KREISLAUFSYSTEM: FUNKTIONEN, TEILE, TYPEN, KRANKHEITEN - ANATOMIE UND PHYSIOLOGIE - 2025

Das Kreislaufsystem besteht aus einer Reihe von Organen, die den Blutdurchgang durch alle Gewebe steuern und den Transport verschiedener Materialien wie Nährstoffe, Sauerstoff, Kohlendioxid und Hormone ermöglichen. Es besteht aus Herz, Venen, Arterien und Kapillaren.

Seine Hauptfunktion liegt im Materialtransport, obwohl es auch an der Schaffung einer stabilen Umgebung für lebenswichtige Funktionen in Bezug auf pH-Wert und Temperatur beteiligt ist sowie mit der Immunantwort zusammenhängt und zur Blutgerinnung beiträgt.

Von Lomappmi aus Wikimedia Commons

Kreislaufsysteme können - bei den meisten Wirbellosen - offen sein und aus einem oder mehreren Herzen, einem als Hämozele bezeichneten Raum und einem Netzwerk von Blutgefäßen bestehen. oder geschlossen - bei einigen Wirbellosen und bei allen Wirbeltieren - wo das Blut auf einen Kreislauf von Blutgefäßen und auf das Herz beschränkt ist.

Im Tierreich sind die Kreislaufsysteme sehr unterschiedlich und je nach Tiergruppe ändert sich die relative Bedeutung der Organe, aus denen es besteht.

Beispielsweise ist bei Wirbeltieren das Herz für den Kreislauf entscheidend, während bei Arthropoden und anderen Wirbellosen die Bewegungen der Extremitäten wesentlich sind.

Eigenschaften

Das Kreislaufsystem ist hauptsächlich für den Transport von Sauerstoff und Kohlendioxid zwischen der Lunge (oder den Kiemen, je nach Versuchstier) und dem Körpergewebe verantwortlich.

Ebenso ist das Kreislaufsystem für die Verteilung aller vom Verdauungssystem verarbeiteten Nährstoffe auf alle Gewebe des Körpers verantwortlich.

Es verteilt auch Abfallstoffe und toxische Komponenten an Niere und Leber, wo sie nach einem Entgiftungsprozess durch den Ausscheidungsprozess aus dem Individuum ausgeschieden werden.

Andererseits dient es als Transportweg für die von den Drüsen abgesonderten Hormone und verteilt sie an die Organe, wo sie wirken müssen.

Es beteiligt sich auch an: der Thermoregulation von Organismen, der richtigen Einstellung des Blutflusses, der Regulierung des pH-Werts des Organismus und der Aufrechterhaltung eines angemessenen Hydroelektrolytgleichgewichts, damit die erforderlichen chemischen Prozesse durchgeführt werden können.

Das Blut enthält Strukturen, sogenannte Blutplättchen, die das Individuum vor Blutungen schützen. Schließlich besteht das Blut aus weißen Blutkörperchen und spielt daher eine wichtige Rolle bei der Abwehr von Fremdkörpern und Krankheitserregern.

Teile (Organe)

Das Kreislaufsystem besteht aus einer Pumpe - dem Herzen - und einem Gefäßsystem. Diese Strukturen werden nachstehend ausführlich beschrieben:

Das Herz

Herzen sind Muskelorgane mit Pumpenfunktionen, die Blut durch alle Gewebe des Körpers befördern können. Im Allgemeinen bestehen sie aus einer Reihe von Kammern, die in Reihe geschaltet sind und von Ventilen (oder Schließmuskeln bei bestimmten Arten) flankiert werden.

Bei Säugetieren hat das Herz vier Kammern: zwei Vorhöfe und zwei Ventrikel. Wenn sich das Herz zusammenzieht, wird Blut in den Kreislauf ausgestoßen. Die mehreren Kammern des Herzens lassen den Druck ansteigen, wenn sich Blut von der venösen in die arterielle Zone bewegt.

