درسنامه آموزشی زیست شناسی (1) کلاس دهم رشته تجربی با پاسخ فصل 4- گفتار 1: قلب
در سالهای گذشته آموختید که دستگاه گردش مواد در انسان، از قلب، رگها و خون تشکیل شده است. در شکل 1، بخشهای قلب و رگهای متصل به آن را میبینید.

با گردش خون عمومی و ششی آشنا هستید. باتوجه به شکل 2، مسیر هر کدام را در بدن مشخص، و هدف دو نوع گردش خون را با هم مقایسه کنید.

با توجه به آنچه قبلاً آموختید، در گروههای درسی خود در مورد پرسشهای زیر با همدیگر گفتوگو کنید و پاسخ مناسبی برای آنها بیابید:
- هر دهلیز خون را از کجا دریافت میکند؟
- هر بطن خون را به کجا میفرستد؟
- خونِ طرف چپ و راست قلب، با هم چه تفاوتهایی دارد؟
- چرا ضخامت دیوارۀ بطنهای چپ و راست با هم متفاوت است؟
تأمین اکسیژن و مواد مغذی قلب
خونی که از درون قلب عبور میکند، نمیتواند نیازهای تنفسی و غذایی قلب را برطرف کند. به همین دلیل ماهیچۀ قلب با رگهای ویژهای به نام سرخرگهای اکلیلی (کرونری) که از آئورت منشعب شدهاند، تغذیه میشود. این رگها پس از رفع نیاز یاختههای قلبی، با هم یکی میشوند و بهصورت سیاهرگ اکلیلی به دهلیز راست متصل میشوند. بسته شدن این سرخرگها توسط لخته یا سخت شدن دیوارۀ آنها (تصلب شرایین)، ممکن است باعث سکته قلبی شود؛ چون در این حالت به بخشی از ماهیچهٔ قلب، اکسیژن نمیرسد و یاختههای آن میمیرند (شکل 3).

دریچههای قلب
وجود دریچهها در هر بخشی از دستگاه گردش مواد باعث یک طرفه شدن جریان خون در آن قسمت میشود. درساختار دریچهها، بافت ماهیچهای به کار نرفته بلکه همان بافت پوششی است که چین خورده است و دریچهها را میسازد؛ وجود بافت پیوندی در این دریچهها به استحکام آنها کمک میکند. ساختار خاصِ دریچهها و تفاوت فشار در دو طرف آنها، باعث باز یا بسته شدن دریچهها میشود.
بین دهلیز و بطن دریچهای هست که در هنگام انقباض بطن؛ از بازگشت خون به دهلیز، جلوگیری میکند. دریچۀ بین دهلیز و بطن چپ را دریچهٔ دولختی میگویند، زیرا از دو قطعۀ آویخته تشکیل شده است. بین دهلیز و بطن راست، دریچۀ سه لختی قرار دارد. در ابتدای سرخرگهای خروجی از بطنها، دریچههای سینی قرار دارند که از بازگشت خون به بطنها جلوگیری میکنند (شکل 4).

