Hart en vaatstelsel

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Naar navigatie springen Naar zoeken springen
Hart en vaatstelsel
Systema cardiovasculare
Bloedsomloop bij de mens. Rood: bloedvaten met zuurstofrijk bloed, blauw: bloedvaten met zuurstofarm bloed
Bloedsomloop bij de mens. Rood: bloedvaten met zuurstofrijk bloed, blauw: bloedvaten met zuurstofarm bloed
Gegevens
Systeem Hart en vaatstelsel
Naslagwerken
TA A12.0.00.000
Portaal  Portaalicoon   Biologie
Schematische vereenvoudigde voorstelling bloedsomloop

Een bloedvatenstelsel, vaatstelsel, bloedsomloop of bloedcirculatie is het systeem van bloedvaten waardoor bloed stroomt. Bij het hart en vaatstelsel is ook het hart inbegrepen. Deze circulatie verzorgt de aan- en afvoer binnen het lichaam van voedingsstoffen, afvalstoffen, zuurstof, koolstofdioxide, hormonen, afweerstoffen, bloedcellen en warmte naar organen en cellen.

Bij eencelligen en kleine meercelligen zijn zo klein dat directe diffusie voldoende is voor de aan- en afvoer en een aparte circulatie ontbreekt dan ook. Bij iets grotere dieren kan een bloedvat als langwerpig hart fungeren, maar ontbreken verdere vaten. Bij verschillende soorten ontbreken in het voorste deel van dit bloedvat de spieren, waarmee dit feitelijk een aorta is. Bij verdere centralisatie van de pompfunctie kan het hart ingekort worden, wat gepaard gaat met een stelsel van slagaders. De circulatie terug naar het hart gaat bij kleinere organismen niet via aders, maar extracellulair, wat dit een open bloedsomloop maakt zoals ook het lymfevatenstelsel. Bij complexere organismes als gewervelden, ringwormen en inktvissen zijn er wel aders, waarmee er een gesloten bloedsomloop is. Bij vissen is dit een enkelvoudige bloedsomloop, terwijl zoogdieren en vogels een dubbele bloedsomloop bezitten. Deze bloedsomloop is opgedeeld in de kleine bloedsomloop met zuurstofarm bloed en de grote bloedsomloop met zuurstofrijk bloed. De complexiteit van het hart neemt bij deze achtereenvolgende omlopen toe. De complexiteit van het hart neemt bij deze achtereenvolgende omlopen toe.

Een gesloten vaatstelsel is opgedeeld in de aanvoerende slagaders (arterieel stelsel) en de afvoerende aders (veneus stelsel). De grootste hoeveelheid bloed bevindt zich in de aderen (venen). Binnen het veneuze stelsel heerst een relatief lage bloeddruk. In de slagaders of arteriën bevindt zich maar een relatief klein deel van het bloed, maar hier heerst een hoge druk. Dit is de reden waarom bij een slagaderlijke bloeding ook vrij snel een hoog bloedverlies optreedt en de levensbedreigende situatie shock kan optreden.

Opbouw menselijke bloedsomloop[bewerken]

Bij de mens wordt het bloed na de geboorte mechanisch voortgestuwd vanuit het hart met een normale maximale druk van 120  mm Hg (kwikdruk). Het bloed stroomt daardoor met hoge snelheid vanuit de linkerhartkamer via de aorta door de slagaders tot in de organen (de grote bloedsomloop).

De slagaders (arteriën) zijn stevige buizen die vooral instaan voor het snelle transport van het bloed.

Ter hoogte van de organen monden ze uit in arteriolen (kleine slagadertjes) die kunnen samentrekken. Hun functie bestaat erin het debiet te regelen. Door samen te trekken, verkleinen ze hun vaatholte (lumen) zodat er minder bloed naar het orgaan vloeit. Door te ontspannen, vergroten ze hun diameter, zodat er meer bloed naar het orgaan kan stromen.