Die Vorhofhöhle fängt Blut auf und seine Kontraktionen leiten es zu den Ventrikeln, wo die Kontraktionen Blut durch den Körper schicken.

Der Herzmuskel besteht aus drei Arten von Muskelfasern: den Zellen des sinoatrialen und atrioventrikulären Knotens, den Zellen des ventrikulären Endokards und den Myokardfasern.

Die ersteren sind klein und ziehen sich schwach zusammen, sie sind autorhythmisch und die Leitung zwischen den Zellen ist gering. Die zweite Gruppe von Zellen ist größer, schwach kontrahierend, aber schnell leitend. Schließlich sind die Fasern von mittlerer Größe, mit starker Kontraktion und sind ein wichtiger Teil des Herzens.

Struktur des Herzens

Beim Menschen befindet sich das Herz im unteren vorderen Bereich des Mediastinums, unterstützt vom Zwerchfell und hinter dem Brustbein. Die Form ist konisch und erinnert an eine Pyramidenstruktur. Die Herzspitze wird als Apex bezeichnet und befindet sich im linken Bereich des Körpers.

Ein Querschnitt des Herzens würde drei Schichten offenbaren: das Endokard, das Myokard und das Epikard. Die innere Region ist das Endokard, das mit den Blutgefäßen kontinuierlich ist und mit dem Blut in Kontakt steht.

Die mittlere Schicht ist das Myokard und hier ist die größte Menge an Herzmasse. Das Gewebe, das es bildet, ist muskulös, unwillkürlich kontrahiert und weist Dehnungsstreifen auf. Die Strukturen, die Herzzellen verbinden, sind die Interkalarscheiben, die es ihnen ermöglichen, synchron zu wirken.

Die äußere Hülle des Herzens wird als Epikard bezeichnet und besteht aus Bindegewebe. Schließlich ist das Herz von einer äußeren Membran umgeben, die Perikard genannt wird und wiederum in zwei Schichten unterteilt ist: die faserige und die seröse.

Das seröse Perikard enthält die Perikardflüssigkeit, deren Funktion die Schmierung und Dämpfung der Herzbewegungen ist. Diese Membran ist am Brustbein, der Wirbelsäule und dem Zwerchfell befestigt.

Elektrische Aktivität des Herzens

Der Herzschlag besteht aus den rhythmischen Phänomenen von Systolen und Diastolen, wobei das erste einer Kontraktion und das zweite der Entspannung der Muskelmasse entspricht.

Damit eine Zellkontraktion auftreten kann, muss mit ihnen ein Aktionspotential verbunden sein. Die elektrische Aktivität des Herzens beginnt in einem Bereich, der als "Schrittmacher" bezeichnet wird und sich über ihre Membranen auf andere verpaarte Zellen ausbreitet. Herzschrittmacher befinden sich in der Nasennebenhöhle (im Herzen von Wirbeltieren).

Arterien

Arterien sind alle Gefäße, die das Herz verlassen und in denen sich im Allgemeinen sauerstoffhaltiges Blut befindet, das als arterielles Blut bezeichnet wird. Das heißt, sie können sauerstoffhaltiges Blut (wie die Aorta) oder sauerstofffreies Blut (wie die Lungenarterie) tragen.

Beachten Sie, dass die Unterscheidung zwischen Venen und Arterien nicht von ihrem Inhalt abhängt, sondern von ihrer Beziehung zum Herzen und zum Kapillarnetzwerk. Mit anderen Worten, die Gefäße, die aus dem Herzen kommen, sind die Arterien und diejenigen, die dorthin kommen, sind die Venen.

Die Wand der Arterien besteht aus drei Schichten: Die innerste ist die Tunica intima, die durch dünnes Endothel auf einer elastischen Membran gebildet wird; das Tunica-Medium, das aus Fasern der glatten Muskulatur und des Bindegewebes gebildet wird; und schließlich die Tunica externa oder Adventitia, die aus Fettgewebe und Kollagenfasern besteht.

