| Verenkiertoelimistö | |
|---|---|
| Ihmisen verenkiertoelimistö. Valtimot punaisina , suonet sinisinä . Kapillaarit yhdistävät valtimot laskimoihin. | |
| Luettelot | |
| Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa |
Verenkiertojärjestelmä , joka tunnetaan myös nimellä verenkiertojärjestelmä ja verenkiertojärjestelmä [1] , on elinjärjestelmä , mukaan lukien sydän , verisuonet ja veri , joka kiertää ihmisen tai muun selkärankaisen koko kehossa [2] [3] . Sisältää sydän- ja verisuonijärjestelmän (myös sydän- ja verisuonijärjestelmä kreikan sanasta kardia - sydän ja latinan kielestä vascula - verisuonet), joka koostuu sydämestä ja verisuonista. Verenkiertojärjestelmä koostuu suuresta ja pienestä verenkierron ympyrästä [4] .
Verisuonten verkosto koostuu sydämen pääsuonista, mukaan lukien suuret valtimot ja laskimot , muut valtimot ja valtimot sekä kapillaarit , jotka virtaavat laskimoihin (pieniin laskimoihin) ja muihin laskimoihin. Selkärankaisten verenkierto on suljettu, mikä tarkoittaa, että veri ei koskaan poistu verisuoniverkostosta. Joillakin selkärangattomilla , kuten niveljalkaisilla , on avoin verenkiertojärjestelmä. Diploblasteista , kuten sienistä ja ktenoforeista , puuttuu verenkiertojärjestelmä.
Veri on plasmasta , punasoluista , valkosoluista ja verihiutaleista koostuva neste , joka kiertää koko kehossa kuljettaen happea ja ravinteita kudoksiin ja poistaen kuona-aineita. Kierrättäviä ravintoaineita ovat proteiinit ja kivennäisaineet ; muita kuljetettavia komponentteja ovat kaasut , kuten happi ja hiilidioksidi , hormonit ja hemoglobiini , jotka tarjoavat ravintoa, auttavat immuunijärjestelmää torjumaan sairauksia ja ylläpitävät homeostaasia stabiloimalla lämpötilaa ja luonnollista pH :ta .
Selkärankaisilla verenkiertojärjestelmää täydentää imunestejärjestelmä . Tämä järjestelmä kuljettaa kapillaareista suodatettua ylimääräistä plasmaa interstitiaalisena nesteenä kehon kudosten solujen välillä lisäreittiä pitkin ja palauttaa ylimääräisen nesteen takaisin verenkiertoon imusolmukkeena [5] . Immun kierto kestää paljon kauemmin kuin verenkierto [6] . Lymfaattinen järjestelmä on välttämätön täydennys verenkiertoelimistöön; ilman sitä veri olisi alihydratoitunut. Imfaattinen järjestelmä toimii yhdessä immuunijärjestelmän kanssa [7] . Toisin kuin suljettu verenkiertojärjestelmä, imunestejärjestelmä on avoin.
Verenkiertoelimistöön voivat vaikuttaa monet sydän- ja verisuonitaudit . Kardiologit , sydänkirurgit ja verisuonikirurgit ovat erikoistuneet sairauksiin .
Verenkiertoelimet ilmestyivät ensimmäisen kerran, luultavasti triploblastien esi-isässä, yli 600 miljoonaa vuotta sitten, kun taas endoteeli kehittyi selkärankaisten esivanhemmissa noin 540-510 miljoonaa vuotta sitten [8] .
