Zoogdier

Bloedsomloop

Bij zoogdieren, zoals bij vogels, zijn de rechter en linker hartkamers volledig gescheiden, zodat de pulmonale (long) en systemische (lichaams) circulatie volledig onafhankelijk zijn. Zuurstofrijk bloed komt vanuit de longen in het linker atrium en gaat naar de linker hartkamer, vanwaar het via de aorta naar de systemische circulatie wordt gedwongen. Gedeoxygeneerd bloed uit de weefsels keert via een grote ader, de vena cava, terug naar het rechter atrium en wordt via de longslagader naar het pulmonale capillaire bed gepompt.

Onder gewervelde dieren is de samentrekking van het hart myogeen of wordt het door spieren gegenereerd; ritme is inherent aan alle hartspieren, maar in myogene harten is de pacemaker afgeleid van hartweefsel. De pacemaker bij zoogdieren (en ook bij vogels) is een langwerpige massa van gespecialiseerde cellen die de sinoatriale knoop wordt genoemd en die zich in het rechteratrium bij de kruising met de venae cavae bevindt. Een golf van excitatie verspreidt zich van dit knooppunt naar het atrioventriculaire knooppunt, dat zich in het rechteratrium nabij de basis van het interatriale septum bevindt. Vanaf dit punt wordt excitatie uitgevoerd langs de atrioventriculaire bundel (bundel van His) en komt de hoofdmassa van het hartweefsel langs fijne takken, de Purkinje-vezels. Homeostatische of stabiele controle van het hart door neuro-endocriene of andere middelen wordt tot stand gebracht via het intrinsieke controlenetwerk van het hart.

Bloed verlaat de linker hartkamer via de aorta. De zoogdieraorta is een ongepaarde structuur afgeleid van de linker vierde aortaboog van de primitieve gewervelde. Vogels daarentegen behouden de rechter vierde boog.

De bloedsomloop vormt een complex communicatie- en distributienetwerk naar alle fysiologisch actieve weefsels van het lichaam. Een constante, overvloedige zuurstoftoevoer is nodig om de actieve, warmte producerende (endotherme) fysiologie van de hogere gewervelde dieren in stand te houden (zie ook endotherm). De efficiëntie van het hart met vier kamers is belangrijk voor deze functie. Zuurstof wordt getransporteerd door gespecialiseerde rode bloedcellen of erytrocyten, zoals bij alle gewervelde dieren. Door het zuurstofhoudende pigment hemoglobine in erytrocyten te verpakken, blijft de viscositeit van het bloed minimaal en is daardoor een efficiënte circulatie mogelijk, terwijl de mechanische belasting van het hart wordt beperkt. De erytrocyt van zoogdieren is een sterk ontwikkelde structuur; zijn discoïde, biconcave vorm maakt een maximaal oppervlak per volume-eenheid mogelijk. Wanneer ze volwassen en functioneel zijn, zijn rode bloedcellen van zoogdieren enucleate (zonder kern).

Ademhalingssysteem

Nauw verbonden met de bloedsomloop zijn het beademingsapparaat, de longen en de bijbehorende structuren. Ventilatie bij zoogdieren is uniek. De longen zelf zijn minder efficiënt dan die van vogels, want luchtbeweging bestaat eerder uit eb en vloed dan uit een eenrichtingscircuit, zodat er altijd een restvolume lucht overblijft dat niet kan worden vervallen. Ventilatie bij zoogdieren vindt plaats door middel van een onderdrukpomp die mogelijk wordt gemaakt door de ontwikkeling van een definitieve borstholte met een diafragma.

Het diafragma is een unieke composietstructuur die bestaat uit (1) het dwarse septum (een wand die het hart primitief scheidt van de algemene ingewanden); (2) pleuroperitoneale plooien vanaf de lichaamswand; (3) mesenteriale plooien; en (4) het inbrengen van axiale spieren op een centrale pees of diafragmatische aponeurose.

De longen liggen in afzonderlijke luchtdichte compartimenten die pleuraholten worden genoemd, gescheiden door het mediastinum. Naarmate de pleuraholte groter wordt, wordt de long vergroot en stroomt de lucht passief naar binnen. Vergroting van de pleuraholte wordt veroorzaakt door samentrekking van het diafragma of door verhoging van de ribben. Het ontspannen diafragma koepelt naar boven, maar wanneer het wordt samengetrokken, strekt het zich uit. Expiratie is een actieve beweging die wordt veroorzaakt door samentrekking van de buikspieren tegen de ingewanden.

Lucht komt meestal via de neusgaten in de luchtwegen, waar het kan worden verwarmd en bevochtigd. Het passeert het benige gehemelte en het zachte gehemelte en komt de keelholte binnen. In de keelholte kruisen de passages voor lucht en voedsel. Lucht komt de luchtpijp binnen, die zich op het niveau van de longen verdeelt in primaire bronchiën. Een kenmerkend kenmerk van de luchtpijp van veel zoogdieren is het strottenhoofd. Stembanden strekken zich uit over het strottenhoofd en worden getrild door geforceerde uitademing om geluid te produceren. Het larynxapparaat kan sterk worden aangepast voor de productie van complexe vocalisaties. In sommige groepen - bijvoorbeeld brulapen - is het tongbeenapparaat als resonerende kamer in het geluidsproducerende orgel opgenomen.