Wenn sich die Arterien vom Herzen entfernen, ändert sich ihre Zusammensetzung, was den Anteil der glatten Muskulatur und die geringere Elastizität erhöht. Sie werden als Muskelarterien bezeichnet.

Blutdruck

Der Blutdruck kann als die Kraft definiert werden, die Blut auf die Wände der Gefäße ausübt. Beim Menschen reicht der Standardblutdruck von 120 mm Hg in der Systole bis 80 mm Hg in der Diastole und wird üblicherweise mit den Ziffern 120/80 bezeichnet.

Das Vorhandensein von elastischem Gewebe ermöglicht es den Arterien zu pulsieren, während Blut durch die Struktur fließt, und trägt so zur Aufrechterhaltung eines hohen Blutdrucks bei. Die Arterienwände müssen extrem dick sein, damit sie nicht kollabieren, wenn der Blutdruck sinkt.

Venen

Venen sind Blutgefäße, die für den Bluttransport vom Kapillarnetzwerk zum Herzen verantwortlich sind. Im Vergleich zu Arterien sind Venen viel häufiger und haben eine dünnere Wand, sie sind weniger elastisch und ihr Durchmesser ist größer.

Wie Arterien bestehen sie aus drei histologischen Schichten: der inneren, der mittleren und der äußeren. Der Druck in den Venen ist sehr gering - in der Größenordnung von 10 mm Hg - daher müssen sie mit Ventilen unterstützt werden.

Kapillaren

Kapillaren wurden 1661 vom italienischen Forscher Marcello Malpighi entdeckt und in der Lunge von Amphibien untersucht. Es handelt sich um sehr häufig vorkommende Strukturen, die in der Nähe fast aller Gewebe ausgedehnte Netzwerke bilden.

Seine Wände bestehen aus feinen Endothelzellen, die durch Bindegewebsfasern verbunden sind. Die Wände müssen dünn sein, damit der Austausch von Gasen und Stoffwechselstoffen leicht erfolgt.

Sie sind sehr schmale Röhrchen, bei Säugetieren haben sie einen ungefähren Durchmesser von 8 um, der groß genug ist, damit Blutzellen hindurchtreten können.

Sie sind Strukturen, die für kleine Ionen, Nährstoffe und Wasser durchlässig sind. Wenn sie dem Blutdruck ausgesetzt werden, werden Flüssigkeiten in den Zwischenraum gedrückt.

Flüssigkeiten können durch Spalten in Endothelzellen oder durch Vesikel gelangen. Im Gegensatz dazu können Substanzen lipider Natur leicht durch Endothelzellmembranen diffundieren.

Blut

Blut ist eine dicke und viskose Flüssigkeit, die für den Transport von Elementen verantwortlich ist. Es wird im Allgemeinen bei einer Temperatur von 38 ° C gefunden und macht 8% des Gesamtgewichts eines durchschnittlichen Individuums aus.

Bei sehr einfachen Tieren wie einem Planar kann man nicht von "Blut" sprechen, da sie nur eine klare, wässrige Substanz haben, die aus Zellen und einigen Proteinen besteht.

In Bezug auf wirbellose Tiere, die ein geschlossenes Kreislaufsystem haben, ist Blut allgemein unter dem Begriff Hämolymphe bekannt. Schließlich ist Blut bei Wirbeltieren ein hochkomplexes flüssiges Gewebe, dessen Hauptbestandteile Plasma, Erythrozyten, Leukozyten und Blutplättchen sind.

Plasma

Plasma bildet den flüssigen Bluttrank und entspricht 55% seiner Gesamtzusammensetzung. Seine Hauptfunktion ist der Transport von Substanzen und die Regulierung des Blutvolumens.

