دومین عمل موفقیت‌آمیز پیوند قلب مصنوعی در ایران در سال ۱۳۹۴ در بیمارستان قلب شهید رجایی تهران روی مردی ۵۹ ساله انجام شد که سه بار سکته کرده و برون ده قلبی او به ۱۰ درصد رسیده بود.
فشار خون و چگونگی اندازه گیری آن در بیشتر خانواده‌ها مطرح است. شاید شما هم این جملات را شنیده باشید: شخصی پس از مراجعه برای رگ‌نگاری (آنژیوگرافی)، متوجه شده است که چند تا از رگ‌های اکلیلی (کرونر) قلبش گرفته است و باید عمل کند. رفتم آزمایش خون دادم چربی خونم بالاست. خون بهر (هماتوکریت) من طبیعی است.
منظور از رگ‌نگاری، رگ‌های اکلیلی، قلب مصنوعی، برون‌ده قلب و… چیست؟ آیا همه جانداران گردش مواد دارند؟ گردش مواد در انسان با بقیه مهره‌داران چه تفاوتی دارد؟ در این فصل با آشنایی بیشتر با دستگاه گردش مواد در انسان و بعضی از جانوران، پاسخ بسیاری از پرسش ها را خواهید یافت.
حتماً بخوانید:
دنیای زنده؛ آزمون‌های آنلاین دنیای زنده
گوارش و جذب مواد؛ آزمون‌های آنلاین گوارش و جذب
گفتار ۱ قلب
در سال‌های گذشته آموختید که دستگاه گردش مواد در انسان، از قلب، رگ‌ها و خون تشکیل شده است. در شکل ۱، بخش‌های قلب و رگ‌های متصل به آن را می‌بینید.
واژه شناسی
اکلیلی (Coronary/ کرونر)
کلمه کرونر به معنای تاجی است و به رگ‌های غذادهنده قلب گفته میشود کلمه اکلیلی نیز به همین معنی است و در آن از کلمه اکلیل به معنای تاج و پسوند (ی) استفاده شده است.
با گردش خون عمومی و ششی آشنا هستید، با توجه به شکل ۲، مسیر هر کدام را در بدن مشخص، و هدف دو نوع گردش خون را با هم مقایسه کنید.
با توجه به آنچه قبلاً آموختید، در گروه‌های درسی خود در مورد پرسش‌های زیر با همدیگر گفت‌وگو کنید و پاسخ مناسبی برای آنها بیابید:
– هر دهلیز خون را از کجا دریافت می کند؟
– هر بطن خون را به کجا می فرستد؟
– خون طرف چپ و راست قلب، با هم چه تفاوت‌هایی دارد؟
– چرا ضخامت دیواره بطن‌های چپ و راست با هم متفاوت است؟
تأمین اکسیژن و مواد مغذی قلب
خونی که از درون قلب عبور می کند، نمی تواند نیازهای تنفسی و غذایی قلب را برطرف کند. به همین دلیل ماهیچه قلب با رگ‌های ویژه ای به نام سرخرگ‌های اکلیلی (کرونری) که از آئورت منشعب شده‌اند، تغذیه میشود. این رگ‌ها پس از رفع نیاز یاخته‌های قلبی، با هم یکی می‌شوند و به صورت سیاهرگ اکلیلی به دهلیز راست متصل می‌شوند، بسته شدن این سرخرگ‌ها توسط لخته یا سخت شدن دیواره آنها (تصلب شرایین)، ممکن است باعث سکته قلبی شود؛ چون در این حالت به بخشی از ماهیچه قلب، اکسیژن نمی‌رسد و یاخته‌های آن می‌میرند.
دریچه های قلب
وجود دریچه‌ها در هر بخشی از دستگاه گردش مواد باعث یک‌طرفه شدن جریان خون در آن قسمت میشود. در ساختار دریچه‌ها، بافت ماهیچه‌ای به کار نرفته بلکه همان بافت پوششی است که چین خورده است و دریچه‌ها را می‌سازد؛ وجود بافت پیوندی در این دریچه‌ها به استحکام آنها کمک می کند. ساختار خاص دریچه‌ها و تفاوت فشار در دو طرف آنها، باعث باز یا بسته شدن دریچه‌ها میشود.
بین دهلیز و بطن دریچه‌ای هست که در هنگام انقباض بطن؛ از بازگشت خون به دهلیز، جلوگیری می‌کند. دریچه بین دهلیز و بطن چپ را دریچه دولختی می¬گویند؛ زیرا از دو قطعه آویخته تشکیل شده است. بین دهلیز و بطن راست، دریچه سه‌لختی قرار دارد. در ابتدای سرخرگ‌های خروجی از بطن‌ها، دریچه‌های سینی قرار دارند که از بازگشت خون به بطن‌ها جلوگیری می کنند.
بیشتر بدانید
پژواک نگاری قلب
(اکوکاردیوگرافی)
با استفاده از پژواک نگاری قلب می‌توان نمایی از دیواره‌های قلبی، دریچه‌ها و ابتدای سرخرگ‌های بزرگ را به دست آورد.
در این روش، از امواج صوتی ساده استفاده میشود و هیچ گونه پرتو یا موج خطرناکی به فرد انتقال پیدا نمی‌کند. در نوع ساده پژواک‌نگاری از زوایای مختلف قلب، تصویری ساده تهیه می شود. در پژواک نگاری دوبعدی تصویر با جزئیات بیشتری مشخص میشود و برای اندازه گیری اندازه قلب، اجزا و میزان کارایی آنها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
پژواک‌نگاری دوپلر برای اندازه‌گیری سرعت جریان خون در داخل قلب و رگ‌های بزرگ، تصاویر رنگی (قرمز و آبی) ایجاد می‌کند که شاید بهترین و دقیق‌ترین روش در ارزیابی ناهنجاری‌های مادرزادی قلبی و اشکالات دریچه ای باشد.
صداهای قلب
اگر گوش خود را به سمت چپ قفسه سینه کسی بچسبانید یا گوشی پزشکی را روی قفسۀ سینۀ خود یا شخصی دیگر قرار دهید، صداهای قلب را می شنوید.
صدای اول (پووم) قوی، گنگ و طولانی‌تر است و به بسته شدن دریچه‌های دولختی و سه‌لختی هنگام شروع انقباض بطن‌ها مربوط است. صدای دوم (تاک) واضح و کوتاه‌تر و مربوط به بسته شدن دریچه‌های سینی ابتدای سرخرگ‌ها است که با شروع استراحت بطن، همراه است و زمانی شنیده میشود که خون وارد شده به سرخرگ‌های آئورت و ششی، قصد برگشت به بطن‌ها را دارد و با بسته شدن دریچه‌های سینی جلوی آن گرفته میشود. متخصصان با گوش دادن دقیق به صداهای قلب و نظم آنها، از سالم بودن قلب آگاه می‌شوند. در برخی بیماری‌ها به ویژه اختلال در ساختار دریچه‌ها، بزرگ شدن قلب یا نقایص مادرزادی مثل کامل نشدن دیواره میانی حفره های قلب، ممکن است صداهای غیرعادی شنیده شود.
.
.
.
حتماً شرکت کنید: آزمون‌های آنلاین قلب
گفتار ۲ رگ‌ها
در دستگاه گردش خون، سه نوع رگ در شبکه‌ای مرتبط به‌هم وجود دارد. این شبکه، که از قلب شروع میشود و پس از عبور از بافت‌ها به قلب باز می¬گردد، از سرخرگ‌ها، مویرگ‌ها و سیاهرگ‌ها تشکیل شده است. ساختار هر یک از این رگ‌ها متناسب با کاری است که انجام می‌دهد. دیواره همه سرخرگ‌ها و سیاهرگ‌ها از سه لایه اصلی تشکیل شده است، لایه داخلی آنها بافت پوششی سنگ‌فرشی است که در زیر آن، غشای پایه قرار گرفته است. لایه میانی آن، ماهیچه‌ای صاف است که همراه این لایه رشته‌های کشسان (الاستیک) زیادی وجود دارد. آخرین لایه، بافت پیوندی است که لایه خارجی آنها را می‌سازد.
