شارح الدرس: الأوعية الدموية الأحياء

في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نَصِف تركيب الأوعية الدموية الرئيسية، ووظيفتها في الجهاز الدوري للإنسان.

إذا وُصِّلت جميع الأوعية الدموية في جسم الإنسان بعضها ببعض، فقد يَصِل طولها إلى أكثر من 100‎ ‎000 km. ويتفاوت قياس قطرها من كبير، يَصِل إلى 3 cm تقريبًا إلى صغير، يَصِل إلى 5 μm (0.0005 cm) تقريبًا. تُشكِّل الأنواع الثلاثة للأوعية الدموية، وهي الأوردة والشرايين والشُّعيرات الدموية، التراكيب الرئيسية للجهاز الدوري والقلب، كما هو مُوضَّح في الشكل 1. وتتواجَد كمية الدم كلها؛ أي 4–6 لتر، في جسم الإنسان البالِغ داخل هذه الشبكة المُغلَقة والواسِعة من الأوعية الدموية المتشعِّبة والمتَّصِلة، التي تنقل المواد إلى كلِّ أنسجة الجسم وتراكيبه، ومنها وخلالها.

تتكوَّن معظم الأوعية الدموية من عدَّة طبقات من أنواع مختلفة من الأنسجة. تتكوَّن الأوعية الدموية بشكلٍ عامٍّ من طبقة داخلية (بطانة) مكوَّنة من نسيج طلائي، وطبقة وُسطَى مكوَّنة من أنسجة عضلية ملساء، وطبقة خارجية مكوَّنة من نسيج ضامٍّ. ويُمكن أن تغيِّر الأنسجة العضلية الملساء من قطر الأوعية الدموية لتنظيم ضغط الدم داخلها أو سرعة تدفُّق الدم خلالها. يُطلَق على الحيِّز الذي يتدفَّق الدم خلاله اسم «التجويف». ويوضِّح الشكل 2 التركيب العامَّ للأوعية الدموية.

تتميَّز الأنواع الثلاثة من الأوعية الدموية، وهي الشرايين والأوردة والشُّعيرات الدموية، بأوجُه تكيُّف خاصَّة بوظائفها المختلفة.

الشرايين أوعيةٌ دمويةٌ تنقل الدم من القلب. والقلب عضوٌ عضليٌّ مسئولٌ عن ضخِّ الدم في جميع أجزاء الجهاز الدوري. لذا نجد الأوعية الدموية التي تنطلق مباشرةً من القلب تنقل الدم تحت ضغط مرتفع جدًّا، وتتكيَّف مع هذه الوظيفة. تتميَّز الشرايين بأن لها جدرانًا عضلية سميكة، وتجاويف صغيرة نسبيًّا. وتتميَّز أيضًا بأن لها غشاءً من الألياف المَرِنة يُساعِدها على الاستطالة وتحمُّل ضخِّ الدم المستمرِّ من القلب دون أن تتضرَّر هذه الشرايين. وعلى عكس الأوردة، لا تحتوي الشرايين على صمامات.

من السمات الأخرى للشرايين أنها تُوجَد عميقة في الجسم، بعيدًا عن سطح الجلد. وبما أن الشرايين تنقل الدم تحت ضغط مرتفع، فمِن الممكن أن يُؤدِّي تَلَف أحد الشرايين الرئيسية إلى فقدان الدم بشكل سريع للغاية. لهذا السبب تُوجَد الشرايين على عمق كبير في أجسامنا، لتقليل خطر الإصابة وفقدان الدم والوفاة.

الأوردة أوعيةٌ دمويةٌ تنقل الدم إلى القلب. ويقع الدم الموجود في الأوردة تحت ضغط أقلَّ بكثير من الضغط الموجود في الشرايين. تتميَّز الأوردة بأن جدرانها أقلُّ سمكًا، ولها عضلات ملساء لكن بدرجة أقلَّ، وتجاويفها أكبر نسبيًّا. والأوردة أقلُّ مرونة من الشرايين؛ لأنها تحتوي على ألياف أقلَّ مرونة.

