Υπάρχουν τέσσερις ξεχωριστές αίθουσες στις καρδιές μας. Οι βάτραχοι, οι φρύνοι, τα φίδια και οι σαύρες έχουν μόνο τρεις. Η καρδιά των σπονδυλωτών εκτελεί τη λειτουργία της άντλησης του αίματος του σώματος σε όλο το σώμα. Παρόμοια από πολλές απόψεις, αυτά τα όργανα έχουν διαφορετικούς αριθμούς θαλάμων σε διαφορετικές κατηγορίες σπονδυλωτών. Ποια είναι τα δομικά χαρακτηριστικά του κυκλοφορικού συστήματος και της καρδιάς του βατράχου;
Ταξινόμηση
Ανάλογα με τον αριθμό των θαλάμων, οι καρδιές των σπονδυλωτών μπορούν να ταξινομηθούν ως εξής:
- Δίχωρος θαλάμος: ένας κόλπος και μία κοιλία (στα ψάρια).
- Τριών θαλάμων: δύο κόλποι και μία κοιλία (σε αμφίβια και ερπετά).
- Τέσσερις θάλαμος: δύο κόλποι και δύο κοιλίες (σε πτηνά και θηλαστικά).
Λειτουργίες
Τι είναι η καρδιά και γιατί χρειάζεται; Η πιο σημαντική λειτουργία του είναι να αντλεί αίμα μέσω του κυκλοφορικού συστήματος. Δεδομένου ότι αυτό το όργανο είναι στην πραγματικότητα απλώς μια αντλία και δεν έχει άλλες λειτουργίες, θα μπορούσε κανείς να σκεφτεί ότι σε διαφορετικά ζώα φαίνεται και λειτουργεί.το ίδιο, αλλά δεν είναι.
Αντίθετα, η φύση δημιουργεί νέες μορφές καθώς τα ζώα εξελίσσονται και αλλάζουν τις ανάγκες τους. Ως αποτέλεσμα, υπάρχουν πολλές καρδιές όσον αφορά τη δομή. Όλοι εκτελούν την ίδια δουλειά, δηλαδή αντλούν κυκλοφορούν υγρό μέσω του κυκλοφορικού συστήματος. Ας ρίξουμε μια ματιά στους διαφορετικούς τύπους καρδιών σπονδυλωτών και πώς εξελίχθηκαν.
Καρδιά δύο θαλάμων
Όλα τα σπονδυλωτά έχουν κλειστό κυκλοφορικό σύστημα με μία κεντρική καρδιά. Ο παλαιότερος τύπος είναι ο τύπος των δύο θαλάμων, τον οποίο ορισμένα σύγχρονα ψάρια εξακολουθούν να έχουν. Είναι ένα πολύ μυώδες όργανο, που αποτελείται από έναν κόλπο και μία κοιλία. Ο κόλπος είναι ένας θάλαμος που δέχεται το αίμα που επιστρέφει στην καρδιά. Η κοιλία είναι η κοιλότητα που αντλεί αίμα από την καρδιά.
Αυτά τα δύο τμήματα χωρίζονται από μία μονόδρομη καρδιακή βαλβίδα. Η συσκευή διασφαλίζει ότι το αίμα ταξιδεύει μόνο προς μία κατεύθυνση, έξω από την κοιλία και μέσα στα αιμοφόρα αγγεία, όπου κάνει έναν βρόχο μέσω του κυκλοφορικού συστήματος. Περαιτέρω, το αίμα διανέμεται στα βράγχια (το αναπνευστικό όργανο στα ψάρια), τα οποία λαμβάνουν οξυγόνο από το περιβάλλον νερό. Το πλούσιο σε οξυγόνο αίμα στη συνέχεια ρέει μέσω των ιστών και τελικά επιστρέφει στην καρδιά.
Καρδιά με τρεις θαλάμους
Η καρδιά με διπλή κοιλότητα σερβίρει καλά ψάρια για πολύ καιρό. Όμως τα αμφίβια έχουν εξελιχθεί και προσγειωθεί και το κυκλοφορικό τους σύστημα έχει υποστεί σημαντικές εξελικτικές αλλαγές. Έχουν αναπτύξει διπλή κυκλοφορία και τώρα έχουν δύο ξεχωριστά μοτίβα ροής αίματος.
