Внутреннее строение. Кровеносная система

Опубликовано MaxTr - сб, 04/22/2017 - 12:31

Как вы, наверное, уже догадались, сердце, сосуды и кровь (кровеносная система) птицеедов разительно отличаются от наших.
У позвоночных (включая людей) кровь полностью заключена в кровеносную систему. Артерии и вены замыкаются на сердце с одного конца и друг на друга посредством капилляров – с другого. Артерии многократно разветвляются, становясь всё тоньше и тоньше, пока не превратятся в капилляры. Капилляры через небольшой промежуток начинают объединяться, образуя маленькие венулы. Те, в свою очередь, собираются в более крупные сосуды, вены, которые возвращаются к сердцу. Если кровь каким-то образом покидает это замкнутую систему, образуется гематома (синяк), по мере того как она просачивается в ткани. Общий смысл в том, что у позвоночных кровь редко выходит за пределы замкнутого русла, а если это случается, то приводит к патологическим проявлениям.
У пауков, напротив, кровеносная система не замкнута. Артерии птицеедов могут несколько раз ветвиться, но обычно просто открываются в промежутки между органами. Гемолимфа свободно течёт в этих промежутках, пока не попадёт снова в сердце.
Важным следствием этого является то, кровь и жидкость тела – это одна и та же жидкость, называемая гемолимфой. У позвоночных (и человека в том числе) жидкость крови называется кровяной плазмой или просто плазмой; а жидкость, омывающая ткани (вне артериально-капиллярно-венозной системы), называется интерстициальной или межклеточной жидкостью, лимфой, лимфатической жидкостью, её химический состав отличается от такового плазмы крови.
Кислород-переносящий пигмент гемолимфы паука – это гемоцианин, для выполнения своей функции он использует ионы меди, расположенные в кислород-связывающем центре (Ghiretti-Magaldi и Tamino 1977; Linzen et al. 1977; Loewe et al. 1977). Этим он отличается от гемоглобина позвоночных (и, опять же, человека), который содержит железо. У позвоночных весь гемоглобин содержится в красных кровяных тельцах (эритроцитах). У птицеедов всё совсем не так, гемоцианин растворён прямо в гемолимфе.

Существует по меньшей мере 4 типа клеток (гемоцитов), которые передвигаются в кровеносной системе и тканях паука, похожих на разнообразные белые тельца нашей крови. Предполагается, что они поглощают чужеродные организмы, представляя собой барьер для инфекции и паразитов, но никто ещё не смог этого доказать. Предполагается, что они поглощают чужеродные организмы, представляя собой барьер для инфекции и паразитов, но никто ещё не смог этого доказать. Выработка антител – ещё одна важная функция некоторых разновидностей белых кровяных клеток человека (лимфоцитов). На данный момент неизвестно, занимаются ли гемоциты чем-либо подобным.


Будучи в значительном количестве, при нормальном освещении насыщенная кислородом гемолимфа имеет серо-голубой оттенок, а не красный, как гемоглобин. Она скользкая и немного липкая, как и наша кровь. Как и кровь, гемолимфа флуоресцирует в ультрафиолетовом свете.
Интересно, что гемолимфа пауков и скорпионов довольно токсична при введении лабораторным мышам (Savory 1964). На данный момент никто не пытался определить вид токсина и механизм его действия.
Сердце пауков (и птицеедов в том числе) вытянутое, трубкообразное и располагается в опистосоме, ближе к спинной стороне. У птицеедов Нового Света его можно разглядеть в облысевшем брюшке как тёмную полоску. Сердце заключено в перикард (pericardium), трубчатую камеру, которая служит ему поддержкой и организует приток гемолимфы. В сердце имеется 4 пары отверстий, называемых остиями (ostia, ед.ч. ostium), которые работают как клапаны. Гемолимфа притекает в сердце сквозь остии, наполняя сердце перед следующим сокращением.
Сердце пауков представляет интерес по нескольким причинам. Оно поддерживается в перикарде эластичными связками. Когда сердце сокращается (систола), связки натягиваются. При расслаблении они возвращают сердце к нормальному объёму. Когда сердце сокращается, в перикарде создаётся небольшое отрицательное давление. Оно заставляет гемолимфу притекать в перикард из опистосомы. Когда сердце расслабляется (диастола) и принимает исходный объём, отрицательное давление создаётся уже в сердце, так что гемолимфа, которая просачивалась в перикард, проникает через остии, подготавливая сердце к новому биению. Сравните это со строением нашего сердца, где перикард плотно прилегает к сердцу, не оставляя зазоров, а крови скапливается в специальных образованиях (предсердиях), имеющих мышечную природу.
Различия на этом не кончаются. У человека биение сердца инициируется особым центром в мышечной ткани, который называется «водитель ритма» (пейсмекер). От него сокращение распространяется волнообразно по всему сердцу. Хотя нервная система принимает некоторое участие, главную роль играет сердечная мышца. Таким образом, сердца позвоночных бьются миогенно (myogenically). Myo означает мышцу, а genie – старт, начало; значит, весь термин относится к механизму инициации сокращения.
Сердца пауков нейрогенные, а не миогенные. Вдоль дорсальной (верхней) поверхности проходит нервное волокно, которое инициирует и координирует сокращение. Пейсмекером является здесь группа нервных клеток.
При сокращении сердце паука проталкивает гемолимфу в трёх направлениях: назад и в стороны точно так же, как и вперёд. Мелкие артерии, отходящие в стороны, питают ткани передней части опистосомы и с боков. Гемолимфа, выталкиваемая назад, покидает сердце через заднюю артерию и омывает большинство органов задней части опистосомы. Гемолимфа, проталкиваемая вперёд, протекает по передней аорте через стебелёк в просому. Там аорта разветвляется на несколько более мелких артерий и гемолимфа изливается в промежутки между органами. Отсюда она просачивается по лакунам и, в конце концов, попадает, проникнув через стебелёк, обратно в опистосому, где направляется к книжным лёгким, благодаря соответствующему расположению органов и тканей. Здесь она отдаёт углекислый газ и насыщается свежей порцией кислорода.
После лёгких она возвращается к сердцу, где собирается в перикарде, с тем, чтобы повторить весь цикл заново.