سیستم گردش خون پستانداران، یک نظم پیچیده و هماهنگ در زمینه نقل و انتقال بین سیستم‌های مختلف از جمله سیستم تنفسی، سیستم ایمنی بدن، سیستم لنفاوی، دستگاه ادراری و سیستم غدد درون ریز را نشان می‌دهد.

از طریق سیستم گردش خون، اکسیژن و مواد مغذی به سلول‌ها ارسال می‌شود، در حالی که پسماند حاصل از سوخت و ساز بدن از همین طریق از سلول‌ها جمع‌آوری می‌شود. دی اکسید کربن و اکسیژن در ریه‌ها بین خون و کیسه‌های هوایی جابجا می‌شوند. هورمون‌ها از یک اندام درون‌ریز بدن به گیرنده‌های دیگر بدن منتقل می‌شوند و گلبول‌های سفید و آنتی‌بادی‌ها برای حمله به عوامل خارجی در سراسر بدن گردش می‌کنند. سیستم گردش خون پستانداران مشابه سیستم آوندی در گیا‌هان است.

جانوران فاقد سیستم گردش خون

برخی از جانوران سیستم گردش خون مشخصی ندارند، نمونه‌ای از ارگانیسم‌های بدون سیستم گردش خون، کرم‌های پهن یا مسطح (Phylum Platyhelminthes) هستند.

حفره بدن این کرم‌ها دارای پوشش و مایع نیست، بلکه این حفره یک حلقه عضلانی است که منجر به تشکیل دستگاه گوارش می‌شود. مواد هضم شده به دلیل وجود سیستم گوارشی بسیار شاخه دار و وسیع، می‌توانند در تمام سلول‌های کرم‌های پهن پخش شوند. اکسیژن نیز می‌تواند از طریق آب در سلول‌های کرم‌های پهن انتشار یابد. در نتیجه هر سلول قادر به دریافت مواد مغذی، آب و اکسیژن بدون نیاز به سیستم گردش خون است.

سیستم گردش خون باز

یک سیستم گردش خون باز، سامانه‌ای برای انتقال داخلی مایعات گردشی بدن، درون حفره‌ای به نام «Hemocoel» قرار دارد که با تمام سلول‌های بدن به طور مستقیم در ارتباط است. در این حفره مرز مشخصی بین خون و مایعات درون بدن وجود ندارد و به مجموع این مایعات، همولنف می‌گویند. به عبارتی دیگر، همولنف نقش خون، لنف و آب میان بافتی را بر عهده دارد. بنابراین در این سیستم، قلب همولنف را به حفره بدن پمپ می‌کند که تمام فضای حفره بدن و اطراف سلول‌ها را در بر می‌گیرد.

همولنف از آب، نمک‌های معدنی (شامل Na ،Cl ،K +، Mg₂ و Ca₂) و ترکیبات ارگانیک (مانند کربوهیدرات‌ها، پروتئین‌ها و لیپید‌ها) تشکیل شده است. در همولنف مولکول اصلی انتقال دهنده اکسیژن، هموسیانین است. سلول‌های شناور آزاد و هموسیت‌ها، در داخل همولنف وجود دارند. آن‌ها در سیستم ایمنی بندپایان نقش مهمی دارند.

سیستم گردش باز در برخی از جانوران مانند بندپایان و نرم‌تنان مشاهده می‌شود. در این گروه از جانداران یک یا چند قلب به همراه تعداد کمی رگ، همولنف را به حفره بدن منتقل می‌کنند و از آن جایی که بدن این جانداران فاقد مویرگ است، تبادل مواد بین همولنف و سلول‌ها به صورت مستقیم انجام می‌گیرد.

حرکات ماهیچه‌ای جانورانی که دارای سیستم گردش باز هستند، حرکت همولنف در بدن آن‌ها را تسهیل می‌کنند، در حالی که این حرکات ماهیچه‌ای ممکن است، تغییر مسیر جریان همولنف را از ناحیه‌ای از بدن به نواحی دیگر، محدود کنند.

زمانی که قلب به حالت استراحت برمی‌گردد و ماهیچه آن منبسط می‌شود، دریچه‌هایی به نام «اوستیا» (Ostia) در قلب باز می‌شود و همولنف دوباره به قلب وارد می‌شود. در این مرحله همولنف از طریق رگ‌ها به قلب نمی‌رود، بلکه این کار توسط انتقال بین سلولی بدن انجام می‌شود.

سیستم گردش خون بسته

سیستم گردش خون کلیه مهره‌داران، مانند کرم‌های حلقوی (به عنوان مثال کرم‌های خاکی) و سفالوپود‌ها یا سرپایان (ماهی مرکب و اختاپوس) از نوع بسته است، به این معنی که خون در طول گردش در سیستم گردش خون از رگ‌های خونی خارج نمی‌شود. انواع مختلف رگ‌های خونی شامل سرخرگ‌ها، سیاهرگ و مویرگ‌ها هستند.