تحتوي الأوردة أيضًا على صمامات بداخلها. والصمامات تراكيب خاصة تمنع التدفُّق الرَّجْعي للدم. ولأن الدم الذي تحمله الأوردة ينتقل من أنسجة الجسم المختلفة إلى القلب، فهو لا يتعرَّض إلى الضغط المرتفع الناتج عن ضخ الدم من القلب. لذلك يقلُّ الضغط للحفاظ على تدفُّقه في الاتجاه الصحيح. يحتوي القلب نفسه أيضًا على صمامات تعمل على توجيه تدفُّق الدم كله في الاتجاه الصحيح.

من السمات الأخرى لمعظم الأوردة أنها تُوجَد بالقرب من سطح الجلد، على عكس الشرايين، التي تُوجَد على عمق كبير داخل الجسم. وبما أن الأوردة تنقل الدم تحت ضغط أقلَّ بكثير من ضغط الدم في الشرايين، لا يسبِّب تلف أحد الأوردة نزيفًا حادًّا مثلما يَحدُث عند تَلَف أحد الشرايين.

يُوضِّح كلٌّ من الجدول 1 والشكل 3 الفرق بين الشرايين والأوردة.

الشُّعيرات الدموية أوعيةٌ دمويةٌ مجهرية تُكوِّن شبكات واسعة تَصِل بين جميع أنسجة الجسم. تُشكِّل الشُّعيرات الدموية أكثر من من إجمالي طول الأوعية الدموية في جسم الإنسان. وإذا وُصِّلت الشُّعيرات الدموية بعضها ببعض، سيبلغ طولها نحو 80‎ ‎000 km!

ذكرنا سابقًا أن الجهاز الدوري جهازٌ مُغلَق. هذا يعني أنه، باستثناء حالتَيِ المرض والإصابة، لا يُغادر الدم شبكة الأوعية الدموية. بدلًا من ذلك، تَحدُث عملية تبادُل لمحتويات الدم، ويؤدِّي ذلك إلى خروج بعض المواد، وامتصاص مواد أخرى من خلال الجدران الرقيقة للشُّعيرات الدموية. وهذا سبب أهمِّية الشُّعيرات الدموية. فهي المكان الذي تدخل من خلاله المواد إلى مجرى الدم، وتَخرُج منه.

تحتوي الشُّعيرات الدموية على تجاويف صغيرة جدًّا؛ بحيث لا تَسمَح إلَّا بمرور خلايا الدم الحمراء في صفٍّ واحد، واحدةً تلوَ الأخرى. يبلغ متوسط قُطر الشُّعيرات الدموية 7–10 ميكرومتر؛ أيْ ما بين 0.007 و0.01 ملليمتر! لا تحتوي الشُّعيرات الدموية على عضلات ملساء. وبدلًا من ذلك، فهي مُحاطة بطبقة واحدة فقط من النسيج الطلائي، كما هو موضَّح في الشكل 4. تتميَّز جدران الشُّعيرات الدموية الرقيقة هذه بأنها مُنفِذة، وتَسمَح لبعض المواد بالدخول إلى مجرى الدم والخروج منه. وتشمل هذه المواد المُغذِّيات والفضلات والغازات، مثل: الأكسجين، وثاني أكسيد الكربون، والسوائل، والأيونات، والهرمونات. يَجري التحكُّم في تدفُّق الدم عبر شبكات الشُّعيرات الدموية من خلال تراكيب تُسمَّى «العضلات العاصِرة قبل الشُّعيرية»؛ حيث لا تحتوي الشُّعيرات الدموية على طبقة عضلية خاصَّة بها.

تُوجَد الشُّعيرات الدموية في شبكات تُسمَّى «شبكات الشُّعيرات الدموية». يدخل الدم إلى شبكة الشُّعيرات الدموية عبر شريان صغير ويَخرُج منها عبر وريد صغير، كما هو موضَّح في الشكل 5.

