BSCS Biology: Amolecular Approach Student Edition

SISTEM TRANSPORTASI Sistem apa yang bertanggung jawab untuk gerakan darah ke seluruh tubuh pada manusia ?

Bagaimana sistem transportasi memberikan kontribusi pada kelangsungan hidup organisme multisel ?

Transprotasi pada tanaman

1. Adaptasi untuk Kehidupan di Tanah

Fosil dan bukti lain menunjukkan bahwa tanaman darat pertama mungkin berevolusi dari ganggang hijau sekitar 430 juta tahun yang lalu.

Hidup keluar dari air menimbulkan tantangan baru : hilangnya kelembaban ke udara . Dengan demikian , adaptasi pertama yang tanah termasuk kutikula dan struktur pelindung untuk gamet dan embrio . Dua kelompok tanaman muncul selama periode ini . Satu kelompok memiliki jaringan khusus, yang disebut jaringan pembuluh darah , yang terdiri dari sel-sel bergabung ke dalam tabung yang diangkut air dan nutrisi ke seluruh tubuh tanaman . Ini adalah tanaman -vaskular pertama nenek moyang semua tanaman kecuali lumut dan kerabat mereka . Lumut dan kerabat mereka keturunan kelompok kedua , tanaman nonvascular yang kompleks jaringan transportasi tidak berevolusi . Tanaman ini dibatasi sebagian besar untuk meredam lingkungan dan tidak tumbuh sangat besar .

Hidup di darat juga disajikan tantangan lain . Tanah mengandung air dan mineral , tetapi ringan dan karbon dioksida diperlukan untuk fotosintesis harus diperoleh di atas tanah . Tanaman darat vaskular disesuaikan dengan situasi ini dengan membedakan menjadi sistem akar bawah tanah yang menyerap air dan mineral dan sistem udara batang dan daun yang membuat makanan( Gambar 7.1 ).

GAMBAR 7.1

Transportasi pada tumbuhan . Berbagai bagian tanaman memiliki kegiatan yang berbeda , yang semuanya membutuhkan bahan yang harus diangkut di mana diperlukan . Air adalah bahan yang dibutuhkan dalam terbesar jumlah . Hal ini juga berfungsi sebagai cairan transportasi, membawa mineral melalui salah satu jenis transportasi jaringan dan produk fotosintesis melalui lain .

Spesialisasi ini diperlukan adaptasi tambahan . Bagian akar yang menyerap air umumnya tidak kutikula a. Catatan pada tampilan close up dari akar pada Gambar 7.2 bahwa beberapa sel memiliki panjang , proyeksi tipis . akar ini rambut sangat meningkatkan luas permukaan air menyerap root .

Tanpa dukungan yang diberikan oleh lingkungan air , bagaimana tanaman menembak berdiri tegak di udara ? Adaptasi penting dari tumbuhan vaskular adalah lignin , bahan keras tertanam dalam matriks selulosa dari dinding sel . Dinding-dinding mengalami lignifikasi mendukung pohon dan tumbuhan vaskular besar lainnya .

Air dan mineral harus dilakukan ke atas dari akar ke daun . Produk fotosintesis harus didistribusikan dari daun ke akar . Tugas ini dilakukan oleh sistem vaskular yang memanjang seluruh tanaman . Sel berbentuk tabung berongga disebut xilem membawa air dan mineral dari akar ( Gambar 7.2 ) . Sel xilem matang tak hidup tabung hampa . Nutrisi organik didistribusikan di seluruh tanaman oleh transpor aktif dalam floem , yang terdiri dari memanjang sel diatur dalam tabung diisi dengan mengalir sitoplasma .

2. Transportasi Air

Xilem tanaman berbunga terdiri dari dua jenis air budidaya sel , tracheids dan elemen kapal ( Gambar 7.4a ) , ditambah berat tubuh yang kuat serat . Tracheids telah menunjuk ujung dan dinding tebal dengan lubang-lubang yang menghubungkan mereka ke sel terdekat . Air bergerak dari sel ke sel melalui ini lubang . Unsur kapal yang lebih luas , lebih pendek , berdinding tipis , dan kurang meruncing . The dinding akhir elemen kapal yang berlubang atau hilang . Air dapat mengalir dengan bebas melalui lubang tersebut . Kolom elemen kapal membentuk pembuluh xilem di mana air bergerak di seluruh pabrik .

Jumlah besar air menguap setiap hari melalui stomata sebagai tanaman pertukaran gas dengan udara . Misalnya, maple merah khas pohon yang tumbuh di iklim lembab dapat kehilangan sebanyak 2.000 liter air per hari . Air ini harus diganti jika tanaman ini untuk bertahan hidup . masuk air melalui akar pohon dan tanaman darat tinggi lainnya sering harus diangkut ke atas untuk jarak yang jauh untuk mencapai yang lebih tinggi batang dan daun . Tanaman tidak memiliki memompa mekanisme seperti hati hewan , jadi bagaimana jangan air dan mineral yang dibawanya mencapai bagian atas tanaman ?

Para ilmuwan yang telah meneliti masalah ini telah mengembangkan kohesi - ketegangan hipotesis sebagai mekanisme kemungkinan untuk transportasi air melalui xilem . Hipotesis ini didasarkan pada phenomena- terkenal termasuk sifat molekul air dan transpirasi . Juga , akar sistem tekanannya yang menyebabkan air dan bahan untuk cairan keluar daribatang tanaman dipotong . Tekanan akar adalah faktor transportasi , tapi hati-hati Pengukuran menunjukkan bahwa tekanan akar saja tidak dapat menjelaskan kenaikan air pada tanaman lebih tinggi dan pohon-pohon .

Sifat air tidak dapat menjelaskan sepenuhnya untuk transportasi air baik . Ingat bahwa bentuk ikatan hidrogen antara molekul-molekul air . ini obligasi menyebabkan kohesi - kecenderungan air untuk tetap bersama-sama . Tambahan lagi, muatan positif dan negatif dari molekul air ( yang polar ) bentuk ikatan lemah untuk molekul - bermuatan lainnya properti yang disebut adhesi. Adhesi dan kohesi menyebabkan air untuk bangkit di dalam tabung kaca ditempatkan dalam wadah air . Fenomena ini disebut kapiler . hal itu terjadi karena molekul air mengembangkan adhesi kelompok dibebankan pada dinding tabung , menarik mereka ke atas ; molekul air tambahan kemudian disusun oleh kohesi . Sempit tabung ,semakin tinggi naik cair. Hal ini karena ada area permukaan yang lebih besar dibebankan pada dinding dalam kontak dengan air . Dinding tracheids dan kapal di pabrik xilem mengandung banyak kelompok yang dibebankan , sehingga mereka juga mengambil air dengan kapiler . Kenaikan air dengan aksi kapiler tidak terlalu cepat, Namun , dan tinggi dapat mencapai dibatasi oleh gravitasi dan diameter dari tabung atau kapal . Oleh karena itu , proses ini juga tidak bisa sepenuhnya menjelaskan transportasi air pada tanaman sangat tinggi , di mana air bergerak cepat dan sangat tinggi .

