آلية عمل جهاز الدوران بأهم التفاصيل

جهاز الدوران

يتمثّل جهاز الدوران cardiovascular system على هيئة نظام أنبوبي مغلق ينتشر في جميع أنحاء الجسم ويرتبط بعضلة القلب التي تدفع الدم في هذه الشبكة الوعائية، وتنقل هذه الأنابيب الدم الذي يحمل الأكسجين والمغذيات إلى أنسجة وخلايا الجسم ويزيل منها ثاني أكسيد الكربون ونفايات العمليات الحيوية،^[١] وينبض القلب أكثر من 100000 مرة خلال اليوم الواحد، ويقطع الدم نتيجةً لذلك مسافة 60000 ميل عبر الأوعية الدموية،^[٢] ويتعرّض جهاز الدوران كغيره من أجهزة الجسم لاعتلالاتٍ وأمراضٍ، وغالبًا ما ترتبط اختلالات جهاز الدوران بتراكم الرواسب الدهنية في الأوعية الدموية كما في مرض تصلّب الشرايين الذي يزيد من معدّل خطر التجلطات في الدم، وتعدّ أمراض القلب والشرايين أحد الأسباب الرئيسية للوفاة وعدم القدرة على ممارسة الحياة بشكلٍ طبيعي حتى في الدول المتقدمة، ويعتبر هذا النوع من الأمراض التي يمكن السيطرة عليها والوقاية منها باتباع نمط حياة صحي ومتوازن، ومثال ذلك تناول كميات أقل من الدهون المشبعة والملح والسكر والإكثار من الفاكهة والخضروات.^[٣]

مكونات جهاز الدوران

يتكوّن جهاز الدوران من مجموعةٍ كبيرةٍ من الأوعية الدموية والقلب، وهو بمثابة ناقلٍ لمتطلبات الوظائف الحيوية في الجسم ونواتجها، كما أنّه ينقل الهرمونات، وينقسم قلب الإنسان إلى أربع حجراتٍ، وعلى كل جانبٍ منه يوجد البطين والأذين، ويضخ البطين عبر شرايين الدم إلى أنحاء الجسم المختلفة، وعندما يعود الدم بعد دورانه عبر الأوردة يستقبله الأذين في القلب،^[٤] ويتكوّن الدم من بلازما مائية تحتوي على أيونات الصوديوم والبوتاسيوم والكاليسيوم والمغنيسيوم والكلوريد والكبريتات،^[٥] ويغلّف القلب غشاء يسمّى بغشاء التامور، ويرتبط بالحجاب الحاجز من الأسفل، ولضمان تدفّق الدم داخل القلب باتجاهٍ واحدٍ هناك عدة صمّامات لأداء هذه الوظيفة، وهي الصمام ميترالي والثلاثي الشرفات والصمامات الأذينية والبطينية، والصمامات الرئوية والأبهرية، وللقلب نظام تغذيةٍ دمويةٍ خاص به يتمثّل بالأوعية الدموية التاجية، وهما الوعاء التاجي الأيمن والأيسر، وعمومًا تمتلك الأوعية الدموية جدران قوية ومرنة لضمان تدفّق الدم بسرعةٍ وكفاءةٍ عالية إلى أنسجة الجسم، حيث أنّها تنقل الدم نحو تأثير الضغط المرتفع حيث يدفع القلب الدم فيها.^[١]

