i aorty, czyli głównych naczyń krwionośnych. Zastawki te nazywane są półksiężycowatymi.

W prawym przedsionku znajduje się krew nieutlenowana, która powraca z tkanek. Krew ta tłoczona jest poprzez prawa komorę do płuc. W lewym przedsionku znajduje się krew natleniona, która dzięki lewej komorze tłoczona jest na całe ciało.

Obieg krwi, nazywany płucnym bierze swój początek w komorze prawej a kończy się w przedsionku w lewej części serca. Obieg duży, zaczyna się w komorze lewej a kończy się w przedsionku prawym. Jego rolą jest dostarczanie krwi, bogatej już w tlen oraz w składniki pokarmowe do całego organizmu.

Żołądek, jelita, śledziona i trzustka posiadają silne unaczynienie. W momencie trawienia pokarmów, krew pochodząca z okolicy tych narządów bogata jest w rozmaite składniki odżywcze. Celem eliminacji z niej składników toksycznych czy też wychwycenia nadwyżek niektórych składników konieczny jest przepływ prze wątrobę. Taki przepływ umożliwia żyła wrotna. Po przejściu przez wątrobę krew dostaje się do żył podstawowych dolnych. Reszta krwi, pochodząca z górnych partii ciała spływa żyłami podstawowymi ale górnymi. Krążenie żylne wspomagane jest poprzez ruchy oddechowe oraz skurcze mięśni szkieletowych.

Przepływ krwi musi być dostosowany do aktualnego metabolizmu ustroju, dlatego działa szereg mechanizmów regulujących tę szybkość. Czynniki te mogą regulować szybkość pracy serca a także średnicę niektórych naczyń krwionośnych.

Akcja serca ulega przyspieszeniu na skutek pobudzenia jego rozrusznika. Pobudzenie takie następuję pod wpływem układu nerwowego. Impulsy, które powodują zmianę szybkości pracy serca, pochodzą z ośrodka leżącego w rdzeniu przedłużonym.

Pobudzenie szybkości generowania impulsów przez węzeł zatokowo- przedsionkowy zależne jest od kilku czynników, którymi są zwiększająca się kwasowość krwi, zwiększenie zawartości dwutlenku węgla czy podwyższenie temperatury ustroju.

Za napięcie naczyń odpowiedzialne są mięśnie. Pod wpływem ich skurczu dochodzi do zwiększenia się szybkości oraz ciśnienia przepływu krwi.

Układ limfatyczny

Układ ten nazywany jest także układem chłonnym. Jest to system naczyń, związany z siecią żylną układu krwionośnego.

Naczynia limfatyczne leżą niemal w każdej z przestrzeni międzykomórkowych. Są to cienkościenne naczynia, których rolą jest zbieranie chłonki, czyli płynu tkankowego.

Małe naczynia limfatyczne tworzą większe i podobnie do żył posiadają zastawki, które nie pozwalają na cofanie się chłonki.

Naczynia końcowe otwierają się w okolicy serca i tam wylewają limfę do naczyń żylnych.

Elementami układu chłonnego są również węzły chłonne a także migdałki, grasica, szpik kostny czy śledziona, która pełni także funkcje magazynu krwi. Ciała obce znajdujące się w limfie wychwytywane są przez węzły chłonne. Ich rola jest niezwykle ważna w czasie infekcji organizmu. Płyny ustrojowe, czyli wewnętrzne płyny ciała, tworzą specyficzne środowisko tkankom i organom.

U zwierząt uorganizowanych wyżej płyny ustrojowe pełnią szereg innych funkcji. Mogą rozprowadzać witaminy i hormony, zaopatrują także tkanki w jony czy niszczą obce substancje.

Właściwości płynów ustrojowych zmieniają się w zależności od aktualnego stanu organizmu. Te właściwości płynów wykorzystała diagnostyka medyczna.

Funkcją płynów ustrojowych jest usuwanie szkodliwych produktów metabolizmu z komórek a także wychwytywanie nadwyżek energii, powstałej w licznych przemianach energetycznych.

Do wnętrza organizmu mogą się czasami przedostawać różne ciała obce. Rolą płynów ustrojowych jest ich wychwytywanie i dzięki specyficznym procesom, ich niszczenie. Likwidacja mikroorganizmów możliwa jest dzięki procesom fagocytozy. Umożliwiają ją aktywne komórki ( limfocyty, makrofagi ), które przemieszczają się do miejsc występowania obcych ciał.