Verenkiertoelimiin kuuluvat sydän , verisuonet ja veri [3] . Kaikkien selkärankaisten sydän- ja verisuonijärjestelmä koostuu sydämestä ja verisuonista. Verenkiertojärjestelmä on jaettu kahteen pääkiertoon - pieniin ja suuriin verenkiertopiiriin [2] [4] . Keuhkojen verenkierto on ääriviivasilmukka oikeasta kammiosta, joka kuljettaa verta keuhkoihin , missä se hapetetaan ja palautetaan vasempaan kammioon. Systeeminen verenkierto kuljettaa hapetettua verta vasemmasta kammiosta muuhun kehoon ja palauttaa veren takaisin oikeaan kammioon suurten laskimolaskimojen kautta, jotka tunnetaan nimellä onttolaskimo. Verenkierto voidaan jakaa myös kahteen osaan - makro- ja mikroverenkiertoon . Keskimäärin aikuinen sisältää viidestä kuuteen litraa verta, mikä on noin 7 % koko ruumiinpainosta [9] . Veri koostuu plasmasta , punasoluista , valkosoluista ja verihiutaleista . Ruoansulatusjärjestelmä toimii myös yhdessä verenkiertojärjestelmän kanssa tarjotakseen elimistölle ravintoaineita, joita se tarvitsee pitääkseen sydämen toiminnassa [10] .
Muita verenkiertoreittejä ovat sepelvaltimoverenkierto , aivoverenkierto , munuaisten verenkierto ja keuhkoputkien verenkierto.
Ihmisen verenkiertojärjestelmä on suljettu, mikä tarkoittaa, että veri on aina verisuoniston sisällä [11] . Lymfaattinen järjestelmä on verenkiertojärjestelmän tärkein alajärjestelmä, joka koostuu imusuonten , imusolmukkeiden , elinten , kudosten ja kiertävän imusolmukkeen verkostosta . Tämä osajärjestelmä on avoin [12] . Sen päätehtävänä on kuljettaa imusolmuketta, tyhjentää ja palauttaa interstitiaalista nestettä imukanaviin takaisin sydämeen, jotta se palautuu verenkiertojärjestelmään. Toinen tärkeä tehtävä on työskennellä immuunijärjestelmän kanssa suojan tarjoamiseksi taudinaiheuttajia vastaan [13] .
Happipuutteellinen veri ylemmästä ja alemmasta onttolaskimosta tulee sydämen oikeaan eteiseen ja virtaa kolmikulmaisen läpän (oikean eteisventtiilin) kautta oikeaan kammioon, josta se sitten pumpataan keuhkojen puolikuuläpän kautta keuhkovaltimoon . keuhkot. Keuhkoissa tapahtuu kaasunvaihtoa , jossa verestä vapautuu CO2:ta ja imeytyy happea. Keuhkolaskimo palauttaa happipitoista verta vasempaan eteiseen [10] .
KeuhkoverenkiertoKeuhkojen verenkierto on osa sydän- ja verisuonijärjestelmää, jossa happipuutteinen veri pumpataan sydämestä keuhkovaltimon kautta keuhkoihin ja palautetaan hapetettuna sydämeen keuhkolaskimon kautta .
Happipuutteellinen veri ylemmästä ja alemmasta onttolaskimosta tulee oikeaan eteiseen ja virtaa kolmikulmaisen läpän (oikean eteisventrikulaarisen venttiilin) kautta oikeaan kammioon, josta se sitten pumpataan keuhkojen puolikuuläpän kautta keuhkovaltimoon . Keuhkoissa tapahtuu kaasunvaihtoa , jossa verestä vapautuu CO2:ta ja imeytyy happea. Keuhkolaskimo palauttaa happipitoista verta vasempaan eteiseen [10] .
Erillinen järjestelmä, joka tunnetaan nimellä keuhkoputki, toimittaa verta keuhkojen suurten hengitysteiden kudoksiin.
Suuri ympyräSysteeminen verenkierto on osa sydän- ja verisuonijärjestelmää, joka kuljettaa happipitoista verta sydämestä aortan kautta vasemmasta kammiosta, johon veri on kertynyt aiemmin keuhkoverenkierrosta, muuhun kehoon ja palauttaa happipuutteisen veren takaisin sydän [10] .
Verisuonia ovat valtimot , suonet ja kapillaarit . _ Suuret valtimot ja suonet, jotka kuljettavat verta sydämeen ja sydämestä, tunnetaan suurina suonina [14] .