اگرچه ساختار پایه‌ای سرخرگ‌ها با سیاهرگ ها شباهت دارد، ضخامت لایه ماهیچه‌ای و پیوندی در سرخرگ‌ها بیشتر است تا بتوانند فشار زیاد وارد شده از سوی قلب را تحمل و هدایت کنند. به همین دلیل سرخرگ‌ها در برش عرضی، بیشتر گرد دیده می‌شوند، در حالی که سیاهرگ‌های هم اندازه آنها، دیوارهای نازک‌تر دارند و حفره داخل آنها گسترده‌تر و بیشتر است. در عین حال، بسیاری از سیاهرگ‌ها دریچه‌هایی دارند که جهت حرکت خون را یک‌طرفه می‌کنند.
مویرگ‌ها فقط یک لایه بافت پوششی همراه با غشای پایه دارند. این ساختار با وظیفه آنها که تبادل مواد بین خون و مایع میان بافتی است، هماهنگی دارد. در دیواره مویرگ‌ها لایه ماهیچه‌ای نیست ولی در ابتدای بعضی از آنها حلقه‌ای ماهیچه‌ای هست که میزان جریان خون در آنها را تنظیم می‌کند و به آن بنداره مویرگی گویند. اگرچه تنظیم اصلی جریان خون در مویرگ‌ها بر اساس نیاز بافت به اکسیژن و مواد مغذی با تنگ و گشاد شدن سرخرگ‌های کوچک انجام می.شود که قبل از مویرگ¬ها قرار دارند.
سرخرگ‌ها
همان‌طور که می دانید سرخرگ‌ها خون را از قلب خارج می.کنند و به بافت‌های بدن می‌رسانند. علاوه بر این باعث حفظ پیوستگی جریان خون و هدایت آن در این رگ‌ها می‌شوند. دیواره سرخرگ قدرت کشسانی زیادی دارد. وقتی بطن منقبض میشود، ناگهان مقدار زیادی خون از آن به درون سرخرگ پمپ میشود. سرخرگ‌ها در این حالت گشاد می‌شوند تا خون رانده شده از بطن را در خود جای دهند. در هنگام استراحت بطن یعنی وقتی که دیگر خونی از قلب خارج نمی‌شود، دیواره کشسان سرخرگ‌ها به حالت اولیه بازمی‌گردد و خون را با فشار به جلو می‌راند. این فشار باعث هدایت خون در رگ‌ها و پیوستگی جریان خون در هنگام استراحت قلب میشود. تغییر حجم سرخرگ، به دنبال هر انقباض بطن، به صورت موجی در طول سرخرگ‌ها پیش می‌رود و به صورت نبض احساس میشود.
در سرخرگ‌های کوچکتر، میزان رشته‌های کشسان، کمتر و میزان ماهیچه‌های صاف، بیشتر است. این ساختار باعث میشود با ورود خون، قطر این رگ‌ها تغییر زیادی نکند و در برابر جریان خون مقاومت کنند. میزان این مقاومت در زمان انقباض ماهیچه صاف دیواره، بیشتر و در هنگام استراحت، کمتر میشود. کم و زیاد شدن این مقاومت، میزان ورود خون به مویرگ ها را تنظیم می‌کند.
فشار خون: بیشتر سرخرگ‌های بدن در قسمت های عمقی هر اندام قرار گرفته‌اند، در حالی که سیاهرگ‌ها بیشتر در سطح قرار دارند. به نظر شمامزیت آن چیست؟
می‌دانید فشار خون، نیرویی است که از سوی خون بر دیواره رگ وارد میشود و ناشی از انقباض دیواره بطن‌ها یا سرخرگ‌ها است. اگر سرخرگی در بدن بریده شود، خون با سرعت زیاد از آن بیرون خواهد ریخت و بسیار خطرناک است. این خونریزی، ناشی از فشار خون زیاد درون سرخرگ است. چنین فشاری برای کار طبیعی دستگاه گردش خون لازم است.
بیشتر بدانید
رگ نگاری (آنژیوگرافی)
تصوبربرداری از رگ‌های اندام‌های مختلف بدن با استفاده از پرتو ایکس، رگ‌نگاری نام دارد. در این روش در قسمتی از سطح بدن که یک سرخرگ زیر آن قرار دارد، شکافی ایجاد و لوله ای را به درون سرخرگ وارد و به سوی رگ مورد نظر هدایت می کنند سپس از طریق لوله، ماده جذب کننده پرتو ایکس را به درون رگ، تزریق و با تاباندن این پرتو، از رگ تصویربرداری می‌کنند. یکی از کاربردهای این روش، بررسی وجود تنگی در رگ‌های اکلیلی قلب است. پس از آن برای برطرف کردن تنگی، درون رگ بسته شده، یک بادکنک کوچک قرار می‌دهند و آن را باد می کنند و چند ثانیه در این حالت نگاه می دارند تا رگ باز شود. گاهی هم لازم است با قرار دادن یک لوله مشبک فنری، از بسته شدن دوباره رگ جلوگیری کنند.
فعالیت اندازه‌گیری فشار خون
دستگاه‌های اندازه‌گیری فشار خون انواع زیادی دارند، از جمله عقربه‌ای و جیوه‌ای که انواع رقمی (دیجیتال) هم به آنها اضافه شده است. یکی از انواع آن را به کلاس بیاورید و با کمک معلم خود فشار خون هم‌کلاسان را اندازه‌گیری کنید.
معمولاً فشار خون را با دو عدد (مثلاً ۱۲۰ روی ۸۰) بیان می‌کنند. این دو عدد به ترتیب، معرف فشار بیشینه و فشار کمینه برحسب میلی‌متر جیوه است. فشار بیشینه فشاری است که انقباض بطن روی سرخرگ وارد می¬کند و فشار کمینه در هنگام استراحت قلب، فشاری است که دیواره سرخرگ باز شده، در هنگام بسته شدن به خون وارد می‌کند.
عوامل مختلفی می‌تواند روی فشار خون تأثیر بگذارد، از جمله: چاقی، تغذیه نامناسب به ویژه مصرف چربی و نمک زیاد، دخانیات، استرس (فشار روانی) و سابقه خانوادگی.
فعالیت
در مورد اینکه آیا نوشیدن قهوه بر فشار خون افراد تأثیر میگذارد یا نه، پژوهشی را طراحی کنید و با همکاری گروه درسی خود، آن را انجام دهید و نتیجه را در کلاس ارائه کنید.
.
.
.
حتماً شرکت کنید: آزمون‌های آنلاین رگ‌ها
گفتار ۳ خون
خون، نوعی بافت پیوندی است که به طور منظم و یک طرفه در رگ های خونی جریان دارد و دارای دو بخش است: خوناب که حالت مایع دارد و بخش یاخته ای که گویچه های قرمز، گویچه های سفید و گرده ها (پلاکت) را شامل می شود.
اگر مقداری از خون را گریزانه (سانتریفیوژ) کنیم، دو بخش خون از هم جدا می شود و می توان درصد هرکدام را مشخص کرد. معمولاً در فرد سالم و بالغ ۵۵ درصد حجم خون را خوناب و ۴۵ درصد را یاخته های خونی تشکیل می دهند.
به درصد حجمی یاخته های خونی، خون بهر (هماتوکریت) گویند. افزایش آن تا ۵۰ درصد مشکلی ایجاد نمی کند ولی بیش از آن باعث افزایش غلظت خون می شود و خطرناک است. از وظایف خون، انتقال مواد غذایی، اکسیژن، کربن دی اکسید، هورمون ها و مواد دیگر است و از همین طریق ارتباط شیمیایی بین یاخته های بدن را امکان پذیر می سازد و به تنظیم دمای بدن و یکسان کردن دما در نواحی مختلف بدن کمک می کند. همچنین در ایمنی و دفاع در برابر عوامل خارجی نقش اساسی دارد و در هنگام خون ریزی، به کمک عواملی، از هدر رفتن خون جلوگیری می کند.
بیش از ۹۰ درصد خوناب، آب است که در آن پروتئین ها، مواد غذایی، یون ها و مواد دفعی حل شده اند. پروتئین های خوناب نقش های گوناگونی دارند از جمله حفظ فشار اسمزی خون، انتقال مواد، تنظیم pH، انعقاد خون و ایمنی بدن. آلبومین، در حفظ فشار اسمزی خون و انتقال بعضی از داروها مثل پنی سیلین نقش دارد. فیبرینوژن، در انعقاد خون و گلوبولین ها در ایمنی و مبارزه با عوامل بیماری زا اهمیت دارند. همچنین انواع گلوبولین ها و هموگلوبین با جذب و انتقال یون ها می توانند در تنطیم pH خون مؤثر واقع شوند.