Krew, pod względem budowy jest tkanka łączną płynną. Substancją międzykomórkową jest osocze. W nim zamieszczone są krwinki, czyli elementy morfotyczne krwi.

Krew spełnia ważną rolę w procesach umożliwiających regulacje temperatury ciała, gdyż w czasie przepływu przez płuca i skórę dochodzi do wymiany ciepła pomiędzy ustrojem a otoczeniem.

Płynna część tej tkanki łącznej stanowi ponad 50% całej objętości tkanki. Osocze stanowi głównie woda, w której zawieszone są substancje organiczne. Stanowią je białka ,lipidy, cukry, hormony, kwasy tłuszczowe oraz witaminy. W osoczu mogą występować także substancje nieorganiczne, do których należą przede wszystkim jony oraz gazy.

Białka osocza spełniają różne funkcje. Albuminy odgrywają istotną rolę w utrzymaniu prawidłowych objętościowych proporcji substancji płynnych w ustroju. Fibrynogen odgrywa ważną rolę w krzepnięciu krwi. W obecności kationów wapniowych i odpowiednich enzymów przechodzi on w formę włóknistą, która stanowi fibryna, odkładająca się jako zrąb w skrzepie. Rola skrzepu jest nie tylko zatrzymanie krwawienia ale także zabezpieczanie przez wtargnięciem do organizmu ciał obcych.

W składzie osocza wyróżnić możemy także białka globularne. Globuliny a także albuminy stanowią układ buforowy, który warunkuje utrzymanie stałego pH organizmu.

Najliczniejszym elementem krwi są erytrocyty, czyli czerwone ciałka krwi. U ssaków erytrocyty nie posiadają jądra, są małe i dyskowate. Krew innych zwierząt ma duże i jądrzaste erytrocyty.

Krwinki czerwone tworzą się z erytroblastów, które zlokalizowane są w czerwonym szpiku kostnym. Erytrocyt żyje około 100dni. Ponieważ na jego obszarze dochodzi do gromadzenia się methemoglobiny, która działa bardzo niekorzystnie na funkcje erytrocytu, krwinki czerwone są wychwytywane w śledzionie i tam ulęgają zniszczeniu. Liczba nowotworzonych krwinek jest taka sama jak ilość krwinek, które ulęgają degeneracji.

Hemoglobina, która uwalnia się przy ich rozpadzie zostaje rozłożona w wątrobie. W wyniku tych przemian dochodzi do powstania barwników żółciowych. Żelazo jest jednak z powrotem dostarczane do szpiku kostnego.

Czasami dochodzi do zwiększenia się liczby erytrocytów. Dzieje się to na skutek zmniejszenia się ilości tlenu dopływającego do tkanek.

W skład elementów morfotycznych krwi wchodzą także białe ciałka krwi, którymi są leukocyty. Zawierają one jądro komórkowe oraz liczne ziarnistości. Komórki te posiadają umiejętność przechodzenia przez ścianę naczynia krwionośnego.

Wśród leukocytów wyróżnia się monocyty i limfocyty. Komórki te powstają w obrębie tkanki limfatycznej, a przede wszystkim w śledzionie i w węzłach chłonnych oraz w grasicy.

Komórki te pełnią szczególną rolę w procesie zabliźniania się ran. Są one także zdolne do wytwarzania przeciwciał, które są nieocenione przy infekcjach organizmu.

Największymi komórkami, które posiadają zdolność do fagocytowania obcych ciał są monocyty. Mogą one również wytwarzać interferon, który hamuje mnożenie się wirusów w komórkach.

Granulocyty posiadają w stosunku do monocytów różne właściwości oraz wielkość. W wyniku barwienia ich eozyną powstaje charakterystyczne zabarwienie. Wyróżniamy kilka rodzajów granulocytów, które spełniają różne funkcje w organizmie. Białe ciałka krwi powstają w szpiku z komórek prekursorowych nazywanych leukoblastami.

Komórki obumarłe z ciałami obcymi a także martwe komórki chorej tkanki stanowią gęstą ciecz, nazywana ropą.

