Кровеносная система человека – из чего состоит и как работает?
Кровеносная система человека является одной из важнейших структур организма. Непосредственно по ней с помощью крови к органам и тканям доставляются кислород, питательные вещества и микроэлементы. Происходит это благодаря непрерывно циркулирующей крови.
Органы кровеносной системы
Кровеносная система состоит из сердца и отходящих от него сосудов. С помощью сердца кровь перекачивается по всему организму, достигая самых отдаленных участков тела. Кровеносные сосуды имеют различный диаметр, что позволяет им обеспечивать кровью даже самые маленькие клетки. Сообщаясь между собой, они образуют большую сеть, снабжающую весь организм кислородом и необходимыми микроэлементами, забирая и доставляя в печень продукты обмена веществ. Это основная функция, которую выполняет кровеносная система.
Строение кровеносной системы
У человека замкнутая кровеносная система. Это означает, что все сосуды сообщаются между собой. Выталкиваясь из сердца во время сокращения, кровь, пройдя по системе кровеносных сосудов, снова возвращается в сердце. Данный орган является центральной анатомической структурой не только кровеносной системы, но и организма в целом.
Непрерывный ток крови осуществляется по кровеносными сосудам. Они бывают трех типов:
- артерии;
- капилляры;
- вены.
От сердца отходят артерии. Разветвляясь на сосуды малого диаметра, они доставляют насыщенную кислородом кровь ко всем тканям и органам. В самых отдаленных участках тела кровеносные сосуды имеют наименьший диаметр. Непосредственно эти мелкие сосуды – капилляры – осуществляют доставку кислорода в ткани. Оттуда кровь, снабженная продуктами обмена, углекислым газом, направляется к сердцу по сосудам, именуемым венами. Далее она направляется в легкие, где и происходит газообмен: кровь отдает углекислый газ и насыщается кислородом.
Строение сердца
Строение сердца человека сложное. По своей структуре это полый мышечный орган, который расположен преимущественно в левой части грудной полости.
Масса сердца взрослого человека составляет 250–350 г. Его стенки образованы тремя оболочками:
- соединительнотканной – эпикард;
- мышечной – миокард;
- эндотелиальной – эндокард.
Снаружи орган окружен околосердечной сумкой, состоящей из соединительной ткани – перикардом. Ее стенки выделяют специальную жидкость для предотвращения трения сердца о перикард во время сокращений. Внутри сердце разделено сплошной перегородкой на левую и правую половины. При этом каждая из них с помощью поперечной перегородки делится на предсердие и желудочек. В результате образуются 4 камеры, которые сообщаются между собой клапанами. При сокращении предсердий створки клапанов открываются внутрь желудочков, в результате кровь из предсердий устремляется в желудочки.
Артериальная система
Рассматривая строение сердечно-сосудистой системы, анатомы выделяют артериальную систему.
Артерии – кровеносные сосуды, которые доставляют кровь к сердцу. Стенки их очень плотные и эластичные, состоят из трех оболочек:
- соединительнотканной – наружная;
- гладкомышечной – средняя;
- эндотелиальной – внутренняя.
Самой крупной артерией организма является аорта. Непосредственно она отходит от сердца, направляя к органам и тканям артериальную кровь, богатую кислородом и питательными веществами. По мере удаления от сердца артерии начинают сильно ветвиться на меньшие по диаметру кровеносные сосуды – артериолы. Распадаясь на ещё меньшие по диаметру сосуды, артериолы переходят в капилляры.
Венозная система
Венозная система человека представлена сосудами которые несут кровь, богатую углекислым газом и продуктами метаболизма, доставляя ее в легкие, где и происходит газообмен. Венозная система человека, схема которой приведена ниже, образуется из мелких каналов, которые сливаясь, формируют вены. По размерам они сравнимы с артериолами.
Постоянному току крови по венам способствует система клапанов. За их счет создаётся венозное давление, которое ниже, чем в артериях.
В отличие от артериального, венозное давление не имеет прямой зависимости от напряжения мышечных волокон стенки сосуда, поэтому кровоток в необходимом направлении обеспечивается другими факторами:
- Подталкивающей силой, образуемой артериальным давлением большого круга кровообращения.
- Присасывающим эффектом, создаваемым отрицательным давлением, которое возникает в грудной клетке при вдохе.
- Сокращением скелетных мышц, проталкивающих венозную кровь во время движения тела.
Капиллярная система
Система органов кровообращения включает в себя также и капиллярную сеть сосудов. Разветвляясь на более мелкие сосуды, артериолы формируют капилляры – самые мелкие из существующих в человеческом организме сосудов. Стенки их тонкие и выстланы всего одним слоем эндотелия. В капиллярах содержится меньше 5 % циркулирующей крови, однако при своем малом размере эти сосуды имеют большое значение для организма.
Непосредственно капилляры являются связующим звеном, образуя целую промежуточную систему, сообщающую артериолы и венулы. Непосредственно в этих сетях под воздействием осмотических сил происходит переход кислорода и питательных веществ в клетки организма, а взамен кровь забирает углекислый газ и продукты клеточного метаболизма.
Кровь и система кровообращения
Сердечно-сосудистая система имеет замкнутое строение. В ее составе выделяют 2 круга кровообращения:
- Большой – начинается в левом желудочке и заканчивается в правом предсердии. Сюда впадают полые вены. Время одного оборота крови по этой системе составляет 20–24 секунды.
- Малый круг – начинается в правом желудочке лёгочным стволом и заканчивается в левом предсердий четырьмя легочными венами. Время оборота крови составляет 4 секунды.
Оба этих круга кровеносной системы человека имеют важное значение для организма . Большой круг обеспечивает кровью и кислородом все органы и ткани организма. Малый же ограничивается циркуляцией крови в легких, где происходит обогащение крови кислородом. Данная система кровообращения обеспечивает нормальную работу всех внутренних органов.
Функции кровеносной системы
Сердечно-сосудистая система человека является центральным анатомическим образованием во всем организме. Основной ее функцией, которую выполняет кровеносная система человека является транспорт крови и питательных веществ ко всем тканям и органам и вывод углекислого газа и продуктов метаболизма.
Среди других важных функций кровеносной системы человека:
- Поддержание постоянства внутренней среды организма.
- Транспортная (доставка питательных веществ к органам и тканям).
- Защитная (участие в иммунных реакциях).
Заболевания сердечно-сосудистой системы
Система кровообращения человека зачастую подвергается воздействию негативных факторов. В результате этого возникают патологии и нарушения в работе системы. При этом принято выделять следующие типы заболеваний сердечно-сосудистой системы:
- Ишемические – связанные с нарушением кровообращения: инфаркт миокарда, стенокардия, кардиосклероз. Период обострения таких патологий часто сменяется ремиссией.
- Гипертонические – обусловлены повышением артериального давления. Заболевания этой группы сопровождаются нарушением целостности кровеносных сосудов: инсульт, кровоизлияния, кровотечения различной локализации.
Диагностика сердечно-сосудистой системы
При подозрении на заболевания сердца проводится комплексное обследование сердечно-сосудистой системы. Зачастую перед окончательным выставлением диагноза пациенту предстоит пройти несколько аппаратных обследований. К основным диагностическим методам, с помощью которых проверяют органы сердечно-сосудистой системы относят:
- Электрокардиография (ЭКГ) – помогает установить частоту и регулярность сердечных сокращений. Выявляет аритмии и дефицит кровоснабжения миокарда.
- Холтеровское мониторирование ЭКГ – суточная регистрация ЭКГ, используется для углубленного анализа аритмии, эпизодов ишемии миокарда.
- Суточное мониторирование АД (СМАД) – метод суточной регистрации артериального давления с помощью автоматизированного тонометра. Используется для исключения гипертензии.
- Велоэргометрическая проба с нагрузкой (ВЭП) или Тредмил – тест, при котором снятие ЭКГ происходит в процессе выполнения пациентом физической нагрузки (велотренажер, беговая дорожка). Показывает, как справляется кровеносная система человека с нагрузкой.
- Эхокардиография (ЭХОКГ или УЗИ сердца) – определяет точные размеры полостей сердца, толщину стенок, оценивает работу клапанного аппарата, выявляет нарушение сократительной активности миокарда.
Укрепление сердечно-сосудистой системы
Патологии намного легче предупредить, чем лечить.
Чтобы снизить риски возникновения болезни системы кровообращения, необходимо соблюдать ряд правил:
- Следить за весом – излишняя масса тела оказывает дополнительную нагрузку на сердце и сосуды.
- Вести активный способ жизни – умеренные физические нагрузки помогают предотвратить застойные явления.
- Уменьшать в рационе количество жирной и жареной пищи.
- Принимать витамины А, С, Е, Р, F и микроэлементы: кальций, магний, фосфор.
Органы кровеносной системы: строение и функции
Кровеносная система — это единое анатомо-физиологическое образование, главная функция которого – кровообращение, то есть движение крови в организме.
Благодаря кровообращению происходит газообмен в легких. Во время этого процесса углекислота удаляется из крови, а кислород из вдыхаемого воздуха обогащает ее. Кровь доставляет кислород и полезные вещества ко всем тканям, удаляя из них продукты метаболизма (распада).
Кровеносная система участвует и в процессах теплообмена, обеспечивая жизнедеятельность организма в разных условиях внешней среды. Также эта система система участвует в гуморальной регуляции деятельности органов. Гормоны выделяются эндокринными железами и доставляются в восприимчивые к ним ткани. Так кровь объединяет все части организма в единое целое.
Части сосудистой системы
Сосудистая система неоднородна по морфологии (структуре) и выполняемой функции. Ее можно с небольшой долей условности разделить на следующие части:
- аортоартериальная камера;
- сосуды сопротивления;
- обменные сосуды;
- артериоловенулярные анастомозы;
- емкостные сосуды.
Аортоартериальная камера представлена аортой и крупными артериями (общие подвздошные, бедренные, плечевые, сонные и другие). В стенке этих сосудов присутствуют и мышечные клетки, но преобладают эластичные структуры, препятствующие их спадению во время диастолы сердца. Сосуды эластического типа поддерживают постоянство скорости кровотока, независимо от пульсовых толчков.
Сосуды сопротивления — это мелкие артерии, в стенке которых преобладают мышечные элементы. Они способны быстро изменять свой просвет с учетом потребностей органа или мышцы в кислороде. Эти сосуды участвуют в поддержании артериального давления. Они активно перераспределяют объемы крови между органами и тканями.
Обменные сосуды – это капилляры, мельчайшие веточки кровеносной системы. Их стенка очень тонкая, сквозь нее легко проникают газы и другие вещества. Кровь может поступать из мельчайших артерий (артериол) в венулы в обход капилляров, по артериоловенулярным анастомозам. Эти «соединительные мостики» играют большую роль в теплообмене.
Емкостные сосуды называются так, потому что они способны вместить значительно больше крови, чем артерии. К этим сосудам относятся венулы и вены. По ним кровь поступает обратно к центральному органу кровеносной системы – сердцу.
Круги кровообращения
Круги кровообращения описаны еще в XVII веке Уильямом Гарвеем.
Из левого желудочка выходит аорта, начинающая большой круг кровообращения. От нее отделяются артерии, несущие кровь ко всем органам. Артерии делятся на все более мелкие веточки, охватывающие все ткани организма. Тысячи мельчайших артерий (артериол) распадаются на огромное количество самых мелких сосудов – капилляров. Их стенки характеризуются высокой проницаемостью, поэтому в капиллярах происходит газообмен. Здесь артериальная кровь трансформируется в венозную. Венозная кровь поступает в вены, которые постепенно объединяются и в итоге образуют верхнюю и нижнюю полые вены. Устья последних открываются в полость правого предсердия.
