شارح الدرس: تنظيم ضربات القلب الأحياء

في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نَصِف التنظيم الكهربي لضربات القلب، ونتذكَّر المقصود بالانقباض والانبساط.

القلب، كما نعرف، هو المسئول عن ضخ الدم إلى مختلف أعضاء الجسم. ونحن نعرف عملية الضخ هذه باسم ضربات القلب. المعدل الطبيعي لضربات قلب الشخص البالغ السليم هو 70 نبضة تقريبًا في الدقيقة. ومتوسط ضربات قلب الإنسان خلال عمره يساوي 2.5 مليار تقريبًا!

يمكنك أن تشعر بضربات قلبك في صدرك أو عن طريق التحقُّق من النبض في معصمك. ربما تكون قد لاحظت أن ضربات قلبك تصبح أسرع أثناء التمرين أو عندما تشعر بالقلق أو الحماس. وينخفض معدل ضربات القلب أيضًا ليلًا أثناء النوم، ثم يزداد تدريجيًّا بعد الاستيقاظ. يرجع ذلك إلى أن معدل ضربات قلبك يتغيَّر وفقًا للحالة الفيزيائية للجسم (أيْ سواء كنت تمارس التمارين أو في حالة استرخاء)، والحالة النفسية (أي إذا ما كنت هادئًا أو متحمِّسًا).

تتضمَّن عملية ضخ القلب للدم دورات من الانقباضات والانبساطات لحجرات القلب. وتُنظَّم عمليات الانقباض والانبساط من خلال إشارات كهربية. تولِّد أنسجة متخصِّصة في القلب هذه الإشارات الكهربية وتُطلِقها على فترات منتظمة، وهو ما يتسبَّب في ضخ القلب للدم.

في الشكل 1، يمكنك رؤية حجرات القلب المختلفة والأوعية الدموية. نلقي نظرةً على هذه البنى ونربط وظائفها بتسلسل الأحداث في ضربات القلب.

في البداية، تكون جميع حجرات القلب في وضع الراحة، كما هو موضَّح في الشكل 2. وهذا يسمح للدم، الذي يُنقَل إلى القلب، أن يدخل إلى الأُذينين على الجانبين، ويُنقَل عن طريق الوريد الأجوف العلوي والوريد الأجوف السفلي والوريد الرئوي.

في الجانب العلوي الأيمن من الأُذين الأيمن للقلب، يوجد تركيب مكوَّن من خلايا متخصِّصة للعضلة القلبية والخلايا العصبية تُسمَّى العقدة الجيبية الأُذينية. تقع العقدة الجيبية الأُذينية في الجدار الأيمن للأُذين، بالقرب من الجزء الواصل بين الأُذين الأيمن والأوردة الكبيرة، كما هو موضَّح في الشكل 3. تولِّد هذه العقدة إشارات كهربية دون الحاجة إلى أي محفِّز خارجي، ويمكنها توليد هذه الإشارات بمعدل 70 إشارة تقريبًا في الدقيقة.

فَوْر ملء الأُذين الأيمن بالدم، تولِّد العقدة الجيبية الأُذينية إشارة كهربية. يتسبَّب هذا في انتشار موجة من النشاط الكهربي إلى الأُذينين الأيمن والأيسر، وهو ما يتسبَّب في الانقباض، على النحو الموضَّح في الشكل 3. ينفتح الصمام المُتحكِّم في الفتحة من الأُذينين إلى البُطينين، ويدفع الانقباض الدم إلى البُطينين في كلٍّ من الجانبين اللذين يظلان في حالة انبساط.

تصل الإشارة من العقدة الجيبية الأُذينية إلى عقدة أخرى، تُسمَّى العقدة الأُذينية البُطينية، وتوجد في الجزء السفلي الأيسر من الأُذين الأيمن بالقرب من الحاجز الذي يفصل بين البُطينين والأُذينين. تستقبل العقدة الأُذينية البُطينية الإشارة الكهربية المتولِّدة من العقدة الجيبية الأُذينية، كما هو موضَّح في الشكل 3.

تستمر الإشارة الكهربية في التنقُّل من خلال مجموعة من الألياف العضلية المتخصِّصة تُسمَّى حزمة هِس، أو الحزمة الأُذينية البُطينية، كما هو موضَّح في الشكل 4. وهذا التركيب يحمل الإشارة الكهربية إلى البُطينين. عند الحاجز بين البُطينين، تتفرَّع حزمة هِس إلى حزمة يمنى وحزمة يسرى تحملان النبض الكهربي إلى قاعدتَي البُطينين.

