فيديو الدرس: القلب الأحياء

نسخة الفيديو النصية

في هذا الفيديو، سوف نشرح التركيب العام للقلب، ونتتبع المسار الذي يسلكه الدم بينما يضخ عبر أنحاء الجسم، ونشرح كيف تكيف القلب لكي يلائم وظيفته. بعد ذلك، سوف نتعلم كيف نحسب الناتج القلبي ثم سنراجع في النهاية ما تعلمناه.

رغم أننا عادة ما نرسم القلب بهذا الشكل، فإنه يبدو في الحقيقة أقرب إلى هذا الشكل. القلب هو العضو الأساسي في الجهاز الدوري. وهو مسئول عن ضخ الدم عبر الأوعية الدموية إلى الرئتين ومنهما، وإلى أنسجة الجسم. والقلب هو المكان الوحيد في الجسم الذي يوجد فيه النسيج العضلي القلبي. هذا النسيج المذهل يمكن القلب من العمل بشكل مستمر، ومنتظم، وتلقائي دون كلل طوال الحياة. العضلات القلبية هي واحدة فقط من أوجه التكيف العديدة التي تتيح للقلب أداء وظيفته المهمة، وسوف نتعلم المزيد عن هذه التكيفات بينما نمضي قدمًا.

أصبحنا نعرف أن هذا ليس الشكل الفعلي الذي يبدو عليه القلب، ولكن لنستخدم هذا الشكل المبسط للحظة. قلب الإنسان مقسم إلى أربع حجرات. أولًا، ينقسم القلب إلى جانب أيسر وجانب أيمن. سوف تلاحظ أن هذين الجانبين معكوسان عما تتوقع. وهذا لأننا رسمنا القلب وكأنه موجود في صدر شخص يقف أمامك. كل جانب من الجانبين ينقسم إلى حجرتين. الحجرتان العلويتان تسميان الأذينين، ومفردها أذين. والحجرتان السفليتان تسميان البطينين. إحدى الطرق التي تساعدك على تذكر الفرق بينهما هي أن كلمة أذين تصغير لكلمة أذن. ومثلما تدخل الموجات الصوتية عبر الأذن، يدخل الدم إلى القلب عبر الأذينين. أما البطينان في الجزء السفلي من القلب فيتخذان شكل حرف ‪V‬‏. ‏‪V‬‏ هو أول حرف في كلمة بطين بالإنجليزية، ‪ventricle‬‏. وهكذا، فإن أسماء الحجرات الأربع هي الأذين الأيسر والبطين الأيسر، والأذين الأيمن والبطين الأيمن.

أضفنا تمثيلًا لمسار تدفق الدم إلى هذا الشكل المبسط للقلب. وهنا، يمكننا ملاحظة بعض السمات المهمة. أولًا، لاحظ أن الدم لا يتدفق بين الجانب الأيسر والجانب الأيمن من القلب. داخل القلب، يمر الدم من الأذين إلى البطين في كل جانب. وهذا الترتيب يصنع دورتين منفصلتين، أو مسارين دوريين: الدورة الجهازية؛ حيث يضخ الدم من القلب إلى أنسجة الجسم، ثم يعود إليه، والدورة الرئوية؛ حيث يضخ الدم من القلب إلى الرئتين، ثم يعود إليه. وكلمة رئوي نسبة إلى الرئة. لهذا فإن القلب في الأساس عبارة عن جهازي ضخ متوازيين يعملان معًا.

الآن بعد أن تعلمنا الأساسيات، لنلق نظرة على شكل توضيحي أكثر تفصيلًا. إذن، أصبحنا على دراية بالحجرات الأربع. في هذا الشكل، يوضح الجانب العلوي الدورة الرئوية التي تتضمن الرئتين. ويