Kaasujen ja ravintoaineiden vaihto eläimissä tapahtuu erikoistuneiden järjestelmien kautta. Kun tarkastelet eläinkunnan kaaviota, alat nähdä, miten verenkiertoreitit ovat kehittyneet. Ne ovat alkeellisimpia eläinkunnan pohjalla, ja kun siirrymme ylöspäin eri heimoissa, alamme nähdä monimutkaisten järjestelmien alkavan muodostua. Eron näkee selvästi niveljalkaisissa, nilviäisissä sekä niveljalkaisissa ja selkärankaisissa. Tarkastellaanpa, miten tämä vaihto tapahtuu selkärankaisissa, erityisesti ihmisissä.
Suggested Videos
Mitä ovat verenkierron polut?
Kehon kaikkiin muihin soluihin, kudoksiin ja elimiin vaikuttaa suuressa määrin kehon verenkiertojärjestelmä. Tämä järjestelmä on monimutkaisin järjestelmä, jonka kolme pääkomponenttia ovat veri, verisuonet ja sydän. Veri kulkee koko kehon läpi valtimoiden ja laskimoiden kautta. Näin verenkierto tapahtuu kehossa.
Kuviota, jonka kautta verenkierto tapahtuu, kutsutaan verenkiertoradaksi. Tämä verenkiertoreitti voidaan luokitella kahteen tyyppiin – avoimeen verenkiertojärjestelmään ja suljettuun verenkiertojärjestelmään.
Avoinna oleva verenkiertojärjestelmä on selvästi nähtävissä kahdessa heimossa Arthropoda ja Mollusca. Täällä sydämen pumppaama veri kulkee suurten verisuonten kautta avoimiin ruumiinonteloihin. Mutta kun tarkastellaan kahta muuta merkittävää heimoa, Phylum Annelida ja Phylum Chordata, nähdään, että niissä on suljettu verenkiertojärjestelmä. Veri kiertää täällä aina suljettujen verisuonten kautta. Tämän suljetun väylän sanotaan olevan edullisempi, koska veren virtausta voidaan säädellä tarkasti.
Selaa lisää aiheita kohdasta Kehon nesteet ja verenkierto
- Veri
- Lymfa
- Kaksoiskierto
- Kiertoelimistön häiriöt
Kiertoelimistö selkärankaisilla
Selkärankaisilla on joitain kehittyneitä piirteitä verrattaessa muihin kuin selkärankaisiin. Kaikilla selkärankaisilla eläimillä on kammiollinen sydän. Kaloilla se on kaksikammioinen, kun taas sammakkoeläimillä ja matelijoilla se on kolmikammioinen. Poikkeuksena ovat krokotiilit, joilla on lintujen ja nisäkkäiden ohella nelikammioinen sydän.
Kaloilla on toisaalta yksinkertainen verenkierto, kun taas sammakkoeläimillä ja matelijoilla on epätäydellinen kaksoiskierto. Linnuilla ja nisäkkäillä on kaksi erillistä verenkiertoreittiä, jolloin niillä on kaksoiskierto.
(Lähde: Wikipedia)
Ihmisen verenkiertojärjestelmä
Se on monimutkainen systeemi, joka toimii tehokkaasti, jotta muut systeemit toimisivat sujuvasti. Jotta tätä järjestelmää voitaisiin ymmärtää paremmin, on ratkaisevan tärkeää tietää sydämen rakenteesta, sydämen sykkeestä ja muutamasta muusta tärkeästä seikasta. Tutustutaanpa niihin yksi kerrallaan.
Kiertoelimistön tyypit
Ihmisen verenkiertoelimistön pääkomponentit ovat 4-kammioinen sydän, monimutkainen verisuonten – valtimoiden ja laskimoiden – verkosto ja veri. Ihmisessä veri kulkee kahdentyyppisiä väyliä – keuhkoverenkiertoa (väylä) ja systeemistä verenkiertoa (väylä).
- Keuhkoverenkierto – Tässä hapeton veri, jota kutsutaan hapettomaksi vereksi, kulkee sydämen oikealta puolelta keuhkoihin. Keuhkoissa tapahtuu hapen ja hiilidioksidin vaihto, ja veri muuttuu nyt hapekkaaksi (hapen kanssa).
- Systeeminen verenkierto – Tässä hapekäs veri, eli veri, jossa on happea, kulkee sydämen vasemmalta puolelta kehon eri alueille. Täällä eri elinpaikoissa tapahtuu kaasujen, ravintoaineiden ja jätteiden vaihtoa interstitiaalisten nesteiden välityksellä. Hapeton veri kulkee nyt takaisin sydämen oikealle puolelle.
