Optjecajni sustav u životinja i čovjeka

Poznato je kako je transfuzija krvi postupak koji je spasio mnogobrojne živote. Međutim, uspješne transfuzije krvi bez smrtnih posljedica počele su se provoditi tek u 20. stoljeću. Prouči slike i pročitaj nešto o transfuziji krvi kroz povijest.

Razmisli o mogućim razlozima zašto je postotak smrtnosti prilikom transfuzije krvi u prošlosti bio visok.  

Povećanjem volumena tijela organizma smanjuje se omjer površine i volumena, što za posljedicu ima smanjenu učinkovitost u izmjeni tvari procesom difuzije. Iako se proces difuzije odvija bez utroška energije, ona je učinkovit proces u izmjeni tvari na male udaljenosti.

Zato se u evoluciji organizama razvija optjecajni sustav (krvotok) koji će smanjiti udaljenost za učinkovitiju difuziju plinova te hranjivih i otpadnih tvari u svim dijelovima tijela.

Optjecajni sustavi u različitih vrsta životinja u potpunosti su prilagođeni životnoj sredini u kojoj životinja obitava i optimalnomu funkcioniranju cijeloga organizma. U životinja kao što su spužve, žarnjaci, plošnjaci i oblići nije razvijen optjecajni sustav. 

Prouči sliku koja prikazuje optjecajni sustav spužve i razmisli na koji se način kod životinja koje nemaju optjecajni sustav odvija prijenos tvari i plinova, a zatim klikni na strelicu i provjeri svoj odgovor.

U ostalih skupina životinja razvio se specijalizirani optjecajni sustav koji se sastoji od srca i krvnih žila. On može biti otvoren ili zatvoren. 

U otvorenome optjecajnom sustavu nema zatvorenoga sustava žila.

Prouči sliku i zaključi kako se naziva tjelesna tekućina koja protječe otvorenim optjecajnim sustavom te na koji način ona kruži.

Tjelesna tekućina u otvorenom optjecajnom sustavu se nakon izlaska iz srca i žila izlijeva u veće ili manje šupljine unutar tijela.

U zatvorenome optjecajnom sustavu tjelesna se tekućina, odnosno krv potiskuje kroz srce i zatvoreni sustav krvnih žila.

Klikni na označena polja i saznaj kako izgleda zatvoreni sustav krvnih žila kroz kojih potječe krv.

U evoluciji kralježnjaka srčano-žilni sustav od riba do sisavaca postajao je sve složeniji. 

1. Optjecajni sustav riba

U riba krvotok ima samo jedan krug optjecanja. Klikom na označene dijelove slike saznaj od čega se sastoji srce riba te kako izgleda njihov optjecajni sustav. 

Radom srca arterijska krv bogata kisikom iz škrga dospijeva krvnim žilama i kapilarama u sve dijelove tijela. Predajom kisika i preuzimanjem ugljikova(IV) oksida prelazi u vensku krv koja ulazi u srce i odlazi ponovno do škrga gdje će prijeći u arterijsku krv. 

Razmisli i zaključi zašto kažemo da ribe imaju vensko srce. 

2. Optjecajni sustav vodozemaca

U srcu vodozemaca još uvijek dolazi do miješanja arterijske i venske krvi. 

Klikom na označene dijelove slike otkrij od čega se sastoji srce vodozemaca te zaključi zašto vodozemci kisik potreban za stanično disanje dobivaju i preko površine kože. 

Srce vodozemaca trodjelno je, odnosno sastoji se od dviju pretklijetki i jedne klijetke. Venska se krv iz tijela vraća u desnu pretklijetku, a arterijska se krv iz pluća vraća u lijevu pretklijetku. Budući da klijetka u vodozemaca nema pregradu, u njoj dolazi do miješanja venske i arterijske krvi. Tako arterijama iz klijetke prema plućima i prema tijelu uvijek protječe miješana krv koja sadrži manju količinu kisika. 

3. Optjecajni sustav gmazova

U evoluciji se u srcu gmazova između desne i lijeve pretklijetke razvila nepotpuna pregrada. Klikom na označeni dio slike prouči što znači da je pregrada nepotpuna te razmisli zašto je postojanje pregrade donijelo evolucijski napredak. 

