العلوم الحياتية 12 فصل ثاني

جهاز الدوران: التركيب والوظيفة وبعض مشكلاته

جهاز الدوران The Circulatory System

- يتكوَّن جهاز الدوران في الإنسان من الأوعية الدموية والدم والقلب.

- ويوصف بأنَّه مُغلَق لوجود الدم داخل الأوعية الدموية.

- ينتقل الدم في الجسم مُكوِّنًا دورتين، هما: الدورة الدموية الجهازية، والدورة الدموية الرئوية، أنظر الشكل الآتي.

- ينقل جهاز الدوران الأكسجين والمواد الغذائية ومواد أُخرى ضرورية (مثل الهرمونات) إلى الخلايا، ويُخلِّصها من ثاني أكسيد الكربون والفضلات النيتروجينية.

 

تركيب الأوعية الدموية ووظيفتها
The Structure and Function of Blood Vessels

- تُصنَّف الأوعية الدموية بحسب وظيفتها إلى ثلاث مجموعات، هي: الشرايين، والأوردة، والشعيرات الدموية، انظر الشكل الآتي.

الشرايين Arteries
- تنقل الشرايين الدم بعيدًا عن القلب.

- وتُعَدُّ جدرانها أكثر سُمْكًا وقوةً من بقية الأوعية الدموية؛ ما يجعلها تتحمَّل ضغط الدم المرتفع داخلها.

- تتألَّف الجدران السميكة للشرايين من ثلاث طبقات، هي:

1- الطبقة الداخلية التي تتكوَّن من خلايا طلائية.
2- الطبقة الوسطى التي تحتوي على ألياف مرنة، وعضلات ملساء، وألياف كولاجين.
3- الطبقة الخارجية التي تتكوَّن من نسيج ضام يحتوي على ألياف مرنة، وألياف كولاجين.

- يمنح هذا التركيب الشرايين القوة والمرونة معًا؛ إذ تمنح ألياف الكولاجين جدار الشريان القوة.

- وتسمح الألياف المرنة بتوسُّع الشريان.

- تحتوي جدران الشرايين أيضًا على عضلات ملساء تمتاز بانقباضها وانبساطها؛ ما يجعل قُطْر تجويف الوعاء الدموي قابلً للتمدُّد والتقلُّص.

- تتفرَّع الشرايين بعيدًا عن القلب إلى أوعية أصغر تُسمّى الشريينات، وفيها ينخفض ضغط الدم. وتحوي الشرايين البعيدة عن القلب أليافًا مرنة أقل من تلك القريبة إليه.

سؤال: مِمَّ تتكوَّن الطبقة الداخلية في الشرايين؟

- تتكون من خلايا طلائية

أفكّر: ماذا يُقصَد بضغط الدم؟ ما ضغط الدم الطبيعي للشخص السليم؟

- ضغط الدم الطبيعي 80 / 120
ضغط الدم: القوة التي يؤثر فيها الدم ويضغط على جدران الأوعية الدموية والناتج عن ضخ القلب للدم

أتحقَّق: أُوضِّح التلاؤم بين تركيب الشريان ووظيفته.

- وظيفته تنقل الشرايين الدم بعيدًا عن القلب أما تركيبه :
تتألَّف الجدران السميكة للشرايين من ثلاث طبقات، هي :

1- الطبقة الداخلية التي تتكوَّن من خلايا طلائية .

2- الطبقة الوسطى التي تحتوي على ألياف مرنة، وعضلات ملساء، وألياف كولاجين .

3-الطبقة الخارجية التي تتكون من نسيج ضام يحتوي على ألياف مرنة، وألياف كولاجين.

يمنح هذا التركيب الشرايين القوة والمرونة معًا؛ إذ تمنح ألياف الكولاجين جدار الشريان القوة، وتسمح الألياف المرنة بتوسُّع الشريان . تحتوي جدران الشرايين أيضًا على عضلات ملساء تمتاز بانقباضها وانبساطها؛ ما يجعل قطر تجويف الوعاء الدموي قابلً للتمدد والتقلص .

 

الأوردة Veins

- تنقل الأوردة الدم من أعضاء الجسم بضغط منخفض، فيعود الدم إلى القلب، وهو يتدفَّق في الأوردة على نحوٍ أبطأ منه في الشرايين.

