Informatie

Waarom is er onenigheid over het aantal oppervlakken van het menselijk hart?


Ik merk dat sommigen beweren dat er 5 zijn en sommigen zeggen dat er 3.

In "Cardiology: An Integrated Approach", dat in 2018 werd gepubliceerd, staat bijvoorbeeld dat:

Er zijn 3 oppervlakken van het hart: anterieur, inferieur en posterieur

Radiopedia, Teach Me Anatomy en anderen stellen dat er vijf zijn.

Waarom is er dit verschil? Wat is precies een oppervlak?


Hart oppervlakken zijn niet duidelijk anatomisch gedefinieerd, maar willekeurig bepaald in de context van het hart oriëntatie, dat is de relatie van het hart tot andere organen. Verschillende bronnen noemen 3 of 5 hartoppervlakken en daar lijkt geen "officiële" overeenstemming over te bestaan.

De meeste bronnen (Dartmouth College, Gray's Anatomy for Students 2004...) zijn het eens over minstens 3 oppervlakken:

  • Anterieur (of sternocostaal)
  • Inferieur (of middenrif)
  • Linker long

Veel bronnen (TeachMeAnatomy, KenHub... ) vermelden nog 2 extra oppervlakken:

  • Posterior (of basis)
  • Rechter long

De redenen voor onenigheid:

  • Het hart baseren mag niet als een afzonderlijk oppervlak worden beschouwd (zoals op de afbeelding).
  • De rechter long en anterior (sternocostaal) oppervlak worden vaak als één oppervlak beschouwd.

Afbeelding: Hartoppervlakken (bron: Echo Class 101)


13.2: Organisatie van het menselijk lichaam

  • Bijgedragen door CK-12: Biology Concepts
  • Afkomstig van CK-12 Foundation

Hoe is het menselijk lichaam vergelijkbaar met een goed afgestelde machine?

Veel mensen hebben het menselijk lichaam vergeleken met een machine. Denk aan enkele veelvoorkomende machines, zoals boormachines en wasmachines. Elke machine bestaat uit vele onderdelen en elk onderdeel doet een specifieke taak, maar toch werken alle onderdelen samen om een ​​algemene functie uit te voeren. Het menselijk lichaam is in al deze opzichten als een machine. In feite is het misschien wel de meest fantastische machine op aarde.

De menselijke machine is op verschillende niveaus georganiseerd, beginnend bij de cel en eindigend bij het hele organisme (zie Figuur onderstaand). Op elk hoger organisatieniveau is er een grotere mate van complexiteit.

Het menselijk organisme heeft verschillende organisatieniveaus.

Cellen

De meest elementaire onderdelen van de menselijke machine zijn cellen en er zijn er verbazingwekkende 100 biljoen van tegen de tijd dat de gemiddelde persoon volwassen is! Cellen zijn de basiseenheden van structuur en functie in het menselijk lichaam, zoals ze zijn in alle levende wezens. Elke cel voert basale levensprocessen uit waardoor het lichaam kan overleven. Veel menselijke cellen zijn gespecialiseerd in vorm en functie, zoals blijkt uit: Figuur onderstaand. Elk type cel in de figuur speelt een specifieke rol. Zenuwcellen hebben bijvoorbeeld lange uitsteeksels die hen helpen elektrische berichten naar andere cellen te transporteren. Spiercellen hebben veel mitochondriën die de energie leveren die ze nodig hebben om het lichaam te bewegen.

Verschillende soorten cellen in het menselijk lichaam zijn gespecialiseerd voor specifieke taken. Kent u de functies van een van de hier getoonde celtypen?

Weefsels

Na de cel is het weefsel het volgende organisatieniveau in het menselijk lichaam. EEN zakdoek is een groep verbonden cellen die een vergelijkbare functie hebben. Er zijn vier basistypen menselijke weefsels: epitheelweefsel, spierweefsel, zenuwweefsel en bindweefsel. Deze vier weefseltypes, die worden getoond in: Figuur hieronder, vormen alle organen van het menselijk lichaam.

Het menselijk lichaam bestaat uit deze vier weefseltypes.

  • Bindweefsel bestaat uit cellen die de lichaamsstructuur vormen. Voorbeelden zijn bot en kraakbeen.
  • epitheelweefsel bestaat uit cellen die de binnen- en buitenoppervlakken van het lichaam bekleden, zoals de huid en het slijmvlies van het spijsverteringskanaal. Epitheelweefsel beschermt het lichaam en zijn interne organen, scheidt stoffen zoals hormonen af ​​en absorbeert stoffen zoals voedingsstoffen.
  • Spierweefsel bestaat uit cellen die het unieke vermogen hebben om samen te trekken of korter te worden. Spieren die aan botten zijn bevestigd, zorgen ervoor dat het lichaam kan bewegen.
  • Zenuwweefsel is gemaakt van neuronen, of zenuwcellen, die elektrische boodschappen dragen. Zenuwweefsel vormt de hersenen en de zenuwen die de hersenen met alle delen van het lichaam verbinden.

Organen en orgaansystemen

Na weefsels zijn organen het volgende organisatieniveau van het menselijk lichaam. Een orgaan is een structuur die bestaat uit twee of meer soorten weefsels die samenwerken om hetzelfde werk te doen. Voorbeelden van menselijke organen zijn de hersenen, het hart, de longen, de huid en de nieren. Menselijke organen zijn georganiseerd in orgaansystemen, waarvan er vele worden getoond in Figuur onderstaand. Een orgaansysteem is een groep organen die samenwerken om een ​​complexe algemene functie uit te voeren. Elk orgaan van het systeem doet een deel van het grotere werk.

Veel van de orgaansystemen waaruit het menselijk lichaam bestaat, zijn hier vertegenwoordigd. Wat is de algemene functie van elk orgaansysteem?

De 12 orgaansystemen van uw lichaam worden hieronder weergegeven (Tafel onderstaand). Je orgaansystemen werken niet alleen in je lichaam. Ze moeten allemaal kunnen samenwerken. Een van de belangrijkste functies van orgaansystemen is bijvoorbeeld om cellen te voorzien van zuurstof en voedingsstoffen en om giftige afvalproducten zoals koolstofdioxide te verwijderen. Een aantal orgaansystemen, waaronder de cardiovasculaire en respiratoire systemen, werken allemaal samen om dit te doen.


