Cirkulationssystemet Bi2 Fysiologi
Cirkulationssystemets uppgifter: Transport : syre, koldioxid, näringsämnen, avfallsprodukter, hormoner, antikropper, vita blodkroppar Värmereglering Medverkar i att upprätthålla homeostas* *En jämn, konstant miljö i organismen ( temp., ph, saltbalans)
Blodet/vävnadsvätska flödar runt cellerna i ett öppet eller slutet blodkärlssystem Slutet system Hos ringmaskar, bläckfiskar och ryggradsdjur är cirkulationen sluten. Blodet är skilt från vävnadsvätskan och pumpas runt i avskilda kärl (slutet blodkärlssystem) Öppet system Hos insekter och andra leddjur ingen skillnad mellan blod och vävnadsvätska. Blodet eller kroppsvätskan pumpas ut i kroppshålan (öppet blodkärlssystem) Transporten sker långsammare i sådana system.
Hjärtat kan ha olika utseende.. Fiskar har ett tvårummigt hjärta där blodet passerar hjärtat en gång (enkelt cirkulationssystem). När blodet passerar gälarna sjunker blodtrycket - blodet når organen med lågt tryck. Cellandningen sker därför långsamt (lite ATP bildning och spillvärme) fiskarna tvingas vara växelvarma.
Hjärtat kan ha olika utseende.. Groddjur har trerummigt hjärta, blodet passerar hjärtat två gånger (dubbelt cirkulationssystem) men med viss blandning av blod (växelvarma) Blodomloppet hos däggdjur/fåglar är dubbelt och pumpas med ett fyrrummigt hjärta Högt tryck till cellerna utan uppblandning av blod (jämnvarma)
Hjärtat Start syrefattigt blod i höger kammare: 1.Höger kammare pumpar blod till lungorna via lungartärerna 2.När blodet strömmar igenom kapillärerna i vänster och höger lunga tas syre upp varvid koldioxid avges. 3.Det syrerika blodet återvänder till vänster förmak via lung-venerna 4.Blodet pumpas vidare till vänster kammare och därifrån till aortan (kroppens största artär) som leder blodet till kroppens olika organ ( magsäck, lever, njurar och muskler mfl Artär blod bort från hjärtat Ven blod till hjärtat
http://www.1177.se/stockholm/tema/kroppen/ Cirkulation-och-andning/Film-Hjartat/?ar=True Dissektion av hjärta (30 min): https://www.youtube.com/watch?v=_glv- 163TRQ Hjärtats funktion (eng): https://www.youtube.com/watch?v=ohmmtqkg s50
Artär, ven, kapillär
Artärerna blir successivt mindre och övergår till slut i kapillärer (8 μm) (ett lager epitelceller) Ingen cell befinner sig längre bort än 130 μm från en kapillär. Blodet från kapillärerna samlas upp i vener som för blodet tillbaka till höger förmak.
Blodtryck Blodtrycket är ett mått på det tryck som blodet utövar på kärlväggarna. Trycket är högre i artärer än i vener och är som allra högst i hjärtats arbetsfas, systole. Det systoliska trycket för en frisk 20 åring är cirka 115 mm Hg och mäts i överarmens artärer. Under hjärtats vilofas, diastole, sjunker trycket till omkring 70 mm Hg. Med stigande ålder ökar både det systoliska och det diastoliska trycket för att i 50-årsåldern vara omkring 140/80. Slagvolymen ca 70 ml. Hjärtfrekvens 35-90 slag/min ca. 5 liter/min Hjärtat anpassar sig. Efter vad?
Vener Lågt blodtryck i venerna Klaffar och muskelrörelser gör att blodet rör sig åt rätt håll (mot hjärtat)
Reglering av blodströmmen Blodet styrs till olika delar av kroppen genom ett kapillärnät regleras av sk. sfinktrar Sfinktrarna regleras av nervsystemet Sfinktrarna kan dras ihop så att kapillärerna stängs och mindre mängd blod flyter genom det aktuella kapillärnätet Vid löpträning slappnar sfinktrarna av i skelettmuskler i benen mer blod strömmar genom musklerna. Efter en måltid sluts sfinktrarna i skelettmusklernas kapillärer, medan sfinktrar runt kapillärer vid tarmkanalen öppnas. mer blod strömmar förbi matspjälkningskanalen mer näring kan tas upp av blodet.
Blodet Blod: 45% Blodkroppar ( Röda-, vita blodkroppar samt blodplättar) 55% Plasma (90% vatten) Ämnen som cellerna behöver och restprodukter som avges från cellerna transporteras lösta i plasman. (Undantag är syre och koldioxid.) I plasman finns också speciella blodproteiner (7%) som fibrinogen som deltar i koaguleringen av blodet och albuminsomreglerar den osmotiska balansen och transport av fettsyror. Här finns även antikroppar som deltar i immunförsvaret.