صداهای قلب
اگر گوش خود را به سمت چپ قفسه سینۀ کسی بچسبانید یا گوشی پزشکی را روی قفسه سینۀ خود یا شخصی دیگر قرار دهید، صداهای قلب را میشنوید.
صدای اوّل (پوم) قوی، گنگ و طولانیتر است و به بستهشدن دریچههای دولختی و سه لختی هنگام شروع انقباض بطنها مربوط است. صدای دوم (تاک) واضح و کوتاهتر و مربوط به بستهشدن دریچههای سینی ابتدای سرخرگها است که با شروع استراحت بطن، همراه است و زمانی شنیده میشود که خونِ وارد شده به سرخرگهای آئورت و ششی، قصد برگشت به بطنها را دارد و با بستهشدن دریچههای سینی، جلوی آن گرفته میشود. متخصصان با گوش دادن دقیق به صداهای قلب و نظم آنها، از سالم بودن قلب آگاه میشوند. در برخی بیماریها بهویژه اختلال در ساختار دریچهها، بزرگ شدن قلب یا نقایص مادرزادی مثل کامل نشدن دیوارۀ میانی حفرههای قلب، ممکن است صداهای غیرعادی شنیده شود.
فعّالیت (صفحهٔ 50 و 51 کتاب درسی)
تشریح قلب گوسفند
وسایل و مواد لازم: قلب سالم گوسفند، تشتک تشریح، قیچی، گمانه (سوند) شیار دار
الف) مشاهدۀ شکل ظاهری: سطح پشتی، شکمی، چپ و راست قلب را مشخص کنید.
تشریح قلب گوسفند:
نشانههای سطح پشتی: حالت برآمده دارد (محدب)؛ رگهای آکلیلی (کرونر) در آن، حالت اُریب است؛ در این سطح بیشتر سرخرگها دیده میشوند.
نشانههای سطح شکمی: حالت صاف یا تخت دارد؛ رگ اکلیلی در آن حالت عمودی دارد؛ در این سطح بیشتر سیاهرگها دیده میشوند.
تشخیص سمت چپ و راست قلب:
1- قرار دادن سطح پشتی روی سینه و سطح شکمی به سمت جلو - در این حالت چپ و راست قلب مطابق دستهای چپ و راست است.
2- سمت چپ قلب ضخامت بیشتری دارد و با لمس کردن، دیوارهی آن را میتوان تشخیص داد.
3- با وارد کردن سوند به داخل سرخرگها و ادامهی آن، که به کدام حفرهی قلب وارد میشود. از سرخرگ آئورت سوند به سمت بطن چپ و از سرخرگ شش سوند به سمت راست قلب، هدایت میشود.
ضخامت دیوارۀ قلب در بطنها را باهم مقایسه کنید. چرا بطن چپ، دیوارۀ قطورتری دارد؟
انرژی مورد نیاز برای خروج خون از بطن چپ بیشتر از بطن راست است؛ در نتیجه بافت ماهیچهای بطن چپ قطورتر از بطن راست است.
- رگهای اکلیلی را مشاهده و آنها را در جلو و عقب قلب، مقایسه کنید.
این شریانها، قسمت بیشتر عضله بطن چپ را خونرسانی میکنند. بطن چپ موظف است خون را به تمام قسمتهای مختلف بدن پمپ کند. بنابراین نسبت به بطن راست دارای عضلات بیشتری است. شریانهای کرونری (اکلیلی) راست معمولاً کوچکتراند و قسمت زیرین قلب و بطن راست را خونرسانی میکنند. بطن راست خون را به ریهها پمپ میکند، شریانهای کرونری (اکلیلی) دارای ساختمانی مشابه تمام شریانهای بدن هستند، با این تفاوت که فقط در زمان بین ضربانهای قلب (حالت استراحت قلب) خون در این شریانها جریان مییابد.
- در بالای قلب، سرخرگها و سیاهرگها قابل مشاهدهاند. دیوارۀ سرخرگها و سیاهرگها را با هم مقایسه کنید.
دیواره سرخرگها ضخیمتر از دیوارهی سیاهرگها است. اگر سرخرگها را با انگشت فشار دهیم و رها کنیم، دوباره به حالت اول بر میگردند، ولی دیواره سیاهرگها روی هم خوابیده است.
- با واردکردن سوند یا مداد به داخل رگها و اینکه به کجا میروند، میتوان آنها را از یکدیگر تمیز داد.
ب) مشاهدۀ بخشهای درونی قلب
- سوند شیاردار را از دهانۀ سرخرگ ششی به بطن راست وارد کنید. دیوارۀ سرخرگ و بطن را در امتداد سوند، با قیچی ببرید. با باز کردن آن، دریچۀ سینی، سهلختی، برآمدگیهای ماهیچهای و طنابهای ارتجاعی را میتوان دید.
- به همین روش، سرخرگ آئورت و بطن چپ را شکاف دهید و جزئیات بطن چپ را مشاهده کنید.
- در ابتدای سرخرگ آئورت، بالای دریچۀ سینی، میتوانید دو ورودی سرخرگهای اکلیلی را ببینید.
- با عبور دادن سوند از میان دریچههای دولختی و سهلختی به سمت بالا و بریدن دیواره در مسیر سوند، میتوانید دیوارۀ داخلی دهلیزها و سیاهرگهای متصل به آنها را بهتر ببینید.
به دهلیز چپ، چهار سیاهرگ ششی و به دهلیز راست، سیاهرگهای زبرین، زیرین و سیاهرگ اکلیلی وارد میشود. اگر رگهای قلب از ته بریده نشده باشد، با گمانه به راحتی میتوان آنها را تشخیص داد.
ساختار بافتی قلب
قلب اندامی ماهیچهای است و دیواره آن سه لایه دارد (شکل 5). داخلیترین لایه آن درون شامه و شامل یک لایه نازک بافت پوششی است که زیر آن، بافت پیوندی وجود دارد. این بافت درون شامه را به لایه میانی یا ماهیچهای قلب میچسباند. درونشامه در تشکیل دریچههای قلب نیز شرکت میکند.