بخش‌های اصلی سیستم گردش خون بسته را قلب، خون و رگ‌های خونی تشکیل می‌دهند. همان طور که در بالا اشاره شد، رگ‌ها شامل انواع مختلف هستند که در زیر به معرفی هر یک از آن‌ها می‌پردازیم:

• سرخرگ (Artery): این رگ‌ها خون دارای اکسیژن را به بافت‌های بدن منتقل می‌کنند (به جز سرخرگ‌های ریوی).
• سیاهرگ (Vein): خونی که اکسیژن آن گرفته شده، از سمت بافت‌ها توسط سیاهرگ‌ها به قلب باز می‌گردند (به جز سیاهرگ‌های ریوی).
• مویرگ‌‌ها (Capillaries): خون از سرخرگ‌ها توسط مویرگ‌ها به سیاهرگ‌ها منتقل می‌شوند. این گروه، نازک‌ترین دیواره را در بین رگ‌ها دارند و تعداد آن‌ها در بدن از سایر رگ‌ها بسیار بیشتر است.

به طور کلی عملکرد سرخرگ‌ها و سیاهرگ‌ها در ریه‌ها برخلاف سایر اندام‌های بدن است، به طوری که در سرخرگ‌های ریوی خون دارای دی اکسید کربن جریان دارد و در سیاهرگ‌های ریوی خون غنی از اکسیژن گردش می‌کند.

سیستم گردش خون بسته در طی مراحل پیچیده‌ای به ترتیب در ماهی‌ها، دوزیستان، خزندگان، پرندگان و پستاندارانی مانند انسان تکامل یافته است. در این جا به صورت مختصر به معرفی بخش‌های مختلف سیستم گردش خون بسته در این موجودات و نحوه تکامل این سیستم می‌پردازیم:

ماهی‌ها

در ماهی‌ها این سیستم به صورت یک چرخه منفرد است که خون را توسط شبکه مویرگی به آبشش‌ها و سایر بافت‌های بدن ماهی پمپ می‌کند. این سیستم به «گردش خون ساده» معروف است. قلب ماهی‌ها دارای دو بخش است و خون را در یک گردش به بدن پمپ می‌کند، به طوری که خون از قلب به درون آبشش‌ها می‌رود و با عبور از آن‌ها به سایر بافت‌های بدن رفته و سپس به قلب باز می‌گردد.

دوزیستان و خزندگان

سیستم گردش خون بسته در دوزیستان و خزندگان، در طی دو گردش در بدن جریان پیدا می‌کند که به آن «گردش خون مضاعف» (Double Circulatory System) می‌گویند. ساختمان قلب در دوزیستان و خزندگان سه بخشی است و دارای دو دهلیز در بالا و یک بطن در قسمت پایین است، در حالی که سیستم گردش خون در برخی از خزندگان بیشتر تکامل یافته و از دو دهلیز و دو بطن ساخته شده است، اما دو بطن آن‌ها به طور کامل از هم جدا نشده‌اند.

در سیستم گردش خون مضاعف، ابتدا خون بدون اکسیژن از بطن به پوست و شش‌ها برای تبادلات گازی (دریافت اکسیژن از محیط بیرون) منتقل می‌شود و سپس خون دارای اکسیژن از دهلیز چپ وارد قلب شده و با ورود به بطن مجددا به سراسر بدن ارسال می‌شود. بعد از انجام تبادلات اکسیژن و سایر مواد، خون از طریق دهلیز راست وارد بطن شده و این چرخه تکرار می‌شود.

پرندگان و پستانداران

در پستانداران و پرندگان تکامل یافته‌ترین ساختمان قلب مشاهده می‌شود، در این موجودات قلب از چهار بخش تشکیل شده است که خون دارای اکسیژن و خون بدون اکسیژن را کاملاً از هم جدا می‌کند. از این رو، پستانداران و پرندگان دارای کارآمدترین قلب در بین موجودات زنده هستند. قلب این جانداران خون حاوی اکسیژن را از طریق رگ‌های خونی به سراسر سلول‌های بدن می‌رساند و خون فاقد اکسیژن را برای تبادلات گازی به ریه منتقل می‌کند.

در این اینجا برای بررسی بخش‌های مختلف سیستم گردش خون در پستانداران، به معرفی سیستم گردش خون انسان می‌پردازیم.

سیستم گردش خون انسان

برای معرفی سیستم گردش خون در انسان ابتدا باید با ساختمان بخش اصلی این سیستم یعنی قلب آشنا شویم:

قلب

قلب بخشی مهمی از دستگاه گردش خون در موجودات زنده است. قلب اندامی که به عنوان پمپ گردش خون در بدن فعالیت می‌کند. این اندام در برخی از موجودات ممکن است به شکل یک لوله مستقیم باشد، همان طور که در عنکبوت‌ها و کرم‌های آنلید وجود دارد، یا به صورت یک ساختار کمی پیچیده‌تر با یک یا چند بخش دریافت خون (دهلیز) و یک محفظه اصلی پمپاژ (بطن)، مانند قلب دوزیستان باشد.