Invoering

Er is steeds meer aandacht voor het begrijpen hoe leken meningsverschillen tussen wetenschappers verklaren. Deze inspanningen zijn ingegeven door de bezorgdheid dat de perceptie van wetenschappelijke geschillen door leken de wetenschappelijke geloofwaardigheid zou kunnen ondermijnen, waardoor misverstanden over de werking van de wetenschap worden vergroot en/of mensen ertoe worden gebracht wetenschappelijk advies te negeren (bijv. [1, 2, 3, 4]). Zoals we hieronder in detail beschrijven, is de literatuur tot nu toe nog niet geconvergeerd over de redenen die leken aandragen voor intrawetenschappelijke geschillen, en nog minder over welke competenties, overtuigingen, attitudes en demografische factoren geassocieerd zijn met het bevoordelen van de ene reden boven de andere.

In een poging om deze voortdurende vraag meer structuur te geven, rapporteren we de resultaten van twee onderzoeken. De eerste belangrijke bijdrage van dit werk was het produceren van een psychometrisch betrouwbare meting van wetenschappelijke redenen voor geschillen voor gebruik met Amerikaanse monsters. De tweede belangrijke bijdrage was het testen van een breed scala aan mogelijke correlaten van individuele verschillen van de perceptie van leken over verschillende geschilonderwerpen. Dergelijk werk is nodig om te begrijpen hoe leken redenen voor wetenschappelijke geschillen kunnen convergeren of divergeren tussen situaties of individuen. We vinden dat verschillende factoren, waaronder wetenschappelijke kennis, waargenomen geloofwaardigheid van de wetenschap, samenzweringsgedachten en politieke ideologie, wetenschappelijke redenen voor geschillen voorspellen, afhankelijk van het specifieke wetenschappelijke geschil in kwestie.


  • Bloed komt het hart binnen via twee grote aderen, de inferieure en superieure vena cava, waardoor zuurstofarm bloed uit het lichaam wordt afgevoerd naar de rechterboezem van het hart.
  • Terwijl het atrium samentrekt, stroomt het bloed van je rechteratrium naar je rechterventrikel door de open tricuspidalisklep.
  • Wanneer het ventrikel vol is, sluit de tricuspidalisklep. Dit voorkomt dat bloed terugstroomt in de boezems terwijl het ventrikel samentrekt.
  • Als het ventrikel samentrekt, verlaat het bloed het hart via de pulmonale klep, in de longslagader en naar de longen, waar het wordt geoxygeneerd en vervolgens via de longaderen terugkeert naar het linker atrium.
  • De longaderen pompen zuurstofrijk bloed uit de longen naar de linkerboezem van het hart.
  • Terwijl het atrium samentrekt, stroomt het bloed van je linkeratrium naar je linkerventrikel door de open mitralisklep.
  • Wanneer het ventrikel vol is, sluit de mitralisklep. Dit voorkomt dat bloed terugstroomt in het atrium terwijl het ventrikel samentrekt.
  • Als het ventrikel samentrekt, verlaat het bloed het hart via de aortaklep, in de aorta en in het lichaam.

Foto van de Aorta

De aorta is de grootste slagader in het lichaam. De aorta begint aan de bovenkant van de linker hartkamer, de gespierde pompkamer van het hart. Het hart pompt bloed vanuit de linker hartkamer via de aortaklep de aorta in. Drie klepbladen op de aortaklep openen en sluiten met elke hartslag om eenrichtingsstroom van bloed mogelijk te maken.

De aorta is een buis van ongeveer een voet lang en iets meer dan een inch in diameter. De aorta is verdeeld in vier secties:
• De oplopende aorta stijgt op vanuit het hart en is ongeveer 5 cm lang. De kransslagaders vertakken zich van de stijgende aorta om het hart van bloed te voorzien.
• De aortaboog buigt over het hart, waardoor takken ontstaan ​​die bloed naar het hoofd, de nek en de armen brengen.
• De dalende thoracale aorta loopt door de borst naar beneden. De kleine takken leveren bloed aan de ribben en sommige borststructuren.
• De abdominale aorta begint bij het middenrif en splitst zich om de gepaarde iliacale slagaders in de onderbuik te worden. De meeste van de belangrijkste organen ontvangen bloed van takken van de abdominale aorta.

Zoals alle slagaders heeft de wand van de aorta verschillende lagen:
• De intima, de binnenste laag, zorgt voor een glad oppervlak waar bloed doorheen kan stromen.
• De media, de middelste laag met spier- en elastische vezels, zorgt ervoor dat de aorta bij elke hartslag kan uitzetten en samentrekken.
• De adventitia, de buitenste laag, geeft extra steun en structuur aan de aorta.


De chronologische en biologische leeftijd van het menselijk lichaam kan verschillen: waarom uw borstweefsels ouder zijn dan de rest van u

Het menselijk lichaam kent twee verschillende leeftijden: een chronologische leeftijd en een biologische leeftijd. Chronologische leeftijd verwijst naar de werkelijke tijd dat een mens heeft geleefd, terwijl biologische leeftijd verwijst naar hoe oud die mens lijkt.

"De meesten van ons hebben allemaal de ervaring gehad verrast te zijn om erachter te komen dat iemand veel jonger is dan we ons hadden voorgesteld - bijvoorbeeld wanneer een persoon waarvan we dachten dat hij achter in de vijftig was, in werkelijkheid halverwege de veertig blijkt te zijn," Dr. Terry Grossman, oprichter en medisch directeur van het Grossman Wellness Center in Denver, legde uit voor Doctor's Ask. “En tegelijkertijd zullen we af en toe ontdekken dat iemand aanzienlijk ouder is dan we hadden geraden. De reden voor deze discrepanties is vaak dat hun biologische leeftijd anders is dan hun chronologische leeftijd.”

Experts houden rekening met telomeren - de beschermende uiteinden van chromosomen - bij het berekenen van dit leeftijdsverschil. Telomeren zorgen ervoor dat chromosoomuiteinden niet verslechteren of versmelten met een naburig chromosoom, wat invloed heeft op hoe snel cellen verouderen en sterven.