В малом круге кровообращения кровь проходит через легкие. Она попадает туда по легочной артерии и ее ветвям. В капиллярах, оплетающих альвеолы, происходит газообмен с воздухом. Обогащенная кислородом кровь по легочным венам идет в левые отделы сердца.
Некоторые важные органы (головной мозг, печень, кишечник) имеют особенности кровоснабжения – регионарное кровообращение.
Строение сосудистой системы
Аорта, выходя из левого желудочка, образует восходящую часть, от которой отделяются коронарные артерии. Затем она изгибается, и от ее дуги отходят сосуды, направляющие кровь в руки, голову, грудную клетку. Затем аорта идет вниз вдоль позвоночника, где делится на сосуды, несущие кровь к органам брюшной полости, таза, ног.
Вены сопровождают одноименные артерии.
Отдельно нужно упомянуть воротную вену. Она отводит кровь от органов пищеварения. В ней, помимо питательных веществ, могут содержаться токсины и другие вредные агенты. Воротная вена доставляет кровь в печень, где проходит удаление токсических веществ.
Строение сосудистых стенок
Артерии имеют наружный, средний и внутренний слои. Наружный слой – соединительная ткань. В среднем слое есть эластические волокна, поддерживающие форму сосуда, и мышечные. Мышечные волокна могут сокращаться и изменять просвет артерии. Изнутри артерии выстланы эндотелием, обеспечивающим спокойный поток крови без препятствий.
Стенки вен значительно тоньше, чем артерий. В них очень мало эластической ткани, поэтому они легко растягиваются и спадаются. Внутренняя стенка вен образует складки: венозные клапаны. Они препятствуют движению венозной крови вниз. Отток крови по венам обеспечивается также за счет движения скелетных мышц, «выжимающих» кровь при ходьбе или беге.
Регуляция деятельности кровеносной системы
Кровеносная система практически мгновенно отвечает на изменения внешних условий и внутренней среды организма. При стрессе или нагрузке она отвечает учащением сердечных сокращений, повышением артериального давления, улучшением кровоснабжения мышц, снижением интенсивности кровотока в органах пищеварения и так далее. В период покоя или сна происходят обратные процессы.
Регуляция функции сосудистой системы осуществляется нейрогуморальными механизмами. Регуляторные центры высшего уровня находятся в коре головного мозга и в гипоталамусе. Оттуда сигналы поступают в сосудодвигательный центр, отвечающий за тонус сосудов. Через волокна симпатической нервной системы импульсы поступают в стенки сосудов.
В регуляции функции кровеносной системы очень важен механизм обратной связи. В стенках сердца и сосудов расположено большое количество нервных окончаний, воспринимающих изменения давления (барорецепторы) и химического состава крови (хеморецепторы). Сигналы от этих рецепторов поступают в высшие центры регуляции, помогая кровеносной системе быстро приспособиться к новым условиям.
Гуморальная регуляция возможна с помощью эндокринной системы. Большинство гормонов человека так или иначе влияет на деятельность сердца и сосудов. В гуморальном механизме участвуют адреналин, ангиотензин, вазопрессин и многие другие активные вещества.
Кровеносная система пресмыкающихся
Класс Пресмыкающиеся
Определение 1
Класс Пресмыкающиеся – это класс позвоночных животных, передвигающихся преимущественно ползком, либо волоча брюхо по земле.
Пресмыкающиеся делятся на 4 отряда:
- Крокодилы;
- Чешуйчатые;
- Черепахи;
- Клювоголовые.
Последний отряд представлен только одним видом – гаттерией. Отряд чешуйчатых представлен ящерицами, хамелеонами и змеями.
Особенности кровеносной системы пресмыкающихся
Кровеносная система этих животных представлена трехкамерным сердцем (двумя предсердиями и одним желудочком). В связи с этим кровь этих животных частично смешивается (артериальная и венозная между собой). Если сравнить пресмыкающихся с земноводными, то кровь все же лучше разделяется и это серьезно влияет на многие показатели гомеостаза. В желудочке сердца пресмыкающихся имеется неполная межжелудочковая перегородка. Крокодилы обладают полной межжелудочковой перегородкой и их сердце становится четырехкамерным, но кровь при этом все равно имеет некоторую степень смешения через дуги аорты.
Со стороны желудочка сердца пресмыкающихся отходят три сосуда:
- общий легочный ствол (отходит от правой венозной дуги аорты). Этот ствол разделяется на две легочные артерии, которые проходят к легким, кровь обогащается кислородом и проходит по легочным венам в левое предсердие;
- дуги аорты (отходят от левой части желудочка). При этом одна дуга аорты начинается левее (однако называется правой дугой аорты, так как загибается направо) и несет почти чистую артериальную кровь.
Правая дуга аорты дает начало сонным артериям и отходит к голове. При этом сосуды снабжают кровью пояс передних конечностей. Получается, что передние конечности снабжаются чистой артериальной кровью.
Еще одна дуга аорты берет свое начало от левого желудочка (левой части одного желудочка), иногда смещаясь к его середине. Такая дуга аорты находится правее и называется левой дугой аорты потому, что имеет левосторонний загиб.
Обе описанные дуги аорты (как правая, так и левая) на спинной стороне тела объединяются в один сосуд, который снабжает смешанной кровью все части тела. От органов к сердцу оттекает венозная кровь, которая попадает в правое предсердие.
Готовые работы на аналогичную тему
Таким образом, малый круг кровообращения пресмыкающихся начинается от вентральной части желудочка и от него отходит лёгочная артерия (ее правая и левые части), затем легочные вены, общий непарный ствол, который впадает в левое предсердие.
Большой круг кровообращения ли артериальная система начинается при выходе из сердца от правой дуги аорты (левой части дорсальной части желудочка). Далее отходят либо безымянная артерия, либо 4 самостоятельных крупных артерии к голове и правая и левая подключичные артерии к передним конечностям.
Таким образом, сердце пресмыкающихся является трехкамерным (два предсерия и два желудочка). Но при этом артериальная и венозная кровь смешиваются частично. В связи с этим пресмыкающиеся являются хладнокровными животными.
Особенностями кровеносной системы пресмыкающихся являются следующие факты:
- предсердие имеет индивидуальное отверстие, которое открывается в сердечный желудочек с клапаном, который образуется складками внутренней оболочки;
- при напряжении сердечной мышцы неполная межжелудочковая полностью отделяет его части и делит кровяные потоки с различным составом кислорода. При этом правая часть желудочка принимает в себя венозную кровь, которая вытесняется артериальной составляющей крови из пространства левого предсердия;
- пульсирующая часть сердца (мускульная) имеет три самостоятельных сосуда и имеет не большие размеры;
- правый участок желудочка наполнен венозной кровью и оснащен легочным кровеносным сосудом, делящимся на правую и левую артерии. От средней области желудочка отходит максимально крупный кровеносный сосуд, а именно – левая аортальная дуга.
Таким образом, прогрессом в строении кровеносной системы пресмыкающихся можно назвать стабилизацию метаболизма.
Определение 2
Метаболизм – это обмен веществ организма, который состоит из многочисленных физиологических процессов и некоторых констант.
В активном состоянии температура тела пресмыкающихся имеет относительную степень постоянства и колеблется в небольших пределах, по отношению к окружающей среде.
Неожиданные факты о сердце и крови
- Уильям Парк
- BBC Future
Автор фото, iStock
Самым сложным творением вселенной, бесспорно, остается человеческий мозг. Но наше сердце и кровеносная система — не менее захватывающие. Корреспондент BBC Future рассказывает нескольких интересных фактов о них.
Сердце качает много крови
Наше сердце — очень трудолюбивый орган.
В течение пяти минут он прокачивает пять литров крови. За час сердце делает в среднем 4200 ударов и перекачивает 300 литров крови.
В течение одного года оно перекачивает достаточно крови, чтобы наполнить олимпийский бассейн — более 2,5 миллиона литров — и делает для этого 38,5 млн сокращений.
Сердцебиение влияет на поведение
Когда нам приходится принимать сложное решение, мы нередко говорим, что «сделали этот выбор сердцем».
Но известно ли вам, что это выражение может иметь буквальное значение? Сердечный ритм влияет на наши чувства, эмоции и даже интуицию — от боли и сопереживания другому человеку до подозрения, что ваш мужчина может вам изменять.
Исследователю Агустину Ибанесу из Университета Фавалоро в Буэнос-Айресе представилась уникальная возможность проверить это предположение, когда он встретил человека с двумя сердцами. Карлос (имя мужчины изменено) имел еще одно сердце, механическое, расположенное в грудной клетке чуть ниже его настоящего сердца. Карлосу пересадили сердце, которое помогало работать его слабым сердечным мышцам.
Автор фото, SPL
Підпис до фото,
Ученые заменили кровь пациента физиологическим раствором, пытаясь таким образом продлить его жизнь
В результате у Карлоса появилось ощущение, что его сердце «опустилось» в живот, и это начало удивительным образом влиять на его восприятие действительности и даже разум.
Ученые нашли способ, как жить без крови
Что происходит, когда наше сердце останавливается? Можно ли вернуть человека к жизни с момента клинической смерти, когда все основные жизненные функции — сердцебиение и мозговая активность — остановились?
Сегодня хирурги попробовали радикально новую процедуру. Они заменили кровь пациента физиологическим раствором, пытаясь таким образом продлить его жизнь.
Это экспериментальное исследование, кажется, стирает грань между жизнью и смертью. Тело пациента охлаждают до примерно 10-15 C. Поскольку обмен веществ в организме уже прекратился, кровь не нужна для того, чтобы поставлять кислород в клетки. Замена крови холодной соленой водой является лучшим способом поддержать общую низкую температуру тела.
Мы до сих пор не знаем, почему у нас разные группы крови
Одна из самых больших тайн нашей кровеносной системы остается неразгаданной уже более века.
Нам до сих пор до конца не известно, почему у людей отличаются группы крови. Мы знаем, что они определяются с помощью различных молекул на поверхности красных кровяных телец. И осознаем важность этого процесса, поскольку ферменты в нашем организме распознают красные кровяные клетки именно благодаря этим молекулам.
Вот почему переливать кровь человеку можно только соответствующей группы — другую группу ферменты не смогут распознать.
Автор фото, Science Photo Library
Підпис до фото,
Зачем природа наделила нас разными группами крови?
Но почему у нас разные группы крови? Почему природа не сделала так, чтобы у нас у всех был универсальный набор молекул в кровяных клетках?
Однажды мы сможем жить с искусственным сердцем … или сердцем свиньи
Ксенотрансплантация — использование тканей животного в организме человека — берет свое начало по меньшей мере с 1682 года, когда голландский хирург Джоб Янсзон ван Мееркерен сообщил об успешной трансплантации фрагмента кости собаки в череп русского солдата.
Сейчас исследователи активно изучают возможность пересадки человеку сердца других животных, например, свиней.
Другое направление исследований имеет целью выращивать человеческое сердца с помощью тканевой инженерии.
Некоторые люди пьют кровь, хотя это не приносит никакой пользы
Пожалуй, самым удивительным использованием крови является потребление ее внутрь, желательно в свежем виде, для облегчения ряда медицинских жалоб.
В разных местах мира существуют целые общины людей, которые пьют свежую человеческую кровь в лечебных целях. Дозы красного напитка им любезно предоставляют родственники, друзья или добровольцы.