والآن بعد أن فهمنا تراكيب الأوعية الدموية المختلفة، دعونا نربط هذه المعلومات بوظائف الأوعية الدموية داخل الجهاز الدوري الأكبر.

يوضِّح الشكل 6 الآتي مخطَّطًا انسيابيًّا لتدفُّق الدم عبر الجهاز الدوري.

يوضِّح الشكل 6 تدفُّق الدم من القلب إلى الرئتين وعودته مرَّة أخرى إلى القلب. وهذه العملية تُسمَّى «الدورة الرئوية». كلمة «رئوي» تعني «مرتبطًا بالرئتين». وفي القرن الثالث عشر، كان الطبيب العربي ابن النفيس أوَّل مَن أشار إلى أن الدم لا يُمكن أن ينتقل من أحد جانبَيِ القلب إلى الآخَر، بل يتدفَّق عبر الدورة الرئوية حتى يُمكنه ذلك.

وبعد عودة الدم إلى القلب من الرئتين، يتدفَّق الدم من القلب إلى أنسجة الجسم، ثم يعود مرَّة أخرى. وتُسمَّى هذه العملية «الدورة الجهازية»؛ لأنها توزِّع المواد عبر أجهزة الجسم المختلفة. كان الطبيب الإنجليزي ويليام هارفي أوَّل مَن فصَّل الدورة الجهازية في عشرينيات القرن السابع عشر؛ حيث كتب شرحًا واضحًا للطريقة التي يَضخُّ بها القلب الدم في جميع أنحاء الجسم في دورة كاملة. ومن المُثير للاهتمام أنه اكتشف أيضًا أن الصمامات الموجودة في الأوردة تتحكَّم في تدفُّق الدم، وذلك عندما ربط رباطًا بإحكام حول ذراع شخص ما ولاحَظ ظهور «تورُّمات» صغيرة تَسمَح بدفع الدم في اتجاه واحد فقط.

دعونا نتخيَّل مسار خلية دم حمراء تُغادر القلب في الدورة الرئوية. سنَجِد أن هذه الخلية تُضَخُّ إلى الشريان الرئوي، ثم الشرايين المتشعِّبة الأصغر فالأصغر حتى تَصِل إلى شبكات الشُّعيرات الدموية داخل الرئتين، كما هو موضَّح في الشكل 7. وفي الشُّعيرات الدموية الموجودة في الرئتين، يَنتشِر الأكسجين في مجرى الدم من خلال الجدران الرقيقة للشُّعيرات الدموية. بعد ذلك، تلتقط خلية الدم الحمراء هذا الأكسجين، ثم تُضَخُّ مرَّة أخرى عبر أوردة متَّصِلة أكبر فأكبر حتى تَصِل إلى الأوردة الرئوية، وتَدخُل إلى القلب مرَّة أخرى. ويُشار إلى هذا الدم، الذي أصبح الآن غنيًّا بالأكسجين، باسم «الدم المؤكسَج».

بعد ذلك، تبدأ خلية الدم نفسها، بعد أن أصبحت مؤكسَجة، دَوْرتها الجهازية. حيث تُضَخُّ عبر الشريان الأورطى، وهو أكبر شريان في الجسم. وتمرُّ هذه الخلية عبر شرايين متشعِّبة أصغر فأصغر حتى تَصِل إلى شبكات الشُّعيرات الدموية في أيِّ جزء تُصادِفه أولًا من الجسم. وفي هذه المرحلة، يَنتشِر الأكسجين الموجود داخل خلية الدم الحمراء عبر الجدران الرقيقة للشُّعيرات الدموية، إلى أنسجة الجسم؛ حيث تَستهلِكه الخلايا لإجراء عملية التنفُّس الخلوي. بعد خروج الأكسجين من الخلية، تصبح الخلية «غير مؤكسَجة». ثم تُضَخُّ خلية الدم غير المؤكسَجة، بعد ذلك، عبر أوردة متَّصِلة أكبر فأكبر، مرورًا بعدَّة صمامات في مسارها، إلى أن تَصِل إلى الوريد الأجوف. الوريدان الأجوفان هما أكبر وريدين في جسم الإنسان، وهما مسئولان عن إعادة الدم غير المؤكسَج إلى القلب.