Karena kohesi , setiap molekul air yang meninggalkan pabrik selama tugs transpirasi pada satu belakangnya . Menarik-narik ini ditularkan dari molekul air ke molekul air kembali ke daun . Molekul air di xilem dari urat daun menggantikan mereka yang meninggalkan sel-sel mesofil melalui stomates . Hasilnya adalah bahwa rantai panjang molekul air terus ditarik melalui xilem dari akar ke daun .

3. Transportasi Nutrisi

pada tanaman vaskular , nutrisi perjalanan melalui sel floem hidup bergabung akhir sampai akhir ( lihat Gambar 7.4b ) . Pori-pori kecil di dinding di ujung floem sel memungkinkan isi sel untuk campuran . Daerah berpori di ujung sel-sel ini menyerupai saringan kecil , atau saringan , sehingga saluran floem adalah sering disebut tabung saringan.

Gula dan asam amino bergerak melalui sel-sel floem dari daun ke bagian lain dari tanaman . Tingkat di mana cairan bergerak ribuan kali lebih cepat dari difusi saja dapat menjelaskan . Apa mungkin mekanisme transportasi floem ?

Penjelasan terbaik untuk pergerakan gula melalui floem adalah hipotesis tekanan aliran ( Gambar 7.5 ) . Menurut hipotesis ini , air dan dilarutkan gula bergerak melalui floem dari sumber ( daerah tekanan tinggi ) ke sink ( daerah tekanan rendah ) . sumber termasuk kotiledon dan endosperm selama perkecambahan ( lihat Bab 11 ) , daun selama musim semi dan musim panas , dan beberapa akar penyimpanan di awal musim semi . tenggelam adalah ditemukan di banyak bidang tanaman di mana air dan gula yang digunakan, termasuk makanan daerah - penyimpanan dan tunas daun tumbuh , ujung akar , bunga, buah , dan biji-bijian.

Proses dimulai pada sumbernya seperti daun , di mana fotosintesis terjadi . Ada sukrosa secara aktif diangkut ke dalam tabung saringan dari sel mesofil . Sel-sel pendamping , yang terletak di kedua sisi saringan tabung ( lihat Gambar 7.4b ) , menghasilkan protein kunci yang terlibat dalam transportasi ini . The sehingga konsentrasi tinggi sukrosa menarik air ke dalam sel floem . Semakin tinggi tekanan menghasilkan ini memaksa solusi sukrosa bergerak menuju tekanan rendah di wastafel . Dengan demikian, molekul sukrosa bergerak dari sel floem ke sel floem , dari sumber tenggelam , melalui tabung saringan .

di wastafel , transpor aktif menghilangkan sukrosa dari floem yang akan digunakan atau disimpan . Karena ini terjadi , air juga meninggalkan sel floem oleh osmosis ; sebagian besar kembali ke xilem . Seluruh proses tergantung pada pengambilan sukrosa dan air oleh sel floem di daun dan penghapusan aktif sukrosa dan air dari sel-sel floem dalam jaringan wastafel .

SISTEM TRANSPORTASI PADA HEWAN4. Sistem Sirkulasi

Seperti tanaman , hewan-hewan harus bertukar bahan dengan lingkungan . Zat melintasi membran plasma antara setiap sel dan berair sebuah lingkungan Hidup. Organisme uniseluler di kolam memiliki lingkungan seperti itu . Difusi dan transpor aktif membawa zat melintasi membran plasma . Gambar 7.6 menunjukkan sistem transportasi dari Paramecium , Hydra , sebuah cacing tanah , dan belalang . Organisme bersel satu , seperti Paramecium , mengambil dalam makanan dan membentuk vakuola yang bergerak di sekitar di dalam sel oleh gerakan sitosol . Sebuah pengaturan yang sama bekerja untuk hewan sederhana . Misalnya , Hydra memiliki rencana tubuh saclike dan jaringan yang hanya dua lapisan sel tebal . Cairan yang mengandung melewati makanan , oksigen , dan karbon dioksida ke dalam dan di sekitar tubuhnya sebagai bergerak Hydra . Sebuah khusus internal yang Sistem transportasi yang tidak perlu . Pertukaran bahan di planaria dan cacing pipih lainnya terjadi melalui pembukaan tunggal rongga internal. The bentuk tubuh kurus cacing pipih dan luasnya rongga menjaga sel-sel di kontak dengan lingkungan berair .

Sebuah rongga tunggal tidak memadai untuk transportasi internal pada hewan yang lebih besar , terutama jika mereka tinggal keluar dari air . Sebagian besar hewan tersebut memiliki pencernaan organ yang memecah makanan menjadi nutrisi sel mereka dapat menggunakan dan ekskretoris organ yang mengumpulkan limbah dan menghilangkan mereka dari tubuh . Ini adalah terkait dengan seluruh tubuh oleh sistem peredaran darah yang mengangkut nutrisi , dan sering oksigen , sel-sel dan membawa limbah pergi . transportasi ini biasanya dilakukan oleh pompa ( hati ) dan organ dan jaringan lain , seperti pembuluh darah dan darah . Kedua ukuran organisme dan tingkat dari Kegiatan berperan dalam bagaimana kompleks dan efisien sistem ini telah menjadi .

Serangga , kepiting , dan lain - hewan arthropoda yang membawa kerangka mereka di luar tubuh dan telah disambung kaki - memiliki peredaran darah terbuka sistem , di mana tidak ada pemisahan antara darah dan lainnya cairan interseluler . Cairan ini memandikan organ internal . pertukaran kimia antara cairan dan sel terjadi sebagai darah merembes melalui sinus , atau ruang , sekitar organ . Darah juga diedarkan oleh kontraksi jantung dan oleh gerakan tubuh yang memeras sinus . Sebagai contoh, belalang memiliki tujuh bilik jantung sederhana .

Cacing tanah , sebaliknya, memiliki sistem peredaran darah tertutup , yang berarti bahwa darah terbatas pada kapal . Pembuluh utama cabang ke kapal-kapal kecil yang membawa darah ke atau dari berbagai organ . Sejumlah hati kontraktil kecil , diilustrasikan pada Gambar 7.6 , memompa darah melalui ini sistem untuk semua organ. Kembali darah ke hati melalui kedua kapal besar .