De arteriolen monden op hun beurt uit in de haarvaten (capillairen). Dit zijn heel dunne bloedvaatjes waar het bloed slechts erg traag doorheen kan stromen. Hierdoor kan er uitwisseling plaatsvinden van zuurstof, voedingsstoffen en afvalstoffen met de weefsels waar deze capillairen doorheen lopen.

De haarvaten gaan over in de venulen (kleine adertjes). Dit zijn kleine vaten met een slappe wand waarin het bloed zeer traag stroomt. Het bloed is zuurstofarm (donkerrood) als het in de venulen terechtkomt, waardoor de weefsels hier makkelijker hun CO2 kunnen afgeven.

Uit de venulen komt het bloed in de aders (venen) terecht die vooral als opslagplaats dienen voor het bloed. Door hun slappe wand kunnen ze erg breed uitzetten en een groot volume bloed bevatten. Hier bevindt zich het grootste deel van het bloed. Wanneer er elders in het lichaam meer bloedtoevoer gevraagd wordt, zal er minder bloed aanwezig zijn in deze capaciteitsvaten.

Alle aders van het lichaam monden tenslotte uit in een van de twee holle aders: een holle ader die het bloed uit het bovenlichaam terugvoert naar het hart: de vena cava superior; de andere holle ader: de vena cava inferior, die hetzelfde doet met het bloed uit het onderlichaam. Beide holle aders monden ieder apart uit in de rechterhartboezem of rechteratrium.

Vanuit de rechterhartboezem wordt het bloed via de tricuspidalisklep in de rechterhartkamer (rechterventrikel) gepompt.

Het zuurstofarm bloed wordt vervolgens door de pulmonalisklep heen via de longslagaders (arteria pulmonaria) naar de longen (de kleine bloedsomloop) gepompt met een normale maximum bloeddruk van 65 mm Hg.

De longen vervullen de belangrijke taak zuurstof en koolstofdioxide uit te wisselen aan de bloedbaan (via arteriolen, capillairen en venulen).

Via de longader (vena pulmonaria) stroomt het nu zuurstofrijk bloed (helderrood) naar de linkerhartboezem of linkeratrium.

Vanuit de linkerhartboezem stroomt het bloed door de mitralis of bicuspidalisklep in de linkerhartkamer. De boezem zal op het einde van de diastole samentrekken om zo veel mogelijk bloed in de linkerkamer te kunnen stuwen.

De linkerhartkamer (linkerventrikel) is het krachtigste deel van het hart en zal voldoende kracht ontwikkelen om het hier verzamelde bloed via de aortaklep door de aorta en verder door de slagaders van het lichaam te stuwen.

Pompwerking[bewerken]

Het hart zorgt voor de drijfkracht achter de bloedstroming. Het heeft een pompwerking binnen de bloedsomloop. Als het hart niet meer pompt, stopt ook de bloedcirculatie; er is sprake van circulatoire collaps waardoor reanimatie noodzakelijk wordt.

Ziekten en problemen[bewerken]

Evolutie[bewerken]

De platworm Pseudoceros bifurcus heeft geen bloed

Bij de kleinste organismes als eencelligen en kleine meercelligen ontbreekt een aparte circulatie. Door de korte afstanden is directe diffusie van zuurstof en voedingsstoffen voldoende om alle cellen te bereiken. Diplobasten als de neteldieren bestaan uit alleen het ectoderm en het endoderm. Sponsdieren hebben zelfs helemaal geen echt weefsel, maar zijn meer een verzameling cellen.

