الجهاز الدوري: وظائف ، أجزاء ، أنواع ، أمراض

يتكون الجهاز الدوري من سلسلة من الأعضاء التي تنظم مرور الدم عبر جميع الأنسجة ، مما يسمح بنقل المواد المختلفة مثل المواد الغذائية والأكسجين وثاني أكسيد الكربون والهرمونات ، وغيرها. وهي تتألف من القلب والأوردة والشرايين والشعيرات الدموية.

تكمن وظيفتها الرئيسية في نقل المواد ، رغم أنها تشارك أيضًا في تهيئة بيئة مستقرة للوظائف الحيوية من حيث درجة الحموضة ودرجة الحرارة ، بالإضافة إلى ارتباطها بالاستجابة المناعية والمساهمة في تخثر الدم.

يمكن فتح أنظمة الدورة الدموية - في معظم اللافقاريات - التي تتكون من قلب واحد أو أكثر ، ومساحة تسمى hemocoel وشبكة من الأوعية الدموية ؛ أو مغلقة - في بعض اللافقاريات وفي جميع الفقاريات - حيث يقتصر الدم على دائرة الأوعية الدموية والقلب.

في المملكة الحيوانية ، تكون الدورة الدموية شديدة التنوع وتعتمد المجموعة الحيوانية على الأهمية النسبية للأعضاء التي تتكون منها.

على سبيل المثال ، في الفقاريات ، يكون القلب محددًا في عملية الدورة الدموية ، بينما في المفصليات وغيرها من اللافقاريات لا غنى عن حركات الأطراف.

وظائف

الجهاز الدوري هو المسؤول بشكل رئيسي عن نقل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بين الرئتين (أو الخياشيم ، اعتمادا على الحيوان الدراسة) وأنسجة الجسم.

أيضا ، فإن الدورة الدموية هي المسؤولة عن توزيع جميع العناصر الغذائية التي تتم معالجتها بواسطة الجهاز الهضمي على جميع أنسجة الجسم.

كما أنه يوزع مواد النفايات والمكونات السامة على الكلى والكبد ، حيث بعد عملية إزالة السموم ، يتم التخلص منها من الفرد من خلال عملية إفراز.

من ناحية أخرى ، فهو بمثابة طريق نقل للهرمونات التي تفرزها الغدد ، ويوزعها على الأعضاء التي يجب أن تعمل فيها.

وتشارك أيضًا في: التنظيم الحراري للكائنات الحية ، وضبط تدفق الدم بشكل صحيح ، وتنظيم درجة الحموضة في الكائن الحي والحفاظ على توازن كهرومائي مناسب حتى يمكن تنفيذ العمليات الكيميائية الضرورية.

يحتوي الدم على هياكل تسمى الصفائح الدموية التي تحمي الفرد من النزيف. أخيرًا ، يتكون الدم من خلايا الدم البيضاء ، لذلك يكون له دور مهم في الدفاع ضد الأجسام الممرضة والأجسام الغريبة.

الأجزاء (الأعضاء)

يتكون الجهاز الدوري من مضخة - القلب - ونظام الأوعية. سيتم وصف هذه الهياكل بالتفصيل أدناه:

القلب

القلوب عبارة عن أعضاء عضلية لها وظائف مضخة ، قادرة على دفع الدم عبر جميع أنسجة الجسم. بشكل عام ، يتم تشكيلها بواسطة سلسلة من الكاميرات المتصلة في سلسلة وتحيط بها الصمامات (أو المصرات في أنواع معينة).

في الثدييات ، يحتوي القلب على أربع غرف: اثنتين من الأذينين والبطينين. عندما ينقبض القلب ، يتم طرد الدم إلى الجهاز الدوري. تسمح غرف القلب المتعددة بزيادة الضغط حيث ينتقل الدم من الوريدية إلى المنطقة الشريانية.

يلتقط التجويف الأذيني الدم وتُرسله الانقباضات إلى البطينين ، حيث ترسل الانقباضات الدم إلى الجسم كله.

تتكون عضلة القلب من ثلاثة أنواع من ألياف العضلات: خلايا العقيدات الجيبية الأذينية البطينية وخلايا الشغاف البطيني والألياف العضلية القلبية.

الأولى منها صغيرة ومتعاقدة بشكل ضعيف ، وهي ذات إيقاع تلقائي والتوصيل بين الخلايا منخفض. المجموعة الثانية من الخلايا أكبر ، مع تقلص ضعيف ولكن التوصيل السريع. أخيرًا الألياف متوسطة الحجم وتقلص قوي وتشكل جزءًا مهمًا من القلب.