4. Optjecajni sustav ptica i sisavaca 

Najnapredniji razvoj optjecajnoga sustava vidljiv je u ptica i sisavaca. Za razliku od gmazova (osim krokodila), srce je sastavljeno od dviju pretklijetki i dviju klijetki, a između njih nalazi se potpuna pregrada. 

Klikom na označene dijelove slike otkrij koja je evolucijska prednost pojave potpune srčane pregrade. 

Desnom stranom srca protječe venska krv, a lijevom stranom protječe arterijska. Takav napredak u razvoju optjecajnoga sustava doveo je do pojave homeotermnosti (toplokrvnosti). Prisjeti se nekih homeotermnih vrsta. Metabolizam je toplokrvnih životinja zbog održavanja stalne tjelesne temperature vrlo aktivan i stanice trebaju dobru opskrbljenost kisikom. Zato nemiješanje arterijske i venske krvi osigurava prijenos isključivo krvi bogate kisikom do svih stanica u tijelu.

Optjecajni sustav čovjeka, kao i većine kralježnjaka, zatvorenoga je tipa.

Klikom na brojeve saznaj od čega se sastoji.

Srce je šuplji mišićni organ veličine stisnute šake koji pumpa krv kroz krvne žile.

Klikom na brojeve saznaj koji su sastavni dijelovi vanjske građe srca.

Srce čovjeka uzdužno je podijeljeno srčanom mišićnom pregradom na dvije odvojene pumpe. Desna strana srca pumpa vensku krv u pluća, a lijeva strana srca pumpa arterijsku krv kroz periferne organe. Svaka strana srca podijeljena je poprečno, stoga srce ima dvije pretklijetke (atrije) i dvije klijetke (ventrikule). Između lijeve i desne strane srca nema neposredne povezanosti, stoga se arterijska i venska krv ne miješaju. U izravnoj su vezi samo pretklijetke i klijetke. Tako krv iz desne pretklijetke ulazi u desnu klijetku, a krv iz lijeve pretklijetke ulazi u lijevu klijetku. Između svake pretklijetke i klijetke nalazi se otvor sa srčanim zalistcima (valvule).

Prouči sliku i razmisli o ulozi zalistaka te ustanovi položaj pojedinog zaliska unutar srca, a zatim klikni na strelicu i provjeri svoj odgovor.

Iz svake klijetke izlazi jedna krvna žila. Iz desne klijetke izlazi plućna arterija, a iz lijeve aorta. Vraćanje krvi iz plućne arterije ili aorte u srce sprječavaju zalistci plućne arterije, odnosno aorte. Ti su zalistci polumjesečasta oblika, stoga se nazivaju polumjesečasti zalistci. U obje pretklijetke ulaze vene. U desnu pretklijetku ulazi gornja i donja šuplja vena, a u lijevu pretklijetku ulazi tri do pet (najčešće četiri) plućnih vena. Krv se ulijeva iz vena u pretklijetke zbog razlike u tlakovima.

Srce svojim radom može upravljati samostalno (autonomno). Električni impulsi za rad srca stvaraju se u primarnome središtu automacije srca ili sinusatrijskome čvoru (SA čvor).To je središte predvodnik rada srca (engl. pacemaker), a čini ga nakupina specijaliziranih mišićnih stanica čije su stanične membrane propusnije za Na⁺ od ostalih stanica miokarda te time imaju najveću frekvenciju stvaranja električnih impulsa. 

Klikom na označene dijelove slike saznaj u kojem se dijelu srca nalazi SA čvor te kojim se putem nastali električni impulsi šire dalje. 

Budući da su Na⁺ zastupljeniji u izvanstaničnoj tekućini nego u staničnoj, oni kroz propusne membrane ulaze u stanice SA čvora i time uzrokuju pozitivnu nabijenost stanica SA čvora, tj. depolarizaciju. To dovodi do kontrakcije srčanoga mišića ili sistole uz potiskivanje krvi. Zatim se aktivira Na⁺/K⁺ crpka da bi prispjele Na⁺ izbacila iz stanice i da bi se na membrani SA čvora ponovno uspostavio negativan naboj, tj. događa se repolarizacija. Srčani se mišić tada opušta, i to se naziva dijastola. Električni impulsi nastali u SA čvoru šire se u srcu poput vala, stoga se srčani mišić steže i opušta u ritmu.