تتفرَّع هذه الحزم إلى ألياف عضلية متخصِّصة أدق تمتد إلى أعلى على طول الجدران العضلية الخارجية للبُطينين. يُطلَق على هذه الألياف، التي يمكنها نقل الإشارات الكهربية، اسم ألياف بركنجي. ومن خلال هذه الألياف، تصل النبضات الكهربية إلى جدران البُطينين، كما هو موضَّح في الشكل 5. وهذا يؤدي إلى انقباض البُطينين في الوقت نفسه، ما يسمح لهما بضخ الدم من القلب عبر الأوعية إلى أعضاء الجسم.

مثال ١: التعرُّف على النبضات الكهربية من العقدة الجيبية الأُذينية

توضِّح الأشكال الآتية مخططات مبسَّطة للدورة القلبية. تُشير الأسهم البنفسجية إلى حركة نبضة كهربية، ويُشير الجزء المظلَّل باللون البنفسجي إلى المنطقة عند انقباضها.

ما الشكل الذي يوضِّح الحركة الابتدائية للنبضة الكهربية من العقدة الجيبية الأُذينية؟

الحل

يتحكَّم نظام توصيل كهربي في عملية ضخ الدم من القلب، والمعدل الذي يُضَخ به. تولِّد البِنى المتخصِّصة في القلب، المكوَّنة من خلايا عضلية قلبية وخلايا عصبية، إشارات كهربية وتنقلها؛ الأمر الذي يتسبَّب في انقباض حجرات القلب المختلفة حال وصول الإشارة إليها.

في الركن العلوي الأيمن من الأُذين الأيمن، يوجد تركيب يُسمَّى العقدة الجيبية الأُذينية. وهذه العقدة قادرة على توليد إشارات كهربية دون الحاجة إلى أي محفِّز خارجي.

تنتشر الإشارة الناتجة عن هذه العقدة الجيبية بين الأُذينين الأيسر والأيمن، ما يؤدي إلى انقباضهما. ثم يدفع هذا الانقباض الدم خلال الصمامات وإلى البُطينين في كلا الجانبين اللذين يظلان منبسطين، ومن ثَمَّ يمكن ملؤهما بالدم.

هيا ننظر إلى الأشكال. نحن نعلم أن الإشارة الصادرة من العقدة الجيبية الأُذينية تأتي من الركن الأيمن العلوي من الأُذين الأيمن، وتتسبَّب في انقباض الأُذينين؛ أي الحجرتين الموجودتين في أعلى القلب.

يوضِّح الشكل 2 تمثيلًا مناسبًا لهذه الإشارة. تمتد الأسهم البنفسجية، التي تشير إلى اتجاه حركة النبضة الكهربية، من العقدة الجيبية الأُذينية في الركن الأيمن العلوي من القلب. أما الجزء المظلل باللون البنفسجي، الذي يُشير إلى المنطقة عند انقباضها، فينتشر بين الأُذينين.

ومن ثَمَّ، يوضِّح الشكل 2 أفضل تمثيل للحركة الابتدائية للنبضة الكهربية من العقدة الجيبية الأُذينية.

تُسمَّى العقدة الجيبية الأُذينية مُنظِّم ضربات القلب؛ حيث تولِّد إشاراتها الكهربية الخاصة، وتنظِّم معدل ضربات القلب. ولهذا السبب أيضًا يُوصَف القلب بأنه عضلي المنشأ، وهذا يعني أن النبضة الكهربية تنشأ من النسيج العضلي.

نراجع سريعًا ما تعلَّمناه عن نظام التوصيل الكهربي في القلب. يمثِّل الشكل 6 خطوات التوصيل الكهربي باللون الأزرق، والانقباضات والانبساطات المقابلة التي تحدث لحجرات القلب باللون البرتقالي.

مثال ٢: مسار النبضات الكهربية في الدورة القلبية

بَدْءًا من تولُّد نبضة كهربية في العقدة الجيبية الأُذينية، أيٌّ من الآتي يَصِف مسار النبضة الكهربية في الدورة القلبية؟

1. العقدة الجيبية الأُذينية حزمة هِس ألياف بركنجي العقدة الأُذينية البُطينية
2. العقدة الجيبية الأُذينية ألياف بركنجي العقدة الأُذينية البُطينية حزمة هِس
3. العقدة الجيبية الأُذينية العقدة الأُذينية البُطينية ألياف بركنجي حزمة هِس
4. العقدة الجيبية الأُذينية حزمة هِس العقدة الأُذينية البُطينية ألياف بركنجي
5. العقدة الجيبية الأُذينية العقدة الأُذينية البُطينية حزمة هِس ألياف بركنجي

الحل

ينظِّم الدورةَ القلبية نظامُ توصيل كهربي في القلب. توجد تراكيب متخصِّصة مكوَّنة من خلايا العضلة القلبية وخلايا عصبية، مسئولة عن توليد الإشارات الكهربية ونقلها في القلب، ما يتسبَّب في انقباض الحجرات عند وصول الإشارة إليها. ترتيب مرور الإشارة الكهربية موضَّح في الشكل الآتي.