Darah bergerak melalui sistem peredaran darah tertutup lebih cepat daripada mengalir melalui sistem terbuka . Sistem terbuka yang umum pada hewan yang bergerak lamban dan pada hewan kecil seperti serangga yang tidak mengangkut oksigen jarak jauh dalam darah . Serangga mendistribusikan oksigen melalui saluran mikroskopi udara dengan cabang-cabang yang menjangkau setiap bagian dari tubuh . ini Sistem bekerja dengan baik karena ukuran kecil dari serangga .1. Sirkulasi pada Vertebrata

Manusia dan vertebrata lainnya ( hewan bertulang belakang ) telah tertutup sistem peredaran darah , juga disebut sistem kardiovaskular , yang jauh lebih kompleks daripada cacing tanah . Gambar 7.7 adalah diagram dari sistem peredaran darah manusia. Komponen dari sistem kardiovaskular adalah jantung , pembuluh darah, dan darah . Vertebrata jantung terdiri dari satu atau atrium lebih(tunggal : atrium ) , ruang yang menerima darah yang kembali ke jantung , dan satu atau lebih ventrikel , ruang yang memompa darah keluar jantung .

Ada tiga jenis pembuluh darah . Arteri membawa darah dari jantung ke organ di seluruh tubuh . Arteri utama terkemuka dari jantung dan memasok darah ke tubuh adalah aorta . Arteri utama yang membawa darah ke paru-paru dari jantung adalah arteri paru . Kapiler adalah jaringan pembuluh mikroskopis yang menyusup setiap jaringan . Dinding kapiler tipis memungkinkan bahan kimia untuk dipertukarkan antara darah dan cairan antar mengelilingi sel dan oksigen dan karbon dioksida untuk ditukar dengan udara di paru-paru . Pada mereka "hilir " akhir , kapiler bergabung membentuk vena , pembuluh darah yang mengembalikan darah ke jantung. Hubungan antara arteri, vena , dan kapiler diilustrasikan pada Gambar 7.8 . Perhatikan bahwa pembuluh darah dan arteri dibedakan oleh apakah mereka membawa darah ke atau dari hati , bukan dengan apakah mereka membawa oksigen atau terdeoksigenasi darah .

Selama evolusi vertebrata , semakin rumit peredaran darah tertutup sistem telah berevolusi untuk mendukung tingkat aktivitas yang lebih tinggi dan respirasi sel . Ikan memiliki hati dua bilik dengan satu atrium dan satu ventrikel( Gambar 7.9a ) . Ventrikel memompa darah ke insang , di mana ia mengambil oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida . Darah berikutnya perjalanan ke pencernaan sistem , di mana ia mengambil nutrisi , kemudian ke jaringan lain dari tubuh , dan akhirnya kembali ke jantung . Aliran darah melambat di kapiler karena ukurannya yang kecil , tetapi aliran darah ke organ-organ dan kembali ke jantung adalah meningkat gerakan renang ikan .

Amfibi dan reptil yang paling memiliki hati tiga bilik dengan dua atrium dan satu ventrikel ( Gambar 7.9b ) . Ventrikel memompa darah ke arteri dengan dua cabang . Salah satu cabang mengarah ke paru-paru dan kulit , di mana darah mengambil oksigen sementara mengalir melalui kapiler , kemudian kembali ke jantung melalui pembuluh darah . Sebuah cabang kedua mengarah ke kapiler melayani semua organ kecuali paru-paru dan kembali ke jantung melalui pembuluh darah lainnya . ini Pola ini disebut sirkulasi ganda karena darah dipompa kedua saat setelah ia telah kehilangan tekanan dari perjalanan melalui kapiler , di mana mengambil oksigen . Sirkulasi ganda memastikan aliran kuat dari darah ke otak , otot , dan organ lainnya . Darah beroksigen dan terdeoksigenasi terus campuran dalam ventrikel tunggal , bagaimanapun, sehingga tingkat oksigen mencapai organ-organ tubuh diturunkan . Karena itu , hewan dengan tiga bilik hati ban dengan mudah .

Empat bilik jantung yang ditemukan pada mamalia , burung , dan buaya memiliki dua atrium dan ventrikel dua sepenuhnya dibagi (Gambar 7.9c ) . hewan ini memiliki sirkulasi ganda ; jantung membuat darah beroksigen benar terpisah dari darah terdeoksigenasi . Karena sistem ini memberikan tingkat tinggi oksigen , burung dan mamalia dapat mempertahankan metabolisme yang kuat . Mereka berdarah panas dan dapat terlibat dalam kegiatan - energi tinggi seperti penerbangan atau gerakan cepat lainnya untuk waktu yang lama .

2. Jantung Manusia

Setiap detak jantung adalah urutan kontraksi otot dan relaksasi disebut siklus jantung ( Gambar 7.10 ) . Dalam setiap siklus , empat bilik jantung manusia melalui fase kontraksi , atau sistol , dan relaksasi , atau diastole . Kontrak atrium sedikit sebelum ventrikel .

Ketika atrium santai dan mengisi , ventrikel juga santai . sebagai Tekanan meningkat di atrium , katup antara atrium dan ventrikel ( AV katup ) dipaksa terbuka , dan ventrikel mulai mengisi ( Gambar 7.11 ) . kemudian kontrak atrium ( atrial systole ) , memaksa darah tambahan ke dalam ventrikel . Berikutnya , kontrak ventrikel ( ventrikel sistol ) , menyebabkan katup AV untuk sekejap menutup , dan tekanan di dalam ventrikel meningkat tajam . Dengan peningkatan tekanan , katup yang mengarah ke aorta dan arteri pulmonalis terbuka , dan darah mengalir keluar dari jantung . Setelah darah telah dikeluarkan , yang ventrikel santai , dan siklus jantung dimulai lagi .

Setiap detak jantung dimulai pada alat pacu jantung , sel-sel dari jaringan otot khusus tinggi di dinding bagian dalam atrium kanan . Tanpa stimulasi luar , ini jaringan menciptakan impuls listrik melalui perubahan saluran ion dan ion pompa di membran selnya . Perubahan membran ini mengubah konsentrasi natrium dan kalium ion di dalam dan di luar sel , menciptakan potensial listrik melintasi membran mereka . detak jantung impuls kemudian menyebar dari alat pacu jantung ke seluruh otot jantung . Meskipun detak jantung dimulai di jantung itu sendiri , perubahan dalam tingkat yang detak jantung dikendalikan oleh saraf luar jantung .

Gambar 7.12 adalah foto katup AV dalam hati manusia . Katup satu arah ini mencegah darah dalam ventrikel dari back up ke atrium . Kebocoran di katup ini menyebabkan kondisi yang dikenal sebagai murmur jantung.

3. Dasar molekul Kontraksi otot

Jantung , atau jantung , otot berbeda dari kerangka otot sukarela otot yang bergerak lengan dan kaki , misalnya karena kontrak - tanpa sadar ; yaitu , Anda tidak mengontrol pemukulan hati Anda seperti yang Anda lakukan gerakan lengan Anda . Jantung otot bercabang tetapi sebaliknya adalah mirip dengan struktur otot rangka. Kontraksi jantung dan otot-otot lain yang diproduksi oleh motor molekul yang menarik . Motor ini sebagian besar terdiri dari dua protein yang disebut aktin dan myosin . Pola , atau striations , dibentuk oleh molekul ini terlihat dengan elektron mikroskop ( Gambar 7.13 ) .

