Қанайналым және тыныс алу жүйелері құрылымдық және функционалдық жағынан өзара байланысты. Олар бірге дененің өмірлік белсенділігін қамтамасыз етеді, тіндер мен мүшелерді оттегімен және қоректік заттармен қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Ал жерді жартылай жаулап алған алғашқы жануарлардан бастап бұл жүйелердің бірлігі байқалады. Ол құрылымдық ұйымдастырудың жоғары деңгейін және жердегі өмір сүру жағдайларына физиологияны оңтайландыруды қамтамасыз етеді.
Сүтқоректілердің, қосмекенділердің, құстардың және бауырымен жорғалаушылардың тыныс алу және жүрек-тамыр жүйесі өкпе, жүрек және қан тамырларынан тұрады. Бұл жағдайда өкпе айналымының схемасы толығымен өкпемен, яғни қан тамырлар арқылы енетін және веналар арқылы шығарылатын өкпе капиллярларымен ұсынылған. Бір қызығы, қан айналымы шеңберлері арасында құрылымдық кедергілер жоқ, сондықтан тыныс алу жолдары мен жүрек-тамыр жүйесі біртұтас функционалды бірлік болып саналады.
Өкпелік қан айналымының ретті схемасы
Кішкентай шеңбер – қан жүректен өкпеге жіберіліп, кері қайтарылатын тамырлардың тұйық тізбегі. Сонымен қатар, гемоциркуляция физиологиясының айырмашылығына қарамастан, сүтқоректілердің өкпе айналымының схемасы қосмекенділердің, бауырымен жорғалаушылардың, тіпті құстардың қан айналымынан ерекшеленбейді. Сүтқоректілердің қалғандарына қарағанда соңғыларымен ұқсастықтары көбірек. Атап айтқанда, біз 4 камералы жүрек туралы айтып отырмыз.
Дене тамырларының арасында шекара болмағандықтан, өкпе айналымының шартты басталуы сүтқоректілердің жүрегінің оң жақ қарыншасы болып саналады. Одан оттегі жетіспейтін қан өкпе діңі арқылы өкпе капиллярларына өтеді. Альвеолярлы эпителий жасушаларында пайда болатын газдардың диффузиялық процестері альвеолалардың люменіне көмірқышқыл газын шығарумен және оттегін ұстаумен аяқталады. Соңғысы гемоглобинмен қосылып, өкпе веналары арқылы жүректің сол жағына жіберіледі. Өкпе қан айналымының диаграммасында көрсетілгендей, ол сол жақ жүрекшеде аяқталады, ал жүйелі қан айналымы сол қарыншадан басталады.
Құстардың өкпе айналымы
Тыныс алу және жүрек-тамыр жүйелерінің физиологиясы жағынан құстар сүтқоректілерге өте ұқсас, өйткені олардың да жүрегі 4 камералы. Қосмекенділер мен бауырымен жорғалаушылардың жүрегі 3 камералы. Нәтижесінде құстардың өкпе айналымының схемасы сүтқоректілердікімен бірдей. Мұнда веноздық қан оң жақ қарыншадан өкпе капиллярларына өтеді. Оттегі қанды оттегімен байытады, ол эритроциттер артериялық қанмен сол жақ жүрекшеге, одан қарыншаға және жүйелі қан айналымына тасымалданады.
Құстар мен сүтқоректілердегі өкпе айналымы
Құстардың, сүтқоректілердің, бауырымен жорғалаушылардың және қосмекенділердің өкпе айналымының веналарында қандай қан жүретінін анықтау керек шығар. Сонымен, сүтқоректілерде веноздық қан өкпе артериясы арқылы оттегімен таусылған және көп мөлшерде көмірқышқыл газы бар капиллярларға өтеді. Оттегімен қаныққаннан кейін артериялық қан тамырлар арқылы жүрекке жіберіледі. Бір қызығы, жүйелі қан айналымында жүректен шыққан артерия қаны әрқашан тек артериялар арқылы өтеді, ал веноздық қан тамырлар арқылы жүрекке қайтады.