Geen vaatstelsel
 
Geen vaatstelsel
 
Gesloten bloedsomloop
 
Open bloedsomloop
 
Gesloten bloedsomloop
 
Open bloedsomloop
 
Gesloten bloedsomloop
 
Gesloten bloedsomloop
 
Gesloten bloedsomloop
 
Gesloten bloedsomloop
 
Gesloten bloedsomloop
 
Gesloten bloedsomloop
 
Gesloten bloedsomloop
Geen hart
 
Geen hart
 
Meerdere hartkamers
 
Meerdere hartkamers
 
Samentrekkende vaten
 
Enkele hartkamer
 
Samentrekkende vaten
 
Hartkamer en boezem
 
Hartkamer en boezem
 
Een hartkamer en twee boezems
 
Een hartkamer en twee boezems
 
Twee hartkamers en twee boezems
 
Twee hartkamers en twee boezems
Sponsdieren (Porifera)
 
Neteldieren (Cnidaria)
 
Weekdieren (Mollusca) (Inktvissen (Cephalopoda))
 
Weekdieren (Mollusca) (non-cephalopoda))
 
Ringwormen (Annelida)
 
Geleedpotigen (Arthropoda)
 
Lancetvisjes (Amphioxiformes)
 
Slijmprikken (Myxinidae)
 
Beenvisachtigen (Osteichthyes)
 
Amfibieën (Amphibia)
 
Reptielen (Reptilia)
 
Vogels (Aves)
 
Zoogdieren (Mammalia)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Recentste gemeenschappelijke voorouder van gewervelden
Eerste endotheel
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Oer-Bilateriaan
Eerste bloedvatenstelsel
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Fylogenetische ontwikkeling van het bloedvatenstelsel. Organismes waarvan vaten bekleed zijn met endotheel zijn roze

Coelomische circulatie[bewerken]

Triploblasten ontwikkelden zich uit de diploblasten en hierbij is een mesoderm van parenchym aanwezig tussen het ectoderm en het endoderm. De vroegste vormen waren Acoelomata zoals platwormen. Hier ontbreekt het coeloom, een lichaamsholte in het mesoderm. De holte van deze holtedieren staat in open verbinding met het zeewater en ook hier zijn de afstanden nog klein genoeg om alle organen en spieren te bereiken, de zuurstof door de huid en de voedingsstoffen door de darmen. Het spijsverteringsstelsel met een gespierde farynx is wijdvertakt en bereikt zo alle cellen. De darmen moeten hierbij wel overal voedingsstoffen kunnen absorberen, wat de mogelijkheden tot lokale specialisatie voor onder meer vertering in de weg beperkt.

Pseudocoelomata zijn vergelijkbare dieren, maar hier bevindt zich wel vloeistof tussen ectoderm en endoderm, maar dit is niet onderverdeeld in compartimenten. Bij onder meer neteldieren en ribkwallen neemt de hemocoel de spijsvertering en circulatie op zich.

Zo'n 700-600 miljoen jaar geleden ontwikkelde zich het mesoderm bij de voorouder van de Bilateria. Daarin evolueerde vervolgens het coeloom dat is bekleed met een epitheel, het mesotheel, en is gevuld met een coelomische vloeistof. Mogelijk betrof het in eerste instantie een hydroskelet voor het weke lichaam van de vroege Bilateria. Het kan echter ook dienen voor transport. Hiervoor is nooit een specifieke pomp voor geëvolueerd als het hart, in plaats daarvan vindt dit plaats met cilia of trilharen, of contractie van mesotheelcellen (myoepitheliale cellen) of door spiercontractie van de lichaamswand. Zo vormde zich de eerste circulatie waarmee de beperkingen van de directe diffusie overwonnen werden. Het coeloom bestaat echter vaak uit meerdere compartimenten, bij zoogdieren onder meer het hartzakje, de pleurale ruimte en de peritoneale ruimte. Door de compartimentalisering is coelomische circulatie beperkt tot binnen de compartimenten.

Eerste bloedvatenstelsel[bewerken]

Om bloed ook door het gehele lichaam te transporteren, evolueerde het bloedvatenstelsel. Mogelijk werd hierbij in eerste instantie gebruikgemaakt van de ruimtes tussen de basale laminae van endodermaal en coelomisch epitheel waarmee voedingsstoffen beter verspreid konden worden. Vascularisatie van de huid, waarbij deze ook doorbloed werd, zou daarna ook huidademhaling mogelijk hebben gemaakt. In het bloedvatenstelsel van ongewervelden zijn de bloedvaten slechts met extracellulaire matrix bedekt. De bloedvloeistof in de bloedlacunen is bij onder meer zeekomkommers gelijk aan de coelomische vloeistof die zich daarbuiten bevindt.

