Итак, это получено из урока в Академии Хана .
Деятельность разума предполагает, что один желудочек сердца перекачивает кровь в легкие для насыщения кислородом, а затем в остальные части тела. Однако проблема в том, что слишком большое давление на легкие приводит к кровотечению.
Эта проблема, однако, может быть решена, если легкие предшествовали сердцу с одним желудочком. Таким образом, большая часть давления проходит через тело, и давление не становится проблемой.
Таким образом, возможно ли создание сердца с одним желудочком, которое сначала соединяется с тканями тела, а затем с легкими? Если да, то почему организмы не развивались таким образом?
Альтернативные морфологии сердца
Земноводные и некоторые рептилии имеют трехкамерное сердце с 2 предсердиями и одним желудочком . Для легких и остального тела по-прежнему существуют отдельные пути кровообращения, но насыщенная кислородом и обедненная кислородом кровь смешиваются в желудочке и одновременно выталкиваются в легкие и тело.
Недостатком этой системы является то, что она менее эффективна в снабжении организма кислородом, чем четырехкамерная система, потому что кровь, перекачиваемая в организм, представляет собой смесь крови, недавно поступившей в легкие, и крови, не поступившей в легкие.
Кажется, вы предлагаете другую систему, в которой есть только один последовательный путь от сердца к легким и телу или от легких к сердцу и телу. Это больше похоже на двухкамерное сердце рыбы: кровь перекачивается от сердца через жабры, а затем к телу.
Легкие и тело последовательно и гидродинамика
Так почему же это не сработало бы для млекопитающего? Могло бы, но жабры и легкие сильно отличаются. Сосудистая сеть легких требует большого давления, которое создается правым желудочком.
Для проталкивания жидкости через сужение требуется давление (обратите внимание, что даже прямая труба является сужением). После прохождения жидкостью сужения всегда происходит падение давления. Этот перепад давления зависит от скорости потока и размера сужения. Если вы даете меньшее давление в начале, меньше давление «падает», и поэтому вы получаете меньший расход (обратите внимание, что это почти идеальная аналогия с электричеством, где поток — это ток, давление — это напряжение, а размер трубки – проводимость).
Если вы хотите пройти через второе сужение, вы должны использовать давление, которое «осталось» после первого падения: вы не можете использовать давление, с которым вы начали, потому что оно было потеряно при прохождении первого сужения. На самом деле в закрытой системе общий расход будет определяться суммарным последовательным сопротивлением, поэтому добавление второго сужения замедляет расход для всей системы, и вы получаете падение парциального давления после каждого.
Если вы поставите легкие и тело последовательно друг с другом, независимо от того, что будет первым, у вас должно остаться достаточное давление, когда вы пройдете одно, чтобы пройти через следующее, иначе поток замедлится. Кровь в аорте человека имеет среднее давление около 100 мм рт.ст., тогда как в полой вене оно близко к 10 мм рт.ст. Это говорит о том, что вам нужно около 90 мм рт. ст., чтобы обеспечить достаточный поток через кровообращение тела. Легкие используют немного меньше, но у вас все еще есть падение давления около 50-60 мм рт. Таким образом, вам придется увеличить кровяное давление на 50%-75%, чтобы обеспечить циркуляцию как в легких, так и в теле.
Более высокое давление приводит к более турбулентному потоку и требует больших усилий для достижения этого. Четырехкамерное сердце с двумя желудочками просто более эффективно.
Реми.б