وظائف جهاز الدوران

لجهاز الدوران وظائف عديدة تساهم في الحفاظ على حياة الكائن الحي، حيث يمتص جهاز الدوران الفضلات الناتجة مثلًا من عملية الهضم في الأمعاء الدقيقة بواسطة شبكة معقدة من الأوعية الدموية، وينقل أيضًا جهاز الدوران الهرمونات المفرزة من الغدد الصماء إلى أعضاء وخلايا الجسم المختلفة، ومثال ذلك هرمونات الغدة النخامية التي تؤثر على الجهاز العضلي الهيكلي والتناسلي، كما أنّ الأكسجين ينتشر من الهواء إلى الشعيرات الدموية حيث يرتبط بالهيموغلوبين الموجود في خلايا الدم الحمراء ليتم نقله إلى كل خلية من جسم الإنسان، ويساهم جهاز الدوران بشكلٍ فاعل في المحافظة على درجة حموضة الجسم، كما أنّ للجهاز الدوري دور في المحافظة على توازن درجة حرارة الجسم، فعند ارتفاع درجة الحرارة تتوسّع الأوعية الدموية في الجلد؛ مما يترتب على ذلك فقدان للحرارة، أما في حال انخفاض درجة حرارة الجسم كما في الأجواء الباردة فتتقلّص الأوعية الدموية ويقلّ الدم الواصل إلى الأطراف، وبذلك يحافظ الجسم على درجة حرارته الداخلية، ولجهاز الدوران دورٌ مهمٌ في مكافحة الأمراض أيضًا.^[٦]

آلية عمل جهاز الدوران بأهم التفاصيل

يعمل جهاز الدوران بتناسقٍ ونظامٍ لنقل المواد المغذيّة لخلايا الجسم المختلفة وإزالة فضلات عمليات الأيض منها، ويبدأ جهاز الدوران دورته في الوقت الذي يكون القلب في حالة استرخاء؛ بحيث ينتقل الدم الغني بالأكسجين من الأذين إلى البطين الأيسر، وبذلك تتمدّد الحجرة السفلية اليسرى من القلب، ثم تقوم بعد ذلك بضخ الدم في الشرايين الكبيرة، حيث يضخّ البطين الأيسر الدم الغني بالأكسجين عبر الشريان الأورطي، الذي بدوره ينقل الدم لشبكة الشرايين الأخرى والشعيرات الدموية المنتشرة في الجسم، وعند هذه النهايات الوعائية يحدث نقل الأكسجين إلى الخلايا وإزالة الفضلات منها وغاز ثاني أكسيد الكربون، ثم يتجمّع هذا الدم الذي لا يحتوي على الأكسجين في الأوردة؛ والتي بدورها تنقله إلى الأذين الأيمن فالبطين الأيمن عند استرخاء القلب، ويضخّ البطين الأيمن الدم المفتقر للأكسجين عبر الشريان الرئوي الذي يتفرّع إلى شرايين وشعيرات دمويّة حول الحويصلات الهوائية، وتمثّل هذه الحويصلات نهايات المجاري التنفسيّة، ويحدث على مستوى هذه الحويصلات تبادلٌ للغازات بحيث يتم إطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون من الدم إلى الهواء في داخل الحويصلات الهوائية، ويتم أخذ غاز الأكسجين للدم بحيث يصبح الدم غنيًّا بالأكسجين، وينتقل هذا الدم عبر الأوردة الرئوية ليصل إلى الأذين الأيسر الذي ينقله إلى البطين الأيسر بحيث يضخّه عبر الأبهر إلى أنحاء الجسم وتستمر هذه الدورة للحفاظ على حياة الكائن الحي،^[٧] ويشتمل ما يأتي على توضيح آلية عمل جهاز الدوران تبعًا لكل جزءٍ منه:

القلب

يقع القلب في منتصف جهاز الدوران ومركزه، وكما ورد سابقًا فالقلب يتكوّن من أربعة حجرات، يفصل بينها صمّامات أحادية تضمن جريان الدم باتجاهٍ واحد، ويتم التحكّم بانقباض القلب وانبساطه بواسطة مجموعةٍ من العقد الجيبية، وهي خلايا تتواجد في الجزء الأعلى من الأذين الأيمن، وتبعث هذه الخلايا إشارات كهربائية عبر نظام التوصيل الكهربائي للقلب بحيث تنظّم عملية الانقباض والانبساط، وعندما ينقبض البطينان ويدفعان الدم عبر الشرايين الكبيرة، وتغلق الصمّامات الموجودة بين الأذينين والبطينين بحيث تضمن عدم ارتجاع الدم للخلف، أما عند استرخاء القلب، فتفتح هذه الصمامات لانتقال الدم من الأذينين إلى البطينين تحت تحكّم العقد الجيبية.^[٨]

