Spośród wielu układów organów budujących ciało człowieka, najistotniejszy jest chyba układ krążenia. Odpowiada za szybki i masowy transport substancji odżywczych, hormonów i gazów w obrębie całego organizmu, a także za reakcje odpornościowe i wspomaganie odporności. Układ krążenia składa się z dwóch "podukładów": układu krwionośnego i układu limfatycznego. Każdy z nich pełni inne funkcje i zbudowany jest z innych naczyń.
Układ krwionośny tworzą: serce i naczynia krwionośne (żyły, tętnice i naczynia włosowate). W naczyniach krwionośnych krąży krew - tkanka łączna, w której osoczu zawarte są składniki transportowane do tkanek.
Serce tworzą dwa połączone i nieco przekształcone naczynia. Jego zadaniem jest utrzymywanie krwi w ciągłym ruchu. Składa się z dwóch komór (prawej i lewej) i dwóch przedsionków (prawego i lewego). U ssaków krew utlenowana znajduje się w lewej połowe serca, a odtlenowana, w prawej. Między przedsionkami a komorami danej części serca znajdują się specjalne zastawki, których zadaniem jest uniemożliwienie krwi cofania się do przedsionka w czasie skurczu. Zastawki te nie są jednolite: w prawej części serca znajduje się zastawka trójdzielna, a w lewej - dwudzielna. Zastawki występują też pomiędzy komorami serca a tętnicami (są to zastawki półkiężycowe).
Ściana serca jest trójwarstwowa:
- od zewnątrz otoczona cienkim, błoniastym osierdziem
- pod nim znajduje się śródsierdzie - właściwy mięsień sercowy
- natomiast wnętrze wysłane jest błoniastym, niegrubym wsierdziem
Grubość ściany serca silnie zależy od miejsca położenia. Przedsionki mają ścianę grubości 2-4 mm, prawa komora jest gruba na 4-7 mm, a lewa (pompująca krew na całe ciało) ma średnio aż 15 mm (między 13 a 20 mm).
Serce jest niejako zawieszone na własnych naczyniach krwionośnych: pniu ramienno-głowowym, tętnicy szyjnej lewej i tętnicy podobojczykowej lewej.
Z lewej komory serca wychodzi aorta, od której oddziela się tętnica wieńcowa, która doprowadza krew do serca mięśniowego.
Z prawej komory wychodzi tylko jedna tętnica: tzw. pień płucny, który doprowadza odtlenowaną krew z prawej komory do płuc, stanowiąc w ten sposób początek małego krwiobiegu.
Do lewego przedsionka wpadają 4 żyły płucne (które stanowią wyjątek od reguły mówiącej, że żyły transportują krew odtlenowaną, gdyż te właśnie niosą krew z płuc, zaopatrzoną w tlen).
Do prawego przedsionka wpadają 2 żyły główne: żyła główna dolna i żyła główna górna, a ponadto jeszcze żyła wieńcowa.
Najstarszą (ewolucyjnie) częścią serca jest węzeł zatokowo-przedsionkowy, który w sercahc ptaków i ssaków stanowi naturalny rozrusznik serca. Jest to przekształcona zatoka żylna (jama serca, która u ryb łączy się z przedsionkiem, a u płazów i gadów, posiadających już serce dwudzielne: z prawym przedsionkiem).
Jeśli wsłuchamy się w bicie naszego serca usłyszymy dwa stukoty, które po krótkiej przerwie powtórzą się. Dzieje się tak dlatego, że cykl pracy serca składa się z trzech etapów:
1) skurczu przedsionków, powodujący przelanie krwi z przedsionków do komór
2) skurcz komór, który wytwarza spore ciśnienie powodujące wyrzucenie krwi z komór do głównych naczyń (tętnicy głównej i płucnej)
3) pauza, czyli rozkurcz przedsionków i komór, dzięki któremu krew może napłynąć do przedsionków
Praca serca kontrolowana jest przez autonomiczny układ nerwowy. Oznacza to, że nie mamy wpływu na częstość skurczów i nie możemy ich świadomie wywoływać lub zatrzymywać. Jednakże w pewnych sytuacjach mózg wysyła impulsy nerwowe do węzła zatokowo-przedsionkowego, który powoduje skurcze serca, pobudzając je tym samym do szybszej pracy. Dzieje się tak np. przy podwyższonym poziomie adrenaliny we krwi, przy zwiększonym wysiłku fizycznym, kiedy mięśnie zużywają wiele tlenu i potrzebują ciągłych jego dostaw (w przypadku nadmiernego wysiłku, kiedy serce nie nadąża z dostarczaniem krwi do mięśni, mamy do czynienia z popularnie nazywanymi zakwasami). Poza tymi czynnikami wpływ na ciśnienie krwi mają także mięśnie gładkie, kontrolujące szerokość i stan napięcia naczyń krwionośnych. Ich skurcz sprawia, że światło naczynia zwęża się, a ciśnienie wzrasta. Wysokie stężenie dwutlenku węgla, który we krwi transportowany jest pod postacią kwasowego anionu [HCO3]-, lub też podwyższona temperatura ciała także wywołują reakcję pobudzenia przez mózg węzła zatokowo-przedsionkowego.