Za vrijeme relaksacije (dijastole) krv iz vena ulazi u pretklijetke. Električni impuls nastao u SA čvoru širi se stanicama obiju pretklijetki, što uzrokuje njihovo stezanje (sistolu) i izbacivanje krvi u klijetke. U donjemu dijelu desne pretklijetke nalazi se nakupina stanica koja čini sekundarno središte automacije srca ili atrioventrikularni čvor (AV čvor). U AV čvoru dolazi do usporenoga provođenja električnoga impulsa. To usporavanje električnoga impulsa u AV čvoru vrlo je bitno jer omogućuje da pretklijetke potpuno dovrše svoju kontrakciju prije nego što klijetke započnu svoju. Nakon prolaska impulsa kroz AV čvor impulsi se provode preko Hissova snopa i velikom brzinom šire Purkinjeovim vlaknima u mišićje klijetki što uzrokuje njihovu kontrakciju. Stezanjem desne klijetke krv se potiskuje plućnom arterijom u pluća (mali optok krvi), a stezanjem lijeve klijetke krv se potiskuje u aortu, tj. u sustavni krvotok (sistemsku cirkulaciju ili veliki optok krvi).

Arterije su krvne žile koje odvode oksigeniranu krv (krv obogaćenu kisikom) iz srca prema svim dijelovima tijela. Iznimka je plućna arterija koja odvodi vensku krv, a najveća arterija u tijelu jest aorta. Kad srce u njih utisne krv, one se rastežu da bi je mogle primiti. To pulsiranje arterija nazivamo puls ili bilo. 

Vene su krvne žile koje dovode deoksigeniranu krv (krv obogaćenu ugljikovim(IV) oksidom) iz tijela u srce. Iznimka su plućne vene koje dovode arterijsku krv. U odnosu na arterije, krv kroz vene protječe sporije jer se vene ne stežu pa u kretanju krvi prema srcu svojim stezanjem pomažu i okolni mišići. 

Prouči sliku i zaključi koja je razlika u građi arterija i vena, a zatim klikom na označene pojmove provjeri svoj odgovor. 

Kapilare su najtanje i najbrojnije krvne žile. Stijenke im čini samo jedan sloj stanica. U kapilarama se obavlja izmjena plinova, hranjivih i otpadnih tvari između krvi i stanica. Prisjeti se kako se naziva proces izmjene plinova s pomoću kapilara. 

Klikni na označene dijelove slike i prouči što kapilare povezuju. 

Pritisak krvi na stijenke krvnih žila naziva se krvni tlak. 

Krv u ljudskome organizmu kruži putovima dvaju mogućih optoka: malim ili plućnim optokom i velikim ili sistemskim optokom.

Klikom na označene dijelove slike otkrij povezanost maloga i velikoga optoka krvi te nakon toga riješi zadatke.

Krv je tekuće vezivno tkivo. U tijelu odrasla čovjeka ima oko 5 L krvi.

Klikni na brojeve i otkrij od čega se sastoji krv.

Krvna plazma jest žućkasta tekućina koja se dobije uklanjanjem krvnih tjelešaca, primjerice centrifugiranjem ili spontanim taloženjem krvi. Sadrži vodu, soli i bjelančevine.

Klikom na brojeve otkrij što je centrifugiranje te koji su volumni udjeli dijelova krvi.

Koja sastavnica krvi ima najveću, a koji najmanju gustoću? Po čemu to zaključuješ?

U krvne stanice ubrajamo eritrocite, leukocite i trombocite, iako trombociti zapravo nisu prave stanice, već dijelovi stanica. 

Pogledaj video koji prikazuje eritrocite ili crvene krvne stanice. Kojeg su oblika? Razmisli o važnosti takvog oblika eritrocita.

Eritrociti ili crvene krvne stanice čine najveći dio krvnih stanica. 

