ضربه قلب: حجم خون پمپشده در هر تپش
ضربه قلب چیست و چگونه اندازهگیری میشود؟
تصور کنید قلب شما یک پمپ قدرتمند است. ضربه قلب، دقیقاً مانند مقدار آبی است که این پمپ با هر بار روشن شدن به بیرون میفرستد. به زبان علمی، ضربه قلب حجم خونی است که بطن چپ قلب در طی یک انقباض (Systole) به درون بزرگترین سرخرگ بدن، یعنی آئورت، پمپ میکند. واحد اندازهگیری آن میلیلیتر (ml) یا سانتیمتر مکعب (cm³) به ازای هر تپش است.
برای یک فرد بزرگسال سالم و بالغ در حالت استراحت، ضربه قلب معمولاً بین 60 تا 100 میلیلیتر است. این مقدار تحت تأثیر عوامل مختلفی مانند سن، جنس، اندازه بدن و سطح آمادگی جسمانی قرار دارد.
برونده قلبی (CO) حاصلضرب ضربه قلب (SV) در تعداد ضربان قلب در دقیقه (HR) است. $ CO = SV \times HR $
مثال: اگر ضربه قلب شما 70 میلیلیتر و ضربان قلبتان 75 بار در دقیقه باشد، برونده قلبی شما برابر است با: $ 70 \times 75 = 5250 $ میلیلیتر در دقیقه یا 5.25 لیتر در دقیقه.
سه فرمانروای اصلی کنترلکننده ضربه قلب
قلب بهطور هوشمندانهای ضربه قلب را بر اساس نیاز بدن تنظیم میکند. سه عامل اصلی مانند سه فرمانروا بر این پادشاهی حکمرانی میکنند:
۱. پیشبار (Preload): این عامل به معنی میزان کشش فیبرهای عضله قلب در پایان مرحله استراحت (Diastole) است. میتوان آن را به کشش یک کش پول قبل از رها کردن تشبیه کرد. هرچه خون بیشتری در پایان مرحله استراحت وارد بطنها شود، دیواره بطنها بیشتر کشیده میشوند و در نتیجه، انقباض بعدی قویتر خواهد بود. این رابطه توسط قانون فرانک-استارلینگ قلب توضیح داده میشود: "هرچه قلب بیشتر پر شود، با نیروی بیشتری منقبض میشود."
۲. پسبار (Afterload): این عامل به معنی مقاومتی است که بطن چپ باید برای پمپ کردن خون به درون آئورت بر آن غلبه کند. این مقاومت عمدتاً به دلیل فشار داخل سرخرگها ایجاد میشود. در شرایطی مانند فشار خون بالا، پسبار افزایش مییابد و قلب باید برای بیرون راندن همان مقدار خون سختتر کار کند، که ممکن است در طولانیمدت به آن آسیب برساند.
۳. توانانقباضی (Contractility): این عامل به قدرت ذاتی انقباض عضله قلب اشاره دارد، مستقل از پیشبار و پسبار. هورمونهایی مانند آدرنالین (اپینفرین) توانانقباضی را افزایش میدهند و باعث میشوند قلب با نیروی بیشتری منقبض شود و در نتیجه ضربه قلب افزایش یابد.
| عامل کنترلکننده | تعریف ساده | تأثیر بر ضربه قلب | مثال |
|---|---|---|---|
| پیشبار | میزان کشش عضله قلب قبل از انقباض | افزایش حجم خون ورودی → افزایش ضربه قلب | تزریق سرم وریدی |
| پسبار | مقاومت سرخرگها در برابر خروج خون | افزایش فشار خون → کاهش ضربه قلب | بیماری فشار خون بالا |
| توانانقباضی | قدرت ذاتی انقباض عضله قلب | ترشح آدرنالین → افزایش ضربه قلب | واکنش "جنگ یا گریز" در موقعیت ترس |
ضربه قلب در عمل: از خوابیدن تا دویدن
حالا بیایید ببینیم این مفاهیم در زندگی واقعی چگونه عمل میکنند. هنگامی که شما در حال استراحت روی مبل هستید، بدن شما به خون زیادی نیاز ندارد. بنابراین، ضربه قلب و ضربان قلب در سطح پایهای قرار دارند. اما وقتی تصمیم میگیرید بدوید، داستان کاملاً تغییر میکند.
