ההבדל בין מערכת הדם הסגורה והפתוחה

בעלי חיים רבים משתמשים במערכת הדם כדי להפיץ חומרים מזינים וחומרים בגוף בעניין יעיל. ישנם שני סוגים של מערכות זרימת דם: פתוחות וסגורות. לכל מערכת יתרונות וחסרונות. למרות שהמערכת הסגורה מתקדמת יותר ומאפשרת הפצה מהירה יותר, חסרי חוליות רבים ובעלי חיים אחרים מתאימים יותר למערכת הפשוטה יותר.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

מערכת הדם הפתוחה נפוצה בקרב בעלי חיים קטנים כמו פרוקי רגליים. במקום דם, הנוזל שמופץ נקרא המולימפה, והוא נשאב על ידי הלב אל חלל הגוף הנקרא hemocoel, שם הוא משתחל סביב ורוחץ את האיברים הפנימיים בחומרים מזינים ו גזים. יש לחץ דם נמוך מאוד, ולכן זו רק מערכת מתאימה לבעלי חיים עם מטבוליזם נמוך שאינם זקוקים לאנרגיה מהירה או להגנה חיסונית, או לדם להגיע לגפיים רחוקות.

לבעלי חיים וחולייתנים גדולים יותר יש מערכות הדם סגורות, כולל בני אדם. תפקידיה העיקריים של מערכת הדם הם חילופי גזים, חלוקת הורמונים וחומרים מזינים וחיסול פסולת. שני התהליכים העיקריים של המערכת הסגורה הם מחזור ריאות ומחזור מערכתי. דם מחומצן מועבר דרך הריאות כדי לקבל חמצן מאוויר בשאיפה. לאחר מכן, מחזור סיסטמי מפיץ את הדם החדש המחומצן בגוף. בניגוד לרחיצת כל הרקמות והאיברים בדם, הדם נשאר בכלי המועבר בלחצים גבוהים לכל קצוות הגוף וממנו במהירות מהירה.

מערכת הדם הפתוחה היא הפשוטה ביותר מבין שתי המערכות. מערכת זו שכיחה בקרב פרוקי רגליים. הלב מזרים דם - או כפי שהוא מכונה בדרך כלל מערכות הדם הפתוחות, המולימפה - לחלל פתוח הנקרא hemocoel. המולימפה מתערבב עם נוזל אינטרסטיציאלי ושקעים סביב ההמוקו, רוחץ את האיברים הפנימיים ומספק חומרים מזינים ובמקרים מסוימים, גזים כגון חמצן. אצל כמה בעלי חיים הלב הוא פשוט אבי העורקים או כלי דם אחר, והמולימפה פועמת בכל הגוף על ידי כיווצי שרירים.

אין עורקים או ורידים ראשיים לשאיבת המולימפה, ולכן לחץ הדם נמוך מאוד. אורגניזמים עם מערכת הדם פתוחה בדרך כלל בעלי נפח גבוה יחסית של המולימפה ולחץ דם נמוך. דוגמאות לבעלי חיים עם מערכות זרימת דם פתוחות כוללות חרקים, עכבישים, סרטנים ורוב הרכיכות.

לבעלי חיים גדולים ופעילים יותר, כולל כל בעלי החוליות, יש מערכת הדם סגורה. מערכת מורכבת יותר זו מורכבת בעיקר מדם, מהלב ומרשת של כלי דם. תפקידיה העיקריים של מערכת הדם הם חילופי גזים, חלוקת הורמונים וחומרים מזינים וחיסול פסולת.

שני התהליכים העיקריים של המערכת הם מחזור ריאות וסירקולציה מערכתית. בתהליך הקודם מועבר דם ריאות לריאות להחלפת גז במטרה לקבל חמצן מאוויר בשאיפה. לאחר מכן, מחזור סיסטמי מפיץ את הדם החדש המחומצן בגוף. הדם קולט פחמן דו חמצני, מוצר פסולת מטבוליזם, מהתאים ומחזיר אותו לריאות שוב.

במערכת הדם הסגורה, הדם מופנה דרך העורקים לוורידים ולכלי דם קטנים יותר בכל הגוף. בניגוד לרחיצת כל הרקמות והאיברים בדם, הדם נשאר בכלי המועבר בלחצים גבוהים לכל קצוות הגוף וממנו במהירות מהירה.

מערכת הדם הפתוחה דורשת פחות אנרגיה להפצה. מערכת זו מתאימה יותר לבעלי חיים שיש להם חילוף חומרים איטי יותר וגוף קטן יותר. בגלל היעדר עורקים לחץ הדם נשאר נמוך, ולחמצן לוקח יותר זמן להגיע לתאי הגוף. אם לאורגניזם יש חילוף חומרים נמוך, כלומר בדרך כלל הוא פחות פעיל בתהליכים כמו תנועה, עיכול ונשימה, יש לו צורך בפחות חמצן. מאחר שלדם מחומצן לוקח יותר זמן להגיע לקצוות הגוף, המערכת הפתוחה אפשרית רק בבעלי חיים קטנים.

המערכת הסגורה פועלת עם לחץ דם גבוה בהרבה. זה יעיל יותר בכך שהוא משתמש בפחות דם לרמות הפצה גבוהות ומהירות עוד יותר. מכיוון שדם מחומצן עשוי להגיע לקצוות הגוף מהר יותר מאשר במערכת פתוחה, אורגניזמים עם מערכת סגורה עשויה להיות בעלת חילוף חומרים גבוה יותר, מה שמאפשר להם לנוע, לעכל ולסלק פסולת במהירות רבה יותר. בשל הפצה יעילה של נוגדנים, התגובות החיסוניות חזקות יותר ועוזרות לגוף להדוף את הזיהום בצורה יעילה יותר.