وجود یون های پتاسیم و سدیم در خوناب، اهمیت زیادی دارد چون در فعالیت یاخته های بدن نقش کلیدی دارند. مواد غذایی خوناب شامل کربوهیدرات ها و آمینواسیدها است. اوره، کربن دی اکسید و لاکتیک اسید نیز از جمله مواد دفعی آن هستند.
بخش دوم خون شامل گویچه های قرمز، گویچه های سفید و گرده ها هستند که دو گروه اول، یاخته های خونی و گرده ها، قطعاتی از یاخته هستند. در یک فرد بالغ، تولید یاخته های خونی و گرده ها در مغز قرمز استخوان
انجام می شود. در مغز استخوان یاخته های بنیادی وجود دارند که با تقسیمات خود، این بخش خون را تولید می کنند.
البته در دوران جنینی، یاخته های خونی در اندام های دیگری مثل کبد و طحال نیز ساخته می شود. یاخته های بنیادی مغز استخوان، یاخته هایی هستند که توانایی تقسیم و تولید چندین نوع یاخته را دارند. ابتدا این یاخته ها تقسیم می شوند و دو نوع یاخته را ایجاد می کنند: یاخته های بنیادی لنفوئیدی که در جهت تولید لنفوسیت ها عمل می کنند و یاخته های بنیادی میلوئیدی که منشأ بقیه یاخته‌های خونی هستند.
یاخته‌های خونی قرمز
در انسان بیش از ۹۹ درصد یاخته های خونی را گویچه های قرمز تشکیل می دهند که به خون، ظاهری قرمزرنگ می دهند. این یاخته های کروی که از دو طرف، حالت فرو رفته دارند، در هنگام تشکیل در مغز استخوان، هسته خود را از دست می دهند و میان یاخته آنها از هموگلوبین پر می شود.
نقش اصلی گویچه های قرمز، انتقال گازهای تنفسی است. متوسط عمر گویچه های قرمز ۱۲۰ روز است. تقریباً یک درصد از گویچه های قرمز، روزانه تخریب می شود و باید جایگزین شود تخریب یاخته های خونی آسیب دیده و مرده در طحال و کبد انجام می شود. آهن آزاد شده در این فرایند یا در کبد ذخیره می شود و یا همراه خون به مغز استخوان می رود و در ساخت دوباره گویچه های قرمز مورد استفاده قرار می گیرد.
فعالیت
– به نظر شما چرا در انسان و بسیاری از پستانداران، گویچه های قرمز، هسته و بیشتر اندامک های خود
را از دست می دهند؟
– چرا غشای گویچه های قرمز در دو طرف، حالت فرورفته دارد؟
– محصور بودن هموگلوبین در غشای گویچه های قرمز چه اهمیتی دارد؟
بیشتر بدانید
کاهش تعداد گویچه های قرمز و نیز کاهش مقدار هموگلوبین را آنمى یا کم خونی می گویند. ضعف و خستگی زودرس و پریدگی رنگ، ممکن است از نشانه های کم خونی باشد. ولی تشخیص آن با آزمایش خون و تعیین میزان هموگلوبین انجام می شود. استفاده از گوشت، جگر و سبزیجات تیره تازه برای جلوگیری از آن توصیه می شود.
برای ساخته شدن گویچه های قرمز در مغز استخوان، علاوه بر وجود آهن، فولیک اسید و ویتامین B12 نیز لازم است. آهن به صورت گروه هم به پروتئین گلوبین می چسبد و هموگلوبین را می سازد (شکل ۱۲، دستگاه تنفس). فولیک اسید، نوعی ویتامین از خانواده B است که برای تقسیم طبیعی یاخته ای لازم است. کمبود آن باعث می شود یاخته ها به ویژه در مغز استخوان، تکثیر نشوند و تعداد گویچه های قرمز کاهش یابد. سبزیجات با برگ سبز تیره، حبوبات، گوشت قرمز و جگر از منابع آهن و فولیک اسیدند. کارکرد صحیح فولیک اسید به وجود ویتامین B12 وابسته است. این ویتامین فقط در غذاهای جانوری وجود دارد. البته در روده بزرگ مقداری ویتامین B تولید می شود.
تنظیم تولید گویچه های قرمز: اگرچه تولید گویچه های قرمز به وجود آهن، فولیک اسید و ویتامین B12 وابسته است؛ در بدن ما تنظیم میزان گویچه های قرمز، به ترشح هورمونی به نام اریتروپویتین بستگی دارد. این هورمون توسط گروه ویژه ای از یاخته های کلیه و کبد به درون خون ترشح می شود و روی مغز استخوان اثر می کند تا سرعت تولید گویچه های قرمز را زیاد کند. این هورمون به طور طبیعی به مقدار کم ترشح می شود تا کاهش معمولی تعداد گویچه های قرمز را جبران کند. اما هنگام کاهش مقدار اکسیژن خون، این هورمون به طور معنی داری افزایش می یابد که این حالت در کم خونی، بیماری های تنفسی و قلبی، ورزش های طولانی یا قرار گرفتن در ارتفاعات، ممکن است رخ دهد.
فعالیت
شاید برگه های جواب آزمایش خون را دیده باشید. در این برگه ها اطلاعات زیادی در مورد یاخته ها و ترکیبات خون وجود دارد. یکی از این برگه ها را بررسی کنید و با توجه به آن، به سؤالات زیر پاسخ دهید:
١- تعداد طبیعی هریک از یاخته های خونی (WBC و RBC) و گرده ها (PLT) را در واحد اندازه گیری میکرولیتر مشخص کنید.
۲- میزان انواع چربی هایی را که در آزمایش خون سنجیده می شود؛ مشخص کنید.
۳- گفتیم که روزانه تقریباً یک درصد گویچه های قرمز تخریب می شود. با توجه به تعداد RBC اگر حجم کل خون ما پنج لیتر باشد، روزانه چه تعداد از این یاخته ها تخریب می شوند و باید جایگزین شوند؟
یاخته‌های خونی سفید
یاخته های خونی، که ضمن گردش در خون، در بافت های مختلف بدن نیز پراکنده می شوند، گویچه های سفید هستند. نقش اصلی آنها، دفاع از بدن در برابر عوامل خارجی است. این یاخته ها هسته دارند. انواع و ویژگی های آنها را در شکل ۲۲ مشاهده می کنید.
.
.
.
حتماً شرکت کنید: آزمون‌های آنلاین خون
گفتار ۴ تنوع گردش مواد در جانداران
در تک یاختگان به دلیل اندازه کوچک، نسبت سطح به حجم زیاد است و تبادل گاز، تغذیه و دفع بین محیط و یاخته از سطح آن انجام می شود. در جانداران پریاخته ای به دلیل زیاد بودن تعداد یاخته ها، همه یاخته ها با محیط بیرون ارتباط ندارند و لازم است در آنها دستگاه گردش موادی به وجود آید تا یاخته ها نیازهای غذایی و دفع مواد زائد خود را با کمک آن برطرف کنند.
دستگاه های گردش مواد در جانوران مختلف به صورت های زیر است:
سامانه گردش آب: برخی از بی مهرگان سامانه انتقال ویژه ای دارند؛ به عنوان مثال در اسفنج ها به جای گردش درونی مایعات، آب از محیط بیرون از طریق سوراخ های دیواره به حفره یا حفره هایی وارد، و پس از آن از سوراخ یا سوراخ های بزرگ تری خارج می شود. عامل حرکت آب، یاخته های یقه دار هستند که تاژک دارند.
حفره گوارشی: در مرجانیان مثل هیدر آب شیرین، کیسه گوارشی پر از مایعات علاوه بر گوارش، وظیفه گردش مواد را نیز بر عهده دارد. در عروس دریایی، این سامانه انشعاب های متعددی دارد که به گردش مواد در چتر و بازوهای جانور کمک می کند. در کرم‌های پهن آزادزی مثل پلاناریا، انشعابات آن به تمام نواحی بدن نفوذ می کند به طوری که فاصله انتشار مواد تا یاخته ها بسیار کوتاه است. در این جانوران حرکات بدن به جابه جایی مواد کمک می کند.
با شکل گیری لوله گوارش که از دهان، شروع و به مخرج منتهی می شود در فاصله بین بخش خارجی این دستگاه و دیواره داخلی بدن، فضایی شکل می گیرد که سلوم یا حفره عمومی بدن نامیده می شود.
در بی مهرگانی مثل کرم های لوله ای، حفره عمومی بدن با مایعی پر می شود که از آن برای انتقال مواد استفاده می شود.