عضلات پاهای شما برای تولید انرژی به اکسیژن بیشتری نیاز دارند. این نیاز، زنجیرهای از رویدادها را آغاز میکند:
- ورزش باعث گشاد شدن رگهای خونی در عضلات فعال میشود.
- این گشادشدن، بازگشت خون سیاهرگی به قلب را آسانتر و سریعتر میکند (افزایش پیشبار).
- همزمان، سیستم عصبی سمپاتیک فعال شده و هورمون آدرنالین ترشح میشود (افزایش توانانقباضی).
- در نتیجه، قلب شما با هر تپش، خون بسیار بیشتری (ضربه قلب بالاتر) را با سرعت بیشتری (ضربان قلب بالاتر) پمپ میکند تا نیاز عضلات را برآورده سازد.
جالب است بدانید که ورزشکاران استقامتی معمولاً ضربه قلب استراحت بسیار بالاتری نسبت به افراد غیرفعال دارند. قلب آنها بهقدری قوی شده است که در هر تپش میتواند حجم عظیمی از خون را پمپاژ کند، بنابراین برای تأمین نیازهای بدن در حالت استراحت به تعداد تپش کمتری نیاز دارند. این یک نشانه از سلامت و کارایی بالای سیستم قلبی-عروقی است.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
پاسخ: خیر. این یک اشتباه رایج است. ضربه قلب یک حجم است (میلیلیتر بر تپش)، در حالی که فشار خون یک فشار است (مانند میلیمتر جیوه). ضربه قلب مقدار خونی که خارج میشود را اندازه میگیرد، در حالی که فشار خون، نیرویی را که خون به دیواره رگها وارد میکند، اندازهگیری مینماید. اگرچه این دو به هم مرتبط هستند (مثلاً افزایش ضربه قلب میتواند فشار خون را بالا ببرد)، اما مفاهیم کاملاً متفاوتی محسوب میشوند.
پاسخ: ضربه قلب بسیار پایین میتواند نشانهای از یک بیماری باشد که به آن نارسایی قلب میگویند. در این حالت، قلب آنقدر ضعیف است که نمیتواند خون کافی را با هر انقباض پمپ کند تا نیازهای بدن را برآورده سازد. این امر میتواند منجر به علائمی مانند خستگی شدید، تنگی نفس و ورم پاها شود. البته، همانطور که گفته شد، در ورزشکاران این عدد میتواند بهطور طبیعی بالا باشد و ضربان قلب پایین، نشانه سلامت است.
پاسخ: بهترین راه برای بهبود سلامت قلب و افزایش کارایی آن (که ممکن است منجر به افزایش ضربه قلب در حالت استراحت شود)، انجام منظم ورزشهای هوازی است. فعالیتهایی مانند دویدن، شنا، دوچرخهسواری و پیادهروی سریع، به مرور زمان عضله قلب را قویتر میکنند. یک رژیم غذایی سالم و حفظ وزن مناسب نیز به کاهش پسبار (فشار بر قلب) کمک میکند.
ضربه قلب یک شاخص حیاتی از عملکرد پمپاژ قلب است که سلامت کلی سیستم گردش خون را منعکس میکند. این پارامتر بهطور پویا توسط سه عامل پیشبار، پسبار و توانانقباضی کنترل میشود تا مطمئن شود خون کافی به تمام اندامهای بدن میرسد. درک این مفهوم نهتنها برای دانش آموزان علاقهمند به زیستشناسی جذاب است، بلکه پایهای برای درک نحوه پاسخ بدن به ورزش، استرس و بیماریهای قلبی فراهم میکند. یک سبک زندگی فعال میتواند به بهینهسازی این عملکرد کمک شایانی کند.
پاورقی
۱ ضربه قلب (Stroke Volume - SV)
۲ برونده قلبی (Cardiac Output - CO): مقدار خونی که قلب در هر دقیقه پمپ میکند.
۳ پیشبار (Preload): میزان کشش دیواره بطنها در پایان دیاستول.
۴ پسبار (Afterload): مقاومت عروقی که بطن چپ باید برای بیرون راندن خون بر آن غلبه کند.
۵ توانانقباضی (Contractility): قدرت ذاتی انقباض عضله قلب.
۶ سیستول (Systole): مرحله انقباض قلب.
۷ دیاستول (Diastole): مرحله استراحت و پر شدن قلب از خون.