Żyły są naczyniami krwionośnymi, które dochodzą do serca. Panuje przez to przekonanie, że niosą one ze sobą zawsze krew odtlenowaną, ale wyjątek od niej stanowią 4 żyły wychodzące z płuc, które transportują krew bogatą w tlen, do lewego przedsionka serca. Są one naczyniami o cienkiej ścianie (zbudowanej z tkanki włóknistej, której towarzyszy cienka i słaba mięśniówka) i dużej dzięki temu zdolności do odkształcania. Mają większe niż tętnice światło i zazwyczaj są nieco spłaszczone w przekroju. Ponieważ ich mięśniówka nie wykonuje skurczów na tyle silnych, by "przepchnąć" krew dalej, duże żyły wyposażone są w zastawki, które zapobiegają cofaniu się krwi. Krew przez nie płynąca napędzana jest skurczami mięśni szkieletowych, otaczających naczynia.
Tętnice są naczyniami wychodzącymi z serca, niosą krew natlenowaną do tkanek (wyjątek stanowi tętnica płucna, która wychodząc z prawego przedsionka, niesie krew odtlenowaną do płuc). Mają grubą ścianę, zbudowaną z tkanki łącznej włóknistej i szerokiej warstwy mięśniówki. Dzięki temu, wspólnie ze skurczami mięśnia sercowego, własnymi mięśniami napędzają krew, która w nich płynie. Ponadto są bardziej elastyczne i wytrzymałe. W przekroju są one z grubsza okrągłe, mają wąskie (węższe od żył) światło.
Są także naczynia włosowate - drobne naczynka o małej średnicy, zbudowane tylko i wyłącznie ze śródbłonka (jest to nabłonek jednowarstwowy płaski). Są bardzo delikatne. Dzięki cienkiej ściance możliwa jest bezpośrednia wymiana substancji z krwi do tkanek i z tkanek do krwi. Naczynia te najczęściej łączą tętnice z żyłami, dzięki czemu krew krąży w układzie zamkniętym (tylko w naczyniach krwionośnych - nie wylewa się do tkanek).
Krążenie krwi utrzymywane jest dzięki ruchom mięśni szkieletowych i ruchom oddechowym. Krew krąży w dwóch obiegach: małym i dużym. Mały obieg, zwany inaczej płucnym, zaczyna się w prawej komorze, z której wychodzi tętnica płucna z krwią odtlenowaną. Dociera ona żyłami płucnymi do płuc, gdzie krew zostaje natlenowana i w takiej postaci wychodzi do lewego przedsionka. Z niego wędruje do lewej komory sercowej, gdzie zaczyna się duży obieg krwi, skąd wchodzi ona do aorty, a ta rozgałęzia się na liczne tętnice niosące krew do tkanek. Charakterystyczne w tym obiegu jest to, że krew dociera do jelit, gdzie oddaje krew i pobiera składniki pokarmowe, po czym żyłą wrotną dociera do wątroby, w której następuje "oczyszczanie" krwi ze zbędnych, szkodliwych lub zawartych w nadmiarze substancji. Dopiero po takim procesie żyłą wątrobową krew dociera do prawego przedsionka. Stąd przedostaje się do prawej komory, gdzie zostaje wyrzucana do płuc i wszystko zaczyna się od nowa. Powstała tutaj sieć tzw. wrotna, w której żyła poprzez naczynie włosowate przeistacza się znów w żyłę (podczas gdy normalne tętnica po przejściu przez naczynie włosowate przemienia się w żyłę). Istnieje też inny układ zwany siecią dziwną (inaczej: cudowną), występujący w nefronach (podstawowej jednostce pracy nerek), w którym tętnica przechodząc przez naczynie włosowate wychodzi także jako tętnica.
