دستگاه گردش خون: راز زندگی در تپش قلب و جریان خون
قلب: پمپ قدرتمند و بیوقفه بدن
قلب یک اندام ماهیچهای به اندازه مشت گره کرده شماست که در مرکز قفسه سینه، کمی متمایل به چپ قرار دارد. کار آن پمپاژ خون به تمام نقاط بدن است. این عضو خستگیناپذیر، روزانه حدود 100,000 بار میتپد و تقریباً 8,000 لیتر خون را به گردش درمیآورد.
| بخش قلب | توضیح | نقش اصلی |
|---|---|---|
| دهلیز راست | حفره بالایی سمت راست | دریافت خون کماکسیژن از بدن |
| بطن راست | حفره پایینی سمت راست | پمپ خون کماکسیژن به ریهها |
| دهلیز چپ | حفره بالایی سمت چپ | دریافت خون غنی از اکسیژن از ریهها |
| بطن چپ | حفره پایینی سمت چپ (دیواره ضخیمتر) | پمپ خون غنی از اکسیژن به تمام بدن |
| دریچههای قلب | چهار دریچه (مثل دریچه میترال) | جلوگیری از بازگشت خون و هدایت جریان در یک مسیر |
قلب دو تلمبه در کنار هم است: سمت راست، خون را به ریهها میفرستد و سمت چپ، خون را به بقیه بدن پمپ میکند. اگر قلب را یک خانه در نظر بگیریم، دهلیزها اتاقهای دریافتکننده و بطنها اتاقهای پمپاژ قدرتمند هستند.
شاهرگها، سیاهرگها و مویرگها: شبکه راههای بدن
رگهای خونی لولههایی هستند که خون را در سراسر بدن حمل میکنند. سه نوع اصلی دارند که هرکدام ساختار و وظیفه منحصر به فردی دارند.
| نوع رگ | جهت انتقال خون | فشار خون | دیواره |
|---|---|---|---|
| شریان۲ (سرخرگ) | دور از قلب → به سمت بدن | بسیار بالا | ضخیم، قوی و عضلانی |
| مویرگ۳ | اتصال شریان به سیاهرگ | بسیار پایین | نازکترین (فقط یک سلول ضخامت) |
| سیاهرگ۴ | از بدن → به سمت قلب | پایین | نازک، دارای دریچههای یکطرفه |
مثلاً وقتی نفس عمیق میکشید، اکسیژن از ریه وارد خون میشود. این خون غنی از اکسیژن ابتدا از سیاهرگهای ریوی (که برخلاف قاعده، خون روشن دارند) به قلب بازمیگردد. سپس بطن چپ آن را با فشار به داخل بزرگترین شریان بدن، یعنی آئورت پمپ میکند. آئورت شاخهشاخه میشود و خون را حتی به نوک انگشتان پا میرساند.
گردش خون بزرگ و کوچک: یک سفر کامل
خون در بدن ما در دو مسیر اصلی و به هم پیوسته گردش میکند: گردش کوچک (ریهای) و گردش بزرگ (سیستمی). این دو گردش با هم یک حلقه بسته را تشکیل میدهند.
گردش کوچک (ریهای): این مسیر کوتاه بین قلب و ریهها اتفاق میافتد. خون کماکسیژن و پر از دیاکسیدکربن از بطن راست خارج میشود، از طریق سرخرگ ریوی به ریهها میرود. در ریه، دیاکسیدکربن را آزاد و اکسیژن تازه دریافت میکند و سپس از طریق سیاهرگهای ریوی به دهلیز چپ قلب بازمیگردد. به این ترتیب خون «تازهسازی» میشود.
گردش بزرگ (سیستمی): این مسیر طولانیتر است. خون غنی از اکسیژن از بطن چپ خارج شده، وارد آئورت و سپس شریانهای کوچکتر میشود تا به مویرگهای تمام اعضای بدن (مغز، کلیه، عضلات، پوست و...) برسد. در مویرگها، اکسیژن و مواد غذایی را به سلولها تحویل داده و مواد زائد را جمع میکند. سپس خون کماکسیژن از طریق سیاهرگها به سمت قلب بازگردانده شده و وارد دهلیز راست میشود. این چرخه مدام تکرار میشود.