"Elke keer dat een cel zich deelt, valt er een telomeerkraal van het uiteinde van het chromosoom af", zei Grossman. "Het lijkt erop dat er een directe correlatie is tussen de lengte van de telomeer en de biologische leeftijd. Hoe langer je leeft, met andere woorden hoe hoger je chronologische leeftijd, hoe korter de totale lengte van je telomeren.”

Als Medisch Dagelijks eerder gemeld, "hadden degenen met kortere telomeren of telomerase-mutaties meer kans op een vroege dood of het ontwikkelen van ziekte en neurodegeneratieve aandoeningen." Het handhaven van een gezonde levensstijl, inclusief een gezond dieet en regelmatige lichaamsbeweging, kan echter ook de telomeerlengte behouden.

Methyleringsniveaus zijn belangrijk

Een ander intern proces dat experts gebruiken om de biologische leeftijd van de mens te bepalen, is methylering van DNA. als het journaal Natuur gedefinieerd, is methylering "een veelgebruikt epigenetisch signaalinstrument dat cellen gebruiken om genen in de 'uit'-positie te vergrendelen." Onderzoekers voegden eraan toe dat de actieve rol van methylering onbekend is, "maar het lijkt erop dat een goede DNA-methylering essentieel is voor celdifferentiatie en embryonale ontwikkeling." Dit verklaart hoe cellen die hetzelfde gecodeerd zijn - zie hart- en hersencellen - anders kunnen functioneren.

Steve Horvath is een geneticus aan de medische faculteit van de Universiteit van Californië-Los Angeles en in 2013 ging hij op zoek of methylering kon worden gebruikt om de leeftijd nauwkeurig te voorspellen voor een verscheidenheid aan menselijke weefsels en celtypen. In wezen gebruikte hij niveaus om een ​​nieuw soort biologische klok samen te stellen om te bepalen waarom het menselijk lichaam ouder wordt. En na het bekijken van gegevens van 8.000 monsters van 51 verschillende cellen en weefsels, ontdekte hij dat hoewel de meeste chronologische en biologische monsters van dezelfde leeftijd waren, sommige monsters dat niet waren.

"De grote vraag is of de biologische klok een proces controleert dat tot veroudering leidt", zei Horvath. "Als dat zo is, wordt de klok een belangrijke biomarker voor het bestuderen van nieuwe therapeutische benaderingen om ons jong te houden."

Interessanter dan dat zijn de specifieke delen van het menselijk lichaam die biologisch ouder zijn dan andere. Borsten zijn bijvoorbeeld enkele van de "oudste" weefsels in het lichaam. Horvath ontdekte dat gezond borstweefsel tot drie jaar ouder kan zijn dan de rest van het lichaam van een vrouw. Het is gemiddeld 12 jaar ouder als gezond borstweefsel zich in de buurt van kankerweefsel bevindt.

Horvath gaf toe dat de borstweefselmonsters in zijn onderzoek meestal kankerachtig waren, hij zal het onderzoek opnieuw moeten maken met gezondere monsters. Maar dit inzicht in kanker- of tumorweefsel kan in de toekomst gunstig zijn voor kankeronderzoekers. Als het borstweefsel van een vrouw sneller veroudert dan haar lichaam, is het mogelijk dat dit de reden is waarom borstkanker het meest voorkomende type is dat bij vrouwen wordt gediagnosticeerd.

Dit is niet alleen van toepassing op kankerachtig borstweefsel. Horvath vond tumorweefsel 36 jaar ouder dan normaal, gezond weefsel was meer dan 80 jaar oud in hersenkankerweefsels van kinderen.

Horvath ontdekte ook dat menselijk hartweefsel een lagere biologische leeftijd heeft. Hij schreef: "de rekrutering van stamcellen in cardiomyocyten voor de vorming van nieuwe hartspiercellen zou kunnen verklaren waarom menselijk hartweefsel de neiging heeft een lage leeftijd te hebben."

Een afzonderlijke studie wees uit dat mensen die slecht functioneren als biologisch ouder worden beschouwd, terwijl mensen die goed functioneren als biologisch jong worden beschouwd. De voor de hand liggende biomarkers zijn natuurlijk zaken als grijs haar en ski-inelasticiteit. Maar met de nieuwe klok van Horvath hebben wetenschappers letterlijk diepere toegang tot hoe oud het lichaam is, hoe oud het biologisch is, en nog belangrijker, wat deze bevindingen kunnen doen voor nieuwe behandelingen en therapieën.


Het hart van gewervelde dieren: onontwikkelbaar, primitief of complex

"We concluderen dat er een ontwerp is in de evolutie van de veneuze verbindingen van het hart, pectinaatspieren, atrioventriculaire kleppen,' linkerventrikelpezen, uitstroomkanalen en grote slagaders. Een verwaarloosd aspect in de studie van evolutie is dat van anticipatie. De atria en ventrikels van vissen lijken een ingebouwde voorziening te hebben om te worden aangepast aan de menselijke structuur met vier kamers. Deze transformatie wordt in fasen bereikt: de truncus levert de grote slagaders op, de juiste verschuiving vindt plaats in de grote slagaders, de linker ventrikel neemt af in sponzigheid en toename van de grootte van zijn lumen, wordt het chordopapillaire apparaat verfijnder, de coronaire circulatie ondergaat veranderingen en het ventriculaire septumdefect sluit. Deze evolutionaire progressie wijst op een meesterontwerp en plan voor ontelbare millennia."

