Κυκλοφορικό σύστημα — Καρδιά, αιμοφόρα αγγεία και λειτουργία

Το κυκλοφορικό σύστημα είναι το δίκτυο μεταφοράς του σώματος. Η καρδιά αντλεί αίμα μέσα από τα αιμοφόρα αγγεία ώστε οι ιστοί να λαμβάνουν οξυγόνο, θρεπτικά συστατικά, ορμόνες και κύτταρα του ανοσοποιητικού, ενώ το διοξείδιο του άνθρακα και άλλα άχρηστα προϊόντα απομακρύνονται. Στον άνθρωπο, αυτό γίνεται σε έναν κύκλο με δύο συνδεδεμένα κυκλώματα: ένα ανάμεσα στην καρδιά και τους πνεύμονες και ένα ανάμεσα στην καρδιά και το υπόλοιπο σώμα.

Αν θυμάσαι μία μόνο ιδέα, να θυμάσαι αυτή: το αίμα ταξιδεύει πάντα μακριά από την καρδιά, περνά από τους ιστούς ή τους πνεύμονες και επιστρέφει ξανά.

Τι κάνει το κυκλοφορικό σύστημα

Το κυκλοφορικό σύστημα βοηθά το σώμα να εκτελεί πολλές λειτουργίες ταυτόχρονα:

• μεταφέρει οξυγόνο στους ιστούς
• μετακινεί θρεπτικά συστατικά από την πέψη προς τα κύτταρα
• μεταφέρει ορμόνες και άλλα σηματοδοτικά μόρια
• μεταφέρει κύτταρα του ανοσοποιητικού και συστατικά της πήξης
• απομακρύνει διοξείδιο του άνθρακα και ορισμένα μεταβολικά απόβλητα

Γι’ αυτό το θέμα είναι σημαντικό πέρα από τα διαγράμματα ανατομίας. Το κυκλοφορικό σύστημα συνδέει τους πνεύμονες, το πεπτικό σύστημα, τους νεφρούς, το ανοσοποιητικό σύστημα και κάθε ενεργό ιστό του σώματος.

Τα βασικά μέρη: καρδιά, αιμοφόρα αγγεία και αίμα

Καρδιά

Η καρδιά είναι μια μυϊκή αντλία. Η δεξιά πλευρά της στέλνει αίμα στους πνεύμονες και η αριστερή πλευρά της στέλνει αίμα στο υπόλοιπο σώμα.

Σε εισαγωγικό επίπεδο, αυτή η διάκριση είναι πιο σημαντική από το να απομνημονεύσεις αμέσως κάθε κοιλότητα. Η δεξιά καρδιά διαχειρίζεται την πνευμονική κυκλοφορία. Η αριστερή καρδιά διαχειρίζεται τη συστηματική κυκλοφορία.

Αιμοφόρα αγγεία

Το αίμα ταξιδεύει μέσα από τρεις βασικούς τύπους αγγείων:

• αρτηρίες μεταφέρουν το αίμα μακριά από την καρδιά
• φλέβες μεταφέρουν το αίμα προς την καρδιά
• τριχοειδή αγγεία είναι πολύ μικρά αγγεία ανταλλαγής, όπου ουσίες μετακινούνται ανάμεσα στο αίμα και τους ιστούς

Ένα συνηθισμένο λάθος είναι να πιστεύει κανείς ότι οι αρτηρίες μεταφέρουν πάντα αίμα πλούσιο σε οξυγόνο και οι φλέβες πάντα αίμα φτωχό σε οξυγόνο. Αυτό ισχύει συχνά στη συστηματική κυκλοφορία, αλλά το καθοριστικό χαρακτηριστικό είναι η κατεύθυνση σε σχέση με την καρδιά. Στο πνευμονικό κύκλωμα, οι πνευμονικές αρτηρίες μεταφέρουν αίμα φτωχό σε οξυγόνο προς τους πνεύμονες και οι πνευμονικές φλέβες μεταφέρουν αίμα πλούσιο σε οξυγόνο πίσω στην καρδιά.

Αίμα

Το ίδιο το αίμα είναι το μέσο μεταφοράς. Το πλάσμα μεταφέρει διαλυμένες ουσίες, τα ερυθρά αιμοσφαίρια μεταφέρουν κυρίως οξυγόνο, τα λευκά αιμοσφαίρια συμμετέχουν στην άμυνα και τα αιμοπετάλια βοηθούν στην πήξη.

Αν η ερώτηση αφορά κίνηση, ανταλλαγή ή μεταφορά, το αίμα είναι συνήθως αυτό που κάνει τη μεταφορά.

Πνευμονική και συστηματική κυκλοφορία

Το κυκλοφορικό σύστημα συχνά περιγράφεται ως σύστημα διπλής κυκλοφορίας.

Στην πνευμονική κυκλοφορία, το αίμα κινείται από την καρδιά προς τους πνεύμονες και επιστρέφει ξανά. Εκεί το αίμα αποβάλλει διοξείδιο του άνθρακα και προσλαμβάνει οξυγόνο.

Στη συστηματική κυκλοφορία, το αίμα κινείται από την καρδιά προς τους ιστούς του σώματος και στη συνέχεια επιστρέφει. Εκεί το οξυγόνο και τα θρεπτικά συστατικά παραδίδονται στα κύτταρα και τα απόβλητα αρχίζουν την πορεία τους μακριά από αυτά.

Αυτός ο σχεδιασμός με δύο κυκλώματα βοηθά να παραμένουν καλύτερα διαχωρισμένα το αίμα πλούσιο σε οξυγόνο και το αίμα φτωχό σε οξυγόνο σε σχέση με ένα σύστημα ενός μόνο κυκλώματος.