لایه میانی ضخیمترین لایه قلب است که ماهیچهٔ قلب نیز نامیده میشود. این لایه بیشتر از یاختههای ماهیچهای قلبی تشکیل شده است. بین این یاختهها، بافت پیوندی متراکم نیز قرار دارد. بسیاری از یاختههای ماهیچهای قلب به رشتههای کلاژن موجود در این بافت پیوندی متصل هستند. بافت پیوندی متراکم باعث استحکام دریچههای قلبی میشود.
بیرونیترین لایهٔ دیوارهٔ قلب برونشامه است. این لایه روی خود برمیگردد و پیراشامه را بهوجود میآورد. برونشامه و پیراشامه از بافت پوششی سنگ فرشی و بافت پیوندی متراکم تشکیل شدهاند. بین برونشامه و پیراشامه فضایی وجود دارد که با مایع پر شده است. این مایع ضمن محافظت از قلب، به حرکت روان آن کمک میکند.
ساختار ماهیچۀ قلب
ماهیچۀ قلبی، ترکیبی از ویژگیهای ماهیچۀ اسکلتی و صاف دارد. همانند ماهیچۀ اسکلتی، دارای ظاهری مخطط است. از طرف دیگر همانند یاختههای ماهیچۀ صاف، بهطور غیرارادی منقبض میشوند. یاختههای آن بیشتر یک هستهای و بعضی دو هستهایاند. یکی از ویژگیهای یاختههای ماهیچهای قلب ارتباط آنها از طریق صفحات بینابینی (در هم رفته) است. ارتباط یاختهای در این صفحات به گونهای است که باعث میشود پیام انقباض و استراحت به سرعت بین یاختههای ماهیچۀ قلب منتشر شود و قلب در انقباض و استراحت مانند یک تودۀ یاختهای واحد عمل کند (شکل 6). البته در محل ارتباط ماهیچۀ دهلیزها به ماهیچۀ بطنها، بافت پیوندی عایقی وجود دارد که مانع از انقباض همزمان دهلیزها و بطنها میشود.

شبکۀ هادی قلب
بعضی یاختههای ماهیچه قلب ویژگیهایی دارند که آنها را برای تحریک خودبهخودی قلب اختصاصی کرده است. پراکندگی این یاختهها بهصورت شبکهای از رشتهها و گرهها در بین سایر یاختههاست که به مجموع آنها شبکه هادی قلب میگویند. یاختههای این شبکه با دیگر یاختههای ماهیچه قلبی ارتباط دارند. در این شبکه پیامهای الکتریکی برای شروع انقباض ماهیچه قلبی ایجاد میشوند و به سرعت در همه قلب گسترش مییابند.
شبکۀ هادی قلب شامل دو گره و دستههایی از تارهای تخصص یافته برای ایجاد و هدایت سریع جریان الکتریکی است. گره اوّل یا گره سینوسی - دهلیزی دردیوارۀ پشتی دهلیز راست و زیر منفذ بزرگ سیاهرگ زبرین قرار دارد. این گره بزرگتر و شروع کنندۀ پیامهای الکتریکی است، به همین دلیل به آن پیشاهنگ یا ضربانساز میگویند. شبکۀ هادی قلب شامل دو گره و دستههایی از تارهای تخصص یافته برای ایجاد و هدایت سریع جریان الکتریکی است. گره اوّل یا گره سینوسی - دهلیزی در دیوارۀ پشتی دهلیز راست و زیر منفذ بزرگ سیاهرگ زبرین قرار دارد. این گره بزرگتر و شروعکنندۀ پیامهای الکتریکی است، به همین دلیل به آن پیشاهنگ یا ضربانساز میگویند. گره دوم یا گره دهلیزی - بطنی در دیوارۀ پشتی دهلیز راست، و در عقب دریچۀ سهلختی است. ارتباط بین این دو گره از طریق رشتههای شبکه هادی انجام میشود که جریان الکتریکی ایجاد شده در گره پیشاهنگ را به گره دوم منتقل میکند. پس از گره دهلیزی بطنی رشتههایی از بافت هادی که در دیوارهٔ بین دو بطن وجود دارند به دو مسیر راست و چپ تقسیم میشوند و جریان الکتریکی را در بطنها پخش میکنند. در نتیجه پیام الکتریکی به یاختههای ماهیچه قلبی منتقل میشود و بطنها بهطور همزمان منقبض میشوند (شکل 7).