أولًا، تتولَّد النبضات الكهربية عن طريق العقدة الجيبية الأُذينية الموجودة في الركن العلوي الأيمن من الأُذين الأيمن. وتنظِّم هذه العقدة معدَّل ضربات القلب؛ ومن ثَمَّ، فهي تُسمَّى مُنظِّم ضربات القلب.

تنتشر موجة من النشاط الكهربي من العقدة الجيبية الأُذينية عبر الأُذينين، ما يجعلهما ينقبضان. وتصل الموجة إلى عقدة أخرى تُسمَّى العقدة الأُذينية البُطينية، وتقع في الركن السفلي الأيسر من الأُذين. تقع العقدة الأُذينية البُطينية بالقرب من الحاجز بين البُطينين، وهو الجدار العضلي الذي يفصل بين الأُذينين والبُطينين.

تستقبل العقدة الأُذينية البُطينية إشارة من العقدة الجيبية الأُذينية، وتنقلها إلى حزمة هِس، وهي مجموعة من الألياف العضلية المتخصِّصة التي تمتد على طول الحاجز بين البُطينين. تنقل هذه الحزمة النبضات الكهربية من الأُذينين إلى البُطينين. وتتفرَّع حزمة هِس إلى حزمة يمنى وحزمة يسرى، على امتداد الحاجز بين البُطينين، وفي اتجاه قاعدة البُطينين.

من هنا، تتفرَّع الحزمتان اليسرى واليمنى إلى ألياف عضلية دقيقة تتحرَّك لأعلى الجدار العضلي الخارجي للبُطينين. تُسمَّى هذه الألياف ألياف بركنجي، ويمكنها توصيل الإشارات الكهربية. تتسبَّب الإشارة الكهربية التي تنتقل عبر ألياف بركنجي في انقباض البُطينين، ما يسمح بضخ الدم من القلب.

إذن الترتيب الصحيح لمسار النبضة الكهربية في الدورة القلبية هو: العقدة الجيبية الأُذينية العقدة الأُذينية البُطينية حزمة هِس ألياف بركنجي.

بعد أن تناولنا آليات التوصيل الكهربي في القلب، ثمة سؤال مهم واحد علينا الإجابة عنه، وهو: ما سبب صوت ضربات القلب الذي نسمعه؟

عادةً ما تُوصَف ضربات القلب بأنها تُصدِر صوت «لَب، دَب». من الواضح أن هذين الصوتين يمكن التمييز بينهما بوضوح، الصوت «لَب» صوت طويل منخفض النغمة، أما الصوت «دَب» فأقصر وأعلى نغمة. وكما تعلَّمنا، يمر البُطينان بدورات من الانقباضات والانبساطات عندما يتحرَّك الدم داخل القلب وإلى أجزاء أخرى من الجسم. وتُسمَّى دورة الانقباضات والانبساطات بالدورة القلبية، وتتكوَّن من مرحلتين مختلفتين: الانقباض والانبساط.

تُسمَّى فترة تقلُّص البُطينين أثناء ضربات القلب بالانقباض. عندما ينقبض البُطينان، تُغلَق الصمامات المُتحكِّمة في الفتحة بين الأُذينين والبُطينين لمنع رجوع الدم مرةً أخرى نحو الأُذينين. ويؤدي غلق هذه الصمامات، التي يُطلَق عليها الصمامات الأُذينية البُطينية، إلى إصدار الصوت «لَب» الأطول ذي النغمة المنخفضة.

عندما ينقبض البُطينان، يُضَخ الدم من القلب عبر الشريان الرئوي والشريان الأورطي. وفَوْر الانتهاء من انقباض القلب، أو انقباض البُطينين، تنبسط حجرات القلب الأربع، وتنفتح الصمامات الأُذينية البُطينية. تُسمَّى هذه الفترة انبساط القلب.

أثناء ارتخاء البُطينين، تُغلَق الصمامات المتحكِّمة في الفتحة بين البُطينين والشريان الرئوي والشريان الأورطي. ويؤدي غلق هذه الصمامات إلى حدوث صوت «دَب» الأقصر والأعلى نغمة.