در جانوران پیچیده تر، دستگاه اختصاصی برای گردش مواد شکل می گیرد که در آن مایعی برای جابه جایی مواد وجود دارد. در جانوران، دو نوع سامانه گردش مواد مشاهده می شود.
سامانه گردش خون باز: در سامانه باز، قلب مایعی به نام همولنف را به حفره های بدن پمپ می کند. همولنف نقش های خون، لنف و آب میان بافتی را بر عهده دارد. این جانوران مویرگ ندارند و همولنف مستقیماً به فضای بین یاخته های بدن وارد می شود و در مجاورت آنها جریان می یابد. بندپایان و بیشتر نرم تنان سامانه گردشی باز دارند.
سامانه گردش خون بسته: ساده ترین سامانه گردش خون بسته در کرم های حلقوی، نظیر کرم خاکی وجود دارد. رگ های خونی در آنها به صورت شبکه ای از سرخرگ، مویرگ و سیاهرگ است. مویرگ ها در کنار یاخته ها و با کمک آب میان بافتی، تبادل مواد غذایی، دفعی و گازها را انجام می دهند.
گردش خون باز در حشره قلب لوله ای، همولنف را از طریق رگ ها به درون حفره هایی (سینوس‌ها) پمپ می کند. تبادل مواد بین یاخته ها و همولنف انجام شده و همولنف از طریق منافذ دریچه دار به قلب برمی گردد دریچه های منافذ در هنگام انقباض قلب، بسته هستند.
ساده ترین گردش خون بسته در کرم خاکی – رگ پشتی به صورت قلب اصلی عمل می کند و خون را به جلو می راند. در قسمت جلویی بدن ۵ جفت کمان رگی در اطراف لوله گوارش به صورت قلب کمکی عمل می کنند و خون را به سمت پایین و سپس به عقب می رانند، مویرگ ها در همه قسمت های بدن، بین رگ پشتی و شکمی وجود دارند.
تمام مهره داران، سامانه گردشی بسته دارند. گردش خون در مهره داران به صورت ساده و یا مضاعف است. در گردش ساده مثل ماهی و نوزاد دوزیستان، خون، ضمن یک بار گردش در بدن، یک بار از قلب دو حفره ای آن عبور می کند. مزیت این سیستم، انتقال یکباره خون اکسیژن دار به تمام مویرگ‌های اندام هاست.
.
.
.
حتماً شرکت کنید:
آزمون‌های آنلاین تنوع گردش مواد در جانداران
امتیاز کاربران
فصل ۴ گردش مواد در بدن
دومین عمل موفقیت آمیز پیوند قلب مصنوعی در ایران در سال ۱۳۹۴ در بیمارستان قلب شهید رجایی تهران انجام شد. این عمل روی مردی ۵۹ ساله انجام شد که سه بار سکته کرده و برون ده قلبی او به ۱۰ درصد رسیده بود.
بحث فشار خون و چگونگی اندازه گیری آن در بیشتر خانواده ها مطرح است. شاید شما هم این
جملات را شنیده باشید: شخصی پس از مراجعه برای رگ نگاری (آنژیوگرافی)، متوجه شده است که چند تا از رگ های اکلیلی (کرونر) قلبش گرفته است و باید عمل کند. رفتم آزمایش خون دادم چربی خونم بالاست. خون بهر (هماتوکریت) من طبیعی است.
منظور از رگ نگاری، رگ های اکلیلی، قلب مصنوعی، برون ده قلب و… چیست؟ آیا همهٔ جانداران گردش خون دارند؟ گردش خون در انسان با بقیهٔ مهره داران چه تفاوتی دارد؟ در این فصل با آشنایی بیشتر با دستگاه گردش مواد در انسان و بعضی از جانداران، پاسخ بسیاری از پرسش ها را خواهید یافت.
گفتار ۱
در سال های گذشته آموختید که دستگاه گردش مواد در انسان، از قلب، رگ‌ها و خون تشکیل شده است. در شکل ۱، بخش‌های قلب و رگ های متصل به آن را می بینید. با گردش خون عمومی و ششی آشنا هستید. با توجه به شکل ۲، مسیر هر کدام را در بدن مشخص، و هدف دو نوع گردش خون را با هم مقایسه کنید. با توجه به آنچه قبلاً آموختید، در گروه‌های درسی خود در مورد پرسش های زیر با همدیگر گفت وگو کنید و پاسخ مناسبی برای آنها بیابید:
هر کدام از دهلیزها خون را از کجا دریافت می کند؟
هر کدام از بطن‌ها خون را به کجا می فرستد؟
خونِ طرف چپ و راست قلب، با هم چه تفاوت هایی دارد؟
ضخامت دیوارهٔ بطن های چپ و راست با هم متفاوت است؛ چرا؟
تأمین اکسیژن و مواد مغذی قلب
اگرچه خونی که از درون قلب عبور می کند، مواد مغذی و اکسیژن زیاد دارد ولی قلب نمی تواند با آن، نیازهای تنفسی و غذایی خود را برطرف کند. به همین دلیل ماهیچهٔ قلب با رگ های ویژه ای به نام اکلیلی که از سرخرگ آئورت انشعاب گرفته است، تغذیه می شود. این رگ ها پس از رفع نیاز یاخته های قلبی، با هم یکی می شوند و به صورت سیاهرگ به دهلیز راست متصل می شوند. بسته شدن این رگ ها توسط لخته یا سخت شدن دیوارهٔ آنها (تصلب شرایین)، ممکن است باعث سکته یا حملهٔ قلبی شود؛ چون در این حالت به بخشی از ماهیچهٔ قلب، اکسیژن نمی رسد و یاخته های آن می‌میرند.
دریچه های قلب
وجود دریچه ها در هر بخشی از دستگاه گردش مواد باعث یک طرفه شدن جریان خون در آن قسمت می شود. در ساختار دریچه ها، بافت ماهیچه ای به کار نرفته بلکه همان بافت پوششی است که چین خورده است و دریچه ها را می سازد؛ البته وجود بافت پیوندی به استحکام آنها کمک می کند. ساختار خاصّ دریچه ها و تفاوت فشار در دو طرف آنها، باعث باز یا بسته شدن دریچه ها می شود.
بین دهلیز و بطن در هر طرف قلب، دریچه ای هست که در هنگام انقباض بطن؛ از بازگشت خون به دهلیز، جلوگیری می کند. دریچهٔ دهلیزی بطنی چپ را میترال یا دولختی می گویند؛ چون از دو قطعهٔ آویخته تشکیل شده است، و در سمت راست قلب، دریچهٔ سه لختی قرار دارد. در ابتدای سرخرگ های خروجی از بطن ها، دریچه های سینی قرار دارند که از بازگشت خون به بطن جلوگیری می کنند.
صداهای قلب
اگر گوش خود را به سمت چپ قفسه سینهٔ کسی بچسبانید یا گوشی پزشکی را روی قفسه سینهٔ خود یا شخصی دیگر قرار دهید، صداهای قلب را می شنوید. صداهای قلب مربوط به بسته شدن دریچه ها است و از لحاظ پزشکی، نوع صدا و نظم آنها، بسیار معنی دار است.
قلب در حالت طبیعی دو نوع صدا دارد؛ صدای اوّل (پووم) قوی، گنگ و طولانی تر است و به بسته شدن دریچه های دولختی و سه لختی هنگام شروع انقباض بطن ها مربوط است. صدای دوم (تاک) کوتاه تر و واضح و به بست هشدن دریچه های سینی ابتدای سرخرگ ها مربوط است که با شروع استراحت بطن، همراه است و زمانی شنیده می شود که خونِ واردشده به سرخرگ‌های آئورت و ششی، قصد برگشت به بطن ها را دارد و با بست هشدن دریچه های سینی، جلوی آن گرفته می شود. متخصصان با گوش دادن دقیق به صداهای قلب، از سالم بودن قلب آگاه می شوند. در برخی بیماری ها به ویژه اختلال در ساختار دریچه ها، بزرگ شدن قلب یا نقایص مادرزادی مثل کامل نشدن دیوارهٔ میانی حفره های قلب، ممکن است صداهای غیرعادی شنیده شود.
فعّالیت: تشریح قلب گوسفند
وسایل و مواد لازم: قلب سالم گوسفند، تشتک تشریح، قیچی، سوند شیاردار
الف) مشاهدهٔ شکل ظاهری: سطح پشتی، شکمی، چپ و راست قلب را مشخص کنید.