(Solomon Victor, Vijaya M. Nayak, Raveen Rajasingh, "Evolutie van de ventrikels," Texas Heart Institute Journal, Vol.26(3):168-75 (1999), interne citaten verwijderd.) Een hartelijke inleiding:

Voordat we beginnen, zijn hier enkele opwindende hartfeiten om je dag mee te beginnen: Voor het geval je moeder je het nooit heeft verteld, harten hebben 2 soorten kamers: atria en ventrikels. Atria zijn waar bloed het hart binnenkomt en ventrikels het bloed uit het hart pompen. Harten nemen zuurstofarm bloed op, pompen het door het longcircuit (longen/kieuwen) waar het zuurstof krijgt, en pompen het vervolgens naar de rest van het lichaam. Er zijn veel kleine aderen (die bloed naar het hart brengen) en slagaders (dragen het weg) die het hart verbinden met het longcircuit en ervoor zorgen dat alles goed blijft lopen. De bloeddruk moet in alle buizen zorgvuldig worden uitgebalanceerd, zodat de stroomdruk behouden blijft en het bloed blijft bewegen, maar niet zo snel dat bepaalde gebieden of haarvaten exploderen. Je zou kunnen zeggen dat deze zorgvuldige en complexe hydrostatische bedrading gemakkelijk te selecteren is in een evolutionair scenario, maar er is geen ontkomen aan dat er een zeer gecompliceerd en zeer uitgebalanceerd netwerk van biologische vloeistofmechanica aan de gang is in een hart dan de meeste kunstmatige hartingenieurs waarschijnlijk kunnen schelen om over na te denken.

Gezien dit alles zijn er 3 basismanieren om een ​​hart te maken bij dieren: een hart met 2 kamers, een hart met 3 kamers en een hart met 4 kamers. Vissen hebben 2 kamers, een atrium en een ventrikel. Amfibieën en reptielen hebben 3 kamers: 2 atria en een ventrikel. Krokodillen zijn de enige reptielachtige uitzondering, omdat ze 4 kamers hebben (2 atria, 2 ventrikels). Vogels en zoogdieren hebben 4 kamers (2 atria en 2 ventrikels).

Verschillen tussen de harten:

Het vissenhart (figuur 1a) is heel anders dan het amfibie/reptiel/vogel/zoogdierhart (figuren 1b en c). Harten zijn erg complex - ze zijn niet zomaar een stel willekeurige slagaders en aders die weefsel met elkaar verbinden. Vissenharten zuigen eenvoudig zuurstofarm bloed op in een enkel atrium en pompen het via een ventrikel naar buiten. Dit systeem wordt "enkele circulatie" genoemd, omdat bloed het hart binnenkomt, door de kieuwen en naar het lichaam wordt gepompt. De bloeddruk is laag voor zuurstofrijk bloed dat de kieuwen verlaat.

Harten met 3 en 4 kamers hebben een longcircuit (routes die bloed van hart naar long en terug naar hart voeren) dat zeer complex is en zo moet worden opgezet dat bloed van het hart kan reizen om zuurstofrijk te worden in de longen en vervolgens goed te worden gepompt terug naar het hart en naar het lichaam. Het hart met 3 (en 4) kamers heeft een "dubbele circulatie" (figuur 1b en c) en verschilt nogal van de "enkele circulatie" (figuur 1a) van vissen.

"Dubbele circulatie" heeft een inwendig circuit in het hart - bloed komt het hart binnen, verlaat het hart en krijgt zuurstof, komt het hart weer binnen en wordt dan naar het lichaam gepompt. Omdat "dubbele circulatie" ervoor zorgt dat zuurstofrijk bloed terug in het hart wordt gepompt voordat het naar het lichaam gaat, pompt het bloed met veel meer druk en veel krachtiger dan "enkele circulatie".

Figuur 1:

Het bovenstaande diagram aangepast van "http://gened.emc.maricopa.edu/bio/bio181/BIOBK/BioBookcircSYS.html#Vertebrate Vascular Systems waarvan werd gezegd dat het werd aangepast van http://www.biosci.uga.edu/ almanac/bio_104/notes/may_7.html en vertoont een opvallende gelijkenis met de diagrammen van Campbell's "Biology" 4e editie, blz. 822.

Hoewel het hart met 4 kamers 2 atrium-ventrikelparen heeft, doen beide paren niet hetzelfde. Er zijn 4 stappen betrokken bij het binnenkomen van bloed in het hart: 1) zuurstofarm bloed komt het eerste atrium binnen. 2) zuurstofarm bloed wordt naar de eerste ventrikel gevoerd, die het naar het longcircuit (longen) pompt waar het wordt verrijkt met zuurstof. 3) Zuurstofrijk bloed dat net de longen verlaat, wordt teruggepompt naar de tweede boezems. 4) Zuurstofrijk bloed wordt vervolgens naar de tweede ventrikel gevoerd, die het zuurstofrijke bloed uit het hart en terug in het lichaam pompt voor gebruik.

Het hart met vier kamers verschilt van het hart met drie kamers doordat het zuurstofrijk bloed volledig gescheiden houdt van zuurstofarm bloed, omdat er één ventrikel is voor zuurstofarm bloed en één voor zuurstofrijk bloed. In het hart met drie kamers pompt een enkele ventrikel beide uit het hart, en er is enige vermenging tussen vers en oud bloed. Het hart met 2 ventrikels en 4 kamers voorkomt vermenging, waardoor het bloed dat het hart verlaat veel meer zuurstof heeft dan anders het geval zou zijn. Dit is goed voor het verbeteren van de meer snelle levensstijl die vogels en zoogdieren hebben, wat een voordeel geeft aan het hebben van een hart met 4 kamers.

Problemen met het ontwikkelen van de harten:

Een hart krijgen, periode: Het ontwikkelen van een hart met 2 kamers is in de eerste plaats erg moeilijk omdat de bloedsomloop onherleidbaar complex is. Er zijn minimaal 3 subsystemen nodig: 1) een orgaan voor het verrijken van het hemoflegma (bloed) met zuurstof (longen/kieuwen), 2) een complex netwerk van gesloten buizen om het energierijke bloed naar het lichaam (aders en slagaders) te transporteren, en 3) een pompmechanisme (hart) om energierijke vloeistof door het lichaam te transporteren. Een veelvoorkomende manier waarop een evolutionist zou kunnen proberen om problemen die verband houden met onherleidbare complexiteit te omzeilen, zou kunnen zijn om scenario's voor te stellen waarin sommige of alle subsystemen op een vrijstaande manier zouden kunnen ontstaan, op zichzelf functionerend. Maar wat heb je in dit geval aan een gesloten buizennetwerk zonder een pompmechanisme om vloeistof te transporteren, en wat heb je aan een pomp zonder de vloeistof of de slangen? Zuurstofuitwisseling vindt in veel organismen plaats via de huid zonder een chordaatachtige bloedsomloop, maar wat is het voordeel voor zo'n organisme om willekeurig een enkel zuurstofuitwisselingsorgaan (de longen/kieuwen) te muteren? Maar toch, als er eenmaal een enkel zuurstofuitwisselingsorgaan op zijn plaats was, zou het het transportnetwerk nodig hebben dat wordt geleverd door het hart, de aderen en de slagaders. Scenario's die de bloedsomloop op een stapsgewijze manier proberen, zouden mislukken en geen rekening houden met de algehele complexiteit van het systeem.