- للأوردة جدران أقل سُمْكًا من جدران الشرايين، وهي تحوي أليافًا مرنة أقل، وعضلات ملساء أقل، وتتألَّف من ثلاث طبقات، هي: الطبقة الداخلية، والطبقة الوسطى، والطبقة الخارجية، علمًا بأنَّ سُمْك الطبقة الوسطى في الأوردة أقل منها في الشرايين، وأنَّ تجويف الوريد أكبر من تجويف الشريان الذي له الحجم نفسه.

 - نظرًا إلى انخفاض ضغط الدم في الأوردة؛ فإنَّه يصعب الحفاظ على تدفُّق الدم في الاتجاه الصحيح، انظر الشكل الآتي.

- غير أنَّه توجد أربعة عوامل تُسهِم في الحفاظ على تدفُّق الدم في الأوردة في الاتجاه الصحيح، وهي:

1- ضغط الدم القادم من شبكات الشعيرات الدموية.
2- وجود صمامات Valves في الأوردة.
3- انقباض عضلات الساقين عند الحركة.
4- انخفاض ضغط الدم في الأذينين؛ إذ يدخل الدم في القلب في أثناء انبساط الأذينين.

سؤال: أُوضِّح المقصود بالصمام.

- تركيب يسمح بتدفق الدم باتجاه واحد

 

الشعيرات الدموية Capillaries

- الشعيرات الدموية أصغر الأوعية الدموية في الجسم.

- ووظيفتها الرئيسة الربط بين الشرايين والأوردة، وهي تكون على شكل شبكات تعمل على تبادل الغازات والمواد الغذائية والفضلات بين الدم وخلايا الجسم المختلفة.

- تتكوَّن الشعيرات الدموية من طبقة واحدة من الخلايا الطلائية، ويبلغ سُمْك جدار الشعيرة الدموية سُمْك خلية واحدة فقط، ويتراوح قُطْر الشعيرات الدموية بين μm(8-10)، أي ما يكفي لمرور خلايا الدم الحمراء بها.

- يتدفَّق الدم ببطء شديد في الشعيرات الدموية، ويحدث تبادل للمواد (مثل: الأكسجين، وثاني أكسيد الكربون، والغلوكوز) عن طريق جدران الشعيرات الدموية.

 

تركيب الدم ووظيفته
The Structure and Function of Blood

- يتكوَّن الدم من جزء سائل هو البلازما، وآخر من خلايا، لكلٍّ منها وظيفة مُحدَّدة.

- يحوي جسم الإنسان البالغ السليم ما بين L (4-5) من الدم تقريبًا، أنظر الشكل الآتي.

مُكوِّنات الدم الخلوية Cellular Components of Blood

- يحتوي الدم على مُكوِّنات خلوية تُمثِّل ما نسبته حوالي % 45 من الحجم الكلي للدم، وتشمل ما يأتي:

1- خلايا الدم الحمراء Red Blood Cells
- يتلاءم شكل خلايا الدم الحمراء مع وظيفتها؛ فشكلها قرصي ثنائي التجويف؛ ما يؤدي إلى زيادة مساحة السطح نسبةً إلى حجمها، فتزداد كفاءتها في نقل الأكسجين، وهي صغيرة الحجم؛ إذ يبلغ قُطْرها نحو 7μm ، انظر الشكل الآتي: - وهي تتكوَّن في نخاع العظم، وعمرها قصير نسبيًّا؛ إذ يبلغ نحو 120 يومًا، لتتحطَّم بعد ذلك بواسطة العُقد اللمفية والطحال. - لا تحتوي خلية الدم الحمراء على نواة، أو ميتوكندريا، أو شبكة إندوبلازمية؛ ما يمنح جزيئات الهيموغلوبين مساحة أكبر.
2- خلايا الدم البيضاء White Blood Cells توجد أنواع عِدَّة من خلايا الدم البيضاء، تُسهِم بفاعلية في تعزيز مناعة الجسم، انظر الشكل الآتي.
وحيدات النوى Monocytes	الخلايا المتعادلة Neutrophils	الخلايا اللمفية Lymphocytes
- أكبر أنواع خلايا الدم البيضاء. - وهي تُصنَّف على أساس أنَّها خلايا حبيبية، ونواتها كبيرة، ولها شكل الكُلى. - تُعَدُّ وحيدات النوى خلايا بلعمية توجد في الأنسجة خارج الدم، وتبتلع المواد الغريبة، أو تلك التي يُحتمَل أنْ تكون ضارَّة؛ لذا فهي تحوي العديد من الأجسام الحالَّة، فضلا عن إشهارها مُولِّدات الضد الغريبة لخلايا الجهاز المناعي الأُخرى.	- أكثر أنواع خلايا الدم البيضاء انتشارًا في الدم، - وهي تُصنَّف على أساس أنَّها خلايا حبيبية، ونواتها كبيرة، ومُتعدِّدة الفصوص. - تُعَدُّ الخلايا المتعادلة خلايا بلعمية يُمكِنها دخول الأنسجة، وهي تعمل على تحطيم البكتيريا، لتموت بعد ذلك.	- أكبر قليلا من خلايا الدم الحمراء، وهي تُشبِه الخلايا وحيدات النوى، - غير أنَّ نواة الخلية اللمفية أكثر استدارة، وأكبر من الخلية وحيدة النواة. - تُصنَّف هذه الخلايا على أنَّها غير محببة، وتُسهِم بدور في المناعة المُتخصِّصة.
3- الصفائح الدموية Platelets - الصفائح الدموية Platelets أجزاء من خلايا كبيرة جدًّا، تنشأ من نخاع العظم، وتفتقر إلى النوى. - وهي تَحول دون فقْد الدم في أثناء إصابة الإنسان بجروح؛ فعند حدوث كشط أو جرح، يتخثَّر الدم بتكوين كتلة من الألياف المتشابكة والخلايا الدموية المختلطة بها؛ بفعل الصفائح الدموية، وبروتينات خاصة بالبلازما، ومواد أُخرى تمنع فقْد الدم، انظر الشكل الآتي:

 

أفكّر: أحسُب باللترات حجم خلايا الدم الحمراء من حجم الدم الكلي في جسم الإنسان.

-  2.25-1.8 لتر تقريبا

سؤال: أَصِف شكل خلايا الدم الحمراء.

- فشكلها قرصي ثنائي التجويف

أفكّر: لماذا لا تنقسم خلايا الدم الحمراء انقسامًا خلويًّا؟

- لعدم احتواءها على أنوية

أتحقَّق: أتتبَّع خطوات عملية تخثُّر الدم.

- عند حدوث كشط أو جرح، يتخثَّر الدم بتكوين كتلة من الألياف المتشابكة والخلايا الدموية المختلطة بها؛ بفعل الصفائح الدموية، وبروتينات خاصة بالبلازما، ومواد أُخرى تمنع فقْد الدم،

 

مُكوِّنات الدم السائلة Liquid Components of the Blood

- يُسمّى المُكوِّن السائل في الدم البلازما Plasma ، وهي تُمثِّل ما نسبته 55% تقريبًا من الحجم الكلي للدم.

- والبلازما سائل أصفر فاتح اللون، والماء هو مُكوِّنها الرئيس؛ إذ يُمثِّل ما نسبته (% 95 - 90) منها.

 - تحتوي البلازما على مواد ذائبة في الماء، بما نسبته % 5 من حجمها، ومن الأمثلة على هذه المواد: الغلوكوز، والحموض الأمينية، والأملاح المعدنية، مثل: أملاح ⁺ Na ، وأملاح ⁺ K، وأملاح ^– Cl ، إضافةً إلى الهرمونات، والأجسام المضادة، ونواتج عمليات الأيض، والبروتينات، وعوامل التخثُّر.

-تُوفِّر البلازما وسطًا سائلاً يُمكِّن خلايا الدم المختلفة والصفائح الدموية من التحرُّك إلى أجزاء الجسم المُتعدِّدة.

 

تركيب القلب ووظيفته
Structure and Function of the Heart

- القلب Heart عضو يضخ الدم إلى أعضاء الجسم المختلفة عن طريق الدورة الدموية، وهو يتألَّف من أربع حجرات: الحجرتين العلويتين اللتين تُعرَفان باسم الأذينين Atria ، ويصلهما الدم من
الأوردة. والحجرتين السفليتين اللتين تُعرَفان باسم البطينين ،Ventricles ويصلهما الدم من الأذينين ، ويضخان الدم عن طريق الشرايين.