Jeśli dochodzi do przedostania się płynu tkankowego do naczyń układu limfatycznego, to zamienia się on w limfę. W limfie, czyli chłonce występuje znacznie mniej białek w porównaniu z krwią, ale jest tu dużo limfocytów oraz granulocytów.

W organizmie możemy wyróżnić także inne płyny ustrojowe. Zalicza się do nich substancje występujące w opłucnej, w osierdziu, w komorach mózgu, komorze oka i in. Zwartość chemiczna tych płynów bardzo przypomina limfę a ich funkcja polega głównie na ochronie organów przed uszkodzeniami.

Układ oddechowy

Jeśli powietrze zawiera małą ilość tlenu to oddychanie jest wówczas bardzo utrudnione i może być się to stać przyczyną śmierci.

Jeśli zawartość tlenu w powietrzu spadnie do około 15% to może to spowodować pojawienie się objawów wyrównawczych. Oddechy staja się głębsze, serce zaczyna bić szybciej a procesy utleniania biologicznego znacznie się spowalniają. Większy spadek tlenu powoduje szybkie meczenie się mięśni, niedotlenienie i przerywanie oddechu. Niewielka ilość tlenu w powietrzu jest już przyczyną uduszenia i śmierci.

Układ wydalniczy

Podstawową jednostką funkcjonalną nerki jest nefron. W obrębie kłębuszka nerkowego występuje sieć dziwna, którą otacza torebka Bowmana.

W torebce tej dochodzi do zbierania się ultraprzesączu, który pod względem chemicznym przypomina płyny ustrojowe, nie zawiera jednak białek ani komórek.

Równowaga wodna organizmu kontrolowana jest przez hormon antydiuretyczny, który wydzielany jest przez podwzgórze. Jeśli organizm jest słabo uwodniony to dochodzi do obniżenia ciśnienia oraz do wzrostu zawartości elektrolitów. Procesy te stymulują wydzielanie hormonu antydiuretycznego.

Nadmierne rozcieńczenie krwi powoduje zmniejszenie wydzielania ADH, pod wpływem którego następuje zaciśniecie się naczynia kłębuszkowego oraz ograniczenie ilości wchłanianej wody. W wyniku takiego procesu mocz staje się bardziej rozcieńczony. Ilość i skład wydalanego moczu zależą od aktualnego stanu fizjologicznego organizmu. Większość składników zawartych w moczu stanowi mocznik, który powstaje w wyniku przemian aminokwasów. Innymi składnikami moczu są urobilinogen oraz urochrom, które są produktami ubocznymi w czasie rozkładu hemoglobiny. W czasie przemian azotowych w mięśniach powstaje kreatynina. Jeśli w moczu znajduje się hemoglobina lub białko to może to świadczyć o toczącym się w obrębie układu wydalniczego zapaleniu.

Układ rozrodczy

Narządem kopulacyjnym męskim jest prącie. Jego rola jest wprowadzenie plemników do układu rozrodczego żeńskiego a także wyprowadzanie moczu.

Prącie zbudowane jest z ciała jamistego, które wypełnia tkanka łączna gąbczasta. W momencie podniecenia seksualnego tkanka ta wypełnia się krwią, której ciśnienie sprawia znaczne usztywnienie prącia a tym samym pozwala na odbycie kopulacji.

Serce zaczyna pracować już w trzecim tygodniu ciąży. Pompuje ono krew w układzie krwionośnym zarodkowym.

O płodzie możemy mówić około ósmego tygodnia ciąży. W tym okresie osiągnięty jest już ostateczny kształt poszczególnych części ciała. Płód połączony jest z matką poprzez łożysko, spełniające wiele ważnych funkcji.

Dzięki niemu odbywa się wymiana gazów, substancji pokarmowych oraz wydalanie szkodliwych produktów przemiany materii. Łożysko stanowi tez barierę przez niektórymi szkodliwymi substancjami, znajdującymi się w ciele matki.

W momencie porodu następuje pojawienie się skurczów macicy oraz skurczów mięsni brzucha, które przepowiadają rozpoczęcie się porodu.

We krwi noworodka dochodzi do nagromadzenia się dwutlenku węgla, który pobudza do pracy ośrodek odpowiadający za oddychanie. Układy, które do tej pory pozostawały u płodu nieczynne podejmują pracę.