Sydämen rakenne
Ihmisen sydän on suunnilleen suljetun nyrkin kokoinen. Se on kehon verenkiertopumppu, joka pumppaa verta kehon eri elimiin. Se painaa miehillä noin 280-340 grammaa ja naisilla noin 230-280 grammaa. Sydän sijaitsee rintaontelossa hieman kehon vasemmalle puolelle kallistuneena.
Sydän on koteloitunut kaksoisseinämäiseen pussiin, jota kutsutaan sydänpussiksi. Tämä suojaa sydäntä ja myös ankkuroi sen rintakehän sisään, kahden keuhkon väliin. Sydänpussin ulomman ja sisemmän kerroksen välissä on sydänpussinestettä, joka voitelee sydäntä.
Ihmissydämessä on yhteensä neljä kammiota – kaksi ylempää kammiota, joita kutsutaan oikeaksi eteiseksi ja vasemmaksi eteiseksi, sekä kaksi alempaa kammiota, joita kutsutaan oikeaksi kammioksi ja vasemmaksi kammioksi. Oikeaa eteistä ja oikeaa kammiota voidaan yhdessä kutsua oikeaksi sydämeksi. Vasemmasta eteisestä ja vasemmasta kammiosta yhdessä voidaan käyttää nimitystä vasen sydän. Sydämen molemmat puolet on erotettu toisistaan lihaksikkaalla seinämällä, jota kutsutaan väliseinäksi. Myös kammiot ja eteiset on erotettu toisistaan lihaksikkailla septumeilla.
Sydämen kammiot
Sydämen kammiot ovat yhteydessä toisiinsa septumissa olevan pienen aukon kautta. Näitä aukkoja vartioivat läpät. Läppiä on erityyppisiä. Ne ovat:
- trikuspidaaliläppä – Muodostuu kolmesta lihaksikkaasta läpästä eli läppäviistosta, ja se vartioi oikean eteisen ja oikean kammion välistä aukkoa.
- Bikuspidaaliläppä eli mitraaliläppä – Vartioi vasemman eteisen ja vasemman kammion välistä aukkoa.
- Aorttaläppä – Ohjaa veren virtausta ulos kammioista ja on aortan ja vasemman kammion välissä
- keuhkovaltimoläppä – Ohjaa veren virtausta ulos kammioista ja on keuhkovaltimon ja oikean kammion välissä.
Sydämessä on monia verisuonia, jotka kulkevat sydämeen sisälle ja ulos. Suonet, valtimot ja kapillaarit muodostavat tämän tiiviin verkon. Laskimot kuljettavat hapetonta verta sydämen oikealle puolelle. Valtimot kuljettavat hapekasta verta pois sydämestä kehon eri osiin. Pisintä sydämestä lähtevää valtimoa kutsutaan aortaksi. Laskimoiden ja valtimoiden välissä on pieni putkimainen verenkierto, jota kutsutaan kapillaareiksi.
Sydänlihakset muodostavat sydämen. Kammioiden seinämät ovat paksummat kuin eteisten seinämät. Sydänlihaksissa on erityinen solmukudos, jota kutsutaan sinus-kammiosolmuksi ja eteis-kammiosolmuksi. Lisäksi on olemassa solmukuiduista koostuva kimppu, jota kutsutaan eteis-kammiokimpuksi (AV-kimppu). Nämä haarautuvat oikeaan ja vasempaan nippuun. Oikea ja vasen kimppu haarautuvat edelleen pieniksi kuiduiksi, joita kutsutaan Purkinje-kuiduiksi, koko sydämen kammion lihaksistoon. Näitä kuituja yhdessä oikean ja vasemman nipun kanssa kutsutaan Hisin nipuksi.
Tämän solmukeskeisen lihaksiston erityispiirre on se, että sillä on kyky tuottaa sähköisiä impulsseja ilman ulkoisia ärsykkeitä.
Sydänlyönti
Mikä on sydämenlyönti ja miten se tapahtuu?
Sydänlyönti tarkoittaa yksinkertaisimmillaan sydämen sykettä. Pulssi tai syke on sydämen lyöntikertojen määrä minuutissa. (Sydämen kammioiden rytminen supistuminen ja rentoutuminen)
Tiedä tämä tosiasia, että sydämemme lyö keskimäärin 72 lyöntiä minuutissa. Miten tämä sydämen rytminen lyönti tapahtuu?