هيكل القلب

عند البشر ، يقع القلب في المنطقة الداخلية من المنصف ، ويستريح على الحجاب الحاجز وخلف القص. الشكل مخروطي ويذكر بهيكل هرمي. يُطلق على قمة القلب قمة الرأس وتقع في المنطقة اليسرى من الجسم.

من شأن المقطع العرضي للقلب أن يكشف ثلاث طبقات: الشغاف ، عضلة القلب ، والبطمة. المنطقة الداخلية هي الشغاف ، وهو مستمر مع الأوعية الدموية وعلى اتصال بالدم.

الطبقة الوسطى هي عضلة القلب ، وهنا أكبر كمية من كتلة القلب. النسيج الذي يتكون منها هو تقلص عضلي وغير إرادي ويظهر علامات تمدد. الهياكل التي تتصل بخلايا القلب هي الأقراص الفاصلة ، مما يسمح لها بالتصرف بشكل متزامن.

يُطلق على الغلاف الخارجي للقلب اسم epicardium ويتكون من نسيج ضام. أخيرًا ، يحيط بالقلب غشاء خارجي يسمى التامور ، والذي ينقسم في الوقت نفسه إلى طبقتين: ليفية ومصلية.

يحتوي التامور المصلي على السائل التاموري ، الذي تتمثل وظيفته في تزييت وتخميد حركات القلب. يتم توصيل هذا الغشاء إلى القص والعمود الفقري والحجاب الحاجز.

النشاط الكهربائي للقلب

تتألف نبضات القلب من الظواهر الإيقاعية للانقباضات والانبساط ، حيث تتوافق الأولى مع الانقباض والثانية على استرخاء كتلة العضلات.

من أجل حدوث تقلص الخلايا ، يجب أن يكون هناك احتمال للعمل المرتبطة بها. يبدأ النشاط الكهربائي للقلب في منطقة تسمى "جهاز تنظيم ضربات القلب" ، والتي تنتشر إلى خلايا أخرى مقرونة عبر أغشيةها. تقع منظم ضربات القلب في الجيوب الأنفية الوريدية (في قلب الفقاريات).

الشرايين

وتسمى جميع الأوعية التي تغادر القلب الشرايين ، وعادة ما توجد الدم المؤكسج فيها ، وتسمى الدم الشرياني. أي أنها يمكن أن تحمل الدم المؤكسج (مثل الشريان الأورطي) أو الدم غير المؤكسج (مثل الشريان الرئوي).

لاحظ أن التمييز بين الأوردة والشرايين لا يعتمد على المحتوى ، ولكن على علاقتها بالقلب والشبكة من الشعيرات الدموية. بمعنى آخر ، الأوعية التي تغادر القلب هي الشرايين والأوعية التي تصل إليها هي الأوردة.

يتكون جدار الشرايين من ثلاث طبقات: الأعمق هو سترة داخلية مكونة من بطانة رقيقة على غشاء مرن. وسائل الإعلام تونكا التي شكلتها ألياف العضلات الملساء والأنسجة الضامة. وأخيراً يتكوّن الغلاف الخارجي أو المغنطيسي من الأنسجة الدهنية وألياف الكولاجين.

نظرًا لأن الشرايين تبتعد عن القلب ، يختلف تكوينها ، مما يزيد من نسبة العضلات الملساء وأقل مرونة ، ويشار إليها باسم الشرايين العضلية.

ضغط الدم

يمكن تعريف ضغط الدم على أنه القوة التي يمارسها الدم على جدران الأوعية. في البشر ، يتراوح ضغط الدم القياسي بين 120 ملم زئبق في الانقباض ، و 80 ملم زئبق في الانبساطي ، وعادة ما يتم الإشارة إليه بالأرقام 120/80.

يسمح وجود أنسجة مرنة للشرايين بالنبض بينما يمر الدم عبر الهيكل ، مما يساعد على الحفاظ على ارتفاع ضغط الدم. يجب أن تكون جدران الشرايين سميكة للغاية لمنعها من الانهيار عندما ينخفض ضغط الدم.

الأوردة

الأوردة هي أوعية دموية مسؤولة عن نقل الدم من نظام الشبكة الشعرية إلى القلب. مقارنةً بالشرايين ، فإن الأوردة أكثر وفرة ولديها جدار أرق ، وهي أقل مرونة ولها قطر أكبر.