ضخامت دیوارهٔ قلب در بط نها را با هم مقایسه کنید. چرا بطن چپ، دیوارهٔ قطورتری دارد؟
رگ های اکلیلی را مشاهده و آنها را در جلو و عقب قلب، مقایسه کنید.
در بالای قلب، سرخرگ ها و سیاهرگ ها قابل مشاهد هاند. دیوارهٔ سرخرگ ها وسیاهرگ ها را با هم مقایسه کنید.
با واردکردن گُمانه (سوند) یا مداد به داخل رگ ها و اینکه به کجا می روند، می توان آنها را از یکدیگر تمیز داد.
ب) مشاهدهٔ بخش های درونی قلب
گمانه شیاردار را از دهانهٔ سرخرگ ششی به بطن راست وارد کنید. دیوارهٔ سرخرگ و بطن را در امتداد سوند، با قیچی ببرید. با بازکردن آن، دریچهٔ سینی، سه لختی، برآمدگی های ماهیچه های و طناب های ارتجاعی را می توان دید.
به همین روش، سرخرگ آئورت و بطن چپ را شکاف دهید و جزئیات بطن چپ را مشاهده کنید.
در ابتدای سرخرگ آئورت، بالای دریچهٔ سینی، می توانید دو مدخل سرخرگ هایاکلیلی را ببینید. با عبور دادن گمانه از میان دریچه های دولختی و سه لختی به سمت بالا و بریدن دیواره در مسیر سوند، می توانید دیوارهٔ داخلی دهلیزها و سیاهرگ های متصل به آنها را بهتر ببینید.
به دهلیز چپ، چهار سیاهرگ ششی و به دهلیز راست، سیاهرگ های زبرین، زیرین و سیاهرگ اکلیلی وارد می شود. اگر رگ های قلب از ته بریده نشده باشد، با گمانه به راحتی می توان آنها را تشخیص داد.
ساختار بافتی قلب
قلب، اندامی است ماهیچه ای که درون کیسه ای محافظت کننده به نام پیراشامه (پریکارد) قرار گرفته است. لایهٔ خارجی این کیسه، از بافت پیوندی رشته‌ای و بافت پوششی سنگ فرشی ساده تشکیل شده است. بافت پیوندی رشته ای، از جمله بافت های محافظت کننده است که در آن، رشته های پروتئینی زیادی وجود دارد (شکل ۵).
لایهٔ داخلی این کیسه که دقیقاً به بافت ماهیچه های قلب چسبیده است، برون شامه (اپی کارد) نامیده می شود. در این لایه نیز بافت پوششی سنگ فرشی ساده وجود دارد که توسط لایه های ازبافت پیوندی، پشتیبانی می شود. رگ ها و اعصاب قلب در این لایهٔ پیوندی قرار دارند و بافت چربی که عموماً قلب را احاطه می کند.
نیز در این لایه، تجمع می یابد. بین پیراشامه و برون شامه فضایی هست که با مایعی آبکی (مایع آبشامه ای) پر شده است. این مایع نیز ضمن محافظت از قلب، به حرکت روان قلب درون حفره کمک می کند.ضخیم ترین لایهٔ دیوارهٔ قلب، ماهیچهٔ قلب (میوکارد) است که عمدتاً از یاخته های بافت ماهیچه ای قلبی تشکیل شده است. بین این یاخته ها، مقداری بافت پیوندی متراکم به نام استخوانگان (اسکلت) فیبری قرار دارد. این بافت، رشته های کلاژن ضخیمی دارد که در جهات مختلف قرار گرفته و بسیاری از یاخته های ماهیچه ای به آنها چسبید ه اند. در ضمن، استخوانگان فیبری باعث استحکام دریچه های قلبی می شود.رشته های عصبی نیز در بین این یاخته ها پخش شده اند.
سطح داخلی حفره های قلبی توسط لای های نازک از بافت پوششی سنگ فرشی ساده؛ به نام درون شامه (آندوکارد) پوشیده شده است. این لایه در تشکیل دریچه های قلب نیز شرکت می کند.
دریچه های قلبی از یک قسمت مرکزی از جنس بافت پیوندی رشته ای متراکم تشکیل شده و در دو طرف با درون شامه پوشیده شد ه اند. دریچه ها در قاعده به استخوانگان فیبری قلب، متصل شده اند.
ساختار ماهیچۀ قلب
همان طور که قبلاً خوانده اید، سه نوع بافت ماهیچه ای داریم اسکلتی، صاف و قلبی. ماهیچهٔ قلبی ترکیبی از ویژگی های ماهیچهٔ اسکلتی و صاف دارد. همانند ماهیچهٔ اسکلتی، دارای ظاهری مخطط است که در آن واحدهای انقباضی به طور منظم کنار هم قرار گرفته اند و انقباض آنها در مجموع، باعث انقباض ماهیچه می شود. از طرف دیگر همانند یاخته های ماهیچهٔ صاف، به طور غیرارادی منقبض شده و یاخته های منفرد آن نسبتاً کوچک هستند و عموماً یک یا دو هسته دارند. یکی از ویژگی های یاخته های ماهیچه ای قلب ارتباط آنها از طریق صفحات بینابینی (در هم رفته) است. نوع ارتباط یاخته ای در این صفحات باعث می شود پیام انقباض و استراحت به سرعت بین یاخته های ماهیچۀ قلب منتشر شود و قلب در انقباض و استراحت مانند یک تودهٔ یاخته ای واحد عمل کند (شکل ۷). البته در محل ارتباط ماهیچهٔ دهلیزها به ماهیچهٔ بطن ها، بافت پیوندی عایقی وجود دارد؛ به طوری که انتشار تحریک از دهلیزها به بطن ها فقط از طریق شبکهٔ هادی قلب انجام می شود.
شبکهٔ هادی قلب
تقریباً یک درصد یاخته های ماهیچهٔ قلبی ویژگی هایی دارند که آنها را برای تحریک طبیعی قلب، اختصاصی کرده است. این یاخته ها به صورت شبکه ای از رشته ها و گره ها در بین یاخته های ماهیچهٔ قلبی گسترده شد هاند و به مجموعهٔ آنها، شبکهٔ هادی قلب گفته می شود. یاخته های این شبکه با دیگر یاخته های ماهیچهٔ قلبی، ارتباط دارند. این شبکه، شرو ع کنندهٔ ضربان است و جریان الکتریکی را در سراسر قلب به سرعت گسترش می دهد.
شبکهٔ هادی قلب شامل دو گره و دسته هایی از تارهای تخصص یافته برای هدایت سریع جریان الکتریکی است. گره اوّل یا گره سینوس دهلیزی در دیوارهٔ پشتی دهلیز راست و زیر منفذ بزرگ سیاهرگ بالایی قرار دارد.این گره بزرگ تر است و شرو ع کنندهٔ تکانه های قلبی است، به همین دلیل به آن پیشاهنگ یا ضربان ساز می گویند. گره دوم یا گره دهلیزی بطنی در دیوارهٔ پشتی دهلیز راست، بلافاصله در عقب دریچهٔ سه لختی است. ارتباط بین این دو گره از طریق مسیرهای بین گرهی انجام می شود این مسیرها شامل دسته ای از تارهای ماهیچه های خاص هستند که با همدیگر ارتباط یاخته ای تنگاتنگی دارند و می توانند با سرعت، جریان الکتریکی ایجاد شده در گره پیشاهنگ را به گره دوم منتقل کنند. پس از گره دهلیزی بطنی، تارهای ماهیچه ای خاص در دیوارهٔ بین دو بطن، دسته های قطورتری را ایجاد می کنند که سرعت هدایت بسیار بالایی دارند. این دسته تارها از دیوارهٔ بین دو بطن عبور می کند و با دوشاخه شدن، به سمت پایین و تا نوک قلب ادامه پیدا می کنند، سپس دور تا دور بطن ها تا لایه عایق بین بطن ها و دهلیز ها را احاطه، و در طی مسیر به درون دیواره ی بطن هاگسترش پیدامی کند (شکل ۸).
فعّالیت با توجه به شکل بافت گرهی در قلب، اهمیت دو مورد زیر را در کار قلب توضیح دهید:
۱. فرستادن پیام از گره دهلیزی بطنی به درون بطن، با فاصلهٔ زمانی انجام می شود.
۲. انقباض بطن ها از قسمت پایین آنها شروع می شود و به سمت بالا ادامه می یابد.