Einige Proteine ​​sind im Plasma gelöst, wie Albumin (Hauptbestandteil, mehr als 60% der Gesamtproteine), Globuline, Enzyme und Fibrinogen, zusätzlich zu Elektrolyten (Na ⁺ , Cl ^- , K ⁺ ), Glucose, Aminosäuren, Abfall Stoffwechsel unter anderem.

Es enthält auch eine Reihe von gelösten Gasen wie Sauerstoff, Stickstoff und Kohlendioxid, die beim Atmungsprozess entstehende Rückstände und aus dem Körper entfernt werden müssen.

Feste Komponenten

Blut hat zelluläre Bestandteile, die den verbleibenden 45% des Blutes entsprechen. Diese Elemente entsprechen den roten Blutkörperchen, den weißen Blutkörperchen und den mit dem Gerinnungsprozess verbundenen Zellen.

Rote Blutkörperchen, auch Erythrozyten genannt, sind bikonkave Scheiben und dank des Vorhandenseins eines Proteins namens Hämoglobin für den Sauerstofftransport verantwortlich. Eine merkwürdige Tatsache über diese Zellen ist, dass reifen Erythrozyten bei Säugetieren ein Kern fehlt.

Es sind sehr häufig vorkommende Zellen, in einem Milliliter Blut befinden sich 5,4 Millionen rote Blutkörperchen. Die Halbwertszeit eines zirkulierenden Erythrozyten beträgt etwa 4 Monate, in denen er mehr als 11.000 Kilometer zurücklegen kann.

Weiße Blutkörperchen oder Leukozyten hängen mit der Immunantwort zusammen und sind in einem geringeren Anteil als rote Blutkörperchen in der Größenordnung von 50.000 bis 100.000 pro Milliliter Blut zu finden.

Es gibt verschiedene Arten von weißen Blutkörperchen, einschließlich Neutrophilen, Basophilen und Eosinophilen, die unter der Kategorie der Granulozyten zusammengefasst sind. und Agranulozyten, die Lymphozyten und Monozyten entsprechen.

Schließlich gibt es die Zellfragmente, sogenannte Thrombozyten - oder Thrombozyten bei anderen Wirbeltieren -, die am Gerinnungsprozess beteiligt sind und Blutungen verhindern.

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Arten von Kreislaufsystemen

Kleintiere mit einem Durchmesser von weniger als 1 mm können durch einfache Diffusionsprozesse Materialien in ihren Körpern transportieren.

Mit der Zunahme der Körpergröße steigt jedoch die Notwendigkeit, spezialisierte Organe für die Verteilung von Materialien wie Hormonen, Salzen oder Abfällen auf die verschiedenen Körperregionen zu haben.

Bei größeren Tieren gibt es eine Vielzahl von Kreislaufsystemen, die die Funktion des Materialtransports effektiv erfüllen.

Alle Kreislaufsysteme müssen die folgenden Elemente aufweisen: einen Hauptkörper, der für das Pumpen von Flüssigkeiten zuständig ist; ein System von Arterien, die Blut verteilen und Druck speichern können; ein Kapillarsystem, das die Übertragung von Materialien vom Blut auf das Gewebe und schließlich ein Venensystem ermöglicht.

Die Arterien, Venen und Kapillaren bilden den sogenannten „peripheren Kreislauf“.

Auf diese Weise ermöglichen die von den zuvor genannten Organen ausgeübten Kräfte (die rhythmischen Schläge des Herzens, der elastische Rückstoß der Arterien und die Kontraktionen der Muskeln, die die Blutgefäße umgeben) die Bewegung von Blut im Körper.

Offene Kreislaufsysteme

Der offene Kreislauf ist in verschiedenen Gruppen von Wirbellosen wie Krebstieren, Insekten, Spinnen und verschiedenen Weichtieren vorhanden. Es besteht aus einem Blutsystem, das vom Herzen gepumpt wird und eine Höhle erreicht, die Hämozele genannt wird. Zusätzlich haben sie ein oder mehrere Herzen und Blutgefäße.