VerisuonetHapetettu veri tulee systeemiseen verenkiertoon, kun se poistuu vasemmasta kammiosta aorttaläpän kautta [ 15] . Systeemisen verenkierron ensimmäinen osa on aortta , massiivinen ja paksuseinämäinen valtimo. Aortta taipuu ja haarautuu, syöttää verta ylävartaloon, kulkee pallean aortan aukon läpi kymmenennen rintanikaman tasolla, ja se menee vatsaonteloon [16] . Aortan oksat laskeutuvat sitten vatsaan, lantioon, perineumiin ja alaraajoihin [17] .
Aortan seinämät ovat joustavia. Tämä joustavuus auttaa ylläpitämään verenpainetta [18] . Aortan haarautuessa pienempiin valtimoihin niiden elastisuus laskee edelleen ja venyvyys lisääntyy [18] .
KapillaaritValtimot haarautuvat pieniksi verisuoniksi, joita kutsutaan arterioleiksi , ja sitten kapillaareiksi [19] . Kapillaarit kuljettavat verta laskimojärjestelmään [20] .
WienKapillaarit sulautuvat laskimoiksi , jotka sulautuvat laskimoiksi [21] . Laskimojärjestelmä valuu kahteen päälaskimoon: yläonttolaskimoon , joka tyhjentää pääasiassa sydämen yläpuolella olevia kudoksia, ja alempaan onttolaskimoon , joka tyhjentää sydämen alapuolella olevat kudokset. Nämä kaksi suurta laskimoa tyhjenevät oikeaan eteiseen [22] .
PortaalisuonetYleissääntönä on, että valtimot sydämestä haarautuvat kapillaareihin, jotka kerääntyvät suoniksi, jotka johtavat takaisin sydämeen. Portaalilaskimot ovat poikkeus. Ihmisillä ainoa tärkeä esimerkki on maksan porttilaskimo , joka yhdistyy maha-suolikanavan ympärillä oleviin kapillaareihin , joissa veri imee erilaisia ruoansulatustuotteita. maksan porttilaskimo ei johda suoraan sydämeen, vaan haarautuu toiseen kapillaarijärjestelmään maksassa .
SepelvaltimoverenkiertoSydän saa happea ja ravinteita systeemisen verenkierron pienen "silmukan" kautta, ja se saa hyvin vähän neljässä kammiossa olevasta verestä. Sepelvaltimoverenkiertojärjestelmä tarjoaa verenkierron itse sydänlihakseen. Sepelvaltimoveren virtaus alkaa lähellä aortan lähtökohtaa kahdella sepelvaltimolla : oikealla ja vasemmalla sepelvaltimolla. Sydänlihaksen ruokkimisen jälkeen veri palaa sepelvaltimoiden kautta sepelvaltimoonteloon ja siitä oikeaan eteiseen. Viisiläppä estää veren käänteisen virtauksen sen aukosta eteissystolen aikana. Pienimmät sydänlaskimot valuvat suoraan sydämen kammioihin [10] .
AivoverenkiertoAivoissa on kaksoisverenkierto: etu- ja takavaltimosta anteriorista ja takapuolelta vastaavasti. Anterior verenkierto koostuu sisäisistä kaulavaltimoista , jotka toimittavat aivojen etuosaa. Posteriorinen verenkierto syntyy nikamavaltimoista, jotka toimittavat aivojen takaosaa ja aivorunkoa . Etu- ja takajärjestelmä yhdistyvät ( anastomoosi ) Willisin ympyrässä .
Munuaisten verenkiertoMunuaisten verenkiertojärjestelmä koostuu monista erikoistuneista verisuonista ja vastaanottaa noin 20 % sydämen minuuttitilavuudesta. Se haarautuu vatsa-aortasta ja palauttaa verta nousevaan onttolaskimoon.
Noin 98,5 % normaalissa ilmanpaineessa ilmaa hengittävän terveen ihmisen valtimoverinäytteen hapesta on kemiallisesti sitoutunut hemoglobiinimolekyyleihin . Noin 1,5 % on fyysisesti liuennut muihin veren nesteisiin. Siten hemoglobiini on tärkein hapen kantaja selkärankaisilla [23] .