چرخهٔ ضربان قلب
قلب در هر ثانیه، تقریباً یک ضربان دارد و ممکن است در یک فرد با عمر متوسط در طول عمر، نزدیک به سه میلیارد بار منقبض شود، بدون اینکه مانند ماهیچه های اسکلتی بتواند استراحتی پیوسته داشته باشد.
استراحت (دیاستول) و انقباض (سیستول) قلب را، که به طورمتناوب انجام می شود، چرخه یا دورهٔ قلبی می گویند. در طی هر چرخه، قلب با خون سیاهرگ ها به طور غیرفعّال پر، و سپس به طور فعّال، منقبض می شود و خون را به سراسر بدن می فرستد. در هر چرخه، این مراحل دیده می شود (شکل ۸).
۱. انبساط قلب (استراحت عمومی): تمام قلب در حال استراحت است. خون بزرگ سیاهرگ ها وارد دهلیز راست و خون سیاهرگ های ششی به دهلیز چپ وارد می شود زمان : حدود ۰.۳ ثانیه
۲. انقباض دهلیزی: بسیار زودگذراست و انقباض دهلیز ها صورت می گیرد و با انجام آن، بطن ها به طور کامل با خون پر زمان : حدود ۰.۱ ثانیه
۳. انقباض بطنی: انقباض بطن ها صورت می گیرد و خون از طریق سرخرگ ها به همهٔ قسمت های بدن ارسال می شود. زمان حدود ۰.۳ ثانیه
فعّالیت: با توجه به چرخهٔ ضربان قلب، به موارد زیر پاسخ دهید:
الف) در هر مرحله از چرخهٔ قلبی، وضعیت دریچه های قلبی را بررسی، و باز یا بسته بودن آنها را مشخص کنید.
ب) با توجه به زمان های مشخص شده در چرخهٔ قلبی، تعداد ضربان طبیعی قلب را در دقیقه محاسبه کنید.
پ) در جدول زیر، فشارخون در قسمت های مختلف، پس از گذشت زمان هایی نشان داده شده است. با توجه به جدول، به پرسش های زیر پاسخ دهید.
۱. در چه زمانی خون به درون آئورت جریان پیدا می کند؟
۲. بین چه زمان هایی دریچه های دهلیزی بطنی بسته هستند؟
۳. در فاصلهٔ چه زمان هایی هر دو دریچهٔ سینی و دولختی بسته هستند؟
برون‌ده قلبی
حجمِ خونی که در هرانقباض بطنی از یک بطن خارج، و وارد سرخرگ می شود، حجم ضربه ای نامیده می شود. اگر این مقدار را در تعداد ضربان قلب در دقیقه ضرب کنیم، برون ده قلبی به دست می آید. برون ده قلبی متناسب با سطح فعّالیت بدن تغییر می کند و عواملی مانند سوخت و ساز پایهٔ بدن، مقدار فعّالیت بدنی، سن و اندازهٔ بدن در آن مؤثر است. میانگین برون ده قلبی در بالغان در حالت استراحت حدود پنج لیتر در دقیقه است.
فعّالیت: گفتیم که برون ده قلبی در بالغان، در حالت استراحت حدود پنج لیتر در دقیقه است. با توجه به تعداد ضربان قلب در دقیقه، حجم ضربه ای را برحسب میلی لیتر محاسبه کنید.
الکتروقلب نگاری (الکتروکاردیوگرافی) یا نوار قلب چه می گوید؟
شاید تا به حال نوار قلب کسی را دیده باشید. منحنی های رسم شده در آن، نشانگر چیست؟ یاخته‌های ماهیچهٔ قلبی در هنگام چرخهٔ ضربان قلب، پیام‌های الکتریکی را بروز می دهند. به دلیل اینکه تعداد زیادی از یاخته ها در این فرایند شرکت می کنند پیام‌های الکتریکی به اندازهٔ کافی قوی است و می‌توان اثر آنها را در سطح پوست نیز دریافت کرد. این نشانه ها را می توان به صورت منحنی به نام الکتروقلب نگاره (الکتروکاردیوگرام ECG) ثبت کرد. دستگاه ثبت کننده این منحنی الکتروقلب نگاره (الکتروکاردیوگراف) نام دارد که الکترودهای آن را در قسمت‌های مختلف بدن روی پوست قرار می دهند. ECG همان نوار قلب است که روی کاغذ یا صفحهٔ حساس نمایشگر، نشان داده میشود و شامل ۳ موج P، QRS و T است (شکل ۱۰).
وقتی گره ضربان ساز (پیشاهنگ) به طور خودکار، پیام الکتریکی را به یاخته های ماهیچه اید دهلیزها می‌فرستد. این پیام توسط دستگاه به صورت منحنی P ثبت میشود. در قله منحنی، انقباض دهلیزها آعاز میشود. پیام، پس از رسیدن به گره دهلیزی بطنی به طور هم زمان به تعداد زیادی از یاخته های دیوارهٔ بطن می‌رسد که دستگاه، آن را به صورت موج QRS ثبت می‌کند و همین پیام، بطن ها را منقبض می کند. در هنگام به استراحت رفتن بطن ها نیز، پیام الکتریکی از یاخته ها خارج می شود که باعث ثبت موج T در دستگاه میشود.
بررسی الکتروقلب نگاره از نظر شکل، ارتفاع و فاصلهٔ منحنی ها می تواند به متخصصان کمک کند تا وضعیت سلامت قلب را مشخص کنند؛ مثلاً افزایش ارتفاع QRS ممکن است نشانه بزرگ شدن قلب در اثر فشار خون مزمن یا تنگی دریچه ها باشد. کاهش ارتفاع QRS نیز ممکن است نشانه سکتهٔ قلبی یا آنفارکتوس باشد. افزایش یا کاهش فاصلهٔ منحنی ها ممکن است نشانهٔ اشکال در بافت هادی قلب، اشکال در خون رسانی رگ های اکلیلی و یا آسیب به بافت قلب در اثر حملهٔ قلبی باشد.
گفتار ۲ رگ های خونی
در دستگاه گردش خون، سه نوع رگ در شبکه‌ای مرتبط به هم وجود دارد. این شبکه، که از قلب شروع می شود و پس از عبور از بافت ها به قلب باز می گردد، از سرخرگ ها، مویرگ ها و سیاهرگ ها تشکیل شده است. ساختار هر یک از این رگ ها متناسب با کاری است که انجام می دهد. دیوارهٔ همهٔ سرخرگ ها و سیاهرگ ها از سه لایهٔ اصلی تشکیل شده است (شکل ۱۱). لایهٔ داخلی آنها بافت پوششی سنگ فرشی است که در زیر آن، غشای پایه قرار گرفته است. لایهٔ میانی آن، ماهیچه‌ای صاف است که همراه این لایه رشته های کشسان (الاستیک) زیادی وجود دارد. آخرین لایه نیز، بافت پیوندی دیگری است که لایهٔ خارجی آنها را می سازد. اگرچه ساختار پای های سرخرگ ها با سیاهرگ ها شباهت دارد، ضخامت لایهٔ ماهیچه های و پیوندی در سرخرگ ها به طور معن یداری بیشتر است تا بتوانند فشار زیاد واردشده از سوی قلب را تحمل و هدایت کنند. به همین دلیل سرخرگ ها در برش عرضی، بیشتر گِرد دیده می شوند، در حالی که سیاهرگ های هم اندازهٔ آنها، دیواره ای نازک تر دارند و حفرهٔ داخل آنها گسترده تر و بیشتر است. درعین حال، بسیاری از سیاهرگ ها دریچه هایی دارند که جهت حرکت خون را یک طرفه می کنند.
مویرگ ها فقط یک لایهٔ بافت پوششی همراه با غشای پایه دارند. این ساختار با وظیفهٔ آنها که تبادل مواد بین خون و آب میان بافتی است، هماهنگی دارد. در دیوارهٔ مویرگ ها لایهٔ ماهیچه های نیست ولی در ابتدای بعضی از آنها از جمله مویرگ های روده، حلقه ای ماهیچه های هست که میزان جریان خون در آنها را تنظیم می کند وبه آن بنداره مویرگی گویند. اگرچه تنظیم اصلی جریان خون در مویرگ ها بر اساس نیاز بافت به اکسیژن و مواد مغذی با انقباض و انبساط سرخرگ های کوچک انجام می شود که قبل از مویرگ ها قرار دارند (شکل۱۲).