Ämnesutbyte i kapillärerna Blodtrycket i den arteriella delen av kapillärerna är högre än i den venösa delen. blodplasman filtreras så att små joner och molekyler som glukos, syre och salter, pressas ut från kapillärerna till vävnadscellerna. Kvar i blodet finns proteiner och röda blodkroppar nu i en högre koncentration eftersom vatten försvunnit Det ger en låg vattenpotential och ett osmotiskt sug efter vatten från cellerna runt omkring kapillären Nu diffunderar vatten, koldioxid och cellens restprodukter in i kapillären
Blodkropparna är av tre typer. 1. Röda blodkroppar (erytrocyter) Syretransporten och gas utbytet gynnas av att de röda blodkropparna är platta och små (7-8 μm i diameter) vilket ger cellerna en stor sammanlagd yta där gaser kan diffundera in och ut. Röda blodkropparna innehåller ingen cellkärna (mer hemoglobin), och inga ribosomer eller mitokondrier som förbrukar O 2. Bildningstakten av nya blodkroppar regleras av hormonet erythropoietin som bildas i njurarna. Syrefattiga miljöer t.ex. hög höjd, stimulerar produktion av hormonet och därmed antalet erytrocyter. (Höghöjdsträning / Epo-dopning)
2. Vita blodkroppar (leukocyter) som deltar i kroppens försvar mot smittämnen 3.Blodplättar deltar vid koagulering av blod. Alla blodkroppar bildas i den röda benmärgen som finns i bröstben, revben och de längre skelettbenen i armar och ben.
Finns det ngt samband mellan kroppslängd och lungvolym (vitalkapacitet)? 1. Mät maxvolym (in/utandning) 2. Tabell: volym och kroppslängd 3. Plotta i diagram Samband?
Andning och gasutbyte Heterotrofa organismer behöver syre som oxidationsmedel vid cellandningen (förbränna glukos) Luft innehåller 21% syrgas, vatten innehåller 0,5 %. Allt gasutbyte sker genom diffusion genom vatten (avstånd mindre än 1mm). Encelliga organismer har inga särskilda andningsorgan utan syre tas upp direkt genom cellmembranen. Större flercelliga organismer har speciella organ för transport och utbyte av syre och koldioxid. (Den effektiva ytan inte räcker till för cellernas behov) Gemensamt för både vatten och luftbaserade andningsorgan är att: - ytan,där gasutbytet sker är maximerad och mycket tunn - blod och blodkärl används för gastransporten till och från cellerna (O 2, CO 2 )
Olika sätt för gasutbyte Diffusion (hudandning) Trakéer Gälar Lungor kroppsyta > volymen diffusion räcker kroppsytan < volymen organ behövs
Andning i vatten Gälar Det finns både fördelar och nackdelar att andas i vattnet. En fördel är att cellerna i andningsorganen hela tiden hålls fuktiga. En nackdel är att vattnet håller lite syre (0,5% i 15 C) Vattenlevande djur måste aktivt pumpa vatten förbi sina gälar ( 20% av det totala muskelarbetet hos fiskar) Hos fiskar pressas vatten över de blodrika gälarna från munhålan ut genom gällocken.
motströmsprincipen hos fiskgälar Blodet i blodkärlen går i motsatt riktning så att vatten och blodström möter varandra Detta möjliggör att blodet hela tiden möter vatten med en högre syrehalt. Detta leder till att över 80% av vattnets syre diffunderar ut i blodet i stället för 50%.
Andning på land Landdjur behöver bara avsätta en tiondel så mycket energi (2%) till andningsmuskulaturen i jämförelse med vattenlevande. Landdjuren kan inte ha sina andningsorgan i yttre delar av kroppen eftersom det skulle innebära för stora vätskeförluster (avdunstning). Hos groddjur, kräldjur, fåglar, däggdjur finns direktkontakten med luften och kroppsvätska bara hos specialiserade celler i lungan. Groddjur kan ta upp en stor del av syrebehovet genom huden (halvtaskiga lungor)
Hos insekter leds syre in genom trakéerna antingen genom aktivt pumpande (hos stora insekter) eller genom diffusion. Andning på land trakéer Det finns en övre gräns för trakéernas storlek och syrets möjlighet att diffundera vilket har begränsat insekternas kroppsstorlek. (Kan O 2 - halten variera?, större insekter tidigare under evolutionen)
Lungan - människans andningsorgan Luften tas in, fuktas och värms upp i näshåla. (Näshår, slem och cilier filtrerar bort partiklar) Luften fortsätts att renas i svalg och luftstrupe. Struphuvud och luftstrupe är förstärkt med hästskoformade broskringar som ger stadga och håller luftstrupen öppen. Luftstrupen fördelas i två bronker som sen fördelas i bronkioler som sedan går till alveoler 300 miljoner 0,1 mm stora alveoler bildar en totalyta på ca: 100m 2!
Alveolerna -gasutbytet Druvklasar i slutet av bronkiolerna. Syret löser sig i vätskan på alveolernas insida och diffunderar in i ett cellager och vidare till kapillären. Koncentrationsskillnader i O 2 och CO 2 i blodet i lungvener resp. lungartärer resulterar i gasernas motsatta diffusion in i resp. ut ur kapillärcellerna.
Fåglar hög ämnesomsättning- stort behov av syre Fåglar har i allmänhet en liten kropp vilket ger en stor yta i förhållande till volymen och därmed stora värmeförluster. Värmeförluster kompenseras i allmänhet av en hög ämnesomsättning och därmed stort syrebehov. (Hjärtat slår 700 ggr/min vid flykt. 1260 max kolibrier!) Fåglarnas andningsorgan är mycket effektiva. Förutom lungor har de luftsäckar i kroppshålan och de stora benen vilket medför att syrerikt blod passerar de diffunderande alveolerna både vid in och utandning.
Reglering av andningsfrekvensen