Zelfs als de subsystemen van de bloedsomloop op zichzelf zouden kunnen evolueren, zou het ontwikkelen van een vrijstaand hart met twee kamers op zichzelf erg moeilijk zijn, zelfs als er geen andere componenten van de bloedsomloop nodig zouden zijn om bruikbaar te zijn. Een menselijk hart is een pompmachine van 11 ounce ter grootte van een menselijke vuist die meer dan 2 miljard keer klopt en meer dan 100 miljoen gallons bloed pompt in de loop van het gemiddelde mensenleven. Het is in de eerste plaats een schaal met een zorgvuldig uitgebalanceerd inwendig netwerk van gaten en kleppen die ervoor zorgen dat vloeistof overal tussenin constant in, uit en in de goede richting stroomt. Een groot aantal vloeistofsturende onderdelen en een zeer sterke en goed en complex gevormde pompspier zijn nodig om te kunnen functioneren. De positionering van de delen van een hart is een goed voorbeeld van gespecificeerde complexiteit. Om deze reden zijn het hart, evenals de hele bloedsomloop, stap voor stap onontwikkelbaar.

Een hart met drie kamers krijgen van een hart met twee kamers: Gegeven een hart met twee kamers, weten experts niet wanneer, hoe of in welke lijn de vermeende overgang van het hart van vissen met twee kamers naar het hart van amfibieën met drie kamers plaatsvond, voornamelijk omdat dit is een zeer moeilijke overgang om zelfs maar voor te stellen. Een hart met 3 kamers heeft "dubbele circulatie" en is onherleidbaar complex met betrekking tot "dubbele circulatie". Visharten met 2 kamers hebben "enkele circulatie" en het basisontwerp is heel anders dan een hart met 3 kamers.

Een sterk vereenvoudigde verklaring van de evolutie van het hart zou kunnen zijn om te zeggen dat door simpelweg de enkele of alle kamers van een hart met 2 kamers te dupliceren, men gemakkelijk een functioneel hart met 3 of 4 kamers zou kunnen ontwikkelen. Natuurlijk, zoals het evolutionaire verhaal gaat, veranderden vissen in amfibieën die veranderden in reptielen die zoogdieren en vogels werden, dus het hart zou zijn geëvolueerd van 2 --> 3 --> 4 kamers. Er wordt nooit gedacht dat een directe 2 --> 4-kamerovergang heeft plaatsgevonden en zou zelfs meer problemen opleveren dan een 2- --> 3-kamerovergang, dus we zullen ons concentreren op de 2 --> 3-kamerovergang. In werkelijkheid zijn de veranderingen die voor deze transitie zouden moeten plaatsvinden echter veel meer dan alleen het dupliceren van een of meer kamers. Het zou niet op een stapsgewijze manier kunnen gebeuren waar tussenproducten functioneel zijn.

De 2-kamerhart -> 3-kamerhartovergang vereist veel meer dan de verdubbeling van een atrium, omdat ook het inwendige circuit dat de "dubbele circulatie" van het 3-kamerhart veroorzaakt, moet worden gecreëerd. Het dupliceren van het atrium zonder een gesloten bloedsomloopnetwerk voor "dubbele circulatie" zou ertoe leiden dat het hart niets anders dan interstitiële vloeistof uit het lichaam zuigt. "Dubbele circulatie" werkt alleen als er een lus is die van een ventrikel terug naar het hart en terug naar een ventrikel voert. Dus zowel de lus als het nieuwe atrium zijn nodig om een ​​hart met drie kamers te laten functioneren. En hoewel de lus (interieur circuit) eenvoudig klinkt, moet het echt een complex buizennetwerk zijn met kleppen op de juiste plaatsen om de vloeistof goed te laten stromen.

Harten met een enkele circulatie pompen het bloed rechtstreeks door het gasuitwisselingsorgaan en naar het lichaam (figuur 1a). Dubbele circulatie pompt bloed naar de longen/kieuwen via een "interne circuit"-lus en vervolgens terug naar het hart voordat het naar het lichaam gaat (figuur 1b en c). En als deze nieuwe lus niet aansluit op het gasuitwisselingsorgaan, dan is de nieuwe lus functieloos en nutteloos. De gemakkelijkste manier om deze overgang te laten plaatsvinden, is waarschijnlijk om de ader die de feedback van het gasuitwisselingsorgaan verlaat, een slagader te laten worden die terugstroomt naar het hart. Dit betekent natuurlijk dat de nieuwe ader-slagader tegelijkertijd de juiste kleppen nodig heeft, zodat het kan functioneren als een echt deel van het hart zelf. Waarschijnlijk van het grootste belang is het feit dat er nu geen ader is die het hart verlaat en het bloed weer naar het lichaam pompt. Met andere woorden, om dit interne circuit van dubbele circulatie te creëren, moet een nieuwe ader worden gecreëerd en moet de bloedstroom uit het hart volledig opnieuw worden aangesloten op de rest van het lichaam.

Zelfs als het gasuitwisselingsorgaan zou kunnen worden omzeild (waardoor het een minder complex, maar functieloos en niet selectief voordelig circuit wordt), is het grootste probleem bij het overgaan van enkele circulatie naar dubbele circulatie dat dit nieuwe circuit zich op de een of andere manier moet verbinden met de longen. Hoe dan ook, de ader die het hart verlaat, moet op de een of andere manier ook een slagader worden die via een nieuw functioneel atrium wordt teruggevoerd naar het hart en dan moet er een nieuwe ader worden gecreëerd zodat bloed dat het hart verlaat nog steeds via de bloedsomloop naar de rest van het lichaam gaat. netwerk.

Ten slotte moet de hartspier zich aanpassen aan al deze veranderingen, vooral zodanig dat er slagen kunnen optreden om door het nieuwe atrium te pompen en de bijbehorende veranderingen in de vloeistofdruk.