الشرايين

تحتوي الشرايين على نسبةٍ عاليةٍ من العضلات الملساء، والتي يتم التحكّم بها بواسطة الهرمونات والجهاز العصبي، وتتكوّن الشرايين من طبقةٍ خارجيةٍ من الكولاجين، وتحتوي الطبقة الوسطى من مكونات الشرايين على عضلاتٍ ملساء وأليافٍ مرنة، ويغطّى الشريان داخليًا ببطانةٍ، ويجعل هذا التركيب والتكوين الشرايين قويةً ومقاومةً لضغط الدم المرتفع، حيث أنّها قريبةً من القلب وتنقل الدم الغني بغاز الأكسجين منه إلى أنحاء الجسم، أما الشريان الرئوي يختلف بكونه متصّل بالبطين الأيمن وينقل الدم المفتقر لغاز الأكسجين إلى الرئتين.^[٩]

الأوردة

تقوم الأوردة بنقل الدم غير المؤكسد من الخلايا في أنحاء الجسم إلى القلب، ويتكوّن هذا النوع من الأوعية من ثلاث طبقات، وتعتبر الطبقة الخارجية هي الأسمك وتتكوّن من الأنسجة الضامة، أما الطبقة الوسطى فتحتوي على الكولاجين، وبالنسبة للطبقة الداخلية فقد تحتوي على صمّامات أحادية الجانب خاصةً تلك التي في الذراعين والساقين بحيث تضمن عدم ارتداد جريان الدم للخلف، وتقسم الأوردة لنوعين، أوردة رئوية وأوردة جهازية، وتنفرد الأوردة الرئوية عن باقي الأوردة في الجسم بأنها تحمل الدم الغنيّ بالأكسجين على عكس باقي أوردة الجسم.^[١٠]

الشعيرات الدموية

تصنّف الشعيرات الدموية على أنها أصغر الأوعية الدموية، وكون الشعيرات الدموية مسؤولة عن نقل الدم المؤكسد للأنسجة من الشرايين وإطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون عبر الأوردة فإنّ لها دور مركزي في جهاز الدوران، ويلاحظ ابيضاضًا عند الضغط على بعض مناطق القسم، وذلك بسبب ضغط الدم خارج الشعيرات الدموية،^[١١] ويتم نقل المغذيات والغازات والفضلات على مستوى الشعيرات الدموية بواسطة عمليتين رئيسيتين هما الانتشار السلبي التي تتحرك فيها المواد من المناطق ذات التركيز الأعلى للمناطق ذات التركيز المنخفض، وكثرة الكريات التي تتمثل بالطريقة التي تتعامل معها خلايا الجسم مع الجزيئات الصغيرة كالدهون والبروتينات، وتتكوّن جدران الشعيرات الدموية من طبقة رقيقة من الخلايا تسمّى البطانة، وتكون محاطة بطبقة أخرى تسمى الغشاء القاعدي، وتكون البطانة أحادية الطبقة، ومع وجود الغشاء القاعدي يجعل ذلك تركيبها أكثر سهولة لتسريب المواد وانتقالها مقارنة بباقي أنواع الأوعية الدموية الأخرى المكوّنة لجهاز الدوران، وبالتالي يسمح شكل الشعيرات الدموية وتركيبها بانتقال الأكسجين والجزيئات الأخرى، ومن الجدير بالذكر أنّ خلايا الجسم المناعية تستخدم أيضًا الشعيرات الدموية للوصول إلى مناطق الإصابات والتعامل معها، وللشعيرات الدموية أنواع وتذكر على النوح الآتي:^[١٢]