Aanvankelijk werd bloed rondgepompt door de peristaltische beweging van bepaalde bloedvaten. Bij de oer-Bilateriaan vond dit plaats met een gesloten bloedsomploop, zoals nu nog bij ringwormen die het bloed rondpompen met samentrekkende vaten. Zo hebben ook nu kleine geleedpotigen als eenoogkreeftjes (afgezien van Calanoida), de meeste mosselkreeftjes en mijten (afgezien van Gamasodes) geen hart. Bij verschillende soorten ontbreken in het voorste deel van dit bloedvat de spieren en ostia, waarmee dit feitelijk een aorta is.

Bij gewervelden vormde zich zo'n 540-510 miljoen jaar geleden endotheel als bedekking van de bloedvaten, wat onder meer een belangrijke barrièrefunctie heeft. Slijmprikken zijn de vroegste nog levende voorbeelden.

De opbrengst van peristaltische pompen is echter relatief laag door terugloop van de vloeistof en bij onder meer pekelkreeftjes heeft dit samentrekkende bloedvat daarom gepaarde mondjes met klepjes (ostia). Meestal kan het bloed in dit ruggevat daardoor slechts van achter naar voren lopen.

Een verbetering van het peristaltische ontwerp kwam met hartspierweefsel en synchronisatie van de contracties zoals in het buisvormig hart van insecten. De desondanks lage efficiëntie zal een selectiedruk hebben gegeven tot de ontwikkeling van een echt hart.

Eerste hart[bewerken]

Grotere organismes met verhoogde activiteit hebben dan ook wel een hart, wat zich onderscheid door een hartspierdwarsgestreept spierweefsel met sarcomeren dat werkt via gecoördineerde niet-willekeurige contractie.

Open bloedsomloop[bewerken]

De open bloedsomloop heeft een hogere opbrengst dan de gesloten bloedsomloop met peristaltische pomp van ringwormen, maar heeft een lagere bloeddruk en een hoger bloedvolume dan de gesloten bloedsomloop van complexere dieren als inktvissen en gewervelden. Een ander nadeel is dat de stroming van een open bloedsomloop in serie is waarbij verder gelegen organen minder zuurstof en voedingsstoffen krijgen. Dit eerste is geen bezwaar voor dieren als insecten die gebruikmaken van tracheeën voor de ademhaling en zij zijn dan ook in staat tot relatief hoge activiteit.

Geleedpotigen en de meeste weekdieren hebben een open bloedsomloop en dus geen aders. Watervlooien, Calanoida en Gamasodes hebben wel een hart, maar geen bloedvaten. Dit is mogelijk omdat alle organen bij deze kleine diertjes zo dicht bij elkaar liggen dat lichaamsbeweging voldoende is om de vloeistof door lacunaire ruimtes te bewegen. Bij primitieve geleedpotigen als de kieuwpootkreeftjes Phyllopoda, bidsprinkhaankreeften, pekelkreeftjes en de kakkerlak Blattoidea loopt een dorsaal bloedvat over vrijwel de gehele lengte van het lichaam. Bij onder meer duizendpotigen, schorpioenen, zwaardstaarten en een aantal hogere kreeftachtigen ligt het bloedvat ventraal.

Bij veel kreeftachtigen, enkele Chelicerata en insecten is centralisatie van de pompfunctie verder doorgevoerd, wat resulteert in een ingekort hart. Bij tienpotigen is het hart zakvormig met drie paar ostia en een uitgebreid vaatstelsel. Complexere geleedpotigen hebben naast een hart en een aorta dan ook een stelsel van slagaders. Bij insecten en lagere kreeftachtigen zijn slagaders nauwelijks of niet aanwezig, wat bij insecten met tracheeën ook niet nodig is.

