قلب سه-دهلیزی؛ دو دهلیز و یک بطن

قلب سه‌دهلیزی: شاه‌کلید درک تکامل گردش خون

ساختار پایه: قلب سه‌دهلیزی از چه قسمت‌هایی تشکیل شده است؟

یک قلب سه‌دهلیزی، همان‌طور که از نامش پیداست، دارای سه حفره^۲ اصلی است: دو دهلیز (چپ و راست) و یک بطن. برای درک بهتر، می‌توانیم آن را با قلب ماهی و قلب پستانداران مقایسه کنیم.

دهلیزها حفره‌های بالایی هستند که خون را دریافت می‌کنند. دهلیز راست، خون بدون اکسیژن^۳ را از بدن می‌گیرد و دهلیز چپ، خون پراکسیژن^۴ را از شش‌ها دریافت می‌کند. سپس هر دو دهلیز، خون خود را به حفره پایینی، یعنی بطن واحد، می‌ریزند. این بطن قدرتمند، مسئول پمپاژ خون به تمام بدن و شش‌ها است.

نحوه عملکرد: خون چگونه در این قلب جریان پیدا می‌کند؟

گردش خون در قلب سه‌دهلیزی یک چرخه جذاب و نسبتاً کارآمد است. این چرخه را می‌توان به چند مرحله اصلی تقسیم کرد:

مرحله اول: پر شدن دهلیزها
خون بدون اکسیژن از سیاهرگ‌های بدن به دهلیز راست می‌ریزد. همزمان، خون پراکسیژنی که از شش‌ها برگشته، وارد دهلیز چپ می‌شود.

مرحله دوم: انقباض دهلیزها
دهلیزها منقبض می‌شوند و محتوای خود را به داخل بطن واحد می‌فرستند. یک نکته مهم اینجاست: به دلیل زمان‌بندی دقیق انقباض، خون‌های واردشده از دو دهلیز به طور کامل در بطن مخلوط نمی‌شوند و تا حدی لایه‌لایه باقی می‌مانند.

مرحله سوم: انقباض بطن و ارسال خون
حالا نوبت بطن است که منقبض شود. به لطف ساختار خاص داخلی بطن و مسیر خروجی‌ها، خون با اکسیژن کمتر (که عمدتاً در سمت راست بطن جمع شده) ابتدا به سمت شش‌ها فرستاده می‌شود تا اکسیژن بگیرد. بلافاصله پس از آن، خون با اکسیژن بیشتر (که در سمت چپ بطن است) به سراسر بدن پمپاژ می‌شود. این یک سیستم هوشمند برای کاهش اختلاط خون است.

مزایا و محدودیت‌های قلب سه‌دهلیزی

این طراحی قلب یک نقطه کانونی مهم در درخت تکامل است. مانند هر ساختار دیگری، نقاط قوت و ضعفی دارد.

مزایا:

• سازگاری با زندگی دوگانه: برای دوزیستانی مانند قورباغه که هم در آب و هم در خشکی زندگی می‌کند، این قلب بسیار مناسب است. وقتی قورباغه زیر آب است، می‌تواند بیشتر خون را مستقیماً به بدن بفرستد و وقتی روی خشکی است، جریان خون به شش‌ها افزایش می‌یابد.
• ساده‌تر و کم‌انرژی‌تر: ساختار سه‌حفره‌ای از قلب چهارحفره‌ای ساده‌تر است و برای متابولیسم^۵ پایین‌تر دوزیستان و خزندگان کافی است.

محدودیت‌ها:

• اختلاط جزئی خون: با وجود مکانیسم‌های کاهش اختلاط، باز هم مقداری از خون پراکسیژن و بدون اکسیژن در بطن مخلوط می‌شوند. این یعنی بازدهی انتقال اکسیژن به بدن، کمتر از قلب چهارحفره‌ای است.
• محدودیت برای فعالیت‌های شدید: به دلیل همین بازدهی پایین‌تر، جانوران دارای این قلب معمولاً نمی‌توانند برای مدت طولانی فعالیت بدنی شدید (مانند دویدن سریع) داشته باشند و بیشتر به روش‌های کم‌انرژی مانند کمین کردن متکی هستند.

قلب سه‌دهلیزی در عمل: نگاهی به زندگی یک قورباغه

برای درک بهتر، زندگی یک قورباغه معمولی را دنبال می‌کنیم. یک قورباغه در طول زندگی خود دگردیسی^۶ کامل را تجربه می‌کند.

• دوران نوزادی (لاروی): بچه قورباغه یا بچه غوک که در آب زندگی می‌کند، در ابتدا قلبی دوحفره‌ای مانند ماهی دارد زیرا فقط با آبشش تنفس می‌کند.
• دوران دگردیسی: با رشد بچه غوک و ظهور شش‌ها و پاها، قلب نیز تغییر شکل می‌دهد. یک دهلیز دیگر به آن اضافه می‌شود تا قلب به حالت سه‌حفره‌ای برسد. این تغییر، یک نمونه عینی از تکامل در مقیاس کوچک و در طول عمر یک جانور است!
• قورباغه بالغ: قورباغه بزرگ‌سال با قلب سه‌حفره‌اش می‌تواند هم در آب (با کاهش ضربان قلب و استفاده بیشتر از پوست برای تنفس) و هم در خشکی زندگی کند. وقتی می‌جهد، قلبش خون را با کارایی قابل قبولی پمپاژ می‌کند، اما برای استراحت‌های مکرر بین جهش‌ها نیاز دارد.

پرسش‌های متداول و باورهای نادرست

پاورقی

^۱ قلب سه‌دهلیزی (Three-Chambered Heart): قلبی متشکل از دو دهلیز و یک بطن.
^۲ حفره (Chamber): هر یک از اتاقک‌های داخلی قلب.
^۳ خون بدون اکسیژن (Deoxygenated Blood): خونی که اکسیژن کمی دارد و باید به شش‌ها برود.
^۴ خون پراکسیژن (Oxygenated Blood): خونی که در شش‌ها اکسیژن گرفته است.
^۵ متابولیسم (Metabolism): مجموعه واکنش‌های شیمیایی در بدن موجود زنده برای حفظ زندگی.
^۶ دگردیسی (Metamorphosis): فرآیند تغییر شکل کامل در طول رشد برخی جانوران مانند قورباغه.