Ένα κύκλωμα, που ονομάζεται πνευμονικό κύκλωμα, οδηγεί στα αναπνευστικά όργανα για τη δημιουργία οξυγονωμένου αίματος. Ως αποτέλεσμα της διπλής κυκλοφορίας, σχηματίζεται μια αμφίβια καρδιά τριών θαλάμων, που αποτελείται από δύο κόλπους και μια κοιλία. Το δεύτερο κύκλωμα, που ονομάζεται συστημικό κύκλωμα, μεταφέρει οξυγονωμένο αίμα σε διάφορους ιστούς του σώματος.
Η δομή της καρδιάς του βατράχου υποδηλώνει επίσης την παρουσία τριών θαλάμων. Το αίμα περνά πρώτα από την πνευμονική αλυσίδα, όπου οξειδώνεται, και στη συνέχεια επιστρέφει στην καρδιά μέσω του αριστερού κόλπου. Στη συνέχεια εισέρχεται στην αριστερή πλευρά της κοινής κοιλίας και από εκεί το μεγαλύτερο μέρος του πλούσιου σε οξυγόνο αίματος αντλείται με συστηματικό τρόπο για να διανείμει οξυγόνο στους ιστούς προτού επιστρέψει στον δεξιό κόλπο.
Το αίμα στη συνέχεια ρέει στη δεξιά πλευρά της φυσιολογικής κοιλίας (προτού αντληθεί ξανά στην πνευμονική αλυσίδα). Επειδή η κοιλία μοιράζεται και τα δύο κυκλώματα, υπάρχει κάποια ανάμειξη αίματος πλούσιου σε οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα. Ωστόσο, μειώνεται λόγω της παρουσίας μιας κορυφογραμμής στο κέντρο της κοιλίας, η οποία χωρίζει κάπως την αριστερή και τη δεξιά πλευρά της.
καρδιά τεσσάρων θαλάμων
Μόλις η καρδιά με τρεις θαλάμους εξελίχθηκε, το λογικό επόμενο βήμα στην εξέλιξη ήταν να διαχωριστεί πλήρως η κοιλία σε δύο ξεχωριστούς θαλάμους. Αυτό θα μπορούσε να εξασφαλίσει ότι το οξυγονωμένο και το ανθρακούχο αίμα από τα δύο κυκλώματα δεν θα αναμιγνύονταν. Αυτή η εξελικτική εξέλιξη μεταξύ καρδιών τριών και τεσσάρων θαλάμων μπορεί να παρατηρηθεί σε διαφορετικούς τύπους ερπετών.
Η καρδιά των αμφιβίων και των ερπετών είναι συνήθως τριών θαλάμων. Σε διαφορετικούς τύπουςυπάρχουν τοιχώματα διαφόρων μεγεθών που χωρίζουν εν μέρει την κοιλία. Η μόνη εξαίρεση αποτελούν ορισμένα είδη κροκόδειλου, που έχουν πλήρες διάφραγμα. Αποτελούν ένα όργανο με τέσσερις θαλάμους παρόμοιο με αυτό των πτηνών και των θηλαστικών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων.
Διαφορετικές καρδιές: πνευμονική και συστηματική κυκλοφορία
Το αίμα περιέχει πολλά στοιχεία, από θρεπτικά συστατικά έως απόβλητα. Μια ζωτική ουσία, το οξυγόνο, εισέρχεται στο αίμα μέσω των βραγχίων ή των πνευμόνων. Για να επιτευχθεί η αποτελεσματική χρήση του, πολλά σπονδυλωτά έχουν δύο ξεχωριστές κυκλοφορίες: πνευμονική και συστηματική.
Ας δούμε την ανθρώπινη καρδιά με τέσσερις θαλάμους. Στην πνευμονική κυκλοφορία, αυτό το σημαντικό όργανο στέλνει αίμα στους πνεύμονες για να λάβει οξυγόνο. Το αίμα εμφανίζεται στη δεξιά κοιλία. Από εκεί εισέρχεται στους πνεύμονες μέσω των πνευμονικών αρτηριών. Περαιτέρω, το αίμα περνά μέσα από τις πνευμονικές φλέβες και μετακινείται στον αριστερό κόλπο. Στη συνέχεια, το αίμα εισέρχεται στην αριστερή κοιλία, όπου αρχίζει η συστηματική κυκλοφορία.
Συστημική κυκλοφορία είναι όταν η καρδιά διανέμει οξυγονωμένο αίμα σε όλο το σώμα. Η αριστερή κοιλία αντλεί αίμα μέσω της αορτής, μιας ογκώδους αρτηρίας που τροφοδοτεί όλα τα μέρη του σώματος. Μόλις το οξυγόνο φτάσει στους ιστούς, το αίμα επιστρέφει μέσω των διαφόρων φλεβών. Ολόκληρο το φλεβικό δίκτυο οδηγεί στην κάτω ή στην άνω κοίλη φλέβα. Αυτά τα αγγεία πηγαίνουν στον δεξιό κόλπο της καρδιάς. Το αίμα με έλλειψη οξυγόνου επιστρέφει στους πνεύμονες.