كما نرى، ينقل معظم الشرايين الدم المؤكسَج إلى أنسجة الجسم، باستثناء الشريان الرئوي، الذي ينقل الدم غير المؤكسَج من القلب إلى الرئتين خلال الدورة الرئوية. وبالطريقة نفسها، يَنقُل معظم الأوردة الدم غير المؤكسَج من أنسجة الجسم إلى القلب، باستثناء الوريد الرئوي، الذي يَنقُل الدم المؤكسَج من الرئتين إلى القلب. وعلى الرغم من أن الشرايين تَنقل الدم المؤكسَج بوجهٍ عامٍّ، وأن الأوردة تنقل الدم غير المؤكسَج بوجهٍ عامٍّ، إلَّا أن العكس تمامًا ينطبق على الدورة الرئوية في الجهاز الدوري.

تَستغرِق خلية الدم الحمراء الواحدة، في المتوسط، دقيقة واحدة فقط لإكمال كلٍّ من الدورتين الجهازية والرئوية في الجهاز الدوري. وبما أن الفترة التي تعيشها خلايا الدم الحمراء، في المتوسط، هي 115 يومًا تقريبًا، فمن المرجَّح أنها تقوم بهذه الرحلة أكثر من 165‎ ‎000 مرَّة؛ تصبح خلالها مؤكسَجة وغير مؤكسَجة، وتَنتقل من القلب إلى الرئتين، ثم تعود إلى القلب مرَّة أخرى، ثم تَنتقل إلى أنسجة الجسم، ثم تعود مجدَّدًا إلى القلب.

تناولنا سابقًا ضغط الدم وسرعته في الجهاز الدوري. لعلَّنا نعلم أن السوائل تَنتقل من مناطق الضغط المرتفع إلى مناطق الضغط المنخفض. ينقبض القلب ليدفع الدم إلى الجهاز الدوري. ومن ثَمَّ، يَصِل ضغط الدم إلى أعلى مستوياته في الأوعية الدموية التي تنطلق من القلب مباشرةً. ويُمكننا أن نلاحِظ في التمثيل البياني الموضَّح في الشكل 8 أن الخطَّ الأزرق الذي يمثِّل ضغط الدم مرتفعٌ جدًّا في الشرايين ومنخفضٌ جدًّا في الأوردة.

عرفنا أيضًا أن الشُّعيرات الدموية هي أصغر الأوعية الدموية حجمًا، إلَّا أنها أكثر الأوعية الدموية عددًا إلى حدٍّ كبير في الجهاز الدوري. ويُعبِّر الخطُّ البرتقالي الذي يوضِّح المساحة الكلية في التمثيل البياني عن هذه المعلومات. نلاحِظ أيضًا أن سرعة تدفُّق الدم تَنخفض إلى أقلِّ مستوياتها في الشُّعيرات الدموية. وبما أن الشُّعيرات الدموية هي المكان الذي تُتبادَل فيه المواد بين الدم وأنسجة الجسم الأخرى، فمِن المنطقي أن يتحرَّك الدم بأقلِّ سرعة له في هذه الأماكن للسماح بحدوث هذا التبادُل المُهِمِّ.

يتكوَّن الجهاز الدوري من القلب والأوردة والشرايين والشُّعيرات الدموية. وتتكيَّف تراكيب الأنواع المختلفة من الأوعية الدموية مع وظائفها في الجهاز الدوري.

دعونا نَستعرِض الآن ما تعلَّمناه عن الأوعية الدموية في هذا الشارح.