سرخرگ ها
همان طور که می دانید سرخرگ ها خون را از قلب خارج می کنند و به بافت های بدن می رسانند. علاوه بر این باعث حفظ پیوستگی جریان خون و هدایت آن در همین رگ ها می شوند. دیوارهٔ سرخرگ‌از ماهیچه های صاف و بافت های کشسان ساخته شده است. وقتی بطن منقبض می شود، ناگهان مقدار زیادی خون از آن به درون سرخرگ پمپ می شود. سرخرگ ها در این حالت گشاد می‌شوند تا خونِ رانده شده از بطن را در خود جای دهند. در هنگام استراحت بطن یعنی وقتی که دیگر خونی از قلب خارج نمی‌شود، دیوارهٔ کشسان سرخرگ ها جمع می شود و خون را با فشار به جلو می راند. این فشار باعث هدایت خون در رگ ها و جلوگیری از منقطع شدن حرکت خون در هنگام استراحت قلب می شود. تغییر حجم سرخرگ، به دنبال هر انقباض بطن، به صورت موجی در طول سرخرگ ها پیش می رود و به صورت نبض احساس می شود.
در سرخر گ های کوچکتر، میزان لایهٔ کشسان، کمتر و ضخامت لایهٔ ماهیچه های صاف، بیشتر است. این ساختار باعث میشود با ورود خون، قطر این ر گ ها تغییر زیادی نکند و با وجود دهانهٔ باریک، در برابر جریان خون مقاومت کنند. میزان این مقاومت در زمان انقباض ماهیچهٔ صاف دیواره، بیشتر و در هنگام استراحت، کمتر میشود. کم و زیاد شدن این مقاومت، میزان ورود خون به مویر گ ها را تنظیم می کند.
فشار خون: بیشتر سرخرگ های بدن در قسمت های عمقی هر اندام قرار گرفت هاند، در حالی که سیاهرگ ها بیشتر در سطح قرار دارند. به نظر شما علت چیست؟
می‌دانید فشار خون، نیرویی است که از سوی خون بر دیوارهٔ رگ وارد می شود و ناشی از انقباض دیوارهٔ بطن ها یا سرخرگ ها است. اگر سرخرگی در بدن بریده شود، خون با سرعت زیاد از آن بیرون خواهد ریخت و بسیار خطرناک است. این خونریزی، ناشی از فشار خون زیاد درون سرخرگ است. چنین فشاری برای کار طبیعی دستگاه گردش خون لازم است.
فعّالیت اندازه گیری فشار خون
دستگاه های اندازه گیری فشار خون انواع زیادی دارند، از جمله عقرب های و جیو ه ای که انواع رقمی (دیجیتال) هم به آنها اضافه شده است. یکی از انواع آن را به کلاس بیاورید و با کمک معلم خود فشار خون هم کلاسان را اندازه گیری کنید.
معمولاً فشار خون را با دو عدد (مثلاً ۱۲۰ روی ۸۰) بیان می‌کنند. این دو عدد به ترتیب، معرف فشار بیشینه و فشار کمینه برحسب میلی مترجیوه است. فشار بیشینه فشاری است که انقباض بطن روی سرخرگ وارد می کند و فشار کمینه در هنگام استراحت قلب، فشاری است که دیوارهٔ سرخرگِ باز شده، در هنگام بسته شدن به خون وارد می کند.
عوامل مختلفی می تواند روی فشار خون تأثیر بگذارد، از جمله: چاقی، تغذیهٔ نامناسب به ویژه مصرف چربی و نمک زیاد، دخانیات، استرس (فشار روانی) و سابقهٔ خانوادگی.
فعّالیت: در مورد اینکه آیا نوشیدن قهوه بر فشارخون افراد تأثیر میگذارد یا نه، پژوهشی را طراحی کنید و با همکاری گروه درسی خود، آن را انجام دهید و نتیجه را در کلاس ارائه کنید.
مویرگ ها
سرخرگ های کوچک به مویرگ هایی منتهی می‌شوند که کوچک ترین رگ های بدن هستند. تبادل مواد بین خون و یاخته های بدن، در این رگ ها انجام می شود. دیوارهٔ نازک وجریان خون کُند، امکان تبادل مناسب مواد را در مویرگ ها فراهم می کند. در عین حال مویرگ ها شبکهٔ وسیعی را در بافت ها ایجاد می‌کنند به طوری که فاصلهٔ بیشتر یاخته های بدن تا مویرگ ها حدود ۰.۰۲ میلی‌متر (۲۰ میکرومتر) است. این فاصلهٔ کم، مبادلهٔ سریع مولکول ها را از طریق انتشار، آسان تر می‌کند.
دیوارهٔ مویرگ ها، فقط از یک لایهٔ یاخته های پوششی سنگ فرشی ساخته شده است و ماهیچهٔ صاف ندارد. لبهٔ یاخته های پهن و نازک، روی هم قرار گرفته است و در همان قسمت، منافذی به وجود می آیند که عبور مواد را امکان پذیر می سازند. اندازه و تعداد این منافذ در بافت های مختلف، بسیار متفاوت است. مثلاً مویرگ‌های مغز ممکن است هیچ منفذی نداشته باشند، حال اینکه در مویرگ‌های جگر و طحال، منافذ بسیار بزرگی هست که مولکول های درشت می توانند از آنها بگذرند. سطح بیرونی مویرگ ها را غشای پایه، احاطه می‌کند و نوعی صافی مولکولی برای محدود کردن عبور مولکول های بسیار درشت به وجود می آورد. بر این اساس مویرگ ها در سه گروه قرار می گیرند:
در مویرگ های پیوسته یاخته های بافت پوششی با همدیگر ارتباط تنگاتنگی دارند. در ماهیچه ها، شش ها، بافت چربی و دستگاه عصبی مرکزی یافت می شود که ورود و خروج مواد در آنها به شدت تنظیم می شود.
مویرگ های منفذدار در کلیه ها، غدد درون ریز و روده وجود دارند. این مویرگ ها با داشتن منافذ گسترده، مشخص می شوند که با لایه های پروتئینی پوشیده شده اند. لایهٔ پروتئینی، عبور مولکول های درشت مثل پروتئین ها را محدود می‌کند.
مویرگ های ناپیوسته در مغز استخوان، جگر و طحال یافت می‌شوند. فاصلهٔ یاخته های بافت پوششی در این مویرگ ها آنقدر زیاد است که به صورت حفره هایی در اندام دیده می شود (شکل ۱۲)
فعّالیت: رابطهٔ شکل و عمل هریک از مویرگ ها چیست؟ چرا در مغز قرمز استخوان، منافذ مویرگ ها این قدر باز و در مغز، این مقدار بسته اند؟
تبادل مواد در مویرگ ها
بسیاری از مولکول های محلول در خون یا مایع میان‌بافتی از راه انتشار مبادله می‌شوند؛ مانند اکسیژن، گلوکز و کربن دی اکسید. در همهٔ موارد، جهت انتشار را شیب غلظت تعیین می‌کند.
مولکول های محلول می توانند هم از راه منافذ پر از آب دیوارهٔ مویرگ منتشر شوند و هم به طور مستقیم از غشای یاخته های بافت پوششی می‌توانند عبور کنند. راه عبور را میزان انحلال مواد در لیپیدهای غشا یا آب تعیین می‌کند. مولکول هایی که انحلال آنها در لیپیدهای غشا، کم است مثل گلوکز و یون های سدیم و پتاسیم از طریق منافذ منتشر می‌شوند و مولکول هایی مثل اکسیژن، کربن دی اکسید و اوره که انحلال آنها در لیپیدهای غشا بیشتر است می توانند از غشای یاخته های دیوارهٔ مویرگ منتشر شوند. مولکول های آب از هر دو روش از دیوارهٔ مویرگ منتشر می‌شوند. پروتئین های درشت، که نمی توانند از منافذ غشای یاخته های بافت پوششی عبورکنند، درون کیسه هایی از جنس غشا قرار می گیرند و با درون بَری وارد یاخته های پوششی شده و با برون رانی از آنها خارج می شوند. روش دیگری که به مبادلهٔ مواد در مویرگ ها کمک می کند جریان توده ای است. در این روش، انتقال مواد از منافذ دیوارهٔ مویرگ ها صورت می گیرد که عامل آن اختلاف فشار میان درون و بیرون مویرگ است. فشار اسمزی حاصل از وجود پروتئین ها در خون و باقیماندهٔ فشارخون که فشار تراوشی نام دارد؛ دو نیروی مؤثر در تبادل مواد بین مویرگ و مایع میان بافتی است.بیشتر بودن فشار تراوشی در سمت سرخرگی، باعث خروج توده ای از مواد از مویرگ می شود. و این مواد در اختیار یاخته ها قرار می گیرد و در طرف سیاهرگی، بیشتر بودن فشار اسمزی نسبت به فشار تراوشی باعث بازگشت توده ای مواد به مویرگ می شود که به این رفت و برگشت، جریان توده ای می‌گویند (شکل های ۱۴ و ۱۵).