Filamen aktin tipis berlabuh ke struktur yang disebut Z -line di setiap akhir unit . Filamen myosin tebal menghubungi aktin dengan

baris crossbridges globular , yang mengikat aktin . Selama kontraksi, crossbridges ini " ratchet " sepanjang filamen aktin ke arah Z - garis dengan terus melepaskan keterikatan mereka pada satu titik , mengubah posisi , dan reattaching pada suatu titik jauh bersama ( Gambar 7.14 ) . Gerakan ini menyebabkan seluruh unit untuk kontrak . Setiap gerakan crossbridges membutuhkan ATP , sehingga kerja otot menggunakan banyak energi . Karena karya otot jantung terus-menerus, aliran nutrisi dan oksigen sangat penting . Dengan demikian , setiap gangguan aliran darah ke arteri yang melayani otot jantung itu sendiri cepat dapat menyebabkan serangan jantung , mungkin menyebabkan kerusakan serius pada jantung atau kematian .

Menemukan Rahasia Sirkulasi

Dari zaman kuno, teori yang diterima sekitar pergerakan darah menyatakan bahwa itu dipompa untuk tubuh dan kemudian kembali ke jantung baik melalui arteri dan vena , seperti pasang surut dan mengalir dari arus . Ini tampaknya hanya logis penjelasan karena kapiler tidak bisa diamati sebelum penemuan mikroskop .

William Harvey , dilatih sebagai dokter dan ilmuwan , diajarkan teori standar dalam medis sekolah di abad ke-17 Inggris . Tapi anatomi nya Guru menunjukkan dia beberapa flaps kecil yang telah ditemukan di jantung dan pembuluh darah tertentu manusia dan beberapa vertebrata lainnya . Harvey keingintahuan terangsang , memimpin dia untuk menyelidiki sistem peredaran darah .

Setelah observasi yang cermat dan eksperimen , Harvey disajikan hipotesis baru , bahwa darah beredar ke seluruh tubuh seperti " sungai tanpa end . " Salah satu bukti ia digunakan untuk mendukung ini ide adalah bahwa flaps ia melihat sebagai mahasiswa diperbolehkan alat kecil dimasukkan ke dalam darah pembuluh untuk bergerak bebas dalam satu arah tapi tidak lainnya . Harvey beralasan bahwa flaps yang katup yang mencegah darah mengalir mundur( Gambar 7.15 ) . Oleh karena itu , darah tidak bisa " surut " kembali ke jantung oleh pembuluh yang sama melalui yang mengalir keluar . Harvey berpendapat bahwa darah harus beredar dari jantung melalui satu set pembuluh ( pembuluh darah) dan kembali melalui set( vena ). Itu dalam vena yang katup kecil memiliki telah diamati .

Beberapa tahun kemudian , Italia Marcello ilmuwan Malpighi digunakan mikroskop untuk mengamati bahwa darah mengalir dari arteri terkecil ke kecil kapiler dan kemudian ke pembuluh darah . Dengan Penemuan kapiler , sirkulasi darah adalah didirikan diragukan.

4. Tekanan Darah

Sistem peredaran darah memberikan contoh yang baik dari keterkaitan yang struktur dan fungsi . Pembuluh darah berbeda dalam jumlah otot dan jaringan elastis di dinding mereka seperti mereka berbeda dalam fungsi mereka dalam sistem . Sebagai contoh , arteri terbesar telah dinding yang kebanyakan adalah otot dan jaringan elastis lainnya ( Gambar 7.16 ) . Ketika jantung berkontraksi , memaksa darah dalam arteri ini di bawah tekanan besar , peregangan dinding mereka . ini ekspansi memungkinkan lebih banyak darah untuk masuk dan mencegah tekanan dari meningkat sangat . Selama fase santai detak jantung , yang membentang dinding elastis kontrak arteri , membantu mendorong darah bersama dan menjaga tekanan darah.

Dinding arteri yang lebih kecil juga terbuat dari otot dan jaringan elastis . Sinyal dari sistem saraf dapat menyebabkan arteri ini berkontraksi dan memperluas . Dengan demikian , tekanan darah dan aliran darah ke berbagai bagian tubuh dapat dikendalikan .

Darah kembali ke jantung melalui pembuluh darah setelah melewati kapiler berada di bawah tekanan jauh lebih rendah dari darah yang mengalir di arteri. Vena memiliki dinding tipis dengan kurang otot dan jaringan elastis daripada arteri . Katup dalam pembuluh darah mencegah darah mengalir mundur( Gambar 7.17 ) . Di beberapa bagian tubuh , terutama yang biasanya lebih rendah dari jantung , kontraksi otot rangka di sekitar pembuluh darah yang membantu untuk mendorong darah bersama ( Gambar 7.18 ) . Gravitasi juga membantu kembalinya darah dari daerah lebih tinggi dari jantung, terutama kepala.

Tekanan darah yang sehat dipertahankan melalui interaksi yang kompleks melibatkan hormon dan saraf , ekskresi , dan sistem peredaran darah . Saraf menghubungkan reseptor tekanan di aorta dan arteri dalam mengarah ke kepala ke pusat-pusat jantung - kontrol di otak . Pusat jantung lainnya menanggapi masukan sensorik , seperti emosi , dan masukan kimia, terutama konsentrasi karbon dioksida . Ketika darah individu tekanan turun di bawah kisaran normal , atau ketika berolahraga atau panggilan bahaya untuk meningkatkan aliran darah , otak sinyal reseptor ini untuk meningkatkan jantung tingkat dan membatasi pembuluh darah - perubahan yang meningkatkan darah tekanan . Penyesuaian sebaliknya terjadi ketika tekanan darah terlalu tinggi .

Berbagai organ dan jaringan dari respon tubuh yang berbeda untuk peredaran darah sinyal . Akibatnya , jaringan yang paling penting selama meningkat aktivitas seperti olahraga atau darurat - otot rangka dan jantung itu sendiri - menerima lebih dari peningkatan aliran oksigen dan nutrisi( Gambar 7.19 ) .

Fokus dan Penyakit Kardiovaskular

Penyakit kardiovaskular banyak adalah karena kesehatan yang buruk kebiasaan seperti merokok atau makan makanan yang kaya lemak

makanan . Gen juga dapat memainkan peran penting , namun, karena banyak faktor yang mengatur sistem peredaran darah yang protein yang dikodekan oleh tertentu gen . Salah satu contoh gangguan jantung genetik adalah hiperkolesterolemia familial . Kondisi ini adalah

ditemukan oleh menyelidiki keluarga yang menderita banyak stroke dan serangan jantung . Penelitian mengungkapkan bahwa banyak orang-orang di keluarga-keluarga ini memiliki tinggi yang tidak normal kadar kolesterol darah ( Gambar 7.20 ) , bahkan jika mereka makan

normal atau rendah lemak diet .