مثل الشرايين ، تتشكل من ثلاث طبقات نسيجية: الداخلية ، والمتوسطة والخارجية. إن ضغط الأوردة منخفض للغاية - في حدود 10 مم زئبق - لذلك يجب مساعدتها بصمامات.

Capilares

تم اكتشاف الشعيرات الدموية من قبل الباحث الإيطالي مارسيلو مالبغي في عام 1661 ، حيث قاموا بدراستها في رئات البرمائيات. إنها هياكل وفيرة للغاية تشكل شبكات واسعة بالقرب من جميع الأنسجة تقريبًا.

وتتكون جدرانه من خلايا بطانية دقيقة ، متصلة بألياف النسيج الضام. من الضروري أن تكون الجدران رقيقة بحيث يحدث تبادل الغازات والمواد الأيضية بسهولة.

فهي عبارة عن أنابيب ضيقة جدًا ، يبلغ قطرها حوالي 8 ميكرون ، وهو واسع بما يكفي لخلايا الدم بالمرور.

فهي هياكل نفاذة للأيونات الصغيرة والمواد الغذائية والمياه. عندما تتعرض لضغط الدم ، تُجبر السوائل على الخروج إلى الفضاء الخلالي.

يمكن أن تمر السوائل عبر الشقوق الموجودة في الخلايا البطانية أو بواسطة الحويصلات. في المقابل ، يمكن أن تنتشر المواد ذات الطبيعة الدهنية بسهولة عبر أغشية الخلايا البطانية.

دم

الدم سائل سميك ولزوي مسؤول عن نقل العناصر ، وعادة ما يكون عند درجة حرارة 38 درجة مئوية ويشكل 8 ٪ من الوزن الكلي للفرد العادي.

في حالة الحيوانات البسيطة للغاية ، مثل planaria ، لا يمكن التحدث عن "الدم" ، حيث أنها تحتوي فقط على مادة واضحة ومائية تتكون من خلايا وبعض البروتينات.

فيما يتعلق بالحيوانات اللافقارية ، التي لديها نظام الدورة الدموية مغلقة ، يعرف الدم عموما باسم الدملمف. أخيرًا ، في الفقاريات ، الدم هو نسيج سائل شديد التعقيد ومكوناته الرئيسية هي البلازما ، كرات الدم الحمراء ، الكريات البيض والصفائح الدموية.

بلازما

تشكل البلازما الجرعة السائلة للدم وتتوافق مع 55 ٪ من التركيب الكلي للدم. وظيفتها الرئيسية هي نقل المواد وتنظيم حجم الدم.

يتم إذابة بعض البروتينات في البلازما ، مثل الألبومين (المكون الرئيسي ، أكثر من 60 ٪ من إجمالي البروتينات) ، والكريات البروتينية ، والإنزيمات ، والفيبرينوجين ، وكذلك الإلكتروليتات (Na + ، Cl- ، K +) ، الجلوكوز ، الأحماض الأمينية ، استقلاب النفايات ، من بين أمور أخرى.

كما أنه يحتوي على سلسلة من الغازات الذائبة ، مثل الأكسجين والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون ، وهي البقايا الناتجة في عملية التنفس ويجب إزالتها من الجسم.

مكونات صلبة

يحتوي الدم على مكونات خلوية تتوافق مع نسبة 45٪ المتبقية من الدم. تتوافق هذه العناصر مع خلايا الدم الحمراء وخلايا الدم البيضاء والخلايا المرتبطة بعملية التخثر.

خلايا الدم الحمراء ، التي تسمى أيضًا كرات الدم الحمراء ، هي أقراص الكهف وهي مسؤولة عن نقل الأكسجين بفضل وجود بروتين يسمى الهيموغلوبين. هناك حقيقة غريبة حول هذه الخلايا وهي أنه في الثدييات ، تفتقر كريات الدم الحمراء الناضجة إلى نواة.

إنها خلايا وفيرة للغاية ، في مل من الدم يمكنك العثور على 5.4 مليون خلية دم حمراء. يبلغ متوسط عمر كريات الدم الحمراء في الدورة الدموية حوالي 4 أشهر ، حيث يمكن أن تغطي أكثر من 11000 كيلومتر.

ترتبط خلايا الدم البيضاء أو كريات الدم البيضاء بالاستجابة المناعية وتوجد في نسبة أقل من خلايا الدم الحمراء ، في حدود من 50 إلى 100000 لكل مليلتر من الدم.

هناك عدة أنواع من خلايا الدم البيضاء ، بين العدلات ، الخلايا القاعدية و الحمضات ، مجمعة في فئة المحببة. والخلايا المحببة التي تتوافق مع الخلايا الليمفاوية وحيدات.