• الشعيرات الدموية المستمرة: وهي أكثر أنواع الشعيرات الدموية شيوعًا، وتحتوي على فتحاتٍ صغيرةٍ بين الخلايا المبطّنة لتسمح بمرور المواد والهرمونات.
• الشعيرات الدموية الأكثر تسريبًا: وهي تحتوي على مسامٍ صغيرةٍ إلى جانب الفتحات لضمان نقل كمياتٍ أكبر من الجزيئات، وينتشر هذا النوع من الشعيرات في الأمعاء الدقيقة حيث يتم امتصاص المواد المغذيّة من الطعام وفي الكلى التي تصفّي الدم من الفضلات.
• الشعيرات الدموية الجيبية: وهي أقل وأندر أنواع الشعيرات الدموية، وتسمح بتبادل الجزيئات الكبيرة حتى أنها تسمح بتبادل الخلايا، وتحتوي هذه الشعيرات على العديد من الفجوات الكبيرة في الجدار الشعري بالإضافة إلى المسام الصغيرة.

الدم

ورد سالفًا وصف لحركة الدم من القلب وإلى جميع أنحاء الجسم والعكس عبر الأوعية الدموية، وبمرور الدم في الجسم تنتقل العناصر الأساسية للخلايا كالأحماض الأمينية والأحماض الدهنية والجلوكوز، كما ويزيل النفايات والفضلات كاليوريا وحمض اللبنيك، وتقوم خلايا الدم البيضاء وهي أحد المكونات المهمة للدم بمحاربة العدوى والأجسام الغريبة في الجسم، وتساعد الصفائح الدموية على تخثّر الدم، حيث أنه عندما يحدث نزيف في الجسم، تتجمّع الصفائح معًا لتكوين تجلّط دموي لوقف النزيف،^[١٣] ويجري الدم في الأوعية الدموية بمختلف أنواعها تحت ضغطٍ معيّن، حيث يتراوح الضغط الانقباضي ما بين 90 - 120 ملم زئبقي، أما الضغط الانبساطي بمعدل 60 - 90 ملم زئبقي، وعادةً ما يكون الضغط في الشعيرات الدموية ما بين 20 إلى 30 ملم زئبقي، وتختلف قيمة ضغط الدم باختلاف المرحلة العمرية، ويكون أعلى عند الأشخاص الذين يعانون من زيادة في الوزن، وتزداد قيمة الضغط أثناء أداء التمارين الرياضية والأنشطة بينما ينخفض ضغط الدم خلال النوم، ويؤدي ارتفاع ضغط الدم المستمر لتشكّل أمراض القلب والأوعية الدموية، بينما يسبّب انخفاض ضغط الدم الشعور بالدوخة والإغماء.^[١٤]

هناك اضطرابات تسبّب زيادة في سيولة الدم وعدم تجلّطه، وعند وجود شخص لديه زيادة في سيولة الدم، يترتب على ذلك حدوث نزف لوقتٍ أطول من الذين لديهم معدّلات تجلّط طبيعية، وعندما تزداد سيولة الدم بشكلٍ كبير قد يؤدي ذلك إلى النزيف التلقائي، وتظهر أعراض سيولة الدم على هيئة نزيف غير مبرر بعد إجراء العمليات الجراحية أو بعد زيارة طبيب الأسنان، وتسبّب أيضًا تورّم المفاصل وتيبّسها، وقد يظهر لدى مصابي زيادة سيولة الدم دمًا في البراز والبول، ومعظم حالات سيولة الدم هي موروثة بحيث يكون لدى المريض نقص بأحد عوامل التجلّط، ويتم علاجه بتعويض العامل الناقص.^[١٥]