Διατηρώντας αυτές τις δύο κυκλοφορίες χωριστές, η καρδιά τεσσάρων θαλάμων βελτιστοποιεί τη χρήση του οξυγόνου. ΜόνοΤο πλούσιο σε οξυγόνο αίμα εισέρχεται στο σώμα. Μόνο αίμα που περιέχει διοξείδιο του άνθρακα πηγαίνει στους πνεύμονες. Τα πουλιά και τα θηλαστικά έχουν τέσσερις θαλάμους. Πιθανώς οι δεινόσαυροι είχαν την ίδια δομή. Οι κροκόδειλοι και οι αλιγάτορες είναι παρόμοιοι, αλλά μπορούν να σταματήσουν την κυκλοφορία στους πνεύμονές τους όταν βρίσκονται κάτω από το νερό.
Δομή της καρδιάς
Πόσες κοιλότητες καρδιάς έχει ένας βάτραχος; Αυτό το βαθύ κόκκινο κωνικό μυϊκό όργανο βρίσκεται κεντρικά στο πρόσθιο τμήμα της κοιλότητας του σώματος μεταξύ των δύο πνευμόνων. Η καρδιά του βατράχου είναι τρίχωρη. Περικλείεται σε δύο μεμβράνες - το εσωτερικό επικάρδιο και το εξωτερικό περικάρδιο. Ο χώρος μεταξύ αυτών των στρωμάτων ονομάζεται περικαρδιακή κοιλότητα. Είναι γεμάτο με περικαρδιακό υγρό, το οποίο εκτελεί τις ακόλουθες λειτουργίες:
- προστατεύει την καρδιά από μηχανικές βλάβες;
- δημιουργεί ένα υγρό περιβάλλον;
- υποστηρίζει την καρδιά του βατράχου στη σωστή θέση.
Εξωτερική δομή
Ποιο είναι το δομικό χαρακτηριστικό της καρδιάς του βατράχου της λίμνης; Εξωτερικά, μοιάζει με μια τριγωνική δομή κοκκινωπού χρώματος. Το πρόσθιο άκρο του είναι φαρδύ, ενώ το οπίσθιο άκρο είναι κάπως μυτερό. Το πρόσθιο τμήμα ονομάζεται κέλυφος, ενώ το οπίσθιο τμήμα ονομάζεται κοιλία. Τα κελύφη είναι δύο θαλάμων: αριστερό και δεξιό αίθριο. Οριοθετούνται εξωτερικά από μια πολύ ασθενή διαμήκη κατάθλιψη μεταξύ κινδύνου. Η κοιλία είναι μονοθάλαμος. Αυτό είναι το πιο σημαντικό μέρος της καρδιάς. Έχει κωνικό σχήμα με παχιά μυώδη τοιχώματα και διαχωρίζεται σαφώς από τους κόλπους με τη στεφανιαία αύλακα.
Εσωτερική δομή
Ποιο είναι το εσωτερικό κύκλωμα της καρδιάς ενός βατράχου; Το τοίχωμα του οργάνου αποτελείται από τρία στρώματα:
- εξωτερικό επικάρδιο;
- μέσο μεσοκάρδιο;
- εσωτερικό ενδοκάρδιο.
Η εσωτερική καρδιά είναι 3 θαλάμων με δύο κελύφη και μία κοιλία που χωρίζονται από ένα διάφραγμα. Το δεξί κέλυφος είναι μεγαλύτερο από το αριστερό, έχει ένα εγκάρσιο ωοειδές άνοιγμα, που ονομάζεται ημιτονοειδές. Μέσω αυτού, το αίμα εισέρχεται στο δεξί κέλυφος. Το άνοιγμα προστατεύεται από δύο πτερύγια χείλους που ονομάζονται φλεβοκοινοαυτικές βαλβίδες. Επιτρέπουν στο αίμα να ρέει προς τα δεξιά, αλλά εμποδίζουν την οπίσθια ροή.