Penyebabnya akhirnya ditelusuri cacat dalam gen tunggal . Orang dengan satu salinan yang rusak dari gen dan satu salinan yang normal memiliki tingkat lebih rendah dari enzim penting dalam regulasi kolesterol dalam darah . Hasilnya adalah kadar kolesterol di atas normal dan peningkatan risiko penyakit kardiovaskular . mereka dengan dua salinan cacat gen memiliki kadar kolesterol beberapa kali lebih tinggi dari normal . Mereka sering menderita serangan jantung parah dan bahkan kematian di usia dua puluhan .

Sekitar 20 % dari populasi orang dewasa di Amerika Serikat memiliki darah Tekanan terus-menerus lebih tinggi dari kisaran normal , kondisi yang disebut hipertensi . Hipertensi dapat menyebabkan masalah kesehatan yang serius , bahkan kematian . Tekanan darah tinggi memaksa jantung untuk bekerja lebih keras , yang bisa otot kerusakan jantung ; dapat merusak pembuluh darah di otak sehingga mereka pecah , yang dapat menyebabkan stroke melumpuhkan atau fatal ; dan itu bisa berkontribusi pada pengembangan aterosklerosis , lanjut merusak sistem peredaran darah.

Penyebab pasti dari 90 % kasus hipertensi tidak diketahui , dan Kondisi sering tetap tidak terdiagnosis sampai kesehatan serius dipengaruhi . Namun , hipertensi dapat dikontrol dengan obat yang diresepkan oleh dokter . Pemeriksaan rutin fisik , diet yang tepat , dan olahraga dapat membantu mencegah atau mengontrol kondisi.

1. Komposisi Darah

Untuk menjaga lingkungan internal yang sehat , tubuh erat harus mengatur komposisi darah serta tekanannya. Darah vertebrata mengandung beberapa jenis sel tersuspensi dalam cairan . Sel-sel khusus yang disebut darah merah sel , atau eritrosit , transportasi oksigen . Eritrosit mengandung oxygencarrying protein merah yang disebut hemoglobin . Protein ini terdiri dari empat subunit , yang masing-masing membawa sebuah atom besi ditangguhkan dalam organik molekul yang disebut kelompok heme ( Gambar 7.21 ) . Sebagai eritrosit mulai dewasa , bagian dari DNA mereka yang mengkode struktur hemoglobin menjadi aktif . Berbagai kelompok gen ( DNA segmen ) yang aktif di masing-masing jenis sel yang membentuk tanaman atau hewan ( lihat Gambar 1.35 ) .

Besi heme membentuk ikatan kimia sementara dengan oksigen , yang eritrosit mengangkut ke sel-sel tubuh . Hemoglobin mengikat oksigen sangat sebagai eritrosit melewati lingkungan yang kaya oksigen dari paru-paru tapi melepaskan oksigen di lingkungan miskin oksigen dari kapiler . di hewan lain , zat struktur kimia yang berbeda dan warna menggabungkan dengan oksigen dengan cara yang sama.

Eritrosit manusia hidup hanya sekitar 120 hari , sehingga mereka harus diproduksi terus-menerus. Eritrosit tidak dapat mereproduksi dalam aliran darah . pada manusia dan mamalia lainnya , mereka kehilangan inti pada saat jatuh tempo . Sebaliknya , sel-sel baru yang diproduksi di sumsum , jaringan lunak di tengah panjang tulang tubuh . Proses ini diatur oleh ginjal , yang memonitor tingkat oksigen dalam aliran darah dan melepaskan hormon yang merangsang sumsum tulang untuk memproduksi eritrosit lebih setiap kali kadar oksigen turun di bawah kisaran normal .

Sel darah putih khusus , atau leukosit , beredar dalam darah. Mereka membentuk baris kedua pertahanan terhadap invasi organisme seperti bakteri dan virus . (Kulit Anda dan selaput lendir membentuk baris pertama makrofag pertahanan . ) Beberapa jenis leukosit , yang disebut , bakteri surround dan menyerap mereka dalam banyak cara yang sama seperti amuba mengambil dalam makanan . Kapan ada infeksi dalam tubuh , jumlah leukosit meningkat sangat . Mereka membantu memerangi infeksi dengan menghancurkan bakteri . Gambar 7.22 menunjukkan beberapa jenis sel yang ditemukan dalam darah manusia .

Bagian cairan darah , yang disebut plasma , terdiri dari air, protein , ion terlarut , asam amino , gula , dan zat lainnya . plasma membawa sebagian besar karbon dioksida yang dihasilkan sebagai produk limbah selama sel respirasi dan memberikan ke paru-paru , di mana ia dilepaskan selama pernafasan . Plasma menyerap makanan dicerna dari usus , seperti dijelaskan dalam Bab 2 , dan membawanya ke semua sel tubuh. Variasi luar biasa dalam tingkat asam amino , gula , atau lemak dalam plasma sering menunjukkan bahwa organ-organ sistem pencernaan tidak berfungsi benar . Plasma juga membawa hormon yang disekresikan oleh kelenjar . beberapa hormon ini membantu menjaga komposisi yang tepat dari darah . Insulin , misalnya , fungsi untuk menjaga gula darah dalam kisaran yang sehat.

Gangguan pada sistem hormonal sering dapat dideteksi dengan analisis darah .

Ion terlarut dalam plasma bantuan menjaga keseimbangan osmotik antara darah dan cairan antar . Beberapa ion ini juga membantu menjaga pH normal darah . Fungsi normal saraf dan otot tergantung pada konsentrasi ion kunci dalam cairan interseluler , yang ditentukan oleh konsentrasi mereka dalam plasma . Ginjal mempertahankan ini ion plasma ( juga disebut elektrolit ) pada konsentrasi yang tepat.

Beberapa cairan antar didaur ulang ke dalam sistem peredaran darah tidak langsung oleh sistem limfatik . Cairan dalam sistem limfatik , yang berisi sel-sel khusus tertentu , air , molekul protein besar , garam , dan lainnya zat , yang disebut getah bening. Getah bening mengambil cairan interseluler dan melewati melalui dinding kapiler limfe kecil ke pembuluh getah bening yang lebih besar . Akhirnya , semua cairan getah bening bermuara dari dua pembuluh getah bening terbesar ke aliran darah di pembuluh darah di dekat jantung ( Gambar 7.23 ) . Sejak limfatik Sistem tidak memiliki pompa sendiri , aliran getah bening ( 3 L / hari ) sangat memperlambat dibandingkan dengan darah ( 6.200 L / hari ) . Kontraksi otot selama tubuh Gerakan membantu mendorong getah bening melalui sistem limfatik .