أخيرًا ، هناك شظايا الخلايا التي تسمى الصفائح الدموية - أو الخثرات في الفقاريات الأخرى - التي تشارك في عملية التخثر ، وتمنع النزيف.

أنواع نظم الدورة الدموية

الحيوانات الصغيرة - التي يقل قطرها عن 1 مم - قادرة على نقل المواد في أجسامها عن طريق عمليات نشر بسيطة.

ومع ذلك ، مع زيادة حجم الجسم ، هناك حاجة إلى وجود أجهزة متخصصة لتوزيع المواد ، مثل الهرمونات أو الأملاح أو النفايات ، على مناطق الجسم المختلفة.

في الحيوانات الكبيرة ، هناك مجموعة متنوعة من أنظمة الدورة الدموية التي تؤدي بشكل فعال وظيفة نقل المواد.

يجب أن تحتوي جميع أنظمة الدورة الدموية على العناصر التالية: الجهاز الرئيسي المسؤول عن ضخ السوائل ؛ نظام شريان قادر على توزيع الدم وتخزين ضغط الدم ؛ نظام من الشعيرات الدموية التي تسمح بنقل المواد من الدم إلى الأنسجة وأخيرا نظام وريدي.

تشكل مجموعة الشرايين والأوردة والشعيرات الدموية ما يعرف باسم "الدورة الدموية الطرفية".

وبهذه الطريقة ، فإن مجموعة القوى التي تؤدي الأعضاء المذكورة أعلاه (ضربات القلب الإيقاعية ، الارتداد المرن للشرايين وانقباضات العضلات المحيطة بالأوعية الدموية) تجعل من الممكن للدم أن يتحرك في الجسم.

نظم الدورة الدموية المفتوحة

الدورة الدموية المفتوحة موجودة في مجموعات مختلفة من الحيوانات اللافقارية ، مثل القشريات والحشرات والعناكب والرخويات المختلفة. يتكون من نظام دم يتم ضخه عن طريق القلب ويصل إلى تجويف يسمى الهيموسيل. بالإضافة إلى ذلك ، لديهم واحد أو أكثر من القلوب والأوعية الدموية.

يمكن أن يشغل الهيموكويل في بعض الكائنات الحية ما يصل إلى 40 ٪ من إجمالي حجم الجسم ، ويقع بين الأديم الظاهر والأديم الباطن ، مع تذكر أن الحيوانات القبلية (المعروفة أيضًا باسم ثلاثي الأورام) لها ثلاثة أوراق جنينية: الأديم الباطن والأديم المتوسط والأديم الظاهر.

على سبيل المثال ، في بعض أنواع السلطعون ، يتوافق حجم الدم مع 30٪ من حجم الجسم.

المادة السائلة التي تدخل الهيموكويل تسمى الدم أو الدم. في هذه الأنواع من النظم ، لا يوجد توزيع للدم بواسطة الشعيرات الدموية للأنسجة ، ولكن الأعضاء تستحم مباشرة بواسطة الدم.

عندما تنقبض القلب ، تغلق الصمامات ويضطر الدم إلى الانتقال إلى الدمغة.

تكون ضغوطات الدورة الدموية المغلقة منخفضة للغاية ، حيث تتراوح ما بين 0.6 و 1.3 كيلو باسكال ، على الرغم من أن الانقباضات الناتجة عن القلب والعضلات الأخرى يمكن أن ترفع ضغط الدم. هذه الحيوانات محدودة في سرعة وتوزيع تدفق الدم.

نظم الدورة الدموية المغلقة

في أنظمة الدورة الدموية المغلقة ، يتحرك الدم في دائرة مكونة من أنابيب ويتبع المسار من الشرايين إلى الأوردة ، مروراً بالشعيرات الدموية.

يوجد هذا النوع من الجهاز الدوري في جميع حيوانات الفقاريات (الأسماك والبرمائيات والزواحف والطيور والثدييات) وفي بعض اللافقاريات مثل ديدان الأرض وسيفالوبودس.

تتميز الأنظمة المغلقة بفصل واضح بين الوظائف في كل من الأجهزة التي تتكون منها.

يحتل حجم الدم نسبة أقل بكثير منه في الأنظمة المفتوحة. ما يقرب من 5 إلى 10 ٪ من إجمالي حجم الجسم للفرد.

القلب هو العضو الأكثر أهمية وهو المسؤول عن ضخ الدم في نظام الشرايين ، وبالتالي الحفاظ على ارتفاع ضغط الدم.