Verenkiertoelimistö on monien sairauksien riski. Näitä ovat useat sydän- ja verisuonisairaudet , vereen vaikuttavat hematologiset sairaudet , kuten anemia , ja imusolmukkeet, jotka vaikuttavat imusolmukkeeseen [24] .
Sydän- ja verisuonijärjestelmään vaikuttavia sairauksia kutsutaan sydän- ja verisuonisairauksiksi.
Monia näistä sairauksista kutsutaan "elintapasairauksiksi", koska ne kehittyvät ajan myötä ja liittyvät henkilön asenteeseen liikuntaa, ruokavaliota, tupakointia ja muita yksilön elämäntapapiirteitä kohtaan. Monien näiden sairauksien edeltäjä on ateroskleroosi , jossa keskisuurten ja suurten valtimoiden seinämiin muodostuu ateromatoottisia plakkeja. Tämä voi lopulta johtaa valtimon tukkeutumiseen tai jopa repeämiseen. Valtimoskleroosi on myös riskitekijä akuuteille sepelvaltimotautioireyhtymille , jotka ovat sairauksia, joille on ominaista äkillinen happipitoisen veren puute sydämen kudoksessa. Ateroskleroosi liittyy myös ongelmiin, kuten aneurysman muodostumiseen tai valtimoiden halkeamiseen ("dissektioon") [24] .
Toinen vakava sydän- ja verisuonisairaus liittyy verihyytymien muodostumiseen . Ne voivat esiintyä suonissa tai valtimoissa. Syvä laskimotromboosi , jota esiintyy useimmiten jaloissa, on yksi veritulppien aiheuttajista jalkojen laskimoissa, varsinkin kun henkilö on pitkään liikkumattomana. Nämä hyytymät voivat embolisoitua , mikä tarkoittaa, että ne voivat kulkeutua toiseen paikkaan kehossa. Tämä voi johtaa keuhkoemboliaan , ohimeneviin iskeemisiin kohtauksiin tai aivohalvaukseen [24] .
Sydän- ja verisuonisairaudet voivat olla myös synnynnäisiä, kuten sydänvikoja tai pysyviä sikiön verenkiertohäiriöitä, jolloin syntymän jälkeisiä muutoksia verenkierrossa ei tapahdu. Kaikki verenkiertoelimen synnynnäiset muutokset eivät liity sairauksiin, suuri osa niistä on anatomisia muunnelmia [24] .
Vaikka ihmisillä, kuten muillakin selkärankaisilla , on suljettu verenkiertojärjestelmä (eli veri ei koskaan poistu valtimoiden , suonien ja hiussuonien verkosta), mutta joillakin selkärangattomilla ryhmillä on avoin verenkiertojärjestelmä, joka sisältää sydämen, mutta rajalliset verisuonet. Primitiivisimmillä, diploblastisimmilla organismityypeillä ei ole verenkiertoelimiä.
Lymfaattinen järjestelmä on lisäverenkiertojärjestelmä, jota esiintyy vain eläimillä, joilla on suljettu verenkierto. Se on avoin järjestelmä, joka tarjoaa lisätavan palauttaa ylimääräinen interstitiaalinen neste vereen [5] .
Niveljalkaisilla avoin verenkiertojärjestelmä on sellainen, jossa hemocoel -nimisessä ontelossa oleva neste toimittaa elimille happea ja ravinteita ilman eroa veren ja interstitiaalisen nesteen välillä. tätä yhdistettyä nestettä kutsutaan hemolymfiksi [25] . Eläimen lihasliikkeet liikkumisen aikana voivat auttaa liikuttamaan hemolymfiä, mutta virtauksen siirtyminen alueelta toiselle on rajoitettua. Kun sydän rentoutuu, veri palaa sydämeen avoimien huokosten (aukkojen) kautta.