Автор фото, Olivia Howitt
Підпис до фото,
Кровь имеет различные вкусы в зависимости от группы крови, диеты и количества выпитой жидкости
Эти «медицинские вампиры» утверждают, что регулярный прием крови помогает им облегчить такие симптомы, как головная боль, усталость, боль в желудке, на которые не действует никакое другое лечение.
Впрочем, ученые считают, что питье крови вряд ли имеет какую-либо пользу, и облегчение, которое оно приносит — на самом деле просто эффект плацебо. Но один тот факт, что люди чувствуют себя лучше, свидетельствует о том, какой мощный эффект на ум производит ритуал потребления человеческой крови.
Прочитать
оригинал этой статьи на английском языке вы можете на сайте
BBC Future.
1-этап. Актуализация | ||||
«Мост» | Следующие задания на повторение пройденного материала, необходимого для изучения новой темы, выполните дома к началу сегодняшнего урока: 1.Что такое кровь? Ответ: Кровь – это однородная густая жидкость, жидкая соединительная ткань. 2.Состав крови? Ответ: Кровь состоит из плазмы и форменных клеток: эритроцитов, тромбоцитов, лейкоцитов. 3.Назовите форменные клетки крови и дайте им характеристику? Ответ: Эритроциты – красные кровяные тельца, содержат белковое вещество – гемоглобин. Лейкоциты – бесцветные клетки, имеют ядро. Тромбоциты – клетки крови участвуют в свертывании крови. 4.Какую функцию выполняет кровеносная система? Ответ: Кровеносная система выполняет «транспортную» функцию, переносит кислород и питательные вещества. 5. Что такое иммунитет? Ответ: Свойство организма не воспринимать болезни, защитная функция организма. 6. Виды иммунитета? Ответ: врожденный, приобретенный, исскуственный. | |||
ІІ-этап. Самостоятельное усвоение новой темы | ||||
Теория | Для формирования знаний: | |||
«Узнавание» Найди в тексте новые слова, термины, понятия, выражения (по каждому абзацу), отвечающие на вопросы: кто? что? где? когда? какой? | 1. Что такое кровеносная система организма? Ответ: Движение крови по сосудам. 2. Назовите основные органы по которым движется кровь? Ответ: сердце, кровеносные сосуды: аорта, артерии, капилляры и вены. 3. Как называется алая кровь? Ответ: Артериальная кровь – богата кислородом. 4. Какая кровь темная? Венозная кровь — насыщенна углекислым газом. 5. На какие части разделено сердце? Ответ: на камеры ( предсердие и желудочки). Индивидуальная работа 1. Задание на коррекцию развития восприятия и ориентировки в пространстве «Собери мозаику». 2. Работа по карточкам. | Учителя, составьте задания с участием перечисленных вопросов по каждому абзацу для его подетального разбора Для данного этапа составьте наводящие вопросы(задания) для самостоятельного изучения темы, в процессе выполнения которых ученик смог бы сам назвать тему и сделать выводы, дать определение, вывести формулу и т.д. Для этого рекомендуем использовать в условиях заданий (один или несколько раз) вопросы, соответствующие перечисленным в первой графе микроцелям в «Теории полного усвоения» Б.Блума | ||
2. «Понимание» (описать, объяснить, определить признаки, сформулировать по-другому). Это задания с применением вопросов: почему? | Сравните схемы кровеносных систем. Определите, какая система какому животному соответствует. (Буквы соответствующих кровеносных систем напишите рядом с номером животных). А. Сердце двухкамерное. Один замкнутый круг кровообращения. В организм поступает чистая артериальная кровь, богатая кислородом. (Рыба) Б. Сердце трехкамерное. Два круга кровообращения. В организм поступает смешанная кровь. (Лягушка) В. Сердце трехкамерное. Два круга кровообращения. В организм поступает смешанная кровь с большим количеством артериальной. (Ящерица) С. Сердце четырехкамерное. Организм обеспечивается чистой артериальной кровью (Архар, Птица). | |||
3. «Анализ» (определение частей и структуры в заданиях: проанализировать, проверить, провести эксперимент, организовать, сравнить, выявить различия, найти общее. Выделить главное в каждом абзаце) | Заполнить Венн диаграмму: | |||
4. «Синтез» а) (соединение частей по-новому: создать, придумать дизайн, разработать, составить план). Приведи в систему…, классифицируй (заполни таблицу, начерти опорную блок-схему, заполни кроссворд, реши, составь ребус и т.д.) | Заполните таблицу: «Строение кровеносной системы». | |||
Практика: (для формирования умений и приобретения навыков через самостоятельное выполнение практических заданий у доски или на местах за партой): | ||||
5. «Применение» Выполни следующие задания ( № ….№…. №…., или упражнения) из учебника, сборника, других источников (автор……, стр….., №….№…, упр…) | Тест Мюненберга. Задание на тренировку распределения и избирательности внимания «Найди слова» (среди буквенного текста вставлены слова найти и подчеркнуть). оаошгсердцеьзщлимфалшрраавеныбликапиллярышзл желудочеколооплегкиетгошвартериичапнаорташбдав лениездсосудышьаклапанышгозакемышцалгдзфазыо лвавтоматиящйяимпульс | |||
6. «Оценка» (рефлексия) Вырази свое мнение по отношению к событиям, имеющим место в тексте: а) Как ты думаешь? б) Как бы ты поступил? в) Для чего это нужно в жизни? г) Какое применение может найти? | 1. В чем преимущество в строении сердца у птиц и млекопитающих по сравнению с пресмыкающимися? 2. Как можно объяснить постоянную температуру тела? 3. Какое отношение к этому имеет кровь? | |||
1 — уровень (5 баллов) | ||||
Теория: 1. «Узнавание» Найди в тексте новые слова, термины, понятия, выражения (по каждому абзацу), отвечающие на вопросы: кто? что? где? когда? какой? и другие задания информационного характера. Задания на: различение, узнавание, запоминание, составить список, выделить, рассказать, показать, назвать и т.д. | ||||
Практика 5. «Применение» (по образцу) Применение в сходной ситуации: выполни задания, проиллюстрируй, реши по образцу следующие задания: №… | Распредели животных по их классам: 1. рыбы 2. земноводные 3. пресмыкающиеся 4. птицы 5. млекопитающие Архар, як, гусь, крокодил., саламандра, курица, медведь, тигр, кит, акула, варан, дельфин, змея, собака, голубь, ящерица. | |||
Результат: Формирование 1-уровня компетентности (удовлетв.) | ||||
2 — уровень (+ 4 балла) | ||||
Теория: 2. «Понимание» Понимание (описать, объяснить, определить признаки, сформулировать по-другому). 3. «Анализ» (определение частей и структуры в заданиях: проанализировать, проверить, провести эксперимент | Дайте определение: Что такое малый круг – кровообращения? Что такое большой круг кровообращения? Дай характеристику строения кровеносной системы голубя? 1. Почему у голубя 4 –х камерное сердце? 2. Зачем нужны клапаны для сердца? 3. Какие виды клапанов вы знаете? Объясни какую функцию выполняют полулунные клапаны? Составить кроссворд на тему: «Кровеносная система позвоночных животных», Используя ключевые слова: кровообращение, клапаны, капилляры, сердце, аорта, жабры, легкие, желудочек, предсердие, артериальная, венозная, | |||
Практика: 5. «Применение» (в измененной ситуации) №……№….задач или упражнений (указать учебники, сборники, авторы, стр…) или учитель, сами придумайте задания на применение в измененной ситуации | Разноуровневые задания: Тесты. | |||
Результат: Формирование 2—уровня компетентности ( 5+4=9 баллов = «хор.») |
Строение кровеносной системы позвоночных и беспозвоночных животных | Поурочные планы по биологии 6 класс Казахстан
Строение кровеносной системы позвоночных и беспозвоночных животных
26.01.2013
12300
1011
Строение кровеносной системы
позвоночных и беспозвоночных животных.
Цель урока. Обуч. В
ходе урока ознакомиться с особенностями строения кровеносной
системы позвоночных и беспозвоночных животных на
примере
некоторых представителей.
Развив. Развивать логическое мышление, мировоззрение,
память, речь.
Воспит. Воспитывать бережное отношение к природе
как целостному
организму всего живого. Методы активизации мыслительной деятельности. 3-5 мин. Орг. Момент. План урока. Методы
контроля знаний.
1. Особенности строения выделительной
системы живых организмов.
2. Функция крови в организме.
3. Строение клеток крови и выполняемая
функция.
4. Строение и роль плазмы в организме.
Работа с идеографическими знаками.
Основная часть. ДОЖДЕВОЙ ЧЕРВЬ.
Каждый членик тела имеет свою кровеносную систему,
которая образована спинным и брюшным кровеносным сосудом. От них отходят мелкие
кровеносные сосуды. Движение крови происходит благодаря сокращению и
расслаблению стенок кольцевых сосудов. Кровь движется по сосудам и с полостной
жидкостью не смешивается. Такую кровеносную систему называют замкнутой. УЛИТКИ,
РАКИ, ПАУКИ И НАСЕКОМЫЕ.
Кровеносная система — незамкнутая. Кровь
выталкивается из сосудов, омывает все внутренние органы и смешивается с
полостной жидкостью, затем вновь собирается в сосуды и поступает в сердце.
Сердце состоит из двух камер, предсердия и желудочка (улитка), а у остальных –
однокамерное. РЫБЫ.
Сердце двух камерное, кровь артериальная и венозная. У
рыб один замкнутый круг кровообращения. ЗЕМНОВОДНЫЕ.
Сердце состоит из желудочка и двух предсердий.. Кровь
собирается в вены и поступает в правое предсердие. При сокращении предсердий
кровь выталкивается в желудочек, здесь кровь смешивается и поступает ко всем
органам. Два круга кровообращения. ПРЕСМЫКАЮЩИЕСЯ.
Сердце трех камерное, в желудочке появляется неполная
перегородка. В связи с этим у животных происходит замедление обмена веществ,
температура тела непостоянная. В зимнее время впадают в спячку, поэтому их
называют холоднокровными животными. МЛЕКОПИТАЮЩИЕ.
Сердце четырехкамерное. Желудочек имеет полную
перегородку, которая делит сердце на четыре камеры, поэтому их кровь не
смешивается. Обмен веществ происходит интенсивнее, температура тела постоянная.
Их называют теплокровными животными.
Физминутка.
Текущий контроль, закрепление
материала. Проверь свои знания,
работа с идеографическими знаками.
Итоговый контроль, анализ урока. Д/З П. 40-41.
Полный текст материала смотрите в скачиваемом файле.
На странице приведен только фрагмент материала.
Круги кровообращения, подготовка к ЕГЭ по биологии
Из предыдущих статей вы уже знаете состав крови и строение сердца. Очевидно, что все функции кровь выполняет только благодаря своей постоянной циркуляции, которая осуществляется благодаря работе сердца. Работа сердца напоминает насос, который нагнетает кровь в сосуды, по которым кровь течет к внутренним органам и тканям.
Кровеносная система состоит из большого и малого (легочного) кругов кровообращения, которые мы подробно обсудим.
Описал их Уильям Гарвей, английский врач, в 1628 году.
Большой круг кровообращения (БКК)
Этот круг кровообращения служит для доставки кислорода и питательных веществ ко всем органам. Он начинается выходящей из
левого желудочка аортой — самым крупным сосудом, которая последовательно разветвляется на артерии, артериолы и капилляры.
Открыл БКК и понял значение кругов кровообращения известный английский ученый, врач Уильям Гарвей.
Стенка капилляров однослойна, поэтому через нее происходит газообмен с окружающими тканями, которые к тому же через нее получают питательные вещества. В тканях происходит дыхание, в ходе которого окисляются белки, жиры, углеводы. В результате в клетках
образуется углекислый газ и продукты обмена веществ (мочевина), которые также выделяются в капилляры.