يتدفَّق الدم من خلال أوعية الجهاز الدوري في حالة حركة منتظمة. فالقلب، كما نعلم، يَضُخ الدم إلى جميع أجزاء الجسم، ما يؤثِّر بقوة على الدم. وهذه القوة تُحافِظ على الدم في حالة حركة على مدار الجهاز الدوري. والدم بدوره يؤثِّر بضغط على جدران الأوعية التي تحمله. هذا الضغط، الذي يُسمَّى ضغط الدم، مقياس مهم لقياس أداء القلب والأوعية.

خلال مرحلة الانقباض من الدورة القلبية، عندما ينقبض البُطينان ويُضَخ الدم من القلب، يصل ضغط الدم إلى أعلى مستوياته. ويُسمَّى ذلك ضغط الدم الانقباضي. ضغط الدم الانقباضي للشخص البالغ السليم عادةً ما يساوي 120 mmHg تقريبًا.

من ناحية أخرى، خلال مرحلة الانبساط، ينبسط البُطينان. هذا يعني أن ضغط الدم يصل إلى أدنى مستوياته خلال مرحلة الانبساط في الدورة القلبية بين النبضات. وضغط الدم الانبساطي لدى الشخص البالغ السليم يساوي 80 mmHg تقريبًا.

إذن ضغط دم الشخص البالغ السليم هو 120/80 mmHg. وبما أن الشرايين هي الأوعية التي تنقل الدم من القلب، فإن الدم يُدفَع عبر الشرايين بقوة أكبر. تتميَّز الشرايين أيضًا بجدران عضلية أكثر سمكًا وكثافةً من الأوردة. وهذا يعني أن ضغط الدم في الشرايين أعلى من الأوردة التي، على النقيض من ذلك، تحمل الدم الذي يتدفَّق بقوة أقل. بما أن الجدران العضلية في الأوردة أقل سمكًا، فإن العضلات الهيكلية الموجودة حول الأوردة تلعب دورًا مهمًّا في حركة الدم خلالها. عندما تنقبض العضلات الهيكلية حول وريد ما، يساعد ذلك على انقباض الوريد نفسه، وهو ما يدفع الدم في مساره مرةً أخرى إلى القلب.

ومن المثير للاهتمام أيضًا أن نلاحظ أن ضغط الدم ينخفض في الأوعية الموجودة على مسافة أبعد من القلب. عند قياس ضغط الدم، تؤخذ القراءة من الأذرع؛ لأن الأوعية هنا تكون أقرب إلى القلب؛ ومن ثَمَّ، فهي مقياس أكثر دقةً للقوة التي يُضَخ بها الدم.

يُقاس ضغط الدم باستخدام أداة تُسمَّى مقياس ضغط الدم، الذي يتكوَّن من سوار قابل للنفخ يلتف حول الذراع، وعمود من الزئبق يُستخدم لقياس ضغط تدفُّق الدم. يمتلئ السوار بالهواء، ويشتد بإحكام حول الذراع حتى يقتصر تدفُّق الدم تمامًا على الجزء السفلي من الذراع. وتُوضَع سماعة طبية عند المرفق، فوق الأوعية الدموية، مع السماح للهواء بالانطلاق ببطء وثبات من السوار.

عند فك إحكام السوار، يبدأ تدفُّق الدم في الجزء السفلي من الذراع مرةً أخرى. يكون هذا الدم عند أعلى ضغط ممكن، أو ضغط الدم الانقباضي. وعند هذه النقطة، يمكن سماع صوت دقات عبر السماعة، ويعتبر الضغط الموضَّح على عمود الزئبق هو ضغط الدم الانقباضي. وعلى مدار الثواني القليلة التالية، يعود تدفُّق الدم إلى المعدل الطبيعي؛ حيث يصل في النهاية إلى أقل ضغط، أو ضغط الدم الانبساطي. عند هذه النقطة، يتوقَّف صوت الدقات، ويكون الضغط الموضَّح على عمود الزئبق هو ضغط الدم الانبساطي.

وتوجد أيضًا مقاييس رقمية أو إلكترونية لضغط الدم تُسجِّل الضغط عن طريق جهاز ما بدلًا من رصده يدويًّا من عمود الزئبق. لكن مقاييس ضغط الدم الرقمية أقل دقةً وثقةً من مقاييس الزئبق.

يُعَد قياس ضغط الدم طريقة مفيدة للكشف عن المشكلات المحتملة في القلب أو الأوعية الدموية. ارتفاع ضغط الدم يمكن أن يحدث نتيجة عدة عوامل مختلفة. على سبيل المثال، ضيق الشرايين الناتج عن تراكم الترسُّبات المتكوِّنة من الكوليسترول والدهون على جدران الشرايين، أو زيادة حجم الدم الناتج عن احتباس الماء نتيجة للكميات الكبيرة من الصوديوم.

نراجع كل ما تعلَّمناه عن تنظيم ضربات القلب.