Hemolymfi täyttää kehon koko sisäisen hemocoelin ja ympäröi kaikkia soluja . Hemolymfi koostuu vedestä , epäorgaanisista suoloista (lähinnä natriumista , kloridista , kaliumista , magnesiumista ja kalsiumista ) ja orgaanisista yhdisteistä (pääasiassa hiilihydraateista , proteiineista ja lipideistä ). Tärkein hapen kantajamolekyyli on hemosyaniini .
Hemolymfi sisältää vapaasti kelluvia soluja, joita kutsutaan hemosyyteiksi . Niillä on rooli niveljalkaisten immuunijärjestelmässä .
Kaikkien selkärankaisten , samoin kuin annelidien (kuten lierojen ) ja pääjalkaisten ( kalmari , mustekalat ja niiden sukulaiset) verenkiertoelimet kiertävät aina sydämen kammioissa tai verisuonissa, ja ne luokitellaan suljetuiksi , kuten ihmisillä. . Siitä huolimatta kalojen , sammakkoeläinten , matelijoiden ja lintujen järjestelmät osoittavat eri vaiheita verenkiertoelimistön kehityksessä [ 26] .
Kaloissa järjestelmässä on vain yksi kierto, kun taas veri pumpataan kidusten kapillaarien kautta kehon kudosten kapillaareihin. Tämä tunnetaan yksisyklisenä kiertona. Siten kalan sydän on vain yksi "pumppu" (koostuu kahdesta kammiosta).
Sammakkoeläimet ja useimmat matelijat käyttävät kaksoisverenkiertojärjestelmää, mutta sydäntä ei aina ole jaettu kahteen osaan. Sammakkoeläimillä on kolmikammioinen sydän.
Matelijoilla sydämen kammioiden välinen väliseinä on epätäydellinen ja keuhkovaltimossa on sulkijalihas . Tämä mahdollistaa toisen mahdollisen verenvirtausreitin käytön. Sen sijaan, että veri virtaisi keuhkovaltimon kautta keuhkoihin, sulkijalihas voi supistua ja ohjata tämän verenvirtauksen epätäydellisen kammioiden väliseinän kautta vasempaan kammioon ja ulos aortan kautta. Tämä tarkoittaa, että veri virtaa kapillaareista sydämeen ja takaisin kapillaareihin, ei keuhkoihin. Tämä prosessi on hyödyllinen ektotermisille (kylmäverisille) eläimille kehon lämpötilan säätelemiseksi.
Nisäkkäillä, linnuilla ja krokotiileilla sydän on täysin jaettu kahteen osaan ja neljään kammioon; lintujen ja krokotiilien nelikammioisen sydämen uskotaan kehittyneen nisäkkään sydämestä riippumatta [27] . Kaksoisverenkiertojärjestelmä mahdollistaa verenpaineen palautumisen keuhkoista paluun jälkeen, mikä nopeuttaa hapen toimitusta kudoksiin.
Joiltakin lajeilta puuttuu verenkiertojärjestelmä, mukaan lukien litteät madot . Heidän kehon ontelossa ei ole vuorausta tai sisäistä nestettä. Sen sijaan lihaksikas nielu johtaa erittäin haarautuneeseen ruoansulatusjärjestelmään , mikä helpottaa ravinteiden suoraa diffuusiota kaikkiin soluihin. Tasomadon dorsoventraalisesti litistynyt kehon muoto rajoittaa minkä tahansa solun etäisyyttä ruoansulatusjärjestelmästä tai ulkoisesta ympäristöstä. Happi voi diffundoitua ympäröivästä vedestä soluihin ja hiilidioksidi ulospäin. Siksi jokainen solu pystyy vastaanottamaan ravinteita, vettä ja happea ilman kuljetusjärjestelmää.
Joillakin eläimillä, kuten meduusoilla , on laajempia oksia ruoansulatuskanavan ontelosta (joka toimii sekä ruoansulatuskanavana että eräänlaisena verenkierron muotona). Tämä haarautuminen mahdollistaa kehon nesteiden pääsyn ulompiin kerroksiin ruoansulatuksen alkaessa sisäkerroksissa.