Karakteristik penting dari darah adalah kemampuannya untuk membeku , atau mengental . Seperti patch yang segel selang taman bocor , bekuan dapat menutup luka dan mencegah kerugian lebih lanjut dari darah . Koagulasi dimulai fragmen sel ketika kecil di darah , yang disebut platelet , berinteraksi dengan protein yang ditemukan dalam jaringan ikat yang telah terkena pada luka situs (Gambar7.24). Interaksi ini membuat trombosit menjadi lengket dan menarik lebih banyak trombosit , membentuk sebuah plug yang sebagian segel luka . Trombosit juga melepaskan enzim yang berinteraksi dengan protein plasma yang dikenal sebagai faktor pembekuan , mulai rantai Reaksi digambarkan pada Gambar 7.24a . Sebagai hasil dari kaskade enzim ini, enzim yang disebut aktif faktor X ( sepuluh angka Romawi ) bentuk . Dengan adanya ion kalsium ( Ca + 2 ) , faktor aktif X mengkatalisis konversi protrombin , protein plasma , trombin . Trombin kemudian bertindak sebagai enzim untuk mengubah fibrinogen larut protein plasma yang tidak larut membentuk , fibrin . Fibrin membentuk jaringan benang yang perangkap trombosit tambahan , eritrosit , dan bahan lainnya yang membentuk gumpalan ( Gambar 7.24b) . Trombin menyebabkan perubahan ini dengan kliping dua peptida dari fibrinogen . ini Perubahan mengurangi kelarutan molekul fibrin dan mengekspos situs yang dapat mengikat molekul fibrin lainnya . Hal ini menyebabkan mereka untuk menghubungkan dan membentuk helai panjang ditemukan di bekuan ( Gambar 7.24c ) .

Penyembuhan Luka

Meskipun banyak kemajuan dalam pengobatan modern , masih ada cara untuk mempromosikan penyembuhan luka . Terbaik Pendekatan adalah untuk menjaga cedera steril dan lembab dan biarkan alam mengambil jalannya dalam proses penyembuhan . tua ini Metode dapat segera berubah . Beberapa perusahaan , menggunakan teknologi DNA rekombinan , memproduksi kecil protein yang muncul untuk mempromosikan penyembuhan . Protein ini , disebut faktor pertumbuhan, terjadi secara alami dalam tubuh kita dan merangsang migrasi sel dan pembelahan sel , yang keduanya yang penting dalam penyembuhan luka ( Gambar 7.25 ) .Faktor pertumbuhan diterapkan eksperimental untuk sayatan pada kulit tikus dipercepat proses penyembuhan . lima hari setelah aplikasi , luka dirawat yang menyembuhkan lebih dari dua kali lebih cepat luka tidak diobati . The kemampuan jaringan regenerasi faktor pertumbuhan mungkin berharga dalam mengobati daerah yang lama sembuh , seperti permukaan transparan mata . Membakar korban juga dapat mengambil manfaat dari penelitian pertumbuhan - faktor .

Pembekuan sangat penting ketika luka terjadi , dan gangguan pembekuan bisa sangat berbahaya . Jika cascade dipicu oleh kerusakan internal untuk pembuluh darah, bekuan dapat terbentuk di dalamnya , menghalangi sirkulasi dan kelaparan jaringan bahwa pembuluh menyajikan oksigen dan nutrisi . Jika blok bekuan salah satu arteri memasok darah ke jantung , serangan jantung terjadi . Bekuan yang menghalangi arteri di otak menyebabkan satu jenis stroke. Stroke dapat menyebabkan sementara atau kelumpuhan permanen bagian tubuh dan dapat menyebabkan kematian . masalah dengan koagulasi yang tidak memadai dapat disebabkan oleh hemofilia A , serius kelainan genetik. Individu yang terkena kekurangan salinan normal gen yang Kode untuk faktor VIII . Kaskade pembekuan mereka terganggu pada titik di mana Faktor VIII harus bertindak , menyebabkan darah mereka untuk membeku sangat lambat . konsekuensi dapat mencakup cedera serius atau kematian dari luka kecil atau bahkan memar .

2. Sistem Peredaran dan Homeostasis

Kebanyakan organisme hidup di lingkungan eksternal yang terus berubah. Namun lingkungan internal makhluk hidup harus tetap stabil. Kemampuan organisme untuk mempertahankan homeostasis tergantung pada kelancaran interaksi dari sistem organ yang dihubungkan oleh cairan dari sistem transportasi .

Sistem yang berbeda mengatur , misalnya , jumlah hormon yang

dilepaskan , tingkat gula dalam darah Anda , dan tingkat metabolisme Anda . The sistem transportasi adalah link penting dalam mempertahankan homeostasis karena membawa sinyal hormonal dan bahan yang dibutuhkan untuk seluruh bagian tubuh .( Ingat contoh insulin dan glukagon dari Fokus Pada Energi Peraturan , Bagian 5.9 . )

Banyak mekanisme kontrol telah berevolusi yang mendeteksi perubahan halus dalam lingkungan eksternal organisme dan yang membuat penyesuaian yang diperlukan untuk menjaga konstan lingkungan internal . Misalnya , ketika Anda menjadi overheated , pembuluh darah tepat di bawah permukaan kulit membesar , membawa lebih banyak

darah ke kulit Anda di mana energi panas berlebih dapat terpancar keluar dari tubuh . Juga , pesan kimia yang dibawa dalam darah merangsang kelenjar di Anda kulit untuk mulai memproduksi dan buang air keringat . Keringat menguap , itu menghilangkan energi panas dari tubuh Anda . Kedua respon ini membantu Anda tenang.

Sistem gas pertukaran memainkan peran penting dalam menjaga homeostasis . Laju pernapasan dikendalikan oleh sensor yang memonitor tingkat gas dalam sistem transportasi . Reseptor di aorta dan di arteri yang membawa darah ke otak menanggapi tingkat oksigen dalam darah dan kenaikan keasaman darah yang disebabkan oleh karbon dioksida . Set reseptor di otak juga memonitor peningkatan keasaman, memastikan bahwa tingkat karbon dioksida di organ penting ini tidak naik terlalu tinggi .

Ringkasan

Dalam bersel tunggal dan sederhana air multiseluler organisme, difusi menyediakan pasokan yang cukup dari bahan yang diperlukan untuk proses kehidupan . paling organisme multisel , bagaimanapun, tidak dapat memenuhi kebutuhan mereka melalui difusi saja . khusus struktur telah berevolusi pada tanaman yang mengangkut baku bahan-bahan untuk semua sel tanaman . percabangan akar sistem memperoleh dan air transportasi dan dilarutkan mineral dari tanah ; xilem , dengan tracheids dan pembuluh , berfungsi sebagai saluran transportasi dari akar untuk daun . Kohesi - ketegangan hipotesis , dibantu oleh transpirasi dan tekanan akar , tampaknya account untuk transportasi air ke puncak tinggi pohon . Floem mengangkut nutrisi dari daun ke sisa tanaman . Tekanan - aliran hipotesis dapat menjelaskan bagaimana makanan diangkut melalui floem .