Венозная кровь по венулам собирается в вены, возвращаясь в сердце через самые крупные — верхнюю и нижнюю полые вены, которые
впадают в правое предсердие. Таким образом, БКК начинается в левом желудочке и заканчивается в правом предсердии.
Кровь проходит БКК за 23-27 секунд. По артериям БКК течет артериальная кровь, а по венам — венозная. Главная функция этого
круга кровообращения — обеспечить кислородом и питательными веществами все органы и ткани организма. В сосудах БКК высокое
артериальное давление (относительно малого круга кровообращения).
Малый круг кровообращения (легочный)
Напомню, что БКК заканчивается в правом предсердии, которое содержит венозную кровь. Малый круг кровообращения (МКК) начинается
в следующей камере сердца — правом желудочке. Отсюда венозная кровь поступает в легочный ствол, который делится на две легочные артерии.
Правая и левая легочные артерии с венозной кровью направляются к соответствующим легким, где разветвляются до капилляров,
оплетающих альвеолы. В капиллярах происходит газообмен, в результате которого кислород поступает в кровь и соединяется с гемоглобином, а углекислый газ диффундирует в альвеолярный воздух.
Обогащенная кислородом артериальная кровь собирается в венулы, которые затем сливаются в легочные вены. Легочные
вены с артериальной кровью впадают в левое предсердие, где заканчивается МКК. Из левого предсердия кровь поступает
в левый желудочек — место начала БКК. Таким образом два круга кровообращения замыкаются.
МКК кровь проходит за 4-5 секунд. Основная его функция состоит в насыщении кислородом венозной крови, в результате чего она становится артериальной, богатой кислородом. Как вы заметили, по артериям в МКК течет венозная, а по венам — артериальная кровь. Артериальное давление
здесь ниже, чем БКК.
Интересные факты
В среднем за каждую минуту сердце человека перекачивает около 5 литров, за 70 лет жизни — 220 млн. литров крови. За один день сердце человека совершает примерно 100 тысяч ударов, за всю жизнь — 2,5 млрд. ударов.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Система кровообращения: структура, функции, части, заболевания
Кровь является подвижным компонентом системы кровообращения. Кровь ярко-красная при насыщении кислородом и темно-красная / пурпурная при дезоксигенировании. Кровь состоит из клеточного компонента, взвешенного в жидкости, называемой плазмой.
Плазма — это прозрачная жидкость, на долю которой приходится примерно 55% крови и более 90% воды. Плазма содержит высокую концентрацию электролитов , таких как натрий, калий и кальций.Также в плазме растворены белков плазмы, , , . К ним относятся факторы свертывания крови, в основном протромбин, иммуноглобулин, полипептиды и другие белковые молекулы, а также гормоны.
Эритроциты (красные кровяные тельца)
Эритроциты — самая многочисленная из клеток крови, составляющая примерно 99% всех клеток крови. Это двояковогнутых дискообразных клеток без ядра. Эритроциты имеют на своей поверхности белок глобулин, называемый , гемоглобин , с которым связывается кислород.Отношение эритроцитов к плазме называется гематокритом . Измеряемый в процентах, он используется в качестве ориентира для кислородной переносимости человека; когда присутствует более высокий процент красных кровяных телец, присутствует больше гемоглобина, переносящего кислород.
Старые эритроциты попадают в организм макрофагами печени и селезенки . Железо, высвобождающееся при распаде эритроцитов, используется для синтеза новых эритроцитов или сохраняется в печени как ферритин .
Группа крови
Антигены присутствуют на поверхности эритроцитов и могут реагировать с антителами, вызывая агглютинацию красных кровяных телец. Это основа системы групп крови ABO . Люди наследуют два аллеля, по одному от каждого родителя, которые кодируют определенную группу крови. Группы крови могут быть гомозиготными , где аллели одинаковые, или гетерозиготными , где аллели разные:
Аллель | Группа крови |
AA | A |
BB | B |
OO | O |
AB | AB |
АО | A |
BO | B |
Определенные группы крови содержат антител , чувствительных к аллелям, отсутствующим в их эритроцитах.Например, группа крови A будет нести антиген A и антитела против B.
Лейкоциты (лейкоциты)
,00
Они разделены на 5 групп: моноциты, лимфоциты, нейтрофилы, базофилы и эозинофилы. Эти группы отличаются друг от друга размером клеток, формой ядра и составом цитоплазмы. Эти группы сами по себе могут быть сгруппированы в 2 группы: гранулоцитов и агранулоцитов . Эта классификация основана на наличии или отсутствии гранул в цитоплазме клетки.В совокупности белые кровяные тельца составляют часть иммунного ответа.
Гранулоциты
Нейтрофилы, эозинофилы и базофилы относятся к этой категории лейкоцитов. Лейкоциты классифицируются в эту группу на основании наличия в их цитоплазме везикул, называемых гранулами. Гранулоциты в значительной степени участвуют в воспалительных и аллергических ответах .
Нейтрофилы : самые распространенные лейкоциты, составляющие около 40-75% всех лейкоцитов.Количество нейтрофилов варьируется и увеличивается в ответ на острые бактериальные инфекции. У них неправильное сегментированное ядро. Они в основном действуют для защиты организма от микроорганизмов и могут заглатывать чужеродные вещества посредством фагоцитоза . Они также участвуют в воспалении. Нейтрофилы имеют короткую продолжительность жизни, проводя 4-7 часов в циркуляции и несколько дней в соединительной ткани.
Эозинофилы : похожи на нейтрофилы, но их намного меньше.Их ядро заметно двулопастное, а гранулы в цитоплазме большие. Их подвижность отражает подвижность других лейкоцитов, и они мигрируют из кровотока в ткани. Они увеличивают количество аллергических реакций, , и играют важную роль в защите от паразитов . Они обладают лишь слабым фагоцитозом и в большей степени участвуют в расщеплении частиц, слишком больших для фагоцитоза. Они циркулируют примерно 10 часов и проводят в тканях несколько дней.
Базофилы : самые маленькие из гранулоцитов. Их мало, они составляют 0,5–1% всех лейкоцитов. Их можно отличить по крупным, хорошо видимым гранулам в цитоплазме. Их ядро неправильной формы, иногда двулопастное, но часто закрыто гранулами. Гранулы представляют собой мембраносвязанные везикулы, содержащие множество воспалительных агентов. Эти пузырьки образуют грыжу, сбрасывая свое содержимое и вызывая немедленную аллергическую гиперчувствительность , например, наблюдаемую при таких реакциях, как сенная лихорадка.Сброс этих агентов также вызывает миграцию других гранулоцитов в эту область.
Агранулоциты
Моноциты и лимфоциты попадают в эту категорию из-за отсутствия гранул в их цитоплазме. Их также называют мононуклеарными лейкоцитами, имея в виду наличие однодольчатого ядра.
Моноциты : самые большие лейкоциты по отношению к физическому размеру. На их долю приходится 2-8% всех лейкоцитов. Как правило, они имеют крупные однодольные ядра с характерной выемкой на одной стороне.Моноциты фагоцитируют клеток . Циркулирующие моноциты переходят в макрофагов , когда они мигрируют из кровотока в ткани.
Лимфоциты : вторые по численности лейкоциты, составляющие 20-30%. Это единственные белые кровяные тельца, которые могут повторно войти в кровоток, мигрировав в ткани. Они различаются по размеру и продолжительности жизни: некоторые живут всего несколько дней, другие — долгожители и участвуют в иммунологической памяти .Лимфоциты делятся на два типа: В-лимфоциты и Т-лимфоциты.
В-лимфоциты синтезируют и секретируют антитела, специфичные к чужеродным молекулам. Они также стимулируют фагоцитоз других нелимфоцитарных лейкоцитов. В-лимфоциты участвуют в адаптивном иммунитете и продуцируют В-клетки памяти, которые остаются в организме и активируются в ответ на определенный антиген.
Т-лимфоциты развиваются и созревают в тимусе, затем мигрируют и хранятся во вторичных лимфоидных органах.Они участвуют в постоянном иммунитете клетки, и их функция не зависит исключительно от ответа на антиген. Т-лимфоциты делятся на три подгруппы. Цитотоксические Т-клетки непосредственно нацелены на инфицированные клетки; Хелперные Т-клетки прямое разрушение путем привлечения других иммунных клеток; и Регуляторные Т-клетки участвуют в развитии толерантности клеток к антигену.
17.2: Знакомство с сердечно-сосудистой системой
Муравейник или водопроводная система?
Как вы думаете, что показывает рисунок \ (\ PageIndex {1} \)? Это лабиринт подземных ходов в муравейнике? Сеть соединенных между собой труб в сложной водопроводной системе? На картинке действительно изображено что-то, что, например, туннели для муравьев и водопроводные трубы, функционирует как транспортная система.Он показывает сеть кровеносных сосудов. Кровеносные сосуды являются частью сердечно-сосудистой системы.
Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): кровеносные сосуды
Что такое сердечно-сосудистая система?
Сердечно-сосудистая система , также называемая кровеносной системой, представляет собой систему органов, которая транспортирует материалы ко всем клеткам организма и от них. Материалы, переносимые сердечно-сосудистой системой, включают кислород из легких, питательные вещества из пищеварительной системы, гормоны желез эндокринной системы и отходы из клеток по всему телу.Транспортировка этих и многих других материалов необходима для поддержания гомеостаза тела. Основными компонентами сердечно-сосудистой системы являются сердце, кровеносные сосуды и кровь. Каждый из этих компонентов показан на рисунке \ (\ PageIndex {2} \) и представлен в тексте.
Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): На этом упрощенном рисунке сердечно-сосудистой системы показаны ее основные структуры. Сердце показано в сундуке красным цветом. Кровеносные сосуды, называемые артериями, также показаны красным цветом, а кровеносные сосуды, называемые венами, показаны синим цветом.
Сердце
Сердце — мышечный орган грудной клетки. Он состоит в основном из сердечной мышечной ткани и перекачивает кровь по кровеносным сосудам путем повторяющихся ритмических сокращений. Как показано на рисунке \ (\ PageIndex {3} \), сердце состоит из четырех внутренних камер: правого предсердия и желудочка, а также левого предсердия и желудочка. С каждой стороны сердца кровь перекачивается из предсердия в расположенный ниже желудочек, а из желудочка — из сердца. Сердце также содержит несколько клапанов, которые позволяют крови течь через сердце только в правильном направлении.
Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Правая часть сердца включает правое предсердие и правый желудочек. Левая сторона включает левое предсердие и левый желудочек. Клапаны между камерами и главными сосудами также видны.
В отличие от скелетных мышц, сердечная мышца обычно сокращается без стимуляции со стороны нервной системы. Специализированные клетки сердечной мышцы посылают электрические импульсы, стимулирующие сокращения. В результате предсердия и желудочки обычно сокращаются в правильное время, чтобы кровь эффективно перекачивалась через сердце.
Кровеносные сосуды
Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Эта диаграмма представляет структуру и функции различных типов кровеносных сосудов в сердечно-сосудистой системе. Артерии несут кровь от сердца к капиллярам. Вены несут кровь из капилляров обратно к сердцу.
Кровеносные сосуды сердечно-сосудистой системы подобны сети взаимосвязанных дорог с односторонним движением, которые простираются от автомагистралей до глухих переулков. Подобно сети дорог, кровеносные сосуды позволяют транспортировать материалы из одного места в другое.Есть три основных типа кровеносных сосудов: артерии, вены и капилляры. Они показаны на рисунке \ (\ PageIndex {4} \).