Die Hämozele kann in einigen Organismen bis zu 40% des gesamten Körpervolumens einnehmen und befindet sich zwischen dem Ektoderm und dem Endoderm. Dabei ist zu beachten, dass triblastische Tiere (auch als Triploblastika bezeichnet) drei embryonale Blätter haben: Endoderm, Mesoderm und Ektoderm.

Beispielsweise entspricht bei einigen Krabbenarten das Blutvolumen 30% des Körpervolumens.

Die flüssige Substanz, die in die Hämozele gelangt, wird Hämolymphe oder Blut genannt. In diesen Arten von Systemen gibt es keine Verteilung von Blut durch Kapillaren zu den Geweben, aber die Organe werden direkt von der Hämolymphe gebadet.

Wenn sich das Herz zusammenzieht, schließen sich die Klappen und das Blut muss zur Hämozele wandern.

Der Druck geschlossener Kreislaufsysteme ist mit 0,6 bis 1,3 Kilopascal recht niedrig, obwohl Kontraktionen des Herzens und anderer Muskeln den Blutdruck erhöhen können. Diese Tiere sind in der Geschwindigkeit und Verteilung des Blutflusses begrenzt.

Geschlossene Kreislaufsysteme

In geschlossenen Kreislaufsystemen wandert das Blut in einem aus Röhren bestehenden Kreislauf und folgt dem Weg von den Arterien zu den Venen, der durch die Kapillaren verläuft.

Diese Art von Kreislaufsystem ist bei allen Wirbeltieren (Fischen, Amphibien, Reptilien, Vögeln und Säugetieren) und bei einigen Wirbellosen wie dem Regenwurm und bei Kopffüßern vorhanden.

Geschlossene Systeme zeichnen sich durch eine klare Funktionstrennung in jedem der Organe aus, aus denen sie bestehen.

Das Blutvolumen nimmt einen viel geringeren Anteil ein als in offenen Systemen. Ungefähr 5 bis 10% des gesamten Körpervolumens des Individuums.

Das Herz ist das wichtigste Organ und ist dafür verantwortlich, Blut in das arterielle System zu pumpen und so den Bluthochdruck aufrechtzuerhalten.

Das arterielle System ist dafür verantwortlich, den Druck zu speichern, der das Blut zwingt, durch die Kapillaren zu gelangen. Daher können Tiere mit geschlossenem Kreislauf Sauerstoff schnell transportieren.

Da die Kapillaren so dünn sind, ermöglichen sie den Austausch von Materialien zwischen Blut und Gewebe und vermitteln einfache Diffusions-, Transport- oder Filtrationsprozesse. Druck ermöglicht Ultrafiltrationsprozesse in den Nieren.

Entwicklung des Kreislaufsystems

Während der Entwicklung von Wirbeltieren hat die Komplexität des Herzens erheblich zugenommen. Eine der bedeutendsten Neuerungen ist die allmähliche Zunahme der Trennung von sauerstoffhaltigem und sauerstoffarmem Blut.

Fische

Bei den primitivsten Wirbeltieren, den Fischen, besteht das Herz aus einer Reihe kontraktiler Hohlräume mit nur einem Atrium und einem Ventrikel. Im Kreislaufsystem von Fischen wird Blut aus dem einzelnen Ventrikel an Kapillaren in den Kiemen vorbei gepumpt, wo die Sauerstoffaufnahme erfolgt und Kohlendioxid ausgestoßen wird.

Das Blut setzt seine Reise durch den Rest des Körpers fort und die Sauerstoffversorgung der Zellen erfolgt in den Kapillaren.

Amphibien und Reptilien

Als die Linie der Amphibien und dann die der Reptilien entstand, erscheint im Herzen eine neue Kammer, die nun drei Kammern aufweist: zwei Vorhöfe und einen Ventrikel.