Als een van deze stappen ontbreekt, werkt dubbele circulatie niet. En dit zegt niets over de vele kleppen en andere kleinere aders en slagaders die geassocieerd zijn met dubbele circulatie en die kenmerkend zijn voor echte harten, evenals veranderingen die nodig zijn in het pompmechanisme van de hartspier om een ​​volledig nieuw atrium en vocht-drukbalans te accommoderen.

De overgang van 2 naar 3 kamers vereist een verandering van enkele naar dubbele circulatie die minstens 4 grote gelijktijdige veranderingen met zich meebrengt, inclusief de volledige herbedrading van hoe bloed het hart verlaat naar de rest van het lichaam. Veel meer kleine gelijktijdige veranderingen in verband met de mechanica van het juiste vloeistoftransport zouden ook nodig zijn. Het is niet mogelijk voor een dubbel circulatiesysteem om op een darwinistische manier stap voor stap uit een enkel circulatiehartsysteem te evolueren omdat er te veel veranderingen nodig zijn, waardoor het hart met 3 kamers niet kan evolueren van een hart met 2 kamers.

Een hart met vier kamers krijgen: Met betrekking tot harten met "dubbele circulatie" is het hart van een zoogdier met vier kamers waarschijnlijk niet onherleidbaar complex. Van 3 naar 4 kamers gaan ziet er niet zo ingewikkeld uit (natuurlijk zijn ze nog steeds heel verschillend en dit is totaal versimpeld, maar ik heb het alleen over het orgelontwerp). Kortom, de enkele ventrikel in het hart met 3 kamers is gesplitst in 2 kamers in het hart met 4 kamers, waardoor er 2 ventrikels ontstaan ​​in plaats van één. Een hart met "dubbele circulatie" zou kunnen werken met 3 kamers - en dat doet het ook bij reptielen en amfibieën.

Het menselijk hart heeft 2 atrium-ventrikelparen, die na elkaar kloppen als zuigers in een auto. Er is echt maar één ventrikel nodig om het bloed rond te pompen. Maar net zoals een 8-cilindermotor veel meer pk's levert dan een 4-cilinder, zo heeft een hart met 4 kamers (2 paar) veel meer vermogen om het lichaam van energie en zuurstofrijk bloed te voorzien dan een hart met 3 kamers (1 ventrikel) hart. Er is een enorm voordeel aan het hebben van een hart met 4 kamers. Door de extra capillaire complexiteiten die gepaard gaan met het plotseling hebben van een tweede ventrikel weg te nemen, zou men kunnen stellen dat de overgang van het hart met 3 naar 4 kamers relatief gezien niet moeilijk voor te stellen is, aangezien alles wat men hoeft te doen is het sterke voordeel van het scheiden van zuurstofrijk en zuurstofarm bloed en verdeel het ventrikel vervolgens in tweeën. Natuurlijk is het sleutelwoord hier "verbeelden".

Onherleidbare complexiteit is een echt fenomeen, en het kan worden geanalyseerd, en daarom bestaat het in sommige gevallen misschien niet, en in het geval van het hart met vier kamers waarschijnlijk niet. Hoewel het hart met 4 kamers misschien niet onherleidbaar complex is met betrekking tot "dubbele circulatie", kan het nog steeds het resultaat zijn van intelligent ontwerp en niet van evolutie, en onherleidbare complexiteit hoeft niet in alle gevallen te bestaan ​​om het in sommige gevallen te laten bestaan. Over het algemeen heeft het hart, ongeacht de kamers, veel ontwerp gehad. En het complexe hart met dubbele bloedsomloop draagt ​​sterke sporen van intelligent ontwerp.

Een vogelhart krijgen: Ten slotte is de evolutionaire oorsprong van het hart-longsysteem van vogels een raadsel voor de dino-vogelhypothese omdat "er geen long bekend is bij andere gewervelde soorten die op enigerlei wijze het vogelsysteem benaderen." (Denton (1998), blz. 361). Moleculair bioloog Michael Denton had het volgende te zeggen over de evolutionaire oorsprong van het vogel-hart-longsysteem: Hoe zo'n ander ademhalingssysteem geleidelijk kon zijn geëvolueerd van het standaard gewervelde ontwerp zonder enige vorm van richting is, nogmaals, erg moeilijk om overwegen, met name rekening houdend met het feit dat het behoud van de ademhalingsfunctie absoluut essentieel is voor het leven van het organisme. Bovendien vereist de unieke functie en vorm van de vogellong een aantal extra unieke aanpassingen tijdens de ontwikkeling van vogels. Zoals HR Dunker, een van 's werelds autoriteiten op dit gebied, uitlegt, omdat ten eerste de vogellong stevig aan de lichaamswand is bevestigd en daarom niet in volume kan uitzetten, en ten tweede omdat de kleine diameter van de longcapillairen en de als gevolg van een hoge oppervlaktespanning van vloeistof erin, kan de vogellong niet worden opgeblazen vanuit een ingeklapte toestand, zoals bij alle andere gewervelde dieren na de geboorte. Bij vogels moet de beluchting van de long geleidelijk plaatsvinden en begint drie tot vier dagen voor het uitkomen met een vulling van de hoofdbronchiën, luchtzakken en parabronchiën met lucht. Pas nadat de hoofdluchtkanalen al met lucht zijn gevuld, vindt de uiteindelijke ontwikkeling van de long en in het bijzonder de groei van het luchtcapillaire netwerk plaats. De luchtcapillairen zijn nooit ingeklapt, net als de longblaasjes van andere gewervelde soorten, maar als ze in het longweefsel groeien, zijn de parabronchi vanaf het begin open buizen gevuld met lucht of vloeistof (Denton (1998), 361). zeggen: "De vogellong brengt ons heel dicht bij het beantwoorden van de uitdaging van Darwin: "Als zou kunnen worden aangetoond dat er een complex orgaan bestond, dat onmogelijk gevormd zou kunnen zijn door talrijke, opeenvolgende, kleine wijzigingen, zou mijn theorie absoluut breken naar beneden.

