سفر یک قطره خون: درک سیکل قلبی
قلب شما: یک پمپ بیوقفه
قلب شما یک عضله به اندازه مشتتان است که مانند یک پمپ قدرتمند و خستگیناپذیر عمل میکند. هر بار که قلب میتپد، در واقع یک سیکل قلبی کامل را انجام میدهد. این سیکل شامل دو مرحله اصلی است: سیستول و دیاستول. یک سیکل کامل قلب به طور متوسط تنها حدود 0.8 ثانیه طول میکشد! این یعنی در حالت استراحت، قلب شما حدود 70 تا 80 بار در دقیقه این سیکل را تکرار میکند.
برای درک بهتر، تصور کنید قلب چهار اتاق دارد: دو اتاق فوقانی به نام دهلیز۴ (چپ و راست) و دو اتاق تحتانی بزرگتر به نام بطن۵ (چپ و راست). خون از طریق سیاهرگها به دهلیزها وارد شده و سپس به بطنها پمپ میشود. بطنها مسئولیت پمپاژ خون به سراسر بدن (بطن چپ) و به ریهها (بطن راست) را بر عهده دارند. بین این اتاقها و خروجیهای اصلی قلب، دریچههای یکطرفه وجود دارند که مانند درهای کشویی فقط به یک سمت باز میشوند و از بازگشت خون به عقب جلوگیری میکنند.
مراحل دقیق سیکل قلبی: از استراحت تا انقباض
سیکل قلبی را میتوان به هشت فاز کوچکتر تقسیم کرد، اما برای سادگی، آن را در سه فاز اصلی خلاصه میکنیم. جدول زیر این مراحل را به طور خلاصه نشان میدهد.
| فاز اصلی | وضعیت دهلیزها | وضعیت بطنها | وضعیت دریچهها |
|---|---|---|---|
|
دیاستول عمومی (~0.4 ثانیه) |
در حال استراحت و پر شدن از خون | در حال استراحت و پر شدن از خون (حدود 70٪) | دریچههای دهلیزی-بطنی۶ باز؛ دریچههای полуهلالی۷ بسته |
|
سیستول دهلیزی (~0.1 ثانیه) |
منقبض میشوند | هنوز در حال استراحت | دریچههای دهلیزی-بطنی باز؛ دریچههای نیمههلالی بسته |
|
سیستول بطنی (~0.3 ثانیه) |
استراحت میکنند و دوباره پر میشوند | منقبض میشوند | دریچههای دهلیزی-بطنی بسته؛ دریچههای نیمههلالی باز |
حالا این مراحل را با جزئیات بیشتری بررسی میکنیم:
۱. دیاستول عمومی (استراحت و پر شدن): این فاز، مرحله استراحت قلب است. در این زمان، هم دهلیزها و هم بطنها در حالت دیاستول (انبساط) قرار دارند. خون به آرامی از سیاهرگها به داخل دهلیزها جریان مییابد. چون فشار در دهلیزها به تدریج از فشار در بطنها بیشتر میشود، دریچههای بین دهلیز و بطن (دریچههای دهلیزی-بطنی) باز میشوند و حدود 70 درصد حجم خون به طور غیرفعال و بدون هیچ تلاشی از دهلیزها به بطنها سرازیر میشود. دریچههای خروجی از بطنها (دریچههای نیمههلالی) در این فاز بسته هستند.
۲. سیستول دهلیزی (انقباض دهلیزها): دهلیزها به طور همزمان منقبض میشوند. این انقباض ملایم، 30 درصد باقیمانده خون را به داخل بطنها میفرستد و آنها را کاملاً پر میکند. این مرحله بسیار کوتاه است اما تضمین میکند که بطنها حداکثر حجم خون را قبل از انقباض قدرتمند خود دریافت کردهاند. بطنها در این مرحله هنوز در حال استراحت (دیاستول) هستند.
۳. سیستول بطنی (انقباض بطنها): این مرحله، فاز قدرتمند و اصلی پمپاژ قلب است. بطنها به شدت منقبض میشوند. با افزایش فشار درون بطنها، دریچههای دهلیزی-بطنی به سرعت بسته میشوند تا از بازگشت خون به دهلیزها جلوگیری کنند. همزمان، وقتی فشار درون بطنها از فشار در شریانهای خروجی (آئورت و شریان ریوی) بیشتر شد، دریچههای نیمههلالی باز شده و خون با فشار به داخل این سرخرگها رانده میشود. بطن چپ خون پراکسیژن را به سراسر بدن و بطن راست خون کماکسیژن را به ریهها میفرستد. همزمان، دهلیزها در حال استراحت هستند و دوباره در حال پر شدن از خون میباشند.
پس از اتمام سیستول بطنی، بطنها مجدداً وارد فاز دیاستول میشوند و کل سیکل از نو آغاز میگردد. این چرخه تا پایان عمر بدون توقف ادامه دارد.