- Артерии — это кровеносные сосуды, по которым кровь идет от сердца (за исключением артерий, которые фактически снабжают кровью сердечную мышцу). Большинство артерий несут богатую кислородом кровь, и одна из их основных функций — это распределение кислорода по тканям по всему телу. Самые маленькие артерии называются артериолами.
- Вены — это кровеносные сосуды, по которым кровь движется к сердцу.По большинству вен течет дезоксигенированная кровь. Самые мелкие вены называются венулами.
- Капилляры — это самые маленькие кровеносные сосуды. Они соединяют артериолы и венулы. Проходя через ткани, они обмениваются веществами, в том числе кислородом, с клетками.
Два обращения
Клеткам по всему телу требуется постоянный приток кислорода. Они получают кислород из капилляров большого круга кровообращения. Системный круг кровообращения — это лишь один из двух взаимосвязанных кровообращений, составляющих сердечно-сосудистую систему человека.Другой круг кровообращения — легочная система. Здесь кровь забирает кислород и переносит его к клеткам. На совершение одного полного прохождения через оба кровообращения крови требуется около 20 секунд.
Легочное кровообращение
В малом круге кровообращения задействованы только сердце и легкие, а также соединяющие их основные кровеносные сосуды. Это показано на рисунке \ (\ PageIndex {5} \). Кровь движется по малому кругу кровообращения от сердца к легким и снова возвращается к сердцу, насыщаясь кислородом в процессе.В частности, правый желудочек сердца перекачивает дезоксигенированную кровь в правую и левую легочные артерии. Эти артерии переносят кровь в правое и левое легкие соответственно. Затем насыщенная кислородом кровь возвращается из правого и левого легких через две правые и две левые легочные вены. Все четыре легочные вены входят в левое предсердие сердца.
Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): На этой диаграмме показаны сердце, легкие и основные сосуды, из которых состоит малое кровообращение. Цветные стрелки указывают направление кровотока.Кислородная кровь (красным цветом) течет из легких в левую часть сердца. Деоксигенированная кровь (синим цветом) течет из правой части сердца в легкие.
Что происходит с кровью, когда она находится в легких? Он проходит через все более мелкие артерии и, наконец, через капиллярные сети, окружающие альвеолы (Рисунок \ (\ PageIndex {6} \)). Здесь происходит газообмен. Обезоксигенированная кровь в капиллярах забирает кислород из альвеол и отдает углекислый газ в альвеолы.В результате кровь, возвращающаяся к сердцу по легочным венам, почти полностью насыщается кислородом.
Рисунок \ (\ PageIndex {6} \): На этой диаграмме показаны группы альвеол в легких, где происходит обмен газа с кровью в капиллярах, когда она проходит через малый круг кровообращения.
Системное кровообращение
Обогащенная кислородом кровь, которая поступает в левое предсердие сердца в малом круге кровообращения, затем переходит в системный кровоток . Это часть сердечно-сосудистой системы, которая транспортирует кровь ко всем тканям тела и из них, обеспечивая кислород и питательные вещества и собирая отходы.Он состоит из сердца и кровеносных сосудов, которые удовлетворяют метаболические потребности всех клеток организма, включая клетки сердца и легких.
Рисунок \ (\ PageIndex {7} \): Системный кровоток включает аорту (красный цвет), которая переносит насыщенную кислородом кровь от сердца к остальным частям тела; и нижняя и верхняя полые вены (синие), которые возвращают дезоксигенированную кровь из тела в сердце. Цветные стрелки на диаграмме указывают направление кровотока, красные — для оксигенированных, а синие — для деоксигенированных.
Как показано на рисунке \ (\ PageIndex {7} \), в большом круге кровообращения левое предсердие перекачивает насыщенную кислородом кровь в левый желудочек, который перекачивает кровь непосредственно в аорту, самую большую артерию тела. Основные артерии, ответвляющиеся от аорты, несут кровь к голове и верхним конечностям. Аорта продолжается вниз через брюшную полость и несет кровь в брюшную полость и нижние конечности. Затем кровь возвращается к сердцу через сеть все более крупных вен большого круга кровообращения.Вся возвращающаяся кровь в конечном итоге собирается в верхней полой вене (верхняя часть тела) и нижней полой вене (нижняя часть тела), которые впадают непосредственно в правое предсердие сердца.
Кровь
Кровь — это жидкая соединительная ткань, которая циркулирует по всему телу в кровеносных сосудах за счет насосного действия сердца. Кровь доставляет кислород и питательные вещества ко всем клеткам организма, а также уносит углекислый газ и другие отходы от клеток для вывода. Кровь также переносит многие другие вещества, защищает организм от инфекций, восстанавливает ткани тела и, помимо других функций, контролирует pH организма.
Жидкая часть крови называется плазмой. Это желтоватая водянистая жидкость, содержащая много растворенных веществ и клеток крови. Типы клеток крови в плазме включают эритроциты, лейкоциты и тромбоциты, все из которых проиллюстрированы на рисунке \ (\ PageIndex {8} \) и объяснены в тексте.
Рисунок \ (\ PageIndex {8} \): Здесь изображены три типа клеток крови: эритроцит (слева), тромбоцит (в центре) и лейкоцит (справа).
- Эритроциты выполняют основную функцию переноса кислорода в кровь.Красные кровяные тельца состоят в основном из гемоглобина, белка, содержащего железо, которое связывается с кислородом.
- Лейкоцитов намного меньше, чем эритроцитов. Они защищают тело разными способами. Например, белые кровяные тельца, называемые фагоцитами, заглатывают и уничтожают патогены, мертвые клетки и другой мусор в крови.
- Тромбоциты — это фрагменты клеток, участвующие в свертывании крови. Они прилипают к разрывам кровеносных сосудов и друг к другу, образуя пробку в месте травмы.Они также выделяют химические вещества, необходимые для свертывания крови.
Обзор
- Что такое сердечно-сосудистая система? Каковы его основные составляющие?
- Опишите сердце и его функции.
- Перечислите три основных типа кровеносных сосудов и их основные функции.
- Сравните и сопоставьте легочное и системное кровообращение.
- Что такое кровь? Каковы его основные составляющие?
- Верно или неверно. Система кровообращения доставляет кровь к телу и от него, в то время как сердечно-сосудистая система доставляет кровь только к легким и из них.
- Верно или неверно. Артерии несут в основном насыщенную кислородом кровь.
- Назовите три различных типа веществ, которые переносятся сердечно-сосудистой системой.
- Опишите, где и как встречаются системы легочного и большого круга кровообращения.
- Что из перечисленного несет кровь в легкие? Выберите все, что подходит.
A. Левая легочная артерия
Б. Левая легочная вена
C. Правая легочная артерия
D. Вена правая легочная
- Разместите следующие структуры в порядке оттока крови от сердца к телу и обратно.
капилляров; венулы; аорта; вены; артерии
- Объясните, почему сердце и легкие нуждаются в крови из большого круга кровообращения.
- Выберите один. Кровеносные сосуды, по которым дезоксигенированная кровь от тела к сердцу становится все больше (больше / меньше).
- Кровь в легких насыщается кислородом за счет газообмена на:
A. Артериолы
Б. Капилляры
C. Венулы
D. Бронхиолы
- Какой тип клеток крови переносит кислород?
Узнать больше
Посмотрите этот увлекательный и динамичный видеоролик CrashCourse, чтобы узнать, как сердечно-сосудистая и дыхательная системы работают вместе, доставляя кислород и удаляя углекислый газ из клеток.
Посмотрите это видео, чтобы узнать больше о том, как сердце перекачивает кровь:
Система кровообращения
| ЛОР 425 — Общая энтомология
Насекомые, как и все другие членистоногие, имеют открытую систему кровообращения , которая отличается как по структуре, так и по функциям от закрытой системы кровообращения , обнаруженной у людей и других позвоночных. В закрытой системе кровь всегда находится внутри сосудов (артерий, вен, капилляров или самого сердца).В открытой системе кровь (обычно называемая гемолимфа ) проводит большую часть своего времени, свободно протекая в полостях тела, где она находится в прямом контакте со всеми внутренними тканями и органами.
Система кровообращения отвечает за перемещение питательных веществ, солей, гормонов и метаболических отходов по телу насекомого. Кроме того, он играет несколько критических ролей в защите: он закрывает раны за счет реакции свертывания крови, он инкапсулирует и уничтожает внутренних паразитов или других захватчиков, а у некоторых видов он производит (или изолирует) неприятные соединения, которые обеспечивают определенную степень защиты от хищники.Также важны гидравлические (жидкие) свойства крови. Гидростатическое давление, создаваемое внутри мышечным сокращением, используется для облегчения вылупления, линьки, расширения тела и крыльев после линьки, физических движений (особенно у мягкотелых личинок), размножения (например, осеменения и яйцекладки) и выпадения определенных типов экзокринных желез. . У некоторых насекомых кровь помогает в терморегуляции: она может помочь охладить тело, отводя избыточное тепло от активных летательных мышц, или может согреть тело, собирая и циркулируя тепло, поглощаемое во время прогрева на солнце.
Спинной сосуд — основной структурный компонент кровеносной системы насекомого. Эта трубка проходит в продольном направлении через грудную клетку и брюшную полость, вдоль внутренней стороны дорсальной стенки тела. У большинства насекомых это хрупкая мембранная структура, которая собирает гемолимфу в брюшной полости и направляет ее вперед к голове.
Сердечно-сосудистая система — вены, артерии, сердце человека
Нажмите, чтобы просмотреть большое изображение
Продолжение сверху…
Анатомия сердечно-сосудистой системы
Сердце
Сердце — это мышечный насосный орган, расположенный медиальнее легких по средней линии тела в грудном отделе. Нижний кончик сердца, известный как его верхушка, повернут влево, так что около 2/3 сердца находится на левой стороне тела, а другая 1/3 — на правой. Верхняя часть сердца, известная как основание сердца, соединяется с крупными кровеносными сосудами тела: аортой , полой веной, легочным стволом и легочными венами.
Петли кровообращения
В организме человека есть 2 первичные петли кровообращения: петля малого круга кровообращения и петля большого круга кровообращения .
- Легочная циркуляция транспортирует дезоксигенированную кровь из правой части сердца в легкие , где кровь забирает кислород и возвращается в левую часть сердца. Насосные камеры сердца, поддерживающие петлю малого круга кровообращения, — это правое предсердие и правый желудочек.
- По системному кровообращению кровь с высоким содержанием кислорода переносится из левой части сердца во все ткани тела (за исключением сердца и легких). Системное кровообращение удаляет отходы из тканей тела и возвращает дезоксигенированную кровь в правую часть сердца. Левое предсердие и левый желудочек сердца являются насосными камерами для контура большого круга кровообращения.
Кровеносные сосуды
Кровеносные сосуды — это магистрали тела, которые позволяют крови быстро и эффективно течь от сердца к каждой области тела и обратно.Размер кровеносных сосудов соответствует количеству крови, проходящей через сосуд. Все кровеносные сосуды содержат полую область, называемую просветом, по которому может течь кровь. Вокруг просвета находится стенка сосуда, которая может быть тонкой в случае капилляров или очень толстой в случае артерий.
Все кровеносных сосудов выстланы тонким слоем простого плоского эпителия, известного как эндотелий, который удерживает клетки крови внутри кровеносных сосудов и предотвращает образование сгустков.Эндотелий выстилает всю кровеносную систему, вплоть до внутренней части сердца, где он называется эндокардом.