أشكال الدوران في الجسم

هناك ثلاثة أشكال منتظمة للدورة الدموية في جسم الإنسان، وتشمل الدورة الدموية الرئوية حيث يتم فيها نقل الدم من القلب باتجاه الرئتين، والدورة الدموية المركزية والتي يتم ضخ الدم فيها بعيدًا عن القلب باتجاه أجزاء الجسم الأخرى، وأخيرًا الدورة الدموية التاجية والتي تقوم بدورها بتوفير الدم الغني بالأكسجين للقلب نفسه لكي يتسنّى له القيام بعمله بضخ الدم على أكمل وجه،^[١٦] ويشتمل ما يلي توضيحًا لأشكال جهاز الدوران بشكلٍ مفصّل:

جهاز الدوران الرئوي

وينقل فيه الدم غير المؤكسد من القلب للرئتين لكي يتشبّع بالأكسجين قبل ضخه في الجسم، ويمرّ الدم غير المؤكسد للقلب من الجزء الأسفل من الجسم عبر الوريد الأجوف السفلي، ومن الجزء الأعلى من جسم الإنسان عبر الوريد الأجوف العلوي، ويفرّغ كلا هذين الوريدين الدم في الأذين الأيمن، ومن ثم ينتقل هذا الدم عبر الصمام ثلاثي الشرفات إلى البطين الأيمن، ثم يمرّ عبر الصمّام الرئوي إلى الشريان الرئوي الذي ينقله للرئتين، وفي الرئتين يدخل الدم غير المؤكسد للشعيرات الدموية لكي يتم تخليص غاز ثاني أكسيد الكربون منه وتشبيعه بالأكسجين، ومن ثم ينتقل عبر الوريد الرئوي إلى الأذين الأيسر ليصل إلى البطين الأيسر عبر الصمام التاجي، ومع انقباض القلب يمرّ الدم عبر الصمّام الأبهري إلى الأبهر لتبدأ الدورة الدموية المركزية.^[١٧]

جهاز الدوران المركزي

تبدأ الدورة الدموية المركزية كما ورد سابقًا عند وصول الدم المؤكسد إلى الأبهر، الذي ينقله إلى كل أعضاء وأجزاء الجسم قبل عودته للأذين الأيمن، ويمر الدم خلال هذا المسار الطويل عبر الشرايين والشعيرات الدموية والأوردة، وعندما يدخل الدم للشريان ينتقل للشريان الأصغر ومن ثم للشعيرات الدموية، ومن خلال هذه الشبكة من الشعيرات الدموية وعلى مستواها يتم تبادل الغازات والمغذيات بين الخلايا والدم، ومن ثم ينتقل الدم غير المؤكسد من الأنسجة إلى الأوردة وثم إلى الأوردة الكبيرة وحتى الوريد الأجوف، حيث ينقل الوريد الأجوف العلوي الدم من الرأس والذراعين والوريد الأجوف السفلي من الجزء الأسفل من الجسم، وينتهي المطاف بالدم غير المؤكسد في الأذين الأيمن فالبطين الأيمن لتبدأ دورة دموية رئوية من جديد.^[١٨]

جهاز الدوران التاجي

توفّر الأوعية الدموية التاجية الدم لعضلة القلب لكي تعمل بشكلٍ طبيعي، وتلتف هذه الأوعية حول القلب من الخارج وتدخل الفروع الصغيرة منها داخل القلب، وتقسّم الشرايين التاجية إلى الشريان التاجي الرئيسي الأيمن والأيسر، ويغذّي الشريان التاجي الأيسر الجهة اليسرى من القلب والتي تشمل البطين والأذين الأيسر بالدم، وينقسم الشريان التاجي الأيسر إلى الشريان النازل الأمامي الأيسر الذي يغذي مقدمة الجانب الأيسر من القلب، والشريان التاجي المنعكس الذي يتطوق القلب ويغذي بالدم الجانب الخارجي ومنطقة خلف القلب، أما الشريان التاجي الأيمن فيغذي الجهة اليمنى من القلب والتي تشمل البطين والأذين الأيمن والعقد الأذينية البطينية التي تنظّم نبض القلب، وينقسم الشريان التاجي الأيمن إلى الشريان الهابط الخلفي الأيمن والشريان الهامشي الحاد، ويساهم الشريان التاجي الأيمن بتغذية الدم لمنتصف القلب وللمنطقة التي تفصل الجهة اليمنى عن اليسرى داخل القلب، ومن الجدير بالذكر أنّ حدوث أي اضطراب في هذه الشرايين يكون له آثار خطيرة ومهددة للحياة بحيث يقلل من التروية الدموية للقلب نفسه، والذي يترتب عليه حدوث نوبة قلبية أو قد يسبب الوفاة، ويعد مرض تصلب الشرايين الذي يكون على هيئة ضيق وانسداد في الشرايين هو السبب الأكثر شيوعًا لأمراض القلب.^[١٩]

