Organele și sistemele de organe la animale – Circulația
Studiul sistemului circulator, al componentelor sângelui și al fiziologiei circulației la om.
Bacalaureat
Mediul intern și componentele sângelui
Sângele este un țesut conjunctiv special, cu substanță fundamentală lichidă. Reprezintă circa 8% din masa corpului (aprox. 5 litri la adult) și are două componente:
- Plasma (~55%) — apă (90%), proteine (albumine, globuline, fibrinogen — esențial în coagulare), săruri minerale, nutrimente, hormoni și produși de excreție;
- Elementele figurate (~45%):
- hematiile (globulele roșii, eritrocitele) — circa 4,5–5 milioane/mm³; la mamifere sunt celule fără nucleu, în formă de disc biconcav, pline cu hemoglobină; transportă O2 și parțial CO2. Atenție: la păsări, reptile, amfibieni și pești hematiile AU nucleu — lipsa nucleului e o particularitate a mamiferelor;
- leucocitele (globulele albe) — 4 000–8 000/mm³; celule complete, cu nucleu; asigură apărarea organismului prin fagocitoză și prin producerea de anticorpi (limfocitele);
- trombocitele (plachetele sanguine) — 150 000–300 000/mm³; fragmente celulare care declanșează coagularea: fibrinogenul solubil se transformă în fibrină insolubilă, care formează cheagul.
Funcțiile sângelui: transport (gaze, nutrimente, hormoni, produși de excreție), apărare, menținerea constantă a temperaturii și a compoziției mediului intern (homeostazie).
Inima – structură
Inima este un organ musculos cavitar, de mărimea pumnului, situat în cutia toracică, între plămâni, cu vârful orientat spre stânga.
Peretele inimii are trei straturi: endocard (căptușeala internă), miocard (mușchiul cardiac — stratul cel mai gros) și epicard (foița externă); totul e învelit în sacul pericardic.
Inima are patru camere: două atrii (primesc sângele) și două ventricule (îl pompează). Esențial: jumătatea dreaptă și cea stângă NU comunică între ele — septul cardiac le separă complet, astfel încât sângele venos (dreapta) nu se amestecă cu cel arterial (stânga). Atriul comunică cu ventriculul de aceeași parte prin orificii prevăzute cu valve atrioventriculare: tricuspidă pe dreapta, bicuspidă (mitrală) pe stânga. La baza arterelor mari se află valvele semilunare. Valvele impun sensul unic al circulației: atriu → ventricul → arteră.
Ventriculul stâng are peretele cel mai gros — el împinge sângele în întreg corpul, pe când ventriculul drept pompează doar până la plămâni.
Miocardul este irigat de arterele coronare; obstrucția lor produce infarctul miocardic — moartea porțiunii de mușchi rămase fără oxigen.
Fiziologia inimii: automatismul și ciclul cardiac
Inima se contractă ritmic toată viața datorită automatismului cardiac: impulsurile de contracție se nasc CHIAR ÎN inimă, în țesutul nodal (excitoconductor) — nodulul sinoatrial (pacemakerul fiziologic), nodulul atrioventricular și fasciculele care conduc excitația în ventricule. De aceea inima continuă să bată un timp chiar scoasă din corp — dovada clasică a automatismului, cerută ca argument la examen.
Ciclul cardiac (revoluția cardiacă) durează circa 0,8 secunde la un ritm de 75 bătăi/minut și are trei faze:
- sistola atrială (~0,1 s) — atriile se contractă și împing sângele în ventricule (care sunt relaxate);
- sistola ventriculară (~0,3 s) — ventriculele se contractă; valvele atrioventriculare se închid, cele semilunare se deschid, sângele e ejectat în artere;
- diastola generală (~0,4 s) — toată inima e relaxată și se umple cu sânge din vene.
Capcană frecventă: atriile și ventriculele NU se contractă simultan — când unele sunt în sistolă, celelalte sunt în diastolă.
Parametri funcționali: frecvența cardiacă de repaus 70–75 bătăi/minut; debitul cardiac ~5 l/minut. Zgomotele inimii corespund închiderii valvelor, iar pulsul este unda de presiune transmisă pereților arteriali la fiecare sistolă ventriculară.
