Hệ tuần hoàn

Hệ tuần hoàn là hệ cơ quan đảm nhận việc lưu thông máu trong cơ thể các động vật. Nó có nhiệm vụ vận chuyển chất dinh dưỡng, oxy, carbon dioxide, hormone và tế bào máu đến và đi khỏi các tế bào, từ đó nuôi dưỡng cơ thể, chống lại bệnh tật, duy trì nhiệt độ cơ thể, độ pH và cân bằng nội môi. Đồng thời, hệ tuần hoàn cũng tiếp nhận các sản phẩm thải từ tế bào như chất thải và CO2 qua dịch mô, rồi chuyển chúng đến các cơ quan bài tiết để loại bỏ khỏi cơ thể.

Tổng quan về hệ tuần hoàn

1. Diện tích bề mặt cơ thể nhỏ so với thể tích, làm cho việc khuếch tán qua bề mặt cơ thể không đủ để đáp ứng nhu cầu của cơ thể.
2. Khoảng cách bên trong cơ thể lớn, gây khó khăn cho việc khuếch tán.
3. Bề mặt cơ thể của động vật sống trên cạn thường không thấm nước, giúp giữ nước trong cơ thể.

Các cơ quan đặc biệt như hệ tiêu hóa và hệ bài tiết đảm nhiệm việc giải quyết các vấn đề này. Hệ tuần hoàn đóng vai trò chuyển giao các chất từ nơi này đến nơi khác, giúp các cơ quan thực hiện chức năng của chúng một cách hiệu quả.

Chức năng chính

1. Chuyển oxy và dinh dưỡng đến các cơ quan trong cơ thể.
2. Vận chuyển sản phẩm bài tiết ra khỏi tế bào.
3. Đóng vai trò trong hệ miễn dịch để chống lại nhiễm trùng.
4. Phân phối hormone.
5. Tham gia vào quá trình đông máu, bảo vệ cơ thể.

Các thành phần

1. Dịch tuần hoàn: hay còn gọi là máu, có nhiệm vụ vận chuyển oxy và dinh dưỡng đến các tế bào cũng như mang chất thải từ tế bào về và đào thải qua các cơ quan bài tiết. Máu bao gồm 45% tế bào máu (hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu) và 55% huyết tương (90% nước, 10% các chất khác như vitamin và muối khoáng).
2. Tim: hoạt động như một máy bơm, tạo áp suất để đẩy máu lưu thông. Tim có 4 ngăn (2 ngăn tâm nhĩ trên: tâm nhĩ phải và tâm nhĩ trái, 2 ngăn tâm thất dưới: tâm thất phải và tâm thất trái), với các van tim giữa tâm thất và tâm nhĩ (van hai lá bên trái và van ba lá bên phải).
3. Mạch máu: hệ thống vận chuyển máu, bao gồm động mạch, mao mạch và tĩnh mạch.

Các loại hệ tuần hoàn

Hệ tuần hoàn mở (đặc trưng ở nhiều loài thân mềm, ngoại trừ mực ống và bạch tuộc có hệ tuần hoàn kín, cùng với chân khớp) không có mao mạch. Tên gọi 'mở' vì máu có thể ra ngoài hệ tuần hoàn. Tim bơm máu vào một khoang chính gọi là 'khoang cơ thể' xung quanh các cơ quan, cho phép trao đổi chất trực tiếp giữa máu và mô. Máu sau đó trở lại tim qua hệ thống mạch góp. Hệ tuần hoàn mở thường chỉ phù hợp với các loài động vật nhỏ như chân khớp và thân mềm.

Hệ tuần hoàn kín là hệ thống tuần hoàn trong đó máu lưu thông liên tục trong một mạng lưới mạch máu. Trong hệ tuần hoàn này, máu được vận chuyển dưới áp lực cao, dẫn đến tốc độ chảy nhanh hơn. Các tế bào mô không tiếp xúc trực tiếp với máu mà chỉ tiếp xúc với dịch mô, được hình thành từ máu qua quá trình lọc qua thành mao mạch. Ở động vật có xương sống, phần lớn dịch mô trở lại mao mạch với áp suất thấp hơn, trong khi một phần được gom lại vào hệ thống mạch bạch huyết, giúp đưa dịch mô quay trở lại vòng tuần hoàn với áp lực thấp hơn. Hệ tuần hoàn kín rất hiệu quả và đóng vai trò quan trọng trong sự tiến hóa của các loài động vật có xương sống lớn.

Hệ tuần hoàn đơn là kiểu tuần hoàn trong đó máu chỉ đi qua tim một lần trước khi đến các mô cơ thể. Loài cá thường có hệ tuần hoàn này vì chúng phụ thuộc vào môi trường nước xung quanh và nhiệt độ cơ thể thay đổi theo nhiệt độ môi trường. Trong hệ tuần hoàn đơn, máu được bơm ra từ tim với áp lực thấp, đi qua mang và nhận oxy. Sau đó, máu tập trung vào động mạch lớn gọi là động mạch lưng chạy dọc theo cơ thể cá và được phân phối đến các cơ quan. Máu sau khi khử oxy được tập trung vào khoang lớn gọi là xoang tĩnh mạch, từ đó chảy trở lại tim.

Hệ tuần hoàn kép là hệ thống tuần hoàn trong đó máu đi qua tim hai lần trước khi được phân phối đến các mô. Nhờ việc đi qua tim hai lần, áp lực và tốc độ chảy của máu cao hơn. Hệ tuần hoàn kép bao gồm hai vòng tuần hoàn nhỏ: vòng tuần hoàn phổi và vòng tuần hoàn hệ thống. Các loài lưỡng cư, bò sát, chim và thú đều có hệ tuần hoàn kép như vậy.

• Vòng tuần hoàn phổi: Máu khử oxy được đưa vào tâm nhĩ phải, từ đó chảy xuống tâm thất phải và được bơm lên phổi qua động mạch phổi. Tại phổi, máu thải CO₂ và nhận oxy trước khi quay trở lại tim qua tĩnh mạch phổi.
• Vòng tuần hoàn hệ thống: Máu được bơm từ tâm thất trái qua động mạch chủ với áp lực cao để phân phối đến toàn cơ thể. Sau khi trao đổi chất với các tế bào, máu trở lại tâm nhĩ phải qua tĩnh mạch chủ trên và dưới, kết thúc vòng tuần hoàn.

• Tim
• Mạch máu
• Giải phẫu cơ thể người

• W.D. Phillips và T.J. Chilton, Biology, Nhà xuất bản Oxford, 1991