Jak każdy układ i ten narażony jest na różne dolegliwości. Najczęstsze z nich to choroba wieńcowa i nadciśnienie tętnicze.
Miażdżyca (zwana chorobą wieńcową) jest schorzeniem, które polega na tym, że na ścianach naczyń krwionośnych odkładają się zbędne płytki cholesterolu. Powoduje to wzrost ciśnienia, a także możliwość tworzenia skrzepów blokujących światło naczynia. Skrzepy mogą się odrywać od ścian i krążyć w takiej postaci razem z krwią. Jeśli skrzep dostanie się do tętnicy wieńcowej i spowoduje jej zatkanie lub, co gorsza, wpadnie wraz z krwią do serca, skutkiem może być zawał serca, a nawet śmierć. Jest to jednak tylko jedna z możliwości. Inne to: udar mózgu w wyniku niedotlenienia (co z kolei może wywołać zanik czucia, ślepotę, paraliż, zaburzenia mowy czy nawet śmierć). Przyczyny tej choroby to przede wszystkim nieodpowiednia dieta (bogata w ciężkostrawne tłuszcze, zawierające duże ilości "złej" frakcji cholesterolu - frakcja LDL) niezrównoważona odpowiednią ilością ruchu. Duże dawki stresu oraz używki takie jak alkohol i papierosy też mogą mieć wpływ na rozwój miażdżycy. Leczenie to przede wszystkim ograniczenie spożycia potraw tłustych i zmiana nawyków żywieniowych (z potraw smażonych i pieczonych, na gotowane na parze lub grillowane), uprawianie sportów, lub chociaż zmiana odpoczynku z pasywnego na aktywny (zamiast telewizora - spacer), ograniczenie lub rzucenie nałogów, a w wypadkach klinicznych - leczenie operacyjne.
Prawidłowe ciśnienie krwi wynosi 120/80 mm Hg. Nadciśnienie (od 140/90) utrzymujące się przez dłuższy czas, podobnie jak miażdżycę, należy leczyć. Nadciśnienie wywołane jest głównie zmniejszeniem światła naczyń krwionośnych, zaburzeniami pracy nerek i niektórych narządów dokrewnych. Często towarzyszy miażdżycy i cukrzycy. Objawia się zadyszką, krwotokami z nosa, zawrotami głowy, dusznościami, omdleniami, obrzękami łydek i wylewami krwi do mózgu. Skutecznie zapobiegają temu: aktywność fizyczna (uprawianie sportów), dieta o odpowiedniej zawartości soli i tłuszczu, a także ograniczenie używek.
Układ limfatyczny pełni funkcje głównie odpornościowe, odpowiada też za transport długołańcuchowcyh kwasów tłuszczowych i cholesterolu. Budują go organy i naczynia limfatyczne.
Organy limfatyczne dzielą się na główne (grasica i szpik kostny) i obwodowe (śledziona, węzły chłonne, grudki chłonne, migdałki i wyrostek robaczkowy).
Grasica jest gruczołem dokrewnym, produkującym tymozynę i tymopoetynę (hormony wywołujące aktywację i różnicowanie się limfocytów), który zanika po osiągnięciu przez organizm dojrzałości płciowej. Jej główną funkcją jest pobudzanie i proliferacja (szybkie namnażanie) limfocytów T. W niej także usuwane są limfocyty "uszkodzone" (reagujące na własne antygeny). Produkuje czynniki stymulujące odporność poprzez namnażanie różnych grup leukocytów. W niej także wytwarzane są cytokiny (substancje mobilizujące cały organizm do walki z patogenem).