Vasele de sânge și cele două circulații
Cele trei tipuri de vase se definesc prin sensul curgerii, nu prin tipul de sânge — regula de aur a capitolului:
- Arterele — duc sângele DE LA inimă spre organe; pereți groși, elastici, presiune mare;
- Venele — aduc sângele SPRE inimă; pereți subțiri, prevăzute (la membre) cu valvule care împiedică refluxul;
- Capilarele — vase microscopice cu perete unistratificat, la nivelul cărora se fac toate schimburile cu țesuturile.
Omul are circulație dublă (sângele trece de două ori prin inimă la un circuit complet) și închisă (sângele nu părăsește vasele):
- Marea circulație (sistemică): ventriculul stâng → aortă → artere → capilarele tuturor organelor (sângele cedează O2, preia CO2) → venele cave → atriul drept. Pleacă sânge arterial, se întoarce sânge venos.
- Mica circulație (pulmonară): ventriculul drept → artera pulmonară → capilarele pulmonare (hematoza) → venele pulmonare → atriul stâng. Pleacă sânge venos, se întoarce sânge arterial.
Excepția-capcană preferată la examen: artera pulmonară transportă sânge VENOS, iar venele pulmonare transportă sânge ARTERIAL — exact invers decât sugerează numele. Tensiunea arterială normală la adult: ~120/80 mmHg (maxima sistolică / minima diastolică).
Limfa, sistemul limfatic și evoluția sistemului circulator la vertebrate
Pe lângă sânge, mediul intern cuprinde lichidul interstițial (scaldă direct celulele) și limfa. Plasma filtrată din capilare devine lichid interstițial; surplusul este colectat de capilarele limfatice, devenind limfă, și readus în circulația venoasă prin vasele limfatice mari. Pe traseu, limfa străbate ganglionii limfatici — stații de filtrare bogate în limfocite, care rețin microbii (de aceea ganglionii se măresc în infecții).
Rolurile sistemului limfatic: drenarea lichidului interstițial, apărarea imunitară și transportul lipidelor absorbite din intestin (prin chilifere). Organe limfoide: ganglionii, splina, timusul, amigdalele.
Evoluția inimii la vertebrate — serie comparativă cerută la examen:
- pești: inimă cu 2 camere (un atriu, un ventricul), circulație simplă — sângele trece o singură dată prin inimă;
- amfibieni: 3 camere (două atrii, un ventricul) — în ventricul sângele se amestecă parțial; circulație dublă incompletă;
- reptile: 3 camere cu sept ventricular incomplet (complet doar la crocodili);
- păsări și mamifere: 4 camere, separare totală a sângelui arterial de cel venos — condiție a homeotermiei (temperatură corporală constantă).
De reținut
- hematii
- globulele roșii; la mamifere celule anucleate, în formă de disc biconcav, încărcate cu hemoglobină, care transportă oxigenul
- leucocite
- globulele albe, celule nucleate cu rol de apărare, prin fagocitoză și prin producerea de anticorpi
- trombocite
- fragmente celulare care declanșează coagularea sângelui, prin transformarea fibrinogenului solubil în fibrină insolubilă
- automatism cardiac
- proprietatea inimii de a se contracta ritmic sub acțiunea impulsurilor generate de propriul țesut nodal, independent de sistemul nervos
- ciclu cardiac
- succesiunea sistolă atrială – sistolă ventriculară – diastolă generală, cu durata de circa 0,8 secunde la 75 de bătăi pe minut
- arteră
- vas care duce sângele de la inimă spre organe, indiferent dacă acesta este arterial sau venos
- venă
- vas care aduce sângele spre inimă; venele membrelor au valvule care împiedică refluxul
- marea circulație
- circuitul ventricul stâng – aortă – organe – vene cave – atriul drept, prin care țesuturile primesc oxigen și cedează dioxid de carbon
- mica circulație
- circuitul ventricul drept – artera pulmonară – plămâni – vene pulmonare – atriul stâng, în care sângele se oxigenează prin hematoza
- limfa
- lichidul colectat de capilarele limfatice din lichidul interstițial, filtrat prin ganglionii limfatici și readus în circulația venoasă