Sydämen neljä kammiota eli eteiset ja kammiot toimivat yhdessä. Ne supistuvat ja rentoutuvat vuorotellen pumpatakseen verta sydämen läpi. On olemassa joitakin sähköisiä impulsseja, jotka laukaisevat sydämenlyönnin. Nämä impulssit ovat voimanlähde, joka mahdollistaa sydämen sykkeen.
Nämä impulssit alkavat sinusolmukkeesta, joka tunnetaan sydämen luonnollisena tahdistimena. Kun tämä sähköinen toiminta alkaa levitä eteisten lihasseinämiin, se johtaa supistumiseen. Eteis-kammiosolmuke hidastaa sähköisiä signaaleja ennen kuin ne pääsevät kammioihin. Niinpä eteiset supistuvat ensin, minkä jälkeen kammiot supistuvat. Kammiot supistuvat sen jälkeen, kun ne ovat saaneet impulssin Hisin nipun kautta.
Sydämen sykli
Tiedät nyt, mitä sydämen syke on ja mitkä laukaisevat sydämen sykkeen. Mutta tiesitkö, että yhden sydämenlyönnin aikana tapahtuu muutamia tapahtumia? Tämä ei ole mitään muuta kuin sydämen sykli. Sydänsyklin kesto on noin 0,8 sekuntia ja jokainen kammio pumppaa noin 70 ml verta, jota kutsutaan iskutilavuudeksi.
(Lähde: Wikipedia)
Sydänsyklissä on kolme vaihetta. Ne ovat:
- Kammiosystoli
- Kammiosystoli
- Relaksaatio
Kammiosystolivaiheen aikana eteiset supistuvat ja työntävät verta kammioihin. Tässä eteis-kammioläpät ja semilunariläpät ovat tärkeässä asemassa. Edelliset venttiilit pysyvät auki, kun taas semilunariset venttiilit pysyvät kiinni estääkseen valtimoveren pääsyn takaisin sydämeen. Kammiot ovat tässä vaiheessa diastolessa.
Seuraavassa vaiheessa kammiot supistuvat ja työntävät verta aorttaan ja keuhkorunkoon. Paine, jolla kammiot työntävät verta, pakottaa semilunariläpät avautumaan. Atrioventrikulaariset läpät sulkeutuvat. Näin veri virtaa kammioista valtimoihin. Eteiset ovat nyt tämän vaiheen aikana diastole-tilassa.
Relaksaatiovaiheen aikana sydämen neljä kammiota ovat diastole-tilassa. Veri menee sydämeen suonista. Tänä aikana kammiot täyttyvät noin 75 %:iin tilavuudestaan. Ne täyttyvät kokonaan sen jälkeen, kun eteiset siirtyvät systoleen. Tässä vaiheessa kammioiden sydänlihassolut repolarisoituvat ja valmistautuvat seuraavaan depolarisaatioon ja supistumiseen.
Sydämen tuotos
Tiesitkö, että kukin kammio pumppaa ulos keskimäärin 5 litraa verta joka minuutti? Tämä ei ole mitään muuta kuin sydämen tuotos. Kehollamme on tämä mahtava kyky muuttaa sykettä, iskutilavuutta ja sydämen minuuttitilavuutta.
Levossa olevan ihmisen ja juoksevan urheilijan sydämen minuuttitilavuus on erilainen. Urheilijan sydämen minuuttitilavuus on paljon suurempi.
ECG
ECG tarkoittaa elektrokardiogrammia, joka mittaa sydämen sähköistä toimintaa levossa. Se antaa tietoa sydämen sykkeestä, sydämen rytmistä ja mahdollisesta sydämen laajentumisesta sekä viitteitä aiemmista sydänkohtauksista.
(Lähde: Wikipedia)
Ratkaistuja kysymyksiä sinulle
Kysymys: Miksi sinusolmuketta kutsutaan tahdistimeksi?
Vastaus: Sydän koostuu sydänlihaksista. Oikean eteisen yläosassa on erikoistunut solmuke, jota kutsutaan sinusolmuksi. Tällä solmulihaksella on kyky tuottaa sähköimpulsseja ilman ulkoisia ärsykkeitä. Sähköimpulssi käynnistää sitten tapahtumasarjan, joka johtaa sydämen rytmiseen lyöntiin. Sinussolmuke on vastuussa sydämen rytmisen sykkeen käynnistämisestä ja ylläpitämisestä. Juuri tästä syystä sitä kutsutaan luonnolliseksi tahdistimeksi.