فرمولهای ساده برای درک عملکرد قلب
برای دانشآموزان دبیرستانی که علاقهمند به مفاهیم کمی هستند، میتوان عملکرد قلب را با چند رابطه ساده توصیف کرد.
برونده قلبی۶: مقدار خونی که قلب در هر دقیقه پمپ میکند. از ضرب حجم ضربهای در ضربان قلب به دست میآید.
$ \text{برونده قلبی} = \text{حجم ضربهای} \times \text{ضربان قلب} $
مثال: اگر قلب فردی در هر ضربان 70 میلیلیتر خون پمپ کند (حجم ضربهای) و ضربان قلبش 75 بار در دقیقه باشد، برونده قلبی او میشود:
$ 70 \, \text{ml/beat} \times 75 \, \text{beat/min} = 5250 \, \text{ml/min} $
یعنی حدود 5.25 لیتر در دقیقه. این نشان میدهد کل خون بدن (حدود 5 لیتر) تقریباً در هر دقیقه یک بار به طور کامل گردش میکند!
دستگاه گردش خون در عمل: از ورزش تا استراحت
عملکرد این دستگاه در موقعیتهای مختلف تغییر میکند تا نیازهای بدن را برطرف کند. هنگام دویدن، عضلات پاهای شما به انرژی و اکسیژن بیشتری نیاز دارند. در پاسخ:
۱. ضربان قلب شما افزایش مییابد تا خون سریعتر پمپ شود.
۲. عمق و سرعت تنفس بیشتر میشود تا اکسیژن بیشتری وارد خون شود.
۳. شریانهای منتهی به عضلات گشاد میشوند تا جریان خون بیشتری به آنها برسد.
۴. همزمان، شریانهای منتهی به دستگاه گوارش کمی تنگ میشوند تا انرژی روی عضلات فعال متمرکز شود.
برعکس، هنگام خواب یا استراحت، ضربان قلب و فشار خون کاهش مییابد و بدن در حالت ترمیم و بازیابی قرار میگیرد.
مثال دیگر: وقتی در ارتفاع بالا هستید، هوا رقیق و میزان اکسیژن کمتر است. بدن با تولید بیشتر گلبولهای قرمز خون به این شرایط پاسخ میدهد تا توانایی حمل اکسیژن خون افزایش یابد.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
پاسخ: خیر. این یک اشتباه رایج است. در گردش کوچک (ریهای) وضعیت برعکس است: سرخرگ ریوی خون کماکسیژن (تیره) را از قلب به ریه میبرد و سیاهرگهای ریوی خون غنی از اکسیژن (قرمز روشن) را از ریه به قلب بازمیگردانند. پس نوع خون بر اساس عملکرد رگ در گردش کوچک یا بزرگ تعیین میشود، نه صرفاً نام شریان یا سیاهرگ.
پاسخ: فشار خون در شریانها به ویژه در خروجی بطن چپ (آئورت) در بیشترین حد خود است. دلیل آن نیروی انقباض قدرتمند بطن چپ است که خون را به داخل شریانها میراند. این فشار در طول مسیر شریانها کاهش مییابد و در مویرگها بسیار کم و در سیاهرگها کمترین مقدار را دارد. وجود فشار بالا در شریانها ضروری است تا خون بتواند بر نیروی جاذبه زمین غلبه کرده و به نقاط دورتر مانند مغز برسد.
پاسخ: سیاهرگها برای غلبه بر فشار پایین و حرکت خون به سمت قلب، چند مکانیسم کمکی دارند:
۱. وجود دریچههای لانه کبوتری۷: این دریچههای یکطرفه از بازگشت خون به عقب جلوگیری میکنند.
۲. انقباض عضلات اسکلتی اطراف: هنگام راه رفتن یا حرکت، عضلات پا روی سیاهرگها فشار آورده و خون را مثل یک پمپ به جلو میرانند.
۳. عملکرد تنفسی: هنگام دم، فشار در قفسه سینه کاهش یافته و مانند یک مکش ملایم به بازگشت خون از سیاهرگهای بزرگ کمک میکند.
پاورقی
۱ دستگاه گردش خون (Circulatory System)
۲ شریان / سرخرگ (Artery)
۳ مویرگ (Capillary)
۴ سیاهرگ / وريد (Vein)
۵ نفوذ (Diffusion)
۶ برونده قلبی (Cardiac Output)
۷ دریچه لانه کبوتری (Venous Valve)
