Tipos de sistemas circulatórios: Aberto vs. Fechadas

O sistema circulatório serve para mover sangue para um local ou locais onde possa ser oxigenado e onde os resíduos possam ser descartados. A circulação serve então para trazer sangue recém oxigenado para os tecidos do corpo. À medida que o oxigênio e outros produtos químicos se difundem para fora das células sanguíneas e para o fluido que circunda as células dos tecidos do corpo, os resíduos se difundem nas células sanguíneas para serem transportados. O sangue circula através de órgãos como o fígado e rins onde os resíduos são removidos e retornados ao pulmões para uma nova dose de oxigênio. E então o processo se repete. Este processo de circulação é necessário para a continuidade da vida do células, tecidos e até mesmo de todo o organismo. Antes de falarmos sobre o coração, devemos fornecer um breve histórico dos dois tipos amplos de circulação encontrados em animais. Também discutiremos a complexidade progressiva do coração à medida que se sobe na escada evolutiva.

Muitos invertebrados não têm um sistema circulatório. Suas células estão próximas o suficiente do ambiente para que o oxigênio, outros gases, nutrientes e resíduos sejam simplesmente difundidos para dentro e para dentro das células. Em animais com várias camadas de células, especialmente animais terrestres, isso não funcionará, pois suas células estão muito distantes do ambiente externo para osmose simples e

Nos animais superiores, existem dois tipos principais de sistemas circulatórios: abertos e fechados. Artrópodes e moluscos têm um sistema circulatório aberto. Nesse tipo de sistema, não há coração verdadeiro nem capilares, como são encontrados nos seres humanos. Em vez de um coração, existem veias de sangue que agem como bombas para forçar o sangue. Em vez de capilares, os vasos sanguíneos se juntam diretamente aos seios abertos. O "sangue", na verdade uma combinação de sangue e fluido intersticial chamado "hemolinfa", é forçado a partir dos vasos sanguíneos para grandes seios, onde realmente banha os órgãos internos. Outros vasos recebem sangue forçado desses seios e o conduzem de volta aos vasos de bombeamento. Ajuda imaginar um balde com duas mangueiras saindo, essas mangueiras conectadas a uma lâmpada de aperto. Quando a lâmpada é espremida, ela força a água para o balde. Uma mangueira estará atirando água no balde, a outra está sugando água para fora do balde. Escusado será dizer que este é um sistema muito ineficiente. Os insetos podem conviver com esse tipo de sistema porque possuem inúmeras aberturas em seus corpos (espiráculos) que permitem que o "sangue" entre em contato com o ar.

O sistema circulatório fechado de alguns moluscos e todos os vertebrados e invertebrados superiores é um sistema muito mais eficiente. Aqui o sangue é bombeado através de um sistema fechado de artérias, veiase capilares. Os capilares circundam a órgãos, certificando-se de que todas as células tenham a mesma oportunidade de nutrir e remover seus resíduos. No entanto, mesmo os sistemas circulatórios fechados diferem à medida que avançamos na árvore evolutiva.

Um dos tipos mais simples de sistemas circulatórios fechados é encontrado em anelídeos, como a minhoca. As minhocas têm dois vasos sanguíneos principais - um dorsal e um ventral - que transportam sangue em direção à cabeça ou à cauda, ​​respectivamente. O sangue é movido ao longo do vaso dorsal por ondas de contração na parede do vaso. Essas ondas contratáveis ​​são chamadas de 'peristaltismo'. Na região anterior do verme, existem cinco pares de vasos, que denominamos frouxamente "corações" que conectam os vasos dorsal e ventral. Esses vasos de conexão funcionam como corações rudimentares e forçam o sangue para dentro do vaso ventral. Como a cobertura externa (a epiderme) da minhoca é tão fina e constantemente úmida, há uma ampla oportunidade para troca de gases, tornando possível esse sistema relativamente ineficiente. Existem também órgãos especiais na minhoca para a remoção de resíduos nitrogenados. Ainda assim, o sangue pode fluir para trás e o sistema é apenas ligeiramente mais eficiente que o sistema aberto de insetos.

Quando chegamos aos vertebrados, começamos a encontrar eficiências reais com o sistema fechado. Os peixes possuem um dos tipos mais simples de corações verdadeiros. O coração de um peixe é um órgão de duas câmaras composto por um átrio e um ventrículo. O coração tem paredes musculares e uma válvula entre suas câmaras. O sangue é bombeado do coração para as brânquias, onde recebe oxigênio e se livra do dióxido de carbono. O sangue passa para os órgãos do corpo, onde são trocados nutrientes, gases e resíduos. No entanto, não há divisão da circulação entre os órgãos respiratórios e o resto do corpo. Ou seja, o sangue viaja em um circuito que leva o sangue do coração para brânquias para órgãos e de volta ao coração para iniciar sua jornada tortuosa novamente.

Rãs tem um coração de três câmaras, constituído por dois átrios e um único ventrículo. O sangue que sai do ventrículo passa para uma aorta bifurcada, onde o sangue tem a mesma oportunidade de viajar através de um circuito de vasos que levam aos pulmões ou de um circuito que leva aos outros órgãos. O sangue retornando ao coração pelos pulmões passa para um átrio, enquanto o sangue retornando do resto do corpo passa para o outro. Ambos os átrios se esvaziam no único ventrículo. Embora isso garanta que algum sangue sempre passe para os pulmões e depois volte para o coração, a mistura de sangue oxigenado e desoxigenado no ventrículo único significa que os órgãos não estão recebendo sangue saturado com oxigênio. Ainda assim, para uma criatura de sangue frio como o sapo, o sistema funciona bem.

Os seres humanos e todos os outros mamíferos, assim como os pássaros, têm uma coração de quatro câmaras com dois átrios e dois ventrículos. Sangue desoxigenado e oxigenado não são misturados. As quatro câmaras garantem um movimento eficiente e rápido do sangue altamente oxigenado para os órgãos do corpo. Isso ajuda na regulação térmica e em movimentos musculares rápidos e sustentados.