کمبود پروتئین های خون و افزایش فشار درون سیاهرگ ها می تواند از سرعت این بازگشت مایعات از بافت به خون بکاهد. در نتیجه، مواد خارج شده از مویرگ به خون باز نمی‌گردند. در این حالت، بخش هایی از بدن، متورم میشود که به آن ادم یا خیز می‌گویند. مصرف زیاد نمک و مصرف کمِ مایعات نیز می تواند به خیز منجر شود.
سیاهرگ‌ها
همان طور که در شکل (ابتدای گفتار) دیدید، سیاهرگ ها با داشتن فضای داخلی وسیع و دیوارهای با مقاومت کمتر، می‌توانند بیشتر حجم خون را در خود جای دهند. با توجه به کاهش شدید فشار خون و جهت حرکت خون در سیاهرگ ها که در بیشتر آنها به سمت بالا است لازم است عواملی به جریان خون در سیاهرگ ها کمک کند.
تلمبه ماهیچهٔ اسکلتی: حرکت خون در سیاهرگ ها به ویژه در اندام های پایین تر از قلب، به مقدار زیادی به انقباض ماهیچه های اسکلتی وابسته است. انقباض ماهیچه های دست و پا، شکم و دیافراگم، به سیاهرگ های مجاور خود فشاری وارد می‌کنند که باعث حرکت خون در سیاهرگ به سمت قلب می شود (شکل ۱۶).
دریچه های لانه کبوتری: وجود آنها در سیاهرگ های دست و پا، جریان خون را یک طرفه و به سمت بالا هدایت می‌کند. در هنگام انقباض هر ماهیچه در سیاهرگ مجاور آن، دریچه های بالایی باز و دریچه های پایین، بسته می‌شوند.
فشار مکشی قفسهٔ سینه: در هنگام دم، که قفسهٔ سینه باز می شود، فشار از روی سیاهرگ ها ی نزدیک قلب برداشته می شود و درون آنها فشار مکشی ایجاد می شود که خون را به سمت بالا می کشد.
فعّالیت مشاهدهٔ گردش خون در بالهٔ دمی ماهی
بدن یک ماهی کوچک را در پنبهٔ خیس بپیچید به طوری که فقط بالهٔ دمی آن بیرون باشد. ماهی را در ظرف پتری قرار دهید که مقداری آب دارد. روی بالهٔ دمی، یک تیغه بگذارید تا بالهٔ دمی گسترده شود و ماهی تکان نخورد. مجموعه را روی صفحهٔ میکروسکوب طوری قرار دهید که نور از بالهٔ دمی عبور کند. ابتدا با بزرگ نماییِ کم و سپس با بزرگ نمایی متوسط، آن را مشاهده کنید.
با توجه به معکوس بودن تصویر در میکروسکوب، چگونه می توانید سرخرگ و سیاهرگ را در بالهٔ دمی، تشخیص دهید؟
گزارشی از آنچه مشاهده می‌کنید به معلم خود ارائه کنید. پس از پایان کار، ماهی را به آب برگردانید.
دستگاه لنفی
دستگاه لنفی شامل رگ های لنفی در اندازه های مختلف، گره های لنفی و اندام های لنفی است. وظیفهٔ اصلی آن، تصفیه و بازگرداندن آب و مواد دیگری است که از مویرگ ها به فضای میان بافتی نشت پیدا کرده، و نتوانسته اند به مویرگ برگردند. نشت این مواد در جریان ورزش و بعضی بیماری ها، افزایش قابل توجهی پیدا می کند. به مجموعهٔ مایعات و مواد وارد شده به رگ های لنفی، لنف گفته می شود.
وظیفهٔ دیگر دستگاه لنفی، انتقال چربی های جذب شده از دیوارهٔ رودهٔ کوچک به خون است. همچنین تولید و وجود لنفوسیت ها در گره ها و اندام های لنفی، به از بین بردن عوامل بیماری زا کمک می کند. جریان لنف از مویرگ های لنفی به رگ های لنفی بزرگ تر می پیوندد و با اتصال دو مجرای لنفی به سیاهرگ های سینه (زیر ترقوه ای چپ و راست) پایان می پذیرد. بنابراین، لنف پس از تصفیه شدنبه دستگاه گردش خون برمی گردد (شکل ۱۷).
لوزه ها، تیموس، طحال و آپاندیس که مجموعاً به آنها اندام های لنفی می گویند مانند گره های لنفی مراکز تولید لنفوسیت ها هستند. لنفوسیت ها، یاخته های اصلی دستگاه ایمنی هستند که در سال های آینده با آن آشنا خواهید شد.
اگرچه دستگاه لنفی در مقابله با عوامل بیماری زا نقش دارد، ولی با داشتن مویرگ های سوراخ دار در پخش یاخته های سرطانی در قسمت های مختلف بدن نیز مؤثر است.
تنظیم دستگاه گردش خون
گره ضربان ساز، تکانه های منظمی را ایجاد و در قلب منتشر می کند تا چرخهٔ ضربان قلب به طور منظم تکرار شود. در حالت عادی این ضربان و برون ده قلبی ناشی از آن، نیاز اکسیژن و مواد مغذی اندام های بدن را برطرف می کند. امّا در هنگام فعّالیت ورزشی یا در حالت استراحت، برون ده قلب باید تغییر یابد. این تنظیم ها با ساز و کارهای مختلفی انجام می شود:
نقش دستگاه عصبی (اعصاب هم حس و پاد هم حس): تحریک اعصاب هم حس که در بین یاخته های ماهیچه ای بطن ها پخش هستند فعّالیت قلب را افزایش داده و تحریک اعصاب پادهم‌حس که به گره های شبکهٔ هادی متصل هستند، فعّالیت قلب را کاهش می دهد. اعصاب هم حس همچنین به رگ های خونی کلیه ها، روده ها، طحال و پوست متصل هستند تا درحالت فعّالیت یا فشار روانی، رگ های خونی این اندام ها را تنگ کنند. مرکز هماهنگی این اعصاب در بصل النخاع و پل مغزی و در نزدیکی مرکز تنظیم تنفس قرار دارد و همکاری این مراکز، نیاز بدن به مواد مغذی و اکسیژن را در شرایط خاص به خوبی تأمین می کند.
نقش هورمون ها: وقتی در حالت های ویژهٔ فشار روانی مثل نگرانی، ترس و استرس امتحان قرار می گیریم، ترشح بعضی از هورمون ها از غدد درون ریز مثل فوق کلیه، افزایش می یابد. این هورمون ها با اثر روی بعضی اندام ها مثل قلب،کبد و کلیه، فشارخون و ضربان قلب را افزایش می دهند.
تنظیم موضعی جریان خون در بافت ها: کربن دی اکسید، یون های پتاسیم و هیدروژناز جمله مواد گشادکنندهٔ رگی هستند که با تأثیر بر ماهیچه های صاف دیوارهٔ رگ ها، سرخرگ های کوچک را گشاد و بنداره های مویرگی را باز می کنند تا میزان جریان خون در آنها افزایش یابد. ورود بعضی از مواد مانند یون کلسیم به درون مایعات بدن نیز باعث تنگی رگ ها می شود. تغییر مقدار این مواد در بافت ها باعث تنظیم موضعی جریان خون در بافت ها می شود.
ساز وکارهای انعکاسی برای حفظ فشار سرخرگی: گیرنده های فشاری که در دیوارهٔ سرخرگ های گردش عمومی قرار دارند؛ همچنین گیرنده های حساس به کمبود اکسیژن و گیرنده های حساس به افزایش کربن دی اکسید و یون هیدروژن که گیرنده‌های شیمیایی نام دارند. پس از تحریک، به مراکز عصبی پیام می فرستند تا فشار سرخرگی در حد طبیعی حفظ، و نیازهای بدن در شرایط خاص تأمین شود.