الجهاز الشرياني مسؤول عن تخزين الضغط الذي يجبر الدم على المرور عبر الشعيرات الدموية. لذلك ، يمكن للحيوانات ذات الدورة المغلقة نقل الأكسجين بسرعة.

الشعيرات الدموية ، النحافة جداً ، تتيح تبادل المواد بين الدم والأنسجة ، والتوسط في عمليات الانتشار البسيطة ، أو النقل أو الترشيح. الضغط يسمح عمليات الترشيح الفائق في الكلى.

تطور الجهاز الدوري

طوال تطور الحيوانات الفقارية ، زاد القلب بشكل ملحوظ في التعقيد. أحد أهم الابتكارات هو الزيادة التدريجية في فصل الدم المؤكسج وغير المؤكسج.

سمك

في الفقاريات الأكثر بدائية ، الأسماك ، يتكون القلب من سلسلة من التجاويف المقلصة ، مع الأذين واحد فقط والبطين. في نظام الدورة الدموية للأسماك ، يتم ضخ الدم من البطين الواحد ، مروراً بالشعيرات الدموية في الخياشيم ، حيث يحدث امتصاص الأكسجين وطرد ثاني أكسيد الكربون.

يستمر الدم في رحلته عبر بقية الجسم وفي الشعيرات الدموية يحدث تدفق الأوكسجين إلى الخلايا.

البرمائيات والزواحف

عندما ينشأ سلالة البرمائيات ثم بعد ذلك الزواحف ، تظهر حجرة جديدة في القلب ، تظهر الآن ثلاثة تجاويف: اثنان الأذين والبطين.

مع هذا الابتكار ، يصل الدم غير المؤكسج إلى الأذين الأيمن والدم من الرئتين يصل إلى الأذين الأيسر ، ويتصل به البطين مع اليمين.

في هذا النظام ، يبقى الدم غير المؤكسج في الجزء الأيمن من البطين والدم المؤكسج في اليسار ، على الرغم من وجود بعض الخلط.

في حالة الزواحف ، يكون الفصل أكثر وضوحًا نظرًا لوجود بنية فيزيائية تقسم جزئيًا المناطق اليمنى واليسرى.

الطيور والثدييات

في هذه الأنساب ، تؤدي الحرارة الداخلية (الحيوانات ذات الدم الدافئ) إلى زيادة الطلب على تزويد الأكسجين بالأنسجة.

يستطيع القلب الذي يحتوي على أربع غرف تلبية هذه المتطلبات العالية ، حيث تفصل البطينين الأيمن والأيسر الدم المؤكسج عن الأكسجين. وبالتالي ، فإن محتوى الأكسجين الذي يصل إلى الأنسجة هو أعلى مستوى ممكن.

لا يوجد أي اتصال بين تجويف القلب الأيمن والأيسر ، حيث يتم فصلهما عن طريق الحاجز أو الحاجز الكثيف.

تجاويف تقع في الجزء العلوي هي الأذين ، مفصولة الحاجز بين الأوعية ، وتكون مسؤولة عن استقبال الدم. ترتبط الأجوف العليا والدنيا بال الأذين الأيمن ، في حين يصل الأذين الأيسر إلى الأوردة الرئوية الأربعة ، اثنان يأتيان من كل رئة.

توجد البطينات في المنطقة السفلى من القلب وتتصل الأذينين من خلال الصمامات الأذينية البطينية: ثلاثية الحلقات الثلاثية الشائكة ، توجد على الجانب الأيمن والقفز التاجي أو الثنائي الجانب على اليسار.

الأمراض الشائعة

تشمل أمراض القلب والأوعية الدموية ، والمعروفة أيضًا باسم مرض الشريان التاجي أو أمراض القلب ، سلسلة من الأمراض المرتبطة بخلل في القلب أو الأوعية الدموية.

وفقًا للمسوحات التي أجريت ، تعد أمراض القلب والأوعية الدموية السبب الرئيسي للوفاة في الولايات المتحدة وفي بعض الدول الأوروبية. عوامل الخطر تشمل نمط الحياة المستقرة ، والوجبات الغذائية عالية الدهون والتدخين. من بين أكثر الأمراض شيوعًا:

ارتفاع ضغط الدم

يتكون ارتفاع ضغط الدم من قيم عالية من الضغط الانقباضي ، أكبر من 140 ملم زئبق والضغط الانبساطي أكبر من 90 ملم زئبق. هذا يؤدي إلى تدفق غير طبيعي من الدم في جميع أنحاء الدورة الدموية.