فعّالیت (صفحهٔ 52 کتاب درسی)
با توجه به شکل بافت گرهی در قلب، اهمیت دو مورد زیر را در کار قلب توضیح دهید:
1) فرستادن پیام از گره دهلیزی بطنی به درون بطن، با فاصلۀ زمانی انجام میشود.
در این گره پیام دچار تأخیری در حدود 0/10 ثانیه شده و سپس ارسال میشود. اهمیت فاصله زمانی در این است که فرصت کافی برای پر شدن بطنها وجود داشته باشد. در این فاصله خون از دهلیزها وارد بطنها میشود و بطنها با خون پر میشوند.
2) انقباض بطنها از قسمت پایین آنها شروع میشود و به سمت بالا ادامه مییابد.
چون بطنها خون را به سمت بالا و به درون سرخرگها میفرستند برای تخلیه کامل بطن بهتر است انقباض از پایین شروع و به سمت بالا ادامه یابد.
چرخۀ ضربان قلب
قلب تقریباً در هر ثانیه، یک ضربان دارد و ممکن است در یک فرد با عمر متوسط در طول عمر، نزدیک به سه میلیارد بار منقبض شود، بدون اینکه مانند ماهیچههای اسکلتی بتواند استراحتی پیوسته داشته باشد.
استراحت (دیاستول) و انقباض (سیستول) قلب را، که به طور متناوب انجام میشود، چرخه یا دورۀ قلبی میگویند. در هر چرخه، قلب با خون سیاهرگها پر، و سپس منقبض میشود و خون را به سراسر بدن میفرستد. در هر چرخه، این مراحل دیده میشود (شکل 8).
1- استراحت عمومی: تمام قلب در حال استراحت است. خون بزرگ سیاهرگها وارد دهلیز راست و خون سیاهرگهای ششی به دهلیز چپ وارد میشود. زمان: حدود 0/4 ثانیه
2- انقباض دهلیزی: بسیار زودگذر است و انقباض دهلیزها صورت میگیرد و با انجام آن، بطنها به طور کامل با خون پر میشوند. زمان: حدود 0/1 ثانیه
3- انقباض بطنی: انقباض بطنها صورت میگیرد و خون از طریق سرخرگها به همۀ قسمتهای بدن ارسال میشود. زمان: حدود 0/3 ثانیه

فعّالیت (صفحهٔ 53 کتاب درسی)
با توجه به چرخۀ ضربان قلب، به موارد زیر پاسخ دهید:
الف) در هر مرحله از چرخۀ قلبی، وضعیت دریچههای قلبی را بررسی، و باز یا بسته بودن آنها را مشخص کنید.
در استراحت عمومی یا دیاستول (انبساط) قلب، دریچههای سینی بسته میباشند و فقط خون وارد دهلیزها میشود. البته دریچههای دهلیزی - بطنی باز هستند و اجازه ورود خون از دهلیز به بطن را میدهند.
در انقباض دهلیزی، همچنان دریچههای دهلیزی - بطنی باز و خون به طور کامل بطنها را پر میکند و دریچههای سینی بستهاند.
در انقباض بطنی، با نیروی انقباضی بطنها، دریچههای دهلیزی - بطنی بسته و دریچههای سینی در ابتدای سرخرگها باز میشوند.
ب) با توجه به زمانهای مشخص شده در چرخۀ قلبی، تعداد ضربان طبیعی قلب را در دقیقه محاسبه کنید.
با توجه به آنکه برای انجام هر چرخه قلبی 0/8 ثانیه زمان لازم است: 600/8=75
برونده قلبی
حجمِ خونی که در هر انقباض بطنی از یک بطن خارج و وارد سرخرگ میشود، حجم ضربهای نامیده میشود. اگر این مقدار را در تعداد ضربان قلب در دقیقه ضرب کنیم، برونده قلبی بهدست میآید. برونده قلبی متناسب با سطح فعّالیت بدن تغییر میکند و عواملی مانند سوخت و ساز پایۀ بدن، مقدار فعّالیت بدنی، سن و اندازۀ بدن، در آن مؤثر است. میانگین برونده قلبی در بزرگسالان در حالت استراحت حدود پنج لیتر در دقیقه است.
فعّالیت (صفحهٔ 53 کتاب درسی)
گفتیم که برونده قلبی در بزرگسالان، در حالت استراحت حدود پنج لیتر در دقیقه است. با توجه به تعداد ضربان قلب در دقیقه، حجم ضربهای را بر حسب میلیلیتر محاسبه کنید.
برون ده قلبی → حجم ضربهای × تعداد ضربانها در یک دقیقه
نوار قلب چه میگوید؟
شاید تا به حال نوار قلب کسی را دیده باشید. منحنیهای رسم شده، نشانگر چیست؟
یاختههای ماهیچۀ قلبی در هنگام چرخۀ ضربان قلب، فعالیت الکتریکی را نشان میدهند. جریان الکتریکی حاصل از فعالیت قلب را میتوان در سطح پوست دریافت و بهصورت نوار قلب ثبت کرد.
نوار قلب شامل سه موج QRS ،P و T است (شکل 9). فعالیت الکتریکی دهلیزها به شکل موج P و فعالیت الکتریکی بطنها به شکل موج QRS ثبت میشود. انقباض هریک از این بخشها، اندکی پس از شروع فعالیت الکتریکی آن بخش است. موج T اندکی پیش از پایان انقباض بطنها و بازگشت آنها به حالت استراحت ثبت میشود.
بررسی تغییراتی که در نوار قلب رخ میدهد، می تواند به متخصصان در تشخیص بیماریهای قلبی کمک کند.