Prouči sliku i zaključi od čega je građen dišni pigment hemoglobin koji se nalazi u sastavu eritrocita, a zatim klikom na drugi slajd provjeri svoj odgovor.

Da bi mogli prenositi što više kisika i bili lakši, zreli eritrociti ne sadrže jezgru. Budući da nemaju jezgru, ne mogu se dijeliti. U prosjeku žive 120 dana nakon čega se razgrađuju u jetri i slezeni. Broj eritrocita u krvi sisavaca, pa tako i u čovjeka, ovisi o nadmorskoj visini. Tako će ljudi koji žive ili borave dulje vrijeme na većim nadmorskim visina imati veći broj eritrocita po litri krvi. 

Leukociti ili bijele krvne stanice najveće su krvne stanice, a njihova koncentracija u krvi znatno je manja od eritrocita.

Trombociti ili krvne pločice nisu stanice, već citoplazmatski dijelovi stanica koji nastaju kad se raspadnu velike stanice u koštanoj srži koje se zovu megakariociti. Možemo reći da su trombociti dijelovi megakariocita. Trombociti imaju bitnu ulogu u procesu zgrušavanja (koagulaciji) krvi nakon ozljede krvne žile.

Limfni sustav jest dio optjecajnoga i imunosnoga sustava svih kralježnjaka. Za razliku od srčano-žilnoga sustava, on je otvoren. Limfni sustav većine kralježnjaka sastoji se od limfe, limfnih žila i limfnih organa. 

Klikom na označene dijelove slike saznaj koji organi pripadaju limfnim organima te kako izgleda protok limfe.

Limfa je tkivna tekućina žućkaste boje. Sastoji se od limfne plazme i limfocita (vrsta bijelih krvnih stanica), a nastaje filtriranjem krvi kroz stijenke krvnih kapilara. Po sastavu je slična krvnoj plazmi, a sadržava najviše proteina i masti. Stvara se u međustaničnome prostoru i ulazi u limfne kapilare na koje se nastavljaju velike limfne žile.

Limfa dovodi hranjive tvari i kisik stanicama i tkivima, a odvodi štetne tvari. U krvotok odvodi molekule masti iz crijevnih resica i bjelančevine koje su dospjele u međustanični prostor. 

Zbog ozljede tkiva može doći do oštećenja krvnih žila što uzrokuje krvarenje. Krvarenje može biti vanjsko, pri čemu osoba krvari iz otvora na tijelu (ozljede na koži) te unutarnje, pri kojemu krv istječe iz krvnih žila unutar tijela. 

Klikom na oznake otkrij na koji način krv istječe iz kojih krvnih žila.

Slabokrvnost ili anemija jest stanje organizma koje se odnosi na smanjenu koncentraciju eritrocita ili hemoglobina u krvi.

Jedna od najčešćih bolesti krvnih žila jest ateroskleroza.

Uloga optjecajnoga sustava jest prijenos plinova te hranjivih i otpadnih tvari u svim dijelovima tijela. Optjecajni sustavi u različitih vrsta životinja u potpunosti su prilagođeni životnoj sredini u kojoj životinja obitava i optimalnomu funkcioniranju cijeloga organizma. Optjecajni sustav može biti otvoren i zatvoren. Kod otvorenoga optjecajnog sustava tjelesna se tekućina (hemolimfa) izlijeva iz krvnih žila u prostore među organima, a kod zatvorenoga se optjecajnog sustava tjelesna tekućina (krv) potiskuje u zatvoren sustav krvnih žila. Otvoren optjecajni sustav prisutan je kod člankonožaca i većine mekušaca, a zatvoreni je u glavonožaca, kolutićavaca i svih kralježnjaka. Vene su krvne žile koje dovode krv u srce, a arterije su krvne žile koje ju iz njega odvode. Venama uglavnom protječe krv bogata ugljikovim(IV) oksidom, a arterijama protječe krv bogata kisikom. Prijenos i izmjena tvari između krvi i tkiva odvija se preko kapilara, najtanjih krvnih žilica. Krv je tekuće vezivno tkivo koje čini krvna plazma i krvne stanice: eritrociti, leukociti i trombociti.