Есть три основных типа кровеносных сосудов: артерии, капилляры и вены. Кровеносные сосуды часто называют в честь области тела, по которой они переносят кровь, или близлежащих структур. Например, брахиоцефальная артерия переносит кровь в плечевую (руку) и головную (голова) области. Одна из ее ветвей, подключичная артерия, проходит под ключицей; отсюда и название подключичная.Подключичная артерия переходит в подмышечную область, где она становится известной как подмышечная артерия.
Артерии и артериолы
Артерии — это кровеносные сосуды, по которым кровь от сердца. Кровь, переносимая по артериям, обычно сильно насыщена кислородом, так как она только что покинула легкие по пути к тканям организма. Легочный ствол и артерии петли малого круга кровообращения составляют исключение из этого правила — эти артерии несут дезоксигенированную кровь от сердца к легким для насыщения кислородом.
Артерии сталкиваются с высоким уровнем кровяного давления, поскольку они переносят кровь, выталкиваемую из сердца с огромной силой. Чтобы выдержать это давление, стенки артерий становятся толще, эластичнее и мускулистее, чем у других сосудов. Самые большие артерии тела содержат высокий процент эластичной ткани, которая позволяет им растягиваться и выдерживать давление сердца.
Более мелкие артерии имеют более мускулистую структуру своих стенок. Гладкие мышцы артериальных стенок этих меньших артерий сокращаются или расширяются, чтобы регулировать поток крови через их просвет.Таким образом, тело контролирует, сколько крови притекает к разным частям тела при различных обстоятельствах. Регулирование кровотока также влияет на кровяное давление, поскольку более мелкие артерии оставляют меньше площади для кровотока и, следовательно, повышают давление крови на стенки артерий.
Артериолы — это более узкие артерии, которые отходят от концов артерий и переносят кровь к капиллярам. Они сталкиваются с гораздо более низким артериальным давлением, чем артерии, из-за их большего количества, уменьшенного объема крови и удаленности от прямого давления сердца.Таким образом, стенки артериол намного тоньше, чем стенки артерий. Артериолы, как и артерии, могут использовать гладкую мускулатуру для управления своей апертурой и регулирования кровотока и кровяного давления.
Капилляры
Капилляры — самые маленькие и тонкие из кровеносных сосудов в организме, а также самые распространенные. Их можно найти практически во всех тканях тела и по краям бессосудистых тканей тела. Капилляры соединяются с артериолами на одном конце и венулами на другом.
Капилляры переносят кровь очень близко к клеткам тканей тела для обмена газов, питательных веществ и продуктов жизнедеятельности. Стенки капилляров состоят только из тонкого слоя эндотелия, поэтому между кровью и тканями существует минимально возможная структура. Эндотелий действует как фильтр, удерживающий клетки крови внутри сосудов, позволяя жидкостям, растворенным газам и другим химическим веществам диффундировать по градиентам их концентрации в ткани или из них.
Прекапиллярные сфинктеры — это полосы гладких мышц, расположенные на концах артериол капилляров. Эти сфинктеры регулируют приток крови к капиллярам. Поскольку приток крови ограничен и не все ткани имеют одинаковые потребности в энергии и кислороде, прекапиллярные сфинктеры уменьшают приток крови к неактивным тканям и обеспечивают свободный ток в активные ткани.
Вены и Венулы
Вены — это большие возвратные сосуды тела, которые действуют как кровеносные сосуды, возвращающие кровь.Поскольку артерии, артериолы и капилляры поглощают большую часть силы сердечных сокращений, вены и венулы подвергаются очень низкому кровяному давлению. Это отсутствие давления позволяет стенкам вен быть намного тоньше, менее эластичными и менее мускулистыми, чем стенки артерий.
Вены полагаются на силу тяжести, инерцию и силу сокращений скелетных мышц, чтобы помочь вернуть кровь к сердцу. Чтобы облегчить движение крови, некоторые вены содержат много односторонних клапанов, которые не позволяют крови оттекать от сердца.Когда скелетные мышцы в теле сокращаются, они сжимают близлежащие вены и проталкивают кровь через клапаны ближе к сердцу.
Когда мышца расслабляется, клапан улавливает кровь до тех пор, пока другое сокращение не подтолкнет кровь ближе к сердцу. Венулы похожи на артериолы, поскольку представляют собой небольшие сосуды, соединяющие капилляры, но в отличие от артериол, венулы соединяются с венами, а не с артериями. Венулы собирают кровь из многих капилляров и откладывают ее в более крупные вены для транспортировки обратно к сердцу.
Коронарное кровообращение
Сердце имеет собственный набор кровеносных сосудов, которые обеспечивают миокард кислородом и питательными веществами, необходимыми для перекачивания крови по всему телу. Левая и правая коронарные артерии ответвляются от аорты и снабжают кровью левую и правую стороны сердца. Коронарный синус — это вена на задней стороне сердца, которая возвращает дезоксигенированную кровь из миокарда в полую вену.
Кровообращение через печеночный портал
Вены желудка и кишечника выполняют уникальную функцию: вместо того, чтобы нести кровь непосредственно обратно к сердцу, они несут крови в печень через печеночную воротную вену .Кровь, покидающая органы пищеварения, богата питательными веществами и другими химическими веществами, абсорбируемыми с пищей. Печень удаляет токсины, накапливает сахар и обрабатывает продукты пищеварения, прежде чем они достигнут других тканей тела. Затем кровь из печени возвращается в сердце через нижнюю полую вену.
Кровь
В среднем человеческое тело содержит от 4 до 5 литров крови. Как жидкая соединительная ткань, она переносит множество веществ по телу и помогает поддерживать гомеостаз питательных веществ, отходов и газов.Кровь состоит из эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и жидкой плазмы.
Красные кровяные тельца
Красные кровяные тельца, также известные как эритроциты, на сегодняшний день являются наиболее распространенным типом клеток крови и составляют около 45% объема крови. Эритроциты производятся внутри красного костного мозга из стволовых клеток с поразительной скоростью — около 2 миллионов клеток каждую секунду. Форма эритроцитов двояковогнутая — диски с вогнутой кривой с обеих сторон диска, так что центр эритроцита является его самой тонкой частью.Уникальная форма эритроцитов придает этим клеткам высокое отношение площади поверхности к объему и позволяет им складываться, чтобы поместиться в тонкие капилляры. Незрелые эритроциты имеют ядро, которое выбрасывается из клетки, когда она достигает зрелости, чтобы придать ей уникальную форму и гибкость. Отсутствие ядра означает, что красные кровяные тельца не содержат ДНК и не могут восстанавливаться после повреждения.
Эритроциты переносят кислород в кровь через красный пигмент гемоглобина. Гемоглобин содержит железо и белки, которые вместе значительно увеличивают способность эритроцитов переносить кислород.Высокое отношение площади поверхности к объему эритроцитов позволяет кислороду легко переноситься в клетку легких и из клетки в капиллярах системных тканей.
Лейкоциты
Белые кровяные тельца, также известные как лейкоциты, составляют очень небольшой процент от общего количества клеток в кровотоке, но выполняют важные функции в иммунной системе организма . Есть два основных класса лейкоцитов: гранулярные лейкоциты и агранулярные лейкоциты.
- Гранулярные лейкоциты: Гранулярные лейкоциты трех типов: нейтрофилы, эозинофилы и базофилы. Каждый тип гранулярных лейкоцитов классифицируется по наличию в их цитоплазме везикул, заполненных химическими веществами, которые придают им свою функцию. Нейтрофилы содержат пищеварительные ферменты, которые нейтрализуют бактерии, вторгшиеся в организм. Эозинофилы содержат пищеварительные ферменты, специализирующиеся на переваривании вирусов, с которыми связываются антитела в крови. Базофилы выделяют гистамин, чтобы усилить аллергические реакции и защитить организм от паразитов.
- Агранулярные лейкоциты: Двумя основными классами агранулярных лейкоцитов являются лимфоциты и моноциты. Лимфоциты включают Т-клетки и естественные клетки-киллеры, которые борются с вирусными инфекциями, и В-клетки, которые вырабатывают антитела против инфекций, вызываемых патогенами. Моноциты развиваются в клетки, называемые макрофагами, которые поглощают и поглощают патогены и мертвые клетки из ран или инфекций.
Тромбоциты
Также известные как тромбоциты, тромбоциты — это небольшие фрагменты клеток, ответственные за свертывание крови и образование корок.Тромбоциты образуются в красном костном мозге из крупных клеток мегакариоцитов, которые периодически разрываются и высвобождают тысячи частей мембраны, которые становятся тромбоцитами. Тромбоциты не содержат ядра и выживают в организме только до недели, прежде чем макрофаги захватят и переваривают их.
Плазма
Плазма — это неклеточная или жидкая часть крови, которая составляет около 55% объема крови. Плазма — это смесь воды, белков и растворенных веществ. Около 90% плазмы состоит из воды , хотя точный процент варьируется в зависимости от уровня гидратации человека. белков в плазме включают антитела и альбумины. Антитела являются частью иммунной системы и связываются с антигенами на поверхности патогенов, которые инфицируют организм. Альбумины помогают поддерживать осмотический баланс организма, обеспечивая изотонический раствор для клеток тела. В плазме может быть растворено множество различных веществ, включая глюкозу, кислород, углекислый газ, электролиты, питательные вещества и продукты жизнедеятельности клеток. Плазма действует как транспортная среда для этих веществ, когда они перемещаются по телу.
Физиология сердечно-сосудистой системы
Функции сердечно-сосудистой системы
Сердечно-сосудистая система выполняет три основные функции: транспортировка материалов, защита от патогенов и регулирование гомеостаза организма.
- Транспортировка : Сердечно-сосудистая система транспортирует кровь почти ко всем тканям организма. Кровь доставляет необходимые питательные вещества и кислород, а также удаляет шлаки и углекислый газ, которые необходимо переработать или удалить из организма.Гормоны переносятся по телу через жидкую плазму крови.
- Защита : Сердечно-сосудистая система защищает организм с помощью лейкоцитов. Лейкоциты очищают клеточный мусор и борются с патогенами, попавшими в организм. Тромбоциты и эритроциты образуют корки, закрывающие раны и предотвращающие попадание патогенов в организм и вытекание жидкостей. В крови также содержатся антитела, которые обеспечивают специфический иммунитет к патогенам, которым организм ранее подвергался или против которых был вакцинирован.
- Правило : Сердечно-сосудистая система играет важную роль в способности организма поддерживать гомеостатический контроль над несколькими внутренними состояниями. Кровеносные сосуды помогают поддерживать стабильную температуру тела, контролируя приток крови к поверхности кожи . Кровеносные сосуды у поверхности кожи открываются во время перегрева, позволяя горячей крови отводить тепло в окружающую среду. В случае переохлаждения эти кровеносные сосуды сужаются, чтобы кровь поступала только к жизненно важным органам в ядре тела.Кровь также помогает сбалансировать pH тела из-за присутствия ионов бикарбоната, которые действуют как буферный раствор. Наконец, альбумины в плазме крови помогают сбалансировать осмотическую концентрацию клеток организма, поддерживая изотоническую среду.
Из-за многих серьезных состояний и заболеваний наша сердечно-сосудистая система перестает работать должным образом. Довольно часто мы недостаточно активно с ними справляемся, что приводит к возникновению чрезвычайных ситуаций. Просмотрите наш контент, чтобы узнать больше о здоровье сердечно-сосудистой системы.Кроме того, узнайте, как тестирование здоровья ДНК может позволить вам начать важные беседы с врачом о генетических рисках нарушений, включая свертывание крови, гемофилию, гемохроматоз (распространенное наследственное заболевание, вызывающее накопление железа в сердце) и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназу (которая влияет примерно на 1 из 10 афроамериканцев).