Жорғалаушылар мен қосмекенділердегі өкпе айналымы
Бақаның өкпе қан айналымының схемасы сүтқоректілердікінен айырмашылығы жоқ. Дегенмен, олар физиологияда әртүрлі: 3 камералы жүректің болуына байланысты веноздық және артериялық қан араласады. Демек, аралас биологиялық сұйықтық дененің артериялары арқылы, соның ішінде өкпе арқылы өтеді. Ал дененің веналары арқылы өтетін веноз жүрекке оралады, содан кейін үш камералы жүрекке қайтадан араласады. Демек, өкпе және жүйелі айналымның артерияларындағы оттегінің парциалды қысымы іс жүзінде бірдей. Өйткені қосмекенділер суық қанды.
Жорғалаушылардың да жүрегі үш камералы, бірақ жалпы қарыншаның жоғарғы және төменгі бөліктерінде қалқаның рудименті болады. Қолтырауындардың арасында тіпті бөлім бароң және сол жақ қарыншалар іс жүзінде қалыптасады. Оның бірнеше саңылаулары ғана бар. Нәтижесінде қолтырауындар басқа бауырымен жорғалаушыларға қарағанда қаттырақ және үлкенірек. Сонымен бірге бауырымен жорғалаушылар класына жататын динозаврлардың қандай жүрекке ие екені әлі белгісіз. Оларда қарыншаларда іс жүзінде толық септум болған болуы мүмкін. Дәлелдерді алу екіталай.
Адамның өкпе қан айналымының схемасын талдау
Адамда газ алмасу өкпеде жүреді. Мұнда қан көмірқышқыл газын бөліп, оттегімен қаныққан. Бұл қанның өкпелік айналымының негізгі мәні. Тыныс алу жүйесінің физиологиясын зерттеу негізінде жасалған өкпе қан айналымының кез келген академиялық диаграммасы оң жақ қарыншадан басталады. Өкпе артериясының клапанынан тікелей өкпе діңі шығады. Екі бөлікке бөлінуіне байланысты өкпе артериясының бір тармағы оң және сол өкпеге кетеді.
Өкпе артериясының өзі сан рет бөлініп, мүше тініне тығыз еніп, капиллярларға дейін бөлінеді. Газ алмасу оларда альвеолярлы эпителий жасушаларынан тұратын ауа-қан тосқауылдары арқылы тікелей жүреді. Қанды оттегімен қанықтырудан кейін ол венулалар мен веналарда жиналады. Әр өкпеден екеуі кетеді, ал сол жақ атриумға 4 өкпе веналары ағып жатыр. Олар артериялық қанды тасымалдайды. Бұл жерде өкпе айналымының схемасы аяқталады және жүйелі қан айналымы басталады.
Өкпе қан айналымының биологиялық маңызы
Филогенездегі шағын шеңбер жерді мекендей бастаған организмдерде пайда болады. Суда өмір сүретін және еріген оттегін алатын жануарларда ол жоқ. Эволюция тағы бір тыныс алу мүшесін жасады: алдымен қарапайым трахеальды өкпелер, содан кейін күрделі альвеолярлы. Өкпенің пайда болуымен бірге өкпе айналымы да дамиды.
Бұдан былай құрлықта тіршілік ететін организмдердің даму эволюциясы оттегін алуды және оны тұтынушы тіндерге тасымалдауды оңтайландыруға бағытталған. Қарыншалар қуысында қанның араласпауы да маңызды эволюциялық механизм болып табылады. Соның арқасында сүтқоректілер мен құстардың жылы қандылығы қамтамасыз етіледі. Сондай-ақ, ең бастысы, 4 камералы жүрек мидың дамуын қамтамасыз етті, өйткені ол барлық оттегімен қаныққан қанның төрттен бірін тұтынады.