صدمة جهاز الدوران

لصدمة جهاز الدوران عدة صور وأشكال تشتمل على الصدمة النزفية وصدمة أمراض القلب والالتهابات وغيرها، وللصدمة النزفية تغيرات ديناميكية في حجم الدم في الشرايين والأوعية الدموية والضغط فيها، أمّا الصدمة القلبية فهي بسبب فشل القلب في ضخ الدم بشكلٍ طبيعي، وفي الصدمة الالتهابية تكون الأوعية الدموية الأصغر في الدورة الدموية الدقيقة هي الأكثر تأثرًا، وتسبب الصدمة النزفية انقباض في الأوعية الدموية.^[٢٠]

المراجع

1. ^ ^{أ ب} "Human cardiovascular system", www.britannica.com, Retrieved 2020-06-05. Edited.
2. ↑ "The Cardiovascular System (Heart and blood)", www.cancerindex.org, Retrieved 2020-06-05. Edited.
3. ↑ "Cardiovascular disease", www.nhs.uk, Retrieved 2020-06-05. Edited.
4. ↑ "The circulatory system review", www.khanacademy.org, Retrieved 2020-06-05. Edited.
5. ↑ "Circulatory system", www.britannica.com, Retrieved 2020-06-05. Edited.
6. ↑ "Circulatory System", biologydictionary.net, Retrieved 2020-06-05. Edited.
7. ↑ "How does the blood circulatory system work?", www.ncbi.nlm.nih.gov, Retrieved 2020-06-05. Edited.
8. ↑ "The Circulatory System: An Amazing Circuit That Keeps Our Bodies Going", www.livescience.com, Retrieved 2020-06-05. Edited.
9. ↑ "The Role of Arteries in the Circulatory System", www.verywellhealth.com, Retrieved 2020-06-05. Edited.
10. ↑ "Venous System Overview", www.healthline.com, Retrieved 2020-06-05. Edited.
11. ↑ "Medical Definition of Capillaries", www.medicinenet.com, Retrieved 2020-06-05. Edited.
12. ↑ "Capillaries and Their Functions", www.healthline.com, Retrieved 2020-06-06. Edited.
13. ↑ "How does blood work, and what problems occur?", www.medicalnewstoday.com, Retrieved 2020-06-05. Edited.
14. ↑ "Blood pressure", www.britannica.com, Retrieved 2020-06-05. Edited.
15. ↑ "Hemophilia", www.mayoclinic.org, Retrieved 2020-06-05. Edited.
16. ↑ "circulatory", www.healthline.com, Retrieved 2020-06-06. Edited.
17. ↑ "Physiology, Pulmonary Circulation", www.ncbi.nlm.nih.gov, Retrieved 2020-06-06. Edited.
18. ↑ "Systemic circulation", www.sciencedirect.com, Retrieved 2020-06-06. Edited.
19. ↑ "Anatomy and Function of the Coronary Arteries", www.hopkinsmedicine.org, Retrieved 2020-06-06. Edited.
20. ↑ "Physiopathology of shock", www.ncbi.nlm.nih.gov, Retrieved 2020-06-06. Edited.