Een deskundige op het gebied van ademhalingsfysiologie, John Ruben, die dit evolutionaire scenario bekritiseerde, merkte op dat "een overgang van een krokodilachtige naar een vogellong onmogelijk zou zijn, omdat het overgangsdier een levensbedreigende hernia of gat in zijn middenrif zou hebben. Het lijkt duidelijk dat a bird s radically different system of breathing, in which air is continuously drawn through its lungs, could not have evolved from the hepatic-piston system we see in this theropod dinosaur." (Gibbons, 1997 B, pg. 1230)

Plus, we're also dealing with convergent evolution here. The 4 chamber system had to have evolved twice (and also in crocodiles), if it evolved at all, because mammals and birds are allegedly from very different reptilian stock. It isn't just a neat case of common ancestry being clear cut by characteristics.

There are many other animals with hearts--some worms have like 5 or 6 hearts. These heats all probably evolved independently however. So, there is not a nice neat Darwinian tree with respect to hearts. Common design better explains this, because odds are low you would come up with a similar structure through chance evolution alone.

Fish: 2 chambers, Amphibians and reptiles: 3 chambers, Mammals and birds: 4 chambers. 3 and 4 chambered hearts are similar because they both have an interior circuit or "double circulation". This is very different from the 2 chambered heart which has "single circulation". Going from a 2 to a 3 chambered heart requires A LOT more than the mere duplication of a chamber, but a COMPLETE reworking of the veins and arteries surrounding the heart, interior valves of the heart, and the creation of this interior circuit which can properly interact with the lungs. Plus I have it on good authority that evolutionists don't know how the 2 to 3 chamber transition took place. Going from 3 to 4 might be more possible in a remote theoretical sense, though there are surely many less important complications. Going from 2 to 4 requires a vast more change than mere duplication of atria and ventricles. It might be remotely possible to go from a 3 chambered heart to a 4 chambered heart but it is not likely that a 2 chambered heart could evolve into a 3 or 4 chambered heart.

Campbell's Biology 4th edition pg. 822.

Solomon Victor, Vijaya M. Nayak, Raveen Rajasingh, "Evolution of the Ventricles," Texas Heart Institute Journal , Vol.26(3):168-75 (1999),

Michael Denton, Nature s Destiny (1998), p. 361

Ann Gibbons, Lung Fossils Suggest Dinos Breathed in Cold Blood, Science , Vol. 278, 14 November 1997, p. 1230.


What is really “real”?

It is only fair to recognise that, for all his outlandish forecasting and gung-ho prose, Harari slips in enough qualifiers to get himself off the hook.

Near the start of Homo Deus, he says that his predictions are focused “on what humankind will try to achieve in the twenty-first century — not what it will succeed in achieving”. His is “less of a prophecy and more a way of discussing our present choices.” Similarly, at the end of Sapiens he concludes, in a Fukuyama-ish way, that humankind has broken the law of the jungle and there is now, at last “real peace, rather than just absence of war.” For most polities, “there is no plausible scenario leading to full-scale conflict within one year.” But he then goes on to say that “this situation might of course change in the future and, with the world of today might seem incredibly naïve.” A few pages later, he concludes that “we are on the threshold of both heaven and hell … History has still not decided where we will end up, and a set of coincidences might yet send us rolling in either direction.” That pretty much covers all bases.

Such a good hand of “get out of historical jail free” cards should encourage us to see Harari as a provocateur rather than a prophet, but it should not preclude criticism of his provocations. There are many loose threads one might choose to pick at. When he writes that to ensure global blijheid we must re-engineer Homo sapiens so that it can enjoy everlasting pleasure, he is eliding two different things — happiness and pleasure — in a way that would make a first year philosophy student wince. He is doing something similar when he says that scientists, when plumbing the inner workings of the human organism, have found no sign of a soul or free will there, or that science has provided no evidence of human equality or dignity.

Such confusions are, however, borne of his deeper conviction that only the material or biological is real that everything else is merely imaginary, ephemeral, and (inter)subjective and that there is no organic connection between the two. By its own lights, this is a consistent point of view, but it is not a very persuasive picture of reality — either as we live it or it is constructed. On closer inspection, Harari’s hard and absolute divide between the physical/biological and ideological/imagined is hard to sustain.

Take mathematics. On the surface, maths is a classic example of Harari’s intersubjective reality. Mathematics is non-material. It is non-biological. It is widely shared. The numbers 17, π and l will not be found anywhere in our physical world, in the way an aardvark, a liver, and a chromosome can be. They are presumably, therefore, by Harari’s reckoning, imagined (indeed, imaginary) and not real. And yet in some ways mathematics has a greater claim on being “real” than much that is simply material. It is universal, pervasive, permanent, existing irrespective of human cognition, and, in the famous words of the physicist Eugene Wigner, “unreasonably effective.” Two plus two equalled four and πr 2 was the area of a circle long before humans discovered they were so. Aardvarks, livers, and chromosomes will cease to exist. 17, π, and l will not. Which has a greater claim to being real?

Ethics invites a similar approach. Most people, when talking about right and wrong, have the same sense that mathematicians do when discussing their discipline — namely, that they are saying something real, rather than simply voicing preferences and opinions. In the jargon, people tend to be moral realists at heart. Simply saying that our ethical intuitions and reasoning are no more than the arbitrary illusion thrown up by patterns of firing neurons is not only unsatisfying as an explanation, but threatens to detune the very content of all human thought, which comprises, after all, of patterns of firing neurons. Like mathematicians when they think about their subject, most people when talking about morality have an unerring sense that they are stumbling over a real “landscape” rather than imagining one into existence as they go along.

Aesthetics is a third area. People’s ideas of beauty vary enormously within and between cultures, more so than their ideas of goodness, and this naturally invites a Harari-like assessment that aesthetics is really only an excrescence or epiphenomenon — the kind of intersubjective reality that isn’t real. But, as with ethics, we instinctively find it hard to credit the idea that when we say something is beautiful or harmonious, we are mean nothing more than “I like it.” We like to think we are making a statement about the thing in itself, rather than our own opinions. Moreover, as Iain McGilchrist notes in The Master and his Emissary, “Western and Eastern concepts of beauty, despite having evolved largely independently, are remarkably consonant … there is developing acceptance by psychology and the social science than human universals do exist.” The beautiful may be as real as the good.

