Кровеносная система - важнейшая часть организма любого животного. Она снабжает все клетки питательными веществами и кислородом. Но как устроена эта система у позвоночных? Какие тайны хранит эволюция кровообращения? Давайте разберемся!
Основные типы кровеносной системы
Существует два основных типа кровеносной системы у животных:
- Незамкнутая (лакунарная) система
- Замкнутая система
У животных с незамкнутой системой кровообращения сосуды прерываются щелевидными пространствами - лакунами или синусами, не имеющими собственных стенок. Кровь свободно вступает в контакт с тканями организма. Примеры таких животных - членистоногие, моллюски и низшие хордовые (полухордовые, оболочники).
В замкнутой системе кровь циркулирует исключительно по замкнутым сосудам без контакта с тканями. Сосуды покидает, только если нарушается их целостность. Так устроено кровообращение позвоночных животных и некоторых беспозвоночных (кольчатые черви, головоногие моллюски).
Замкнутая система эффективнее распределяет питательные вещества и кислород между органами. Она позволяет более точно регулировать кровоток и лучше адаптироваться к среде обитания.
Эволюция сердца позвоночных
У рыб и круглоротых сердце состоит из двух камер - предсердия и желудочка. Это двухкамерное сердце заполнено только венозной кровью, которая поступает к жабрам и обогащается кислородом.
При переходе позвоночных к наземному образу жизни возникла потребность разделить венозную и артериальную кровь. У амфибий появляется трехкамерное сердце с двумя предсердиями и одним желудочком. Но разделение крови неполное.
Окончательная изоляция артериальной крови обеспечивается четырехкамерным сердцем птиц и млекопитающих с двумя предсердиями и двумя желудочками. Так кровеносная система позвоночных эволюционировала для более эффективного кровообращения.
Особенности кровообращения рыб
У рыб кровеносная система образует один большой круг кровообращения. Венозная кровь из тела поступает в двухкамерное сердце, а затем направляется к жабрам. Там она насыщается кислородом и разносится артериями по всему организму.
Например, у речного окуня венозная кровь собирается двумя задними кардинальными венами и поступает в венозный синус сердца. Оттуда через желудочек она попадает в брюшную аорту и приносящие жаберные артерии. В жаберных щелях кровь обогащается кислородом и далее разносится по телу спинной аортой.
Таким образом, кровеносная система рыб целиком связана с жаберным дыханием. Поэтому у трахейнодышащих членистоногих она значительно упрощена.
Переход к двойному кровообращению
У земноводных и пресмыкающихся появляется легочное дыхание, наряду с кожным и жаберным. В связи с этим формируется второй - малый круг кровообращения через легкие.
Теперь венозная кровь из сердца попадает не только к жабрам, но и к легким по легочным артериям. В легких она обогащается кислородом и возвращается обратно в сердце уже артериальной по легочным венам.
Однако у амфибий и пресмыкающихся разделение этих двух кровотоков все еще неполное. Смешение крови происходит в общем желудочке трехкамерного сердца.
Кровообращение птиц и млекопитающих
У птиц и млекопитающих в связи с активным образом жизни происходит дальнейшее развитие и совершенствование кровеносной системы.
Благодаря четырехкамерному сердцу окончательно изолируется артериальный и венозный кровоток. Кислородная кровь из легких не смешивается с венозной кровью органов.
Особенности венозной системы млекопитающих
У млекопитающих формируется ряд приспособлений венозной системы:
- Полые вены собирают кровь от тела в заднюю и передние полые вены
- Редуцируются жаберные дуги аорты
- Развивается печеночный и почечный кровоток
Кровообращение человека
В целом кровеносная система человека схожа с млекопитающими и включает в себя:
- Четырехкамерное сердце с полной изоляцией артериальной и венозной крови
- Большой и малый круги кровообращения
- Артерии, вены и капилляры
- Систему лимфооттока
Но есть и некоторые особенности строения сердца, стволов магистральных сосудов, оттока венозной крови.
Региональное кровоснабжение человека
У человека выделяют несколько зон регионального кровоснабжения, каждая из которых имеет свои особенности:
- Кровоснабжение головы и шеи
- Кровоснабжение верхних конечностей
- Кровоснабжение органов грудной полости
- Кровоснабжение органов брюшной полости
- Кровоснабжение таза и нижних конечностей
Например, для мозга характерно наличие "виллизиева круга" коллатерального кровотока из сонных и позвоночных артерий. А кишечник снабжается из чревного ствола и брыжеечных артерий.
Возрастные изменения кровеносной системы
С возрастом в кровеносной системе человека происходят следующие изменения:
- Снижается эластичность сосудов
- Нарушается регуляция сосудистого тонуса
- Увеличивается риск тромбозов
- Снижается производительность сердца
Все эти факторы приводят к повышенному риску сердечно-сосудистых заболеваний у пожилых людей.
Нарушения кровообращения
Основные виды патологий кровеносной системы человека:
- Атеросклероз и гипертония
- Ишемическая болезнь сердца
- Нарушения сердечного ритма
- Варикозное расширение вен
- Тромбофлебит и тромбоэмболии
Для их профилактики важно здоровое питание, физическая активность, отказ от вредных привычек, регулярные обследования.
Перспективы изучения кровеносной системы
Дальнейшие исследования кровообращения могут пойти в нескольких направлениях:
- Изучение механизмов регуляции тонуса сосудов и артериального давления
- Поиск методов восстановления поврежденных сосудов
- Разработка клеточных технологий для лечения сердечной недостаточности
Рассмотрим основные отличия в строении кровеносной системы у разных классов позвоночных животных.
Круглоротые и рыбы:
- Однокамерное или двухкамерное сердце
- Один круг кровообращения
- Доминирующая роль жаберного кровотока
Амфибии и рептилии:
- Трехкамерное сердце
- Два круга кровообращения
- Смешение артериальной и венозной крови в желудочке
Птицы и млекопитающие:
- Четырехкамерное сердце
- Полная изоляция артериального и венозного кровотока
- Доминирующая роль легочного кровообращения
Таким образом, в процессе эволюции кровеносная система позвоночных постепенно совершенствовалась и усложнялась для более эффективного кровоснабжения.
Заболевания кровеносной системы животных
У домашних животных также встречаются различные нарушения кровообращения, в том числе:
- Пороки сердца
- Тромбоэмболии легочной артерии
- Эндокардиты и миокардиты
- Кровотечения и анемии
Своевременная диагностика и адекватное лечение таких состояний у животных является важной задачей ветеринарной медицины.
