O sistema circulatório, também chamado de sistema cardiovascular, é o responsável por conduzir elementos essenciais para todos os tecidos do corpo: oxigênio para as células, hormônios (que são liberados pelas glândulas endócrinas) para os tecidos, condução de dióxido de carbono para sua eliminação nos pulmões, coleta de excreções metabólicas e celulares, entrega de excreções nos órgãos excretores, como os rins, transporte de hormônio, tem importante papel no sistema imunológico na defesa contra infecções, termo-regulação: calor, vasodilatação periférica; frio, vasoconstrição periférica.
Certos animais, como a planária (classe Turbellaria, filo Plathelminthes), não apresentam sistema circulatório. Os nutrientes, gases e excretas são transportados por difusão, célula a célula. É eficiente apenas para animais de dimensões reduzidas, com elevada relação S/V (Superfície/Volume). Isso é comum em poríferos, cnidários, platelmintos e asquelmintos.
O sistema circulatório dos artrópodes e maioria dos moluscos é aberto. Este tipo de sistema circulatório não apresenta capilares nem veias; um ou mais corações, com 2 a 3 câmaras (aurículas e ventrículos), bombeiam o sangue (hemolinfa é um nome mais apropriado para esse caso, devido ao fato de que não há pigmento na hemolinfa) por um vaso dorsal. O sangue então dirige-se a cavidades chamadas seios ou lacunas na massa visceral ou manto, e volta quando o coração relaxa, através de orifícios chamados ostíolos. É chamado sistema circulatório aberto, porque nem todo o trajeto do sangue é percorrido dentro de vasos. Ao sair dos vasos, o sangue perde velocidade e a circulação fica mais lenta, funcionando apenas em animais de menor porte.
Diz-se que um sistema circulatório é fechado, quando as células do sangue estão sempre dentro de vasos sanguíneos. Este sistema é composto por um líquido que leva nutrientes às células e elimina seus resíduos. O líquido, bombeado pelo coração, pode ser incolor, chamado de hemolinfa (presente nos insetos) ou plasma (chamado sangue). Neste caso, o sangue atinge maior pressão e velocidade. Por isso animais maiores dependem da circulação fechada para a sua sobrevivência. Este tipo de circulação aparece pela primeira vez nos anelídeos e moluscos cefalópodes.
Nos vertebrados o sistema circulatório é fechado. Os vasos que levam sangue do coração para os órgãos são chamados de artérias; os que devolvem sangue ao coração se denominam veias. Se em um circuito completo pelo corpo, o sangue passar pelo coração apenas uma vez, a circulação é simples; se passar duas, é dupla.
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