The point of these examples is not to invite vexing discussion of mathematical Platonism, moral realism or aesthetics, but merely to underline how that which is real cannot simply be reduced to what biologists (or even Harari’s frequent, catch-all “scientists”) can measure.


11) Gas exchange in humans

The exchange of oxygen and carbon dioxide across a respiratory surface, as in the lungs, depends on the diffusion of these two gases. Diffusion occurs more rapidly if:

  • There is a large surface area exposed to the gas.
  • The distance across which diffusion has to take place is small.
  • There is a good blood supply.
  • There is a big difference in the concentrations of the gas at two points brought about by ventilation.
  • The lungs are enclosed in the thorax.
  • They have a spongy texture and can be expanded and compressed by movements of the thorax in such a way that air is sucked in and blown out.
  • The lungs are joined to the back of the mouth by the windpipe or trachea.
  • The trachea divides into two smaller tubes, called bronchi, which enters the lungs and divide into bronchioles.
  • These small branches end in microscopic air sacs called alveoli.
  • De epiglottis and other structures at the top of the trachea stop food and drink from entering the air passages when we swallow.
  • De larynx manipulates pitch and volume.
  • De diaphragm is a sheet of tissue that separates the thorax from the abdomen.
  • Ribben form a cage to protect the lungs and heart, and to move to ventilate the lungs.
  • Intercostal muscles are muscles between the ribs which raise the ribcage by contracting and lower it by relaxing.
  • The movement of air into and out of the lungs, called ventilation, renews the oxygen supply in the lungs and removes the surplus carbon dioxide.
  • Horseshoe-shaped hoops of cartilage are present in the trachea and bronchi to prevent them collapsing when we breathe in.
  • The lungs contain no muscle fibres and are made to expand and contract by movements of the ribs and diaphragm.
  1. the internal intercostal muscles relax and the external intercostal muscles contract, pulling the ribcage upwards and outwards
  2. the diaphragm contracts, pulling downwards
  3. the volume in the thorax gets bigger, forcing the lungs to expand, and the air pressure inside decreases
  4. air is pushed into the lungs
  1. the external intercostal muscles relax and the internal intercostal muscles contract, pulling the ribcage downwards and inwards
  2. the diaphragm relaxes, moving back upwards
  3. The lungs are elastic and shrink back to their relaxed volume and the air pressure inside increases
  4. air is pushed out of the lungs

Gaseous exchange refers to the exchange of oxygen and carbon dioxide, which takes place between the air and the blood vessels in the lungs.

Gas exchange in the lungs happens in the alveoli. Some of the features of alveoli include:

  • thin walls (just one cell thick)
  • groot oppervlak
  • moist surface
  • many blood capillaries
    • Some of the oxygen is absorbed into the bloodstream when it enters the alveoli, resulting in a reduction of oxygen.
    • Cells of the body produce CO2 as a waste product during aerobic respiration. The bloodstream carries CO2 to the lungs for excretion and diffuses across the walls of the alveoli to be expired, resulting in a 100% increase of carbon dioxide breathed out.
    • The lining of the alveoli is coated with a firm of moisture in which oxygen dissolves. Some of this moisture evaporates into the alveoli and saturates the air with water vapour. The air you breathe out, therefore, always contains a great deal more water vapour than the air you breathe in.

    Limewater turns milky in the presence of carbon dioxide, so it can be used to show the differences between inhaled (inspired) air and exhaled (expired) air. The lime water immediately turns milky on contact with exhaled air.

    Breathing rate and exercise:

    • The increased rate and depth of breathing during exercise allows more oxygen to dissolve in the blood and supply the active muscles.
    • The extra carbon dioxide that the muscles put into the blood is detected by the brain, which instructs the intercostal muscles and diaphragm muscles to contract and relax more rapidly, increasing the breathing rate.
    • Carbon dioxide will be removed by the faster, deeper breathing.
    • The rate of breathing can be measured by counting the number of breaths in one minute. The depth of breathing can be measured using a spirometer (a device that measures the volume of air inhaled and exhaled).
    • To investigate the effects of exercise on breathing, record the rate of breathing for a few minutes when the person is at rest. After they do some exercise, record their rate of breathing every minute until it returns to the normal resting value.

    Protection of the gas exchange system from pathogens and particles:

    Pathogens are present in the air we breathe in and are potentially dangerous of not actively removed. There are two types of cells that provide mechanisms to help achieve this.


    The Cardiac Cycle

    You may hear about a concept called the cardiac cycle. Simply, the “cardiac cycle” is a way doctors have of dividing the work of the heart into two phases — the diastolic phase and the systolic phase.

    During the diastolic phase of the cardiac cycle, the atria are contracting to fill the two ventricles with blood, and the ventricles are “relaxing” in between heart beats. The tricuspid and mitral valves are open during the diastolic phase to allow blood to flow into the ventricles, and the pulmonic and aortic valves are closed to prevent blood from washing backwards into the ventricles.

    During the systolic phase, the two ventricles are contracting to propel blood out to the lungs (right ventricle) and out to the rest of the body (left ventricle). The right atrium is filling with “used” blood from the tissues, and the left atrium is filling with oxygenated blood from the lungs. The tricuspid and mitral valves are closed during systole, and the pulmonic and aortic valves are open.

    The concept of the cardiac cycle is useful in several ways. For instance, when we measure blood pressure, we are measuring the pressure in the arteries during both phases of the cardiac cycle — systolic and diastolic. So, blood pressure is reported as two numbers, such as 120/80. Here, the systolic blood pressure (the arterial pressure at the moment the ventricles are beating) is 120 mmHg, and the diastolic pressure (the pressure during ventricular relaxation) is 80 mmHg.

    Also, when cardiologists talk about heart failure, they often specify whether the cardiac dysfunction primarily affects the systolic portion of cardiac function (as in dilated cardiomyopathy), or the diastolic portion (as in diastolic dysfunction). Proper treatment requires making this distinction.

    Finally, it is important to note that the sequence and timing involved in the cardiac cycle — the opening and closing of the four valves and the pumping and relaxing of the four chambers — is critical to normal cardiac function. This timing and sequencing is critically dependent on the cardiac electrical system, which you can read about here.