Λυμένο παράδειγμα: η πορεία ενός ερυθρού αιμοσφαιρίου

Φαντάσου ένα ερυθρό αιμοσφαίριο που επιστρέφει από έναν μυ του ποδιού αφού αυτός ο μυς έχει δραστηριοποιηθεί.

Μπαίνει στις φλέβες και επιστρέφει στη δεξιά πλευρά της καρδιάς μεταφέροντας σχετικά λιγότερο οξυγόνο και περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα από πριν. Στη συνέχεια, η καρδιά το αντλεί προς τους πνεύμονες μέσω των πνευμονικών αρτηριών. Στα πνευμονικά τριχοειδή γίνεται ανταλλαγή αερίων: το διοξείδιο του άνθρακα φεύγει από το αίμα και το οξυγόνο εισέρχεται σε αυτό.

Έπειτα, το ερυθρό αιμοσφαίριο επιστρέφει στην αριστερή πλευρά της καρδιάς μέσω των πνευμονικών φλεβών. Από εκεί, η καρδιά το αντλεί στην αορτή και έξω μέσω των συστηματικών αρτηριών. Τελικά φτάνει ξανά στα τριχοειδή του ποδιού, όπου το οξυγόνο μπορεί να διαχυθεί στα κύτταρα του ιστού που το χρειάζονται για την κυτταρική αναπνοή.

Αυτό το παράδειγμα δείχνει όλη τη λογική της κυκλοφορίας: σώμα προς δεξιά καρδιά προς πνεύμονες προς αριστερή καρδιά προς σώμα.

Γιατί τα τριχοειδή αγγεία έχουν σημασία

Οι μαθητές συχνά εστιάζουν στην καρδιά επειδή είναι εύκολο να τη φανταστούν, αλλά η πραγματική ανταλλαγή με τους ιστούς δεν γίνεται κυρίως στην καρδιά ή στις μεγάλες αρτηρίες. Γίνεται στα τριχοειδή αγγεία.

Τα τοιχώματα των τριχοειδών είναι λεπτά, κάτι που βοηθά το οξυγόνο, το διοξείδιο του άνθρακα, τα θρεπτικά συστατικά και ορισμένες άλλες ουσίες να μετακινούνται ανάμεσα στο αίμα και στους γύρω ιστούς. Χωρίς τα τριχοειδή, το σύστημα θα μπορούσε να μετακινεί αίμα, αλλά η παράδοση και η παραλαβή ουσιών δεν θα λειτουργούσαν αποτελεσματικά.

Συνηθισμένα λάθη για τις αρτηρίες, τις φλέβες και την ανταλλαγή

Να αντιμετωπίζεται το κυκλοφορικό σύστημα μόνο ως σύστημα οξυγόνου

Η μεταφορά οξυγόνου είναι κεντρική, αλλά το σύστημα μεταφέρει επίσης θρεπτικά συστατικά, ορμόνες, κύτταρα του ανοσοποιητικού, θερμότητα και απόβλητα.

Σύγχυση ανάμεσα σε αρτηρίες και φλέβες

Οι αρτηρίες ορίζονται από το ότι μεταφέρουν αίμα μακριά από την καρδιά. Οι φλέβες ορίζονται από το ότι μεταφέρουν αίμα προς την καρδιά. Η περιεκτικότητα σε οξυγόνο από μόνη της δεν τις καθορίζει.

Να ξεχνάμε ότι οι πνεύμονες είναι μέρος του κυκλώματος

Το αίμα δεν πηγαίνει από την καρδιά κατευθείαν στο σώμα και παραμένει χρήσιμο. Πρέπει να συνεχίζει να κυκλοφορεί μέσω των πνευμόνων ώστε να συνεχίζεται η ανταλλαγή αερίων.

Να υποθέτουμε ότι όλη η ανταλλαγή γίνεται στα μεγάλα αγγεία

Τα μεγάλα αγγεία μεταφέρουν κυρίως αίμα. Το μεγαλύτερο μέρος της ανταλλαγής με τους ιστούς γίνεται στο επίπεδο των τριχοειδών.

Πού εμφανίζεται το κυκλοφορικό σύστημα στη βιολογία

Το κυκλοφορικό σύστημα εμφανίζεται παντού στη βιολογία και την ιατρική. Βοηθά να εξηγηθεί γιατί η άσκηση αλλάζει την αναπνοή και τον καρδιακό ρυθμό, γιατί η απόφραξη αγγείων είναι επικίνδυνη, γιατί η απώλεια αίματος επηρεάζει όλο το σώμα και πώς τα φάρμακα που χορηγούνται στο αίμα μπορούν να φτάσουν σε απομακρυσμένους ιστούς.

Συνδέεται επίσης φυσικά με θέματα όπως η αναπνοή, η πέψη, η ομοιόσταση, η ανοσία και η αιματολογία. Αν ένα σύστημα του σώματος χρειάζεται να στείλει κάτι σε απόσταση, το κυκλοφορικό σύστημα είναι συνήθως μέρος της απάντησης.

Δοκίμασε ένα παρόμοιο πρόβλημα ιχνηλάτησης

Δοκίμασε τη δική σου εκδοχή της διαδρομής του αιμοσφαιρίου, αλλά ξεκίνα από τους πνεύμονες αντί για έναν ιστό του σώματος. Αν μπορείς να ιχνηλατήσεις τη διαδρομή από πνεύμονες προς αριστερή καρδιά προς σώμα προς δεξιά καρδιά προς πνεύμονες, τότε η βασική ιδέα της κυκλοφορίας συνήθως γίνεται ξεκάθαρη.