Szpik kostny jest specyficzną tkanką łączną występującą w przestrzeniach kostnych. Wyróżniamy: czerwony szpik kostny i żółty szpik kostny. Czerwony szpik u człowieka do szóstego roku życia występuje we wszystkich kościach, a wraz z wiekiem pozostaje już tylko w kościach płaskich (żebra, mostek, miednica) i w nasadach kości długich. Jest miejscem dojrzewania limfocytów B (u człowieka), a także miejscem tworzenia i różnicowania wszystkich komórek krwi. Żółty szpik (występujący w trzonach kości długich), stanowi rezerwę tłuszczową, a przy dużych ubytkach krwi, może przekształcić się w czerwony szpik kostny i w ten sposób stać się rezerwą krwiotwórczą.
Śledziona jest ukrwionym organem do którego dochodzą tętnice, a wychodzą żyły i naczynia limfatyczne. Występują w niej liczne makrofagi (komórki żerne), limfocyty i komórki dendrytyczne (prezentujące antygeny). W śledzionie zachodzą następujące procesy:
- rozpad i fagocytoza zużytych krwinek
- tworzenie komórek odpornościowych (limfocytów i monocytów)
- wyłapywanie z krwi cholesterolu w postaci chylomikronów (specjalnych cząstek)
- wychwytywanie i niszczenie obcych antygenów i zmienionych własnych
- gromadzenie i magazynowanie zagęszczonej krwi
- udział w tworzeniu bilirubiny (silnie trująca substancja, jest substratem wyjściowym dla barwników mas kałowych i moczu)
Węzły chłonne są unerwionymi i unaczynionymi strukturami rozdysponowanymi po całym organizmie. Dochodzi do nich więcej naczyń limfatycznych niż odchodzi. Znajdują się głównie w zgięciach (łokcie, pachy, kolana, itp.). Ze względu na to, że zawierają duże ilości makrofagów i komórek dendrytycznych zdolnych do długiego przechowywania antygenów na swej powierzchni, stanowią narząd pamięci immunologicznej. Następuje w nich gromadzenie limfocytów T (w warstwie zewnętrznej, korowej) i limfocytów B w warstwie wewnętrznej (rdzeniowej). Tutaj też powstają plazmocyty. Przeprowadzają proces oczyszczania krwi z toksyn, obcych antygenów i zmienionych własnych, namnażania limfocytów oraz awaryjne wytwarzanie nowych i rozpad zużytych limfocytów T i B (niekiedy także erytrocytów).
Grudki chłonne występują pojedynczo lub w skupieniach w tkance łącznej wiotkiej, blisko nabłonków przewodu pokarmowego, dróg oddechowych i moczopłciowych. Zawiera je także śledziona i węzły chłonne. W nich następuje aktywacja i proliferacja limfocytów B i ich przemiana w plazmocyty.
Migdałki - tworzą w gardzieli tzw. pierścień chłonny Weldeyera. W jego skład wchodzą:
- migdałki podniebienne
- migdałek gardłowy
- migdałki językowe
- migdałki trąbkowe
- nozdrza tylne
- migdałek krtaniowy
W nich, limfocyty przechodzą na powierzchnię śluzówki, a także (podobnie jak w grudkach chłonnych) proliferują limfocyty B i przechodzą w plazmocyty.
W wyrostku robaczkowym (umiejscowionym w jelicie grubym) następuje aktywacja limfocytów B.
U większych zwierząt w układzie limfatycznym występują tzw. serca limfatyczne (zgrubienia z większą mięśniówką). Głównymi naczyniami limfatycznymi w organizmie człowieka są: pień piersiowy, zbierający limfę z całej dolnej i lewej górnej części ciała, i pień prawy, zbierający chłonkę z prawej górnej części ciała. Oba pnie łączą się z układem krążenia w kątach żylnych (miejscach połączenia żył szyjnych z żyłami podobojczykowymi). Średniej wielkości naczynia limfatyczne mają (zawsze bardzo cienką) mięśniówkę gładką i sprężyste elementy łącznotkankowe (tworzą one zewnętrzną warstwę, zawierającą systemy nerwów i własnych naczyń krwionośnych). Najdrobniejsze naczynka włosowate to ślepo zakończone woreczki zbudowane tylko z nabłonka jednowarstwowego płaskiego (śródbłonka).
Tkanką krążącą w układzie limfatycznym jest limfa (zwana inaczej chłonką), która w przeciwieństwie do krwi nie krąży w układzie zamkniętym, ale wylewa się wprost do jam ciała.