Mit dieser Innovation erreicht das sauerstofffreie Blut das rechte Atrium und das aus der Lunge kommende Blut das linke Atrium, das vom Ventrikel mit dem rechten kommuniziert wird.

In diesem System verbleibt das sauerstofffreie Blut im rechten Teil des Ventrikels und das sauerstoffhaltige im linken Teil, obwohl es eine gewisse Vermischung gibt.

Bei Reptilien ist die Trennung deutlicher, da es eine physikalische Struktur gibt, die den linken und den rechten Bereich teilweise trennt.

Vögel und Säugetiere

In diesen Abstammungslinien führt Endothermie ("warmblütige" Tiere) zu höheren Anforderungen an die Sauerstoffversorgung des Gewebes.

Ein Herz mit vier Kammern kann diese hohen Anforderungen erfüllen, wobei der rechte und der linke Ventrikel das sauerstoffhaltige vom sauerstofffreien Blut trennen. Somit ist der Sauerstoffgehalt, der das Gewebe erreicht, der höchstmögliche.

Es gibt keine Kommunikation zwischen der linken und der rechten Herzkammer, da sie durch ein dickes Septum oder Septum getrennt sind.

Die im oberen Teil befindlichen Hohlräume sind die durch das interatriale Septum getrennten Vorhöfe und für die Blutaufnahme verantwortlich. Die obere und untere Hohlvene sind mit dem rechten Vorhof verbunden, während die vier Lungenvenen den linken Vorhof erreichen, wobei zwei aus jeder Lunge kommen.

Die Ventrikel befinden sich im unteren Bereich des Herzens und sind über die atrioventrikulären Klappen mit den Vorhöfen verbunden: das Trikuspidal auf der rechten Seite und das Mitral- oder Bikuspid auf der linken Seite.

Verbreitete Krankheit

Herz-Kreislauf-Erkrankungen, auch als Koronar- oder Herzerkrankungen bekannt, umfassen eine Reihe von Pathologien, die mit der fehlerhaften Funktion des Herzens oder der Blutgefäße verbunden sind.

Umfragen zufolge sind Herz-Kreislauf-Erkrankungen die häufigste Todesursache in den USA und in bestimmten europäischen Ländern. Risikofaktoren sind ein sitzender Lebensstil, fettreiche Diäten und Rauchen. Zu den häufigsten Pathologien gehören:

Arterieller Hypertonie

Hypertonie besteht aus erhöhten Werten des systolischen Drucks von mehr als 140 mm Hg und des diastolischen Drucks von mehr als 90 mm Hg. Dies führt zu einem abnormalen Blutfluss im gesamten Kreislaufsystem.

Arrhythmien

Der Begriff Arrhythmie bezieht sich auf die Veränderung der Herzfrequenz, das Produkt eines unkontrollierten Rhythmus - Tachykardie - oder Bradykardie.

Die Ursachen für Arrhythmien sind vielfältig und reichen von ungesunden Lebensstilen bis hin zur genetischen Vererbung.

Murmeln im Herzen

Murmeln bestehen aus abnormalen Herzgeräuschen, die durch den Auskultationsprozess erkannt werden. Dieses Geräusch ist aufgrund von Klappenproblemen mit einer erhöhten Durchblutung verbunden.

Nicht alle Geräusche sind gleich ernst, es hängt von der Dauer des Geräusches und der Region und Intensität des Geräusches ab.

Atherosklerose

Es besteht aus der Verhärtung und Ansammlung von Fett in den Arterien, hauptsächlich aufgrund einer unausgewogenen Ernährung.

Dieser Zustand erschwert den Blutfluss und erhöht die Wahrscheinlichkeit anderer Herz-Kreislauf-Probleme wie Schlaganfälle.

Herzinsuffizienz

Herzinsuffizienz bezieht sich auf das ineffiziente Pumpen von Blut in den Rest des Körpers, was Symptome von Tachykardie und Atemproblemen verursacht.

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