Циркуляционный насос
Сердце — это четырехкамерный «двойной насос», в котором каждая сторона (левая и правая) работает как отдельный насос.Левая и правая стороны сердца разделены мышечной тканевой стенкой, известной как перегородка сердца. Правая часть сердца получает дезоксигенированную кровь из системных вен и перекачивает ее в легкие для насыщения кислородом. Левая часть сердца получает насыщенную кислородом кровь из легких и перекачивает ее по системным артериям в ткани тела. Каждое сердцебиение вызывает одновременную накачку обеих сторон сердца, что делает сердце очень эффективным насосом.
Регулировка артериального давления
Некоторые функции сердечно-сосудистой системы могут контролировать артериальное давление.Некоторые гормоны вместе с сигналами вегетативных нервов от мозга влияют на частоту и силу сердечных сокращений. Большая сократительная сила и частота сердечных сокращений приводят к повышению артериального давления. Кровеносные сосуды также могут влиять на кровяное давление. Сужение сосудов уменьшает диаметр артерии за счет сокращения гладких мышц артериальной стенки. Симпатический (борьба или бегство) отдел вегетативной нервной системы вызывает сужение сосудов, что приводит к повышению артериального давления и снижению кровотока в области сужения.Вазодилатация — это расширение артерии по мере того, как гладкая мускулатура артериальной стенки расслабляется после того, как стихает реакция «бей или беги», или под действием определенных гормонов или химических веществ в крови. Объем крови в организме также влияет на артериальное давление. Повышенный объем крови в организме повышает кровяное давление за счет увеличения количества крови, перекачиваемой при каждом ударе сердца. Более густая и вязкая кровь из-за нарушений свертываемости также может повысить кровяное давление.
Гемостаз
Гемостаз, или свертывание крови и образование корок, контролируется тромбоцитами крови.Тромбоциты обычно остаются в крови неактивными, пока не достигнут поврежденной ткани или не вытекут из кровеносных сосудов через рану. В активном состоянии тромбоциты приобретают форму шипованного шара и становятся очень липкими, чтобы цепляться за поврежденные ткани. Затем тромбоциты высвобождают химические факторы свертывания крови и начинают вырабатывать белок фибрин, который играет роль структуры сгустка крови. Тромбоциты также начинают слипаться, образуя тромбоцитарную пробку. Пробка с тромбоцитами будет служить временной изоляцией, не позволяющей крови в сосуде и инородному материалу попадать в сосуд до тех пор, пока клетки кровеносного сосуда не смогут восстановить повреждение стенки сосуда.
Биология, Строение и функции животных, Система кровообращения, Обзор системы кровообращения
Система кровообращения варьируется от простых систем у беспозвоночных до более сложных систем у позвоночных. Простейшим животным, таким как губки (Porifera) и коловратки (Rotifera), не нужна система кровообращения, потому что диффузия позволяет адекватно обмениваться водой, питательными веществами и отходами, а также растворенными газами, как показано на рис. и . Организмы, которые являются более сложными, но все же имеют только два слоя клеток в своем строении тела, такие как студни (Cnidaria) и гребешки (Ctenophora), также используют диффузию через свой эпидермис и внутрь через желудочно-сосудистый отсек.Как их внутренние, так и внешние ткани находятся в водной среде и обмениваются жидкостями путем диффузии с обеих сторон, как показано на Рисунке b . Обмену жидкостей способствует пульсация тела медузы.
Простые животные, состоящие из одного слоя клеток, таких как (а) губка, или только нескольких слоев клеток, таких как (б) медузы, не имеют системы кровообращения. Вместо этого происходит обмен газами, питательными веществами и отходами путем диффузии.
Для более сложных организмов диффузия неэффективна для эффективного круговорота газов, питательных веществ и отходов через организм; поэтому возникли более сложные системы кровообращения.У большинства членистоногих и многих моллюсков открытая система кровообращения. В открытой системе удлиненное бьющееся сердце проталкивает гемолимфу по телу, а сокращения мышц помогают перемещать жидкости. Более крупные и сложные ракообразные, в том числе омары, развили артериальные сосуды, проталкивающие кровь через свое тело, а самые активные моллюски, такие как кальмары, развили замкнутую систему кровообращения и могут быстро перемещаться, чтобы поймать добычу. Замкнутые системы кровообращения характерны для позвоночных; однако существуют значительные различия в структуре сердца и кровообращении между различными группами позвоночных из-за адаптации в процессе эволюции и связанных с этим различий в анатомии.На рисунке показаны основные системы кровообращения некоторых позвоночных: рыб, земноводных, рептилий и млекопитающих.
(а) У рыб самая простая кровеносная система позвоночных: кровь течет однонаправленно от двухкамерного сердца через жабры, а затем и по всему телу. (б) У земноводных есть два пути кровообращения: один для насыщения крови кислородом через легкие и кожу, а другой — для доставки кислорода остальным частям тела. Кровь перекачивается из трехкамерного сердца с двумя предсердиями и одним желудочком.c) у рептилий также есть два пути кровообращения; однако кровь насыщается кислородом только через легкие. Сердце состоит из трех камер, но желудочки частично разделены, поэтому происходит некоторое смешение оксигенированной и деоксигенированной крови, за исключением крокодилов и птиц. (г) у млекопитающих и птиц самое эффективное сердце с четырьмя камерами, которые полностью разделяют насыщенную кислородом и деоксигенированную кровь; он перекачивает только насыщенную кислородом кровь по телу и дезоксигенированную кровь в легкие.
Как показано на рисунке , рыба имеет один контур для кровотока и двухкамерное сердце, которое имеет только одно предсердие и единственный желудочек.В предсердии собирается кровь, которая вернулась из тела, а желудочек перекачивает кровь к жабрам, где происходит газообмен и повторное насыщение кислородом крови; это называется жаберная циркуляция . Затем кровь проходит через остальную часть тела, прежде чем вернуться в предсердие; это называется системное кровообращение . Этот однонаправленный поток крови создает градиент от оксигенированной до деоксигенированной крови по системному контуру рыбы. Результатом является ограничение количества кислорода, который может достичь некоторых органов и тканей тела, что снижает общую метаболическую способность рыб.
У амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих кровоток направлен по двум контурам: один через легкие и обратно к сердцу, который называется малым кровообращением , а другой — через остальную часть тела и его органы, включая мозг (системный кровоток). У земноводных газообмен также происходит через кожу во время малого круга кровообращения и обозначается как легочно-кожное кровообращение .
Как показано на рис. b , у земноводных трехкамерное сердце с двумя предсердиями и одним желудочком, а не двухкамерное сердце рыбы.Два предсердия (верхние камеры сердца) получают кровь из двух разных контуров (легких и систем), а затем происходит некоторое перемешивание крови в желудочке сердца (нижняя камера сердца), что снижает эффективность оксигенации. Преимущество такого расположения в том, что высокое давление в сосудах подталкивает кровь к легким и телу. Перемешивание смягчается за счет гребня внутри желудочка, который направляет богатую кислородом кровь через системную систему кровообращения, а дезоксигенированную кровь — в кожно-легочный контур.По этой причине земноводные часто описываются как имеющие двойную циркуляцию .
У большинства рептилий также есть трехкамерное сердце, подобное сердцу земноводных, которое направляет кровь в легочные и системные контуры, как показано на Рисунке c . Желудочек более эффективно разделяется частичной перегородкой, что приводит к меньшему смешиванию оксигенированной и деоксигенированной крови. Некоторые рептилии (аллигаторы и крокодилы) — самые примитивные животные, у которых есть четырехкамерное сердце.Крокодилы обладают уникальным механизмом кровообращения, при котором сердце отводит кровь из легких в желудок и другие органы, например, во время длительных периодов погружения в воду, когда животное ждет добычу или остается под водой, ожидая, пока добыча сгниет. Одна адаптация включает две основные артерии, которые выходят из одной и той же части сердца: одна доставляет кровь в легкие, а другая обеспечивает альтернативный путь к желудку и другим частям тела. Две другие адаптации включают отверстие в сердце между двумя желудочками, называемое отверстием Паниццы, которое позволяет крови перемещаться от одной стороны сердца к другой, и специализированную соединительную ткань, которая замедляет кровоток в легкие.Вместе эти приспособления сделали крокодилов и аллигаторов одной из самых эволюционно успешных групп животных на Земле.
У млекопитающих и птиц сердце также разделено на четыре камеры: два предсердия и два желудочка, как показано на рис. d . Насыщенная кислородом кровь отделяется от деоксигенированной крови, что улучшает эффективность двойного кровообращения и, вероятно, требуется для теплокровного образа жизни млекопитающих и птиц. Четырехкамерное сердце птиц и млекопитающих развилось независимо от трехкамерного сердца.Независимая эволюция одного и того же или подобного биологического признака называется конвергентной эволюцией.
Система кровообращения
Противоречие студенческих и научных взглядов
Ежедневный опыт студентов
Студенты будут иметь различные представления о системе кровообращения и ее отношении к телу в целом. Они, как правило, сосредотачиваются на разных частях системы, например, на сердце, являющемся насосом, а не на органе со своими собственными требованиями (т.е. его структура как мышцы и его потребность в питательных веществах, чтобы действовать как мышца). Студенты часто знают, что сердце перекачивает кровь, но не знают о других компонентах крови, кроме красных кровяных телец.
Исследования: Льюис (1999), Лофран, Берри и Малхолл (2004)
Студенты могут быть сбиты с толку относительно того, как кровь движется по телу. Они могут подумать, что он не содержится в кровеносных сосудах, а просто омывается внутри тела, что также вызывает путаницу в отношении того, как кровь и система кровообращения связаны со всем телом как системой.Это замешательство разумно, учитывая их опыт, что кровь вытекает из любой части тела, когда они порезаются. Студенты, которые не чувствуют, как кровь движется по кровеносным сосудам, могут не осознавать, что кровь течет только в одном направлении по этим сосудам.
Исследования: Льюис (1999), Лофран, Берри и Малхолл (2004)
Хотя некоторые студенты имеют представление о кровеносных сосудах, они часто видят артерии и вены как похожие структуры, содержащие разные предметы.Это мнение подтверждается изображениями, которые они, возможно, видели в книгах, где кровь в венах обычно окрашена в синий цвет, а кровь в артериях — в красный.
Исследование: Льюис (1999)
Идея о том, что организм производит «отходы», часто связана только с пищеварительной системой, поэтому отходы в виде газов и ионов, переносимых кровью, идентифицируются редко.
Исследование: Лофран, Берри и Малхолл (2004)
Студенты, вероятно, знают, что кровь играет определенную роль в транспортировке кислорода, но часто возникает путаница в отношении деталей этой идеи.
Исследование: Льюис (1999)
Из-за популярных телешоу и средств массовой информации, посвященных образу жизни, учащиеся, вероятно, знают о некоторых эффектах образа жизни на здоровье сердца человека, но не понимают, как это связано с организмом в целом. Например, студенты не знают причин ишемической болезни сердца.
Исследование: Льюис (1999)
Scientific view
Система кровообращения — это транспортная система организма, обеспечивающая транспортировку материалов по телу.Внутри системы кровь является транспортной средой и ограничена трубчатыми каналами (поэтому это закрытая система). Сердце — это насос, который перемещает кровь. Эта система транспортирует многие вещи, включая кислород, гормоны и питательные вещества, ко всем клеткам тела и уносит отходы.
Эта закрытая система состоит из сети кровеносных сосудов, проходящих ко всем частям тела, а также сердца, действующего как насос для системы. Существует три типа кровеносных сосудов (трубчатых каналов), по которым кровь проходит по всему телу: артерии, вены и капилляры.Все они разные по структуре и функциям.