سیکل قلبی در عمل: هنگام دویدن چه اتفاقی میافتد؟
هنگامی که شما شروع به دویدن میکنید، عضلات بدن شما به اکسیژن و انرژی بیشتری نیاز دارند. برای تأمین این نیاز، قلب شما باید خون را سریعتر و قویتر پمپاژ کند. در این شرایط، سیکل قلبی با چند تغییر مهم تطبیق مییابد:
- افزایش ضربان قلب: تعداد سیکلهای قلبی در دقیقه افزایش مییابد. ممکن است از 70 بار در دقیقه در حالت استراحت به 140 بار یا بیشتر برسد. این یعنی مدت زمان هر سیکل کامل قلب کوتاهتر میشود.
- کاهش زمان دیاستول: بیشترین کاهش در زمان مربوط به فاز دیاستول عمومی رخ میدهد. قلب زمان کمتری برای استراحت و پر شدن کامل دارد. با این حال، قدرت انقباض افزایش مییابد.
- افزایش برونده قلبی۸: برونده قلبی مقدار خونی است که قلب در هر دقیقه پمپ میکند. این مقدار حاصل ضرب حجم خون پمپ شده در هر ضربان (حجم ضربهای۹) در تعداد ضربان قلب در دقیقه است. هنگام ورزش، هم حجم ضربهای و هم ضربان قلب افزایش مییابند، در نتیجه برونده قلبی به طور چشمگیری زیاد میشود تا نیازهای بدن را برطرف کند. این رابطه را میتوان به صورت زیر نشان داد: $\text{برونده قلبی} = \text{حجم ضربهای} \times \text{ضربان قلب}$
مثال: اگر حجم ضربهای قلب شما در حالت استراحت 70 میلیلیتر و ضربان قلب 75 بار در دقیقه باشد، برونده قلبی شما 5250 میلیلیتر یا حدود 5.25 لیتر در دقیقه است. هنگام دویدن، این مقدار ممکن است به 20 لیتر در دقیقه یا بیشتر برسد!
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
خیر. اگرچه سیکل یک توالی هماهنگ است، اما دهلیزها و بطنها در زمانهای متفاوتی منقبض و استراحت میکنند. ابتدا سیستول دهلیزی رخ میدهد و بلافاصله پس از آن، زمانی که دهلیزها وارد دیاستول میشوند، سیستول بطنی آغاز میگردد. این توالی باعث جریان روان و پیوسته خون میشود.
فشار خون سیستولیک (عدد بزرگتر) حداکثر فشاری است که در شریانها (مانند بازو) هنگام انقباض بطنها (سیستول بطنی) ایجاد میشود. فشار خون دیاستولیک (عدد کوچکتر) حداقل فشاری است که در شریانها در هنگام استراحت قلب (دیاستول عمومی) وجود دارد. مثلاً فشار 120/80 به این معنی است که فشار سیستولیک 120 و فشار دیاستولیک 80 میلیمتر جیوه است.
استراحت اصلی قلب در فاز دیاستول عمومی اتفاق میافتد. در این فاز، عضله قلب (میوکارد) شل شده و خون حاوی اکسیژن و مواد مغذی از طریق رگهای خونی مخصوصی به نام "شریانهای کرونری" دریافت میکند. در واقع، قلب در لحظهای که خون را به دیگران میرساند (سیستول)، خودش تغذیه نمیشود و تغذیه آن در زمان استراحت (دیاستول) انجام میگیرد. به همین دلیل است که زمان دیاستول برای سلامت قلب بسیار حیاتی است.
پاورقی
۱سیکل قلبی (Cardiac Cycle): به مجموعه رویدادهای کامل و پیاپی که از ابتدای یک ضربان قلب تا ابتدای ضربان بعدی رخ میدهد گفته میشود.
۲سیستول (Systole): فاز انقباض عضله قلب برای پمپاژ خون به خارج از حفرههای قلبی.
۳دیاستول (Diastole): فاز استراحت و شل شدن عضله قلب که در آن حفرههای قلب از خون پر میشوند.
۴دهلیز (Atrium - جمع: Atria): حفرههای فوقانی قلب که خون را از سیاهرگها دریافت میکنند.
۵بطن (Ventricle): حفرههای تحتانی و قدرتمند قلب که خون را به داخل سرخرگها پمپ میکنند.
۶دریچههای دهلیزی-بطنی (Atrioventricular Valves): دریچههای بین دهلیز و بطن در هر سمت قلب. شامل دریچه سهلتی (سمت راست) و دریچه میترال (سمت چپ).
۷دریچههای نیمههلالی (Semilunar Valves): دریچههای خروجی بطنها. شامل دریچه آئورتی (خروجی بطن چپ) و دریچه ریوی (خروجی بطن راست).
۸برونده قلبی (Cardiac Output): حجم خونی که توسط یک بطن قلب در مدت یک دقیقه پمپ میشود. واحد آن لیتر بر دقیقه است.
۹حجم ضربهای (Stroke Volume): حجم خونی که توسط یک بطن در هر بار انقباض (سیستول) به خارج پمپ میشود. واحد آن میلیلیتر است.