Greșeli frecvente
Greșit: Toate arterele ar transporta sânge arterial și toate venele sânge venos
Corect: Vasele se definesc după sensul curgerii, nu după tipul sângelui: artera pulmonară duce sânge venos, iar venele pulmonare aduc sânge arterial
Greșit: Atriile și ventriculele s-ar contracta în același timp
Corect: Fazele ciclului cardiac sunt succesive: sistola atrială umple ventriculele relaxate, abia apoi urmează sistola ventriculară, apoi diastola generală
Greșit: Inima ar bate doar pentru că primește comenzi de la creier
Corect: Impulsurile de contracție se nasc în țesutul nodal propriu (automatism); sistemul nervos vegetativ doar modifică frecvența — nu inițiază bătăile
Greșit: Hematiile tuturor vertebratelor ar fi lipsite de nucleu
Corect: Doar hematiile mamiferelor sunt anucleate; la pești, amfibieni, reptile și păsări hematiile au nucleu
Greșit: Schimburile de substanțe cu țesuturile s-ar face prin pereții arterelor
Corect: Schimburile au loc exclusiv la nivelul capilarelor, singurele vase cu perete unistratificat, permeabil
Test — 6 întrebări ca la examen
1. Elementele figurate care transportă oxigenul sunt:
- leucocitele
- trombocitele
- hematiile
- limfocitele
Vezi răspunsul
hematiile. Hematiile conțin hemoglobină, care fixează reversibil oxigenul. Leucocitele apără organismul, iar trombocitele coagulează sângele; limfocitele — distractorul — sunt de fapt un tip de leucocite, deci tot fără rol de transport.
2. Valva bicuspidă (mitrală) se află între:
- atriul drept și ventriculul drept
- atriul stâng și ventriculul stâng
- ventriculul stâng și aortă
- cele două atrii
Vezi răspunsul
atriul stâng și ventriculul stâng. Bicuspida păzește orificiul atrioventricular STÂNG; pe dreapta e tricuspida — inversarea lor e cea mai comună greșeală. Între ventricul și aortă sunt valvele semilunare, iar cele două atrii nu comunică deloc la adult.
3. Mica circulație începe în:
- ventriculul stâng, cu aorta
- atriul drept, cu venele cave
- ventriculul drept, cu artera pulmonară
- atriul stâng, cu venele pulmonare
Vezi răspunsul
ventriculul drept, cu artera pulmonară. Circulația pulmonară pornește din ventriculul drept, prin artera pulmonară, spre plămâni. Prima variantă descrie începutul MARII circulații — distractorul standard; celelalte două indică puncte de sosire, nu de plecare.
4. Sângele arterial (oxigenat) curge prin:
- artera pulmonară
- venele cave
- venele pulmonare
- toate venele corpului
Vezi răspunsul
venele pulmonare. Venele pulmonare aduc de la plămâni sânge proaspăt oxigenat în atriul stâng — excepția care contrazice regula „venele au sânge venos”. Artera pulmonară, distractorul-oglindă, transportă tocmai sânge venos, spre plămâni.
5. Dovada automatismului cardiac este faptul că:
- inima se oprește imediat ce e separată de nervi
- inima continuă să se contracte ritmic și scoasă din corp
- frecvența cardiacă nu se modifică niciodată
- miocardul se contractă doar la comanda scoarței cerebrale
Vezi răspunsul
inima continuă să se contracte ritmic și scoasă din corp. Țesutul nodal generează singur impulsuri, deci inima izolată, menținută în condiții potrivite, bate în continuare. Prima variantă ar fi adevărată doar dacă impulsurile ar veni din afara inimii — exact ce contrazice automatismul.
6. La amfibieni, sângele arterial se amestecă parțial cu cel venos deoarece inima are:
- două camere, ca la pești
- patru camere complet separate
- două atrii și un singur ventricul
- un singur atriu și două ventricule
Vezi răspunsul
două atrii și un singur ventricul. Cele două atrii primesc sânge diferit (venos, respectiv arterial), dar amândouă îl varsă în unicul ventricul, unde se amestecă parțial. Patru camere separate au doar păsările și mamiferele; două camere și circulație simplă — peștii.