Кровь сложна по своей природе, состоящая из клеток, фрагментов клеток, жидкой плазмы и растворенных веществ, а также из основного компонента — воды.
Обмен происходит между кровеносной системой и другими системами. Например, пищеварительная система обменивает продукты пищеварения; дыхательная система обменивает кислород и углекислый газ; почечная система обменивает метаболические отходы, а эндокринная система обменивает гормоны. Все эти системы организма работают вместе, образуя одну большую систему — человеческое тело.
Исследование: Лофран, Берри и Малхолл (2004)
Критические педагогические идеи
- Система кровообращения транспортирует пищу, кислород и другие материалы, используемые организмом для поддержания, роста, восстановления и отходы для удовлетворения потребностей отдельных клеток.
- Система кровообращения — это замкнутая система, состоящая из сердца (органа), кровеносных сосудов (включая артерии, вены и капилляры) и крови.
- Сердце действует как насос для системы кровообращения, который поддерживает кровоток, изменяя давление жидкости вокруг тела.
- Система кровообращения находится в контакте со всем телом, чтобы обслуживать потребности отдельных клеток.
- Лекарства, болезни и другие заболевания могут влиять на эффективность системы кровообращения.
Изучите взаимосвязь между представлениями о системах и органах тела в картах развития концепций — Функции клеток
Кровеносная система — сложная транспортная система. Полезной отправной точкой является раскрытие идей учащихся о том, как он функционирует, и об элементах, которые задействованы, с помощью моделей и симуляций.Опять же, с помощью этой системы полезно обсуждать повседневный опыт учащихся, включая порезы, синяки, посещения врача, а также информацию и диаграммы, которые они видели ранее. Как и в случае с изучением других систем человека, полезно изучить, как выглядят элементы системы кровообращения, их функции и то, как они способствуют поддержанию успешного функционирования организма.
Исследования: Лофран, Берри и Малхолл (2004), Хоу, Дэвис, МакМахон, Тауэр и Скотт (2005)
Педагогическая деятельность
Выявить существующие идеи студентов
Студенты могут разработать несколько ролевых игр всей системы кровообращения или ее частей (например, они могут сыграть роль движения крови из камеры в камеру в работающем сердце).Это занятие предлагает учащимся возможность получить опыт кинестетического обучения. Подобные действия часто вызывают неопределенность, которую учащиеся понимают, которую они не могут объяснить, например, как кислород попадает в мышцы.
Размышление и разъяснение существующих идей и начало обсуждения посредством общего опыта
Эти упражнения также помогут улучшить понимание и знание учащимися системы кровообращения посредством моделирования.
Студенты могут разработать свою собственную модель транспортной системы человека, которая транспортирует пищу, кислород, отходы и гормоны в клетки и из них.При этом они рассматривают наиболее эффективные способы транспортировки в человеческом теле и структурные особенности, которые будут необходимы. Это задание побуждает студентов задуматься о полезности научной модели.
Студенты могут принять участие в мероприятии по принятию решений, чтобы обсудить, «как можно максимизировать транспортную систему в организме человека». Это упражнение позволит студентам рассмотреть положительное и отрицательное влияние различных факторов на систему кровообращения и другие аспекты человеческого тела в целом.
Разъяснение и объединение идей для / путем общения с другими людьми
Это задание побудит студентов взглянуть на влияние наркотиков на функционирование системы кровообращения. Студенты могли изучить меры, которые используют элитные спортсмены для улучшения работы своей системы кровообращения. Посредством обсуждения можно было изучить влияние этих мер на систему кровообращения, как положительное, так и отрицательное, а также влияние использования таких препаратов, как ЭПО (эритропоэтин, естественный гормон, вырабатываемый почками).Их выводы могут быть представлены в формате плаката, который студенты могут представить на саммите класса, проводимом для обсуждения этики выбора некоторых спортсменов.
Дополнительные ресурсы
Интерактивные обучающие объекты, связанные с наукой, можно найти на странице ресурсов для учителей FUSE.
Чтобы получить доступ к интерактивному объекту обучения ниже, учителя должны войти в FUSE и выполнить поиск по идентификатору учебного ресурса:
- Части тела: сердце и кровообращение — студенты узнают, как сердце перекачивает кровь в легкие, чтобы забрать кислород, а затем через артерии к остальному телу.Они узнают, что подразумевается под «кровяным давлением» и «частотой пульса». Они слушают сердцебиение и учатся считать собственный пульс.
Learning Resource ID: Q3WLQA
Система кровообращения — обзор
Эмбриональный / эмбриональный ангиогенез
Система кровообращения плода, состоящая из сердца, компонентов крови, внутриэмбриональных и экстраэмбриональных сосудистых сетей, развивается по мере необходимости по мере экспоненциального роста Эмбриона быстро превосходит способность простой диффузии удовлетворять постоянно растущие метаболические потребности растущего плода.Окончательные исследования, касающиеся инициации васкулогенеза и развития экстра- и внутриэмбриональных сосудистых сетей у плода человека, по существу являются запретительными, потому что васкулогенез желточного мешка начинается через 16 дней после зачатия, а функциональная система кровообращения между двумя регионами присутствует к 21 дню. 9 Таким образом, текущее понимание васкулогенеза и ангиогенеза человеческого эмбриона или плода основано на консервативной экстраполяции и синтезе наблюдений in vitro, на клоногенных анализах, эмбриональных стволовых клетках и культурах эмбриональных эксплантатов, а также на данных in vivo, полученных из химерных, трансгенные и нокиновые модели птиц и мышей.
Васкулогенез De novo независимо инициируется во внеэмбриональных (желточный мешок и аллантоис) и внутриэмбриональных (собственно эмбрион) областях плода. 10 Внеэмбриональный васкулогенез предшествует внутриэмбриональному васкулогенезу, поскольку эпибласты, которым суждено стать внеэмбриональными мезодермальными клетками-предшественниками, мигрируют и локализуются в проксимальной части эмбриона, а затем проникают в заднюю область ранней примитивной полоски. 11 Эти ранние мезодермальные клетки мигрируют в желточный мешок и сливаются в нем, впоследствии дифференцируясь либо в эндотелиальные, либо в примитивные эритроидные клетки, и собираются в морфологически различные структуры, называемые островками крови. Внутри островков крови возникающие ЭК (т. Е. Ангиобласты) окружают большие ядросодержащие примитивные эритробласты. 12 Долгое время предполагалось, что сопутствующее появление и близкое расположение ЭК и эритроидных клеток в желточном мешке является результатом дифференцировки этих двух клеточных линий от общего предшественника, гемангиобласта. Доказательства in vitro демонстрируют, что кровяные островки желточного мешка состоят из популяций клеток, которые включают отдельных энтотелиальных и гематопоэтических предшественников, а также бипотенциальных клеток-предшественников, из которых могут возникать обе линии. 13-18 Однако окончательная проверка in vivo отсутствует. В пользу предположения о том, что островки крови состоят в основном из смешанных клеток-предшественников (т. Е. Ангиобластов, эритробластов и редких гемангиобластов), свидетельствуют доказательства того, что внеэмбриональное сосудистое сплетение лишено эритроидных клеток, 19 , что дифференциация ангиобластов непосредственно из мезодермы клеток возникает до появления гемангиобластов, 18 , что исследования картирования показывают, что разграничение эндотелиальных и гематопоэтических клонов происходит во время гаструляции, 20 и что множественные островки крови-предшественники присутствуют у тетрахимерных мышей. 21
Зарождающиеся ЭК желточного мешка собираются в нити вокруг эритробластов, которые остаются в контакте с ЭК, а затем сливаются с соседними ЭК островков крови с образованием трубок и впоследствии капиллярного сплетения. 12 Этому процессу присуще разделение капиллярного русла на артериальные и венозные сегменты, 22-24 , которые затем подвергаются быстрому ремоделированию, вызывая ангиогенез и инвагинацию. 25,26 У человека примитивные ядерные эритроциты появляются в собственном эмбрионе одновременно с началом сердечной деятельности, таким образом устанавливая функциональную сосудистую связь между желточным мешком и примитивным сердцем к концу третьей недели беременности. 27 Эритробласты желточного мешка представляют собой временную популяцию клеток, которые перестают циркулировать из желточного мешка к эмбриону к 60-му дню беременности человека 27 и постепенно замещаются, начиная с 23-го дня, по мере выхода кроветворных клеток из вентрального дна дорсальной аорты (гемогенный эндотелий), печень и костный мозг. 13,27-29 В отличие от желточного мешка, убедительные доказательства демонстрируют, что гематопоэтические предшественники, способные дифференцироваться во множественные клоны клеток крови, возникают из ЭК, которые составляют вентральный аспект дорсальной аорты. 30
Когда желточный мешок регрессирует, аллантоис выходит из задней кишки. Васкуляризация аллантоиса, достигающая высшей точки в формировании и интеграции пупочных сосудов в функциональную плаценту, необходима для выживания плода. Формирование пупка происходит в результате васкулогенеза de novo, 31 и, как и при локализации мезодермальных клеток в желточном мешке, эндотелиальные предшественники аллантоисных сосудов группируются в проксимальном сегменте эмбриона и выходят из задней примитивной полоски во время стадия средней полосы для формирования аллантоисной почки. 20,32 Пройдя через примитивную полоску, мезодермальные клетки, составляющие внешний слой аллантоисного зачатка, дифференцируются в мезотелиальные и хориоадгезивные клетки, пролиферируют и впоследствии сливаются с хорионом. Затем мезодермальные клетки в ядре аллантоисного зачатка дифференцируются в ангиобласты с последующей их сборкой в формирующиеся аллантоисные сосуды — процесс, инициируемый на дистальном (т.е. плацентарном) конце аллантоиса и продолжающийся в направлении развивающегося эмбриона. 31,33 Как и при васкулогенезе в желточном мешке и собственно эмбрионе, клетки молодого аллантоиса, хориона и плаценты также могут отличаться от дефинитивных гематопоэтических клеток. 34,35
Развитие, интеграция, расширение и ремоделирование внутриэмбриональных сосудов в функциональную артериально-венозную петлю кровообращения, исходящую от сердца и перфузирующую все ткани плода, представляет собой точно скоординированный, сложный процесс, включающий как ангиогенные, так и васкулогенные механизмы . 10,25,26,36,37 Одновременно с образованием первичного капиллярного сплетения желточного мешка, сердца, дорсальной аорты, кардинальной вены и небольшого количества капилляров формируются внутри эмбриона в результате васкулогенеза de novo. 10,38 Картирование судьбы показывает, что в отличие от эпибластов-предшественников желточного мешка и аллантоиса, эпибластные предшественники внутриэмбриональной сосудистой сети локализованы медиально и проникают в передний сегмент первичной полоски во время стадии средней полоски. 39 Вновь образованные мезодермальные клетки затем мигрируют латерально с образованием соматоплевральной или дорсальной части латеральной пластинки мезодермы и спланхноплеврального или вентрального слоя латеральной пластинки мезодермы. 40 Ангиобласты, возникающие из дифференцирующихся мезодермальных сомитов, рассредоточены и васкуляризируют стенки тела (то есть зачатки конечностей), нервную трубку и почки. 41 Напротив, ангиобласты, возникающие в результате дифференцировки спланхноплевральной мезодермы, васкуляризируют висцеральные ткани, такие как легкие, кишечник, поджелудочная железа, селезенка и печень. 29,42 Интересно, что аорта состоит в основном из ЭК сомитного происхождения, тогда как гемогенная стенка аорты состоит в основном из ЭК спланхноплеврального происхождения.