Pada hewan , sistem pompa dan pembuluh berkembang , sistem peredaran darah bahwa makanan dan transportasi oksigen ke sel dan menghapus produk limbah dari respirasi sel . Beberapa invertebrata memiliki terbuka sistem peredaran darah di mana darah melewati sinus sekitar jaringan tubuh dan kemudian kembali ke hati melalui pembuluh kecil . Semua vertebrata memiliki sistem peredaran darah tertutup dengan hati , arteri , kapiler , dan vena .

Arteri memiliki otot , dinding fleksibel yang menahan tekanan darah tinggi dekat jantung . vena kurang berotot dan lebih fleksibel daripada arteri , dan mereka mengalami tekanan yang lebih rendah . bursa gas , limbah , dan nutrisi terjadi antara darah dan sel-sel melalui kapiler , yang dindingnya hanya satu sel tebal.

Ikan memiliki dua bilik hati ; amfibi dan kebanyakan reptil memiliki hati tiga-bilik ; dan mamalia , burung , dan buaya telah fourchambered hati . Hati empat bilik memisahkan sistem untuk pertukaran gas dan untuk sirkulasi .

Darah terdiri dari sel-sel khusus , protein , dan plasma . Eritrosit vertebrata mengandung oxygencarrying yang hemoglobin protein . Leukosit memberikan baris kedua pertahanan terhadap invasi organisme . Beberapa protein berfungsi dengan platelet untuk membentuk bekuan , yang cedera perbaikan dan menghentikan kehilangan darah . beberapa plasma dan cairan jaringan lainnya dijemput dan

kembali ke sistem peredaran darah oleh limfatik sistem .

Sistem peredaran darah hewan memainkan utama peran dalam mempertahankan homeostasis . Tingkat darah gula , hormon , dan bahan kimia lainnya dalam sistem peredaran darah harus dipertahankan dalam

batas-batas tertentu atau tubuh tidak dapat berfungsi . The fungsi sistem peredaran darah bersama dengan saraf , ekskretoris , gas -tukar, dan endokrin sistem di mempertahankan homeostasis .

TEMPAT PERTUKARAN

Animal pada Gambar 42.1 mungkin terlihat seperti makhluk dari Film fiksi ilmiah, tapi itu sebenarnya sebuah axolotl, seekor salamander asli kolam dangkal di Meksiko tengah. berbulu yang pelengkap merah menonjol keluar dari kepala albino ini dewasa insang. Meskipun insang eksternal jarang terjadi di hewan dewasa, mereka membantu memenuhi kebutuhan bersama oleh semua hewan untuk bertukar zat dengan lingkungannya.

Pertukaran antara axolotl atau hewan lain dan yang lingkungan akhirnya terjadi pada tingkat sel. sumber daya bahwa sel-sel hewan membutuhkan, seperti nutrisi dan oksigen

(O2), masukkan sitoplasma dengan melintasi membran plasma. Metabolisme oleh-produk, seperti karbon dioksida (CO2), keluar sel dengan melintasi membran yang sama. Dalam organisme uniseluler, pertukaran terjadi langsung dengan lingkungan eksternal. Untuk organisme multisel paling, bagaimanapun, transfer langsung dari bahan antara setiap sel dan lingkungan tidak mungkin. Sebaliknya, organisme ini bergantung pada sistem khusus yang membawa keluar pertukaran dengan lingkungan dan bahan transportasi antara situs pertukaran dan seluruh tubuh.

Warna kemerahan dan bercabang struktur axolotl ini insang mencerminkan hubungan intim antara pertukaran dan transportasi. Pembuluh darah kecil terletak dekat dengan permukaan setiap filament dalam insang. Di permukaan ini, ada difusi bersih O2 dari air di sekitarnya ke dalam darah dan CO2 dari darah ke dalam air. Jarak pendek yang terlibat

memungkinkan difusi menjadi cepat. Memompa axolotl itu Penggerak jantung darah yang kaya oksigen dari filamen insang untuk semua jaringan tubuh lainnya. Ada, banyak pertukaran jarak pendek terjadi, melibatkan nutrisi dan O2 serta CO2 dan limbah lainnya.

Karena transportasi internal dan pertukaran gas secara fungsional terkait dalam kebanyakan hewan, bukan hanya axolotl, kita akan memeriksa sistem peredaran darah dan pernafasan baik dalam bab ini. Kami akan mengeksplorasi variasi yang luar biasa dalam bentuk dan organisasi sistem ini dengan mempertimbangkan contoh dari nomor spesies. Kami juga akan menyoroti peran peredaran darah dan sistem pernafasan dalam mempertahankan homeostasis bawah berbagai kondisi fisiologis dan lingkungan.

Sistem peredaran darah menghubungkan permukaan pertukaran dengan sel-sel di seluruh tubuh

Perdagangan molekul yang membawa hewan dengan lingkungan yang memperoleh O2 dan nutrisi sementara penumpahan CO2 dan produk-harus limbah lainnya akhirnya melibatkan setiap sel dalam tubuh. Seperti yang Anda pelajari dalam Bab 7, kecil, molekul nonpolar seperti O2 dan CO2 dapat bergerak di antara sel-sel dan lingkungan sekitarnya mereka dengan difusi. Tapi difusi sangat lambat untuk jarak lebih dari beberapa milimeter. Itu karena waktu yang dibutuhkan untuk bahan untuk menyebar dari satu tempat ke tempat lain sebanding dengan kuadrat jarak. Sebagai contoh, jika Dibutuhkan 1 detik untuk jumlah tertentu glukosa berdifusi 100 m, itu akan mengambil 100 detik untuk jumlah yang sama untuk meredakan 1 mm dan hampir 3 jam untuk meredakan 1 cm! Hubungan antara waktu difusi dan jarak menempatkan kendala besar pada rencana tubuh hewan apapun.

Mengingat bahwa difusi cepat hanya jarak yang sangat kecil, bagaimana setiap sel dari hewan berpartisipasi dalam pertukaran? Alam seleksi telah menghasilkan dua solusi umum untuk masalah ini. Solusi pertama adalah ukuran tubuh dan bentuk yang tetap banyak

atau semua sel dalam kontak langsung dengan lingkungan. setiap sel sehingga dapat bertukar bahan langsung dengan sekitarnya menengah. Jenis rencana tubuh hanya ditemukan di invertebrata tertentu, termasuk cnidaria dan cacing pipih. Solusi kedua, ditemukan di semua hewan lain, adalah sistem peredaran darah yang bergerak cairan antara masing-masing sel sekitarnya dan jaringan di mana pertukaran dengan lingkungan terjadi.