Υπάρχει ένα μικρό άνοιγμα στην πνευμονική φλέβα στον αριστερό κόλπο δίπλα στο διάφραγμα, το οποίο δεν έχει βαλβίδες. Η αριστερή κόγχη λαμβάνει αίμα από τους πνεύμονες μέσω των πνευμονικών φλεβών. Η κοιλία έχει ένα παχύ μυώδες και σπογγώδες τοίχωμα με πολλές διαμήκεις ρωγμές που χωρίζονται μεταξύ τους με μυϊκές προεξοχές. Και οι δύο στρόβιλοι ανοίγουν στον ίδιο θάλαμο της κοιλίας μέσω του ωτοκοιλιακού στομίου, το οποίο προστατεύεται από δύο ζεύγη ωοκοιλιακών βαλβίδων. Οι βαλβίδες είναι εξοπλισμένες με χορδές που τραβούν τα πτερύγια προς τα πίσω για να κλείσουν την τρύπα και έτσι να αποτρέψουν την επιστροφή του αίματος.
Δομή και έργο της καρδιάς ενός βατράχου
Η καρδιά των αμφιβίων, όπως κάθε άλλο ζώο, είναι ένα μυώδες όργανο που λειτουργεί ως αντλιοστάσιο. Βρίσκεται στο κέντρο στην μπροστινή περιοχή του σώματος. Μια καρδιάκοκκινωπό χρώμα και τριγωνικό σχήμα με φαρδύ πρόσθιο άκρο. Η εξωτερική και η εσωτερική δομή του βατράχου διαφέρει σημαντικά από τη δομή του σώματος άλλων αμφιβίων, ωστόσο, υπάρχει ομοιότητα ορισμένων εσωτερικών οργάνων.
Οι βάτραχοι έχουν καρδιά: μια ματιά στο κυκλοφορικό σύστημα
Έχετε νιώσει ποτέ τον καρδιακό παλμό ή τον παλμό ενός βατράχου; Αν κοιτάξετε το διάγραμμα του κυκλοφορικού συστήματος αυτού του αμφίβιου, θα παρατηρήσετε ότι η δομή του διαφέρει σημαντικά από τη δική μας. Το αποξυγονωμένο αίμα στέλνεται στον κόλπο από διάφορα όργανα του σώματος του βατράχου μέσω αιμοφόρων αγγείων και φλεβών. Αποστραγγίζεται από τα όργανα, και έτσι ξεκινά η διαδικασία καθαρισμού. Στη συνέχεια, το οξυγονωμένο αίμα εισέρχεται από τους πνεύμονες και το δέρμα και ταξιδεύει στον αριστερό κόλπο. Έτσι γίνεται η ανταλλαγή αερίων στα περισσότερα αμφίβια.
Και οι δύο κόλποι ρίχνουν το αίμα τους σε μία κοιλία, η οποία χωρίζεται σε δύο στενούς θαλάμους. Χάρη σε αυτό το σύστημα, μειώνεται η ανάμειξη οξυγονωμένου και αποξυγονωμένου αίματος. Το στομάχι συσπάται, στέλνοντας O2 πλούσιο αίμα από την αριστερή κοιλία. Φτάνει στο κεφάλι, ρέοντας μέσα από τις καρωτίδες. Αυτό είναι σχεδόν καθαρό αίμα, το οποίο λαμβάνει ο εγκέφαλος.
Το αίμα που διέρχεται από τα αορτικά τόξα είναι ανάμεικτο, αλλά υπάρχει ακόμα πολύ οξυγόνο σε αυτό. Αυτό είναι αρκετό για να τροφοδοτήσει το υπόλοιπο σώμα με ότι χρειάζεται. Η εσωτερική και εξωτερική δομή του βατράχου και άλλων αμφιβίων διαφέρει σημαντικά από τους υποβρύχιους κατοίκους όπως τα ψάρια καιεπίσης από ζώα της ξηράς όπως τα θηλαστικά.
Είναι δυνατόν η καρδιά να λειτουργεί έξω από το σώμα;
Περίεργα, η καρδιά του βατράχου θα συνεχίσει να χτυπά ακόμα κι αν αφαιρεθεί από το σώμα, και αυτό δεν ισχύει μόνο για τα αμφίβια. Ο λόγος βρίσκεται στο ίδιο το όργανο. Υπάρχει ένα ειδικό σύστημα αγωγιμότητας νευρομυϊκών κόμβων στους οποίους προκύπτει αυθόρμητα διέγερση ώθησης, που εξαπλώνεται από τους κόλπους στις κοιλίες. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το έργο της καρδιάς του βατράχου έξω από το σώμα συνεχίζεται για κάποιο χρονικό διάστημα αφότου έχει αφαιρεθεί από το σώμα.