- يَقسم الحاجز Septum القلب عموديًّا إلى جهتين: يمنى تضخ الدم إلى الرئتين، ويسرى تضخ الدم إلى أجزاء الجسم الأُخرى، ويمنع الحاجز اختلاط الدم المؤكسج بغير المؤكسج.

- تفصل الصمامات الأذينين عن البطينين، وتفصل البطينين عن الشرايين المتصلة بهما، أنظر الشكل الآتي.

- يتكوَّن القلب من عضلات قلبية تختلف عن العضلات الملساء والعضلات الهيكلية من حيث التركيب والوظيفة.

- ويُمكِن لعضلة القلب أنْ تنقبض وتنبسط على نحوٍ مُتكرِّر؛ لأنَّها تُحفَّز ذاتيًّا من دون حاجة إلى تحفيز الجهاز العصبي، ويكون انتشار جهد الفعل فيها منتظمًا بما يضمن استمرار حياة الشخص. أمّا العضلات الهيكلية والعضلات الملساء فتتطلَّب التنبيه من الجهاز العصبي حتى تنقبض.

 

أفكّر: خلل الحاجز البطيني Ventricular septal defect: VSD حالة قلبية يعانيها بعض الأشخاص منذ الولادة، وتتمثَّل في وجود ثقب في الحاجز بين البطين الأيمن والبطين الأيسر. أتوقَّع أثر
ذلك في الدورة الدموية.

- تشوه الحاجز البطيني هو ثقب في القلب، ويعد عيبًا شائعًا في القلب يولد الشخص مصابًا به (خلقي). ويَحدث الثقب (التشوه) في الجدار (الحاجز) الذي يَفصل بين حجرات القلب السفلية (البطينات) ويَسمح للدم بالمرور من الجانب الأيسر إلى الجانب الأيمن للقلب. بعدها، يضخ الدم الغني بالأكسجين مرة أخرى إلى الرئتين بدلاً من الجسم، ما يجعل القلب يعمل بقوة أكبر .

- قد لا يسبب تشوه الحاجز البطيني الصغير حدوث أي مشكلات، كما تختفي معظم تشوهات الحاجز البطيني من تلقاء نفسها. قد تَحتاج تشوهات الحاجز البطيني المتوسطة أو الأكبر إلى ترميم جراحي في سن مبكرة للوقاية من حدوث مضاعفات. غالبًا ما تظهر مؤشرات عيوب القلب الخطيرة وأعراضها أثناء الأيام أو الأسابيع أو الأشهر القليلة الأولى من حياة الطفل.

تشمل أعراض عيب الحاجز البطيني عند الطفل ما يلي :
• سوء التغذية وقصور النمو
• سرعة التنفس أو ضيق النفس
• الشعور بالإرهاق مع أقل مجهود

 

بعض مشكلات جهاز الدوران

مرض الشريان التاجي

يحدث هذا المرض نتيجة تراكم الدهون والكوليسترول في الشرايين التاجية التي تغذّي عضلة القلب، ممّا يؤدي إلى الذبحة الصدرية أو احتشاء عضلة القلب، إذ يؤدي تراكم الدهون إلى تقليل تدفّق الدم إلى عضلة القلب.

تشمل أعراض هذا المرض: ألمًا في الصدر، وصعوبة في التنفس، والتعرّق المصحوب بالقشعريرة، والدُّوار. وتتضمن إجراءات العلاج الأدوية والجراحة.

وللوقاية من المرض يُنصَح باتباع نظام غذائي صحي، وممارسة التمارين الرياضية بانتظام، والابتعاد عن التدخين.

 

ضغط الدم المرتفع

يعدّ ارتفاع ضغط الدم من الحالات الشائعة التي تؤثر على الشرايين، ويمكن أن يزيد من خطر الإصابة بأمراض القلب والسكتة الدماغية.

يُعدّ ضغط الدم مرتفعًا إذا كانت القراءة أعلى من 130/80 mmHg

ومن أسبابه: أورام الغدة الكظرية، ومشكلات في الأوعية الدموية، وأمراض الكلى.

تشمل أعراض الإصابة به: الصداع، وضيق النفس، ونزيف الأنف.

وللوقاية والعلاج منه يُنصح بممارسة الرياضة، وتناول طعام صحي، والامتناع عن التدخين، وأحيانًا قد يتطلب الأمر تناول أدوية خاصة.