Gastrovascular Cavistles

Mari kita mulai dengan melihat hewan yang tidak memiliki peredaran darah yang berbeda sistem. Dalam hydras, jeli, dan cnidaria lain, gastrovascular pusat fungsi rongga dalam distribusi zat seluruh tubuh dan pencernaan (lihat Gambar 41.7). sebuah pembukaan di salah satu ujung menghubungkan rongga ke sekitarnya air. Dalam sebuah hydra, cabang tipis Gastrovaskuler meluas ke tentakel binatang itu. Dalam jeli dan beberapa lainnya cnidaria, yang Gastrovaskuler memiliki jauh lebih rumit pola percabangan (Gambar 42.2a).

Pada hewan dengan Gastrovaskuler, cairan menggenangi kedua lapisan jaringan dalam dan luar, memfasilitasi pertukaran gas dan limbah selular. Hanya sel-sel yang melapisi rongga memiliki akses langsung ke nutrisi yang dirilis oleh pencernaan. Namun, karena tubuh dinding adalah hanya dua sel tebal, nutrisi perlu berdifusi hanya jarak pendek untuk mencapai sel dari lapisan jaringan luar.

Pada planaria dan kebanyakan cacing pipih lainnya juga bertahan hidup tanpa sistem sebuah sirkulasi. Kombinasi mereka dari Gastrovaskuler dan tubuh flat juga cocok untuk pertukaran dengan lingkungan (Gambar 42.2b). Sebuah badan datar mengoptimalkan difusional pertukaran dengan meningkatkan luas permukaan dan meminimalkan jarak difusi.

Variasi evolusi dalam Sistem Peredaran Darah

Evaluasi Untuk hewan dengan banyak lapisan sel, difusi jarak yang terlalu besar untuk pertukaran yang memadai nutrisi dan limbah oleh Gastrovaskuler. Dalam organisme tersebut, sistem peredaran darah meminimalkan jarak zat yang harus berdifusi untuk memasuki atau meninggalkan sel.

Sifat Umum dari Sistem Peredaran Darah

Sebuah sistem peredaran darah memiliki tiga komponen dasar: sebuah cairan peredaran darah, satu set interkoneksi Pembuluh, dan pompa otot, jantung. Sirkulasi kekuatan jantung dengan menggunakan energi metabolic untuk meningkatkan tekanan hidrostatik dari cairan peredaran darah, yang kemudian mengalir melalui pembuluh dan kembali ke jantung.

Dengan mengangkut cairan di seluruh tubuh, sistem peredaran darah secara fungsional menghubungkan lingkungan berair dari sel-sel tubuh ke organ yang bertukar gas, menyerap nutrisi, dan membuang limbah. Pada mamalia, misalnya, O2 dihirup dari udara berdifusi melintasi hanya dua lapisan sel di paru-paru sebelum mencapai darah. Sistem peredaran darah, didukung oleh jantung, kemudian membawa darah yang kaya oksigen ke seluruh bagian dari tubuh. Sebagai aliran darah ke seluruh jaringan tubuh di pembuluh darah kecil, O2 di dalam darah berdifusi hanya dalam jarak dekat sebelum memasuki cairan yang langsung menggenangi sel.

Sistem Sirkulasi Terbuka dan Tertutup

Arthropoda dan sebagian moluska memiliki sistem peredaran darah terbuka, di mana cairan peredaran darah menggenangi organ langsung (Gambar 42.3a). Pada hewan ini, cairan peredaran darah, disebut hemolymph, juga cairan interstitial yang menggenangi sel-sel tubuh. Kontraksi satu atau lebih jantung memompa hemolymph melalui pembuluh peredaran darah ke sinus saling berhubungan, ruang sekitar organ. Dalam sinus, pertukaran kimia yang terjadi antara hemolymph dan sel-sel tubuh. Relaksasi jantung menarik hemolymph kembali melalui pori-pori , yang dilengkapi dengan katup yang menutup saat jantung berkontraksi . Gerakan tubuh membantu sirkulasi yang hemolymph dengan meremas sinus berkala . Sistem peredaran darah terbuka krustasea lebih besar, seperti lobster dan kepiting , termasuk sistem yang lebih luas pembuluh serta pompa aksesori .

Dalam sistem peredaran darah tertutup , cairan peredaran darah disebut darah terbatas pada pembuluh dan berbeda dari cairan interstitial ( Gambar 42.3b ) . Satu atau lebih hati memompa darah ke pembuluh besar yang cabang menjadi lebih kecil yang menyusup organ . Pertukaran kimia terjadi antara darah dan cairan interstitial , serta antara interstitial yang cairan dan tubuh sel . Annelida ( termasuk cacing tanah ) , cephalopoda ( termasuk cumi-cumi dan gurita ) , dan semua vertebrata telah ditutup sistem peredaran darah .

Kenyataan bahwa kedua sistem peredaran darah terbuka dan tertutup yang luas di kalangan hewan menunjukkan bahwa ada keuntungan untuk setiap sistem . Tekanan hidrostatik rendah terkait dengan sistem peredaran darah terbuka membuat mereka lebih kurang dari sistem tertutup dalam hal pengeluaran energi . dalam beberapa invertebrata , sistem peredaran darah terbuka melayani fungsi tambahan . Sebagai contoh, laba-laba menggunakan tekanan hidrostatik dihasilkan oleh sistem peredaran darah terbuka mereka untuk memperpanjang kaki mereka .

Manfaat dari sistem peredaran darah tertutup termasuk relatif

tekanan darah tinggi , yang memungkinkan pengiriman efektif O2 dan nutrisi ke sel-sel yang lebih besar dan lebih aktif hewan . Di antara moluska , misalnya , ditutup sistem peredaran darah ditemukan di spesies terbesar dan paling aktif , cumi-cumi dan gurita . Sistem tertutup juga sangat baik cocok untuk mengatur distribusi darah ke berbagai organ , seperti Anda akan belajar dalam bab ini . Dalam memeriksa peredaran darah tertutup sistem secara lebih detail, kita akan fokus pada vertebrata .

Organisasi Sistem Peredaran Darah pada Vertebrata

Sistem peredaran darah tertutup manusia dan vertebrata lainnya sering disebut sistem kardiovaskular . darah bersirkulasi ke dan dari jantung melalui jaringan yang luas biasa di sebut pembuluh : Total panjang pembuluh darah manusia dewasa di rata-rata adalah dua kali Bumi lingkar di khatulistiwa !

Arteri, vena , dan kapiler adalah tiga jenis utama pembuluh darah. Dalam setiap jenis, darah mengalir hanya satu arah . Arteri membawa darah dari jantung ke organ seluruh tubuh . Dalam organ , arteri cabang ke arteriol , kapal kecil yang menyampaikan darah ke kapiler . Kapiler adalah pembuluh mikroskopis dengan sangat tipis , berpori dinding .