Dat geleedpotigen een open bloedcirculatie hebben in tegenstelling tot de gesloten bloedsomloop van de Bilateriaan hangt mogelijk samen met het exoskelet waardoor een hydroskelet niet meer nodig was. Het exoskelet verhindert ook spiercontractie van de lichaamswand om de coelomische vloeistof te transporteren, wat bijdroeg aan de evolutie naar een hart. Zo kon het coeloom sterk in omvang verkleinen tot alleen rond de voortplantings- en ademhalingsorganen en werd de taak grotendeels overgenomen door de hemocoel, een holte die over vrijwel de gehele lengte van het lichaam loopt. Het exoskelet liet ook geen huidademhaling meer toe, wat bijdroeg aan de ontwikkeling van kieuwen.

Doordat het bloed kleinere organismes meestal geen of weinig zuurstof hoeft te vervoeren, heeft het bloed of hemolymfe daarom veelal geen ademhalingspigment. Daardoor is het kleurloos en lijkt het meer op lymfe. Er is dan ook geen verschil met de extracellulaire vloeistof en een open bloedsomloop volstaat hier, mede doordat de compartimenten van het coeloom nauwelijks meer een hindernis vormen. Complexere dieren beschikken over ademhalingspigmenten als hemoglobine of hemocyanine, wat resulteert in rood respectievelijk blauw bloed.

Gesloten bloedsomloop[bewerken]

Inktvissen hebben als enige weekdieren een gesloten bloedsomloop. Deze bloedsomloop heeft twee kieuwharten en een systemisch hart. Dit laat een grotere activiteit toe aangezien de omloop nauw kan aansluiten op de ligging van de verschillende organen. Daarnaast is de verdeling bij een gesloten bloedsomloop parallel via capillaire haarvaten, waarbij de toevoer naar de organen te regelen is.

De andere groep met een hart en een gesloten bloedsomloop is Vertebrata, de gewervelden. Deze beschikken ook over samentrekkende vaten, maar gebruiken de contracties niet om het bloed te verpompen. Via vasodilatatie – het verwijden van de bloedvaten door vasculaire gladde spieren om de bloeddruk te verlagen – en vasoconstrictie – het vernauwen van de bloedvaten om de bloeddruk te verhogen – kan het autonoom zenuwstelsel de toevoer naar de organen regelen. Vasoconstrictie kan ook compenseren voor een bloedtekort en kan voor thermoregulatie worden toegepast, aangezien vernauwde bloedvaten minder warmte kunnen afgeven aan de omgeving en ook minder kunnen opnemen als de luchttemperatuur hoger is dan de lichaamstemperatuur.

Vissen hebben een enkelvoudige bloedsomloop met een ongedeeld hart met een enkele hartkamer en een enkele boezem die in serie staat met de kieuwen. Vogels en zoogdieren hebben een dubbele bloedsomloop met een gedeeld hart waarbij de longcirculatie of kleine bloedsomloop naar de longen gaat en de systemische circulatie of grote bloedsomloop naar de rest van het lichaam, zodat er een volledige scheiding is tussen zuurstofrijk en zuurstofarm bloed. Binnen de grote bloedsomloop is weer onderscheid te maken tussen de macro- en de microcirculatie.

Longvissen , amfibieën en reptielen hebben vormen tussen deze twee omlopen, met een gedeeltelijke scheiding tussen long- en systemische circulatie. Ook tussen de open en gesloten omloop zijn tussenvormen, zoals bij zeekreeften en bij de zeeoor Haliotis waarbij de slagaders uitkomen in een fijnvertakt netwerk van haarvaten. Ook uit een gesloten bloedsomloop vloeit een deel weg. Deze interstitiële vloeistof wordt grotendeels weer opgenomen door de bloedvaten, maar een deel van de lymfe wordt door het open lymfevatenstelsel opnieuw in de bloedbaan gebracht.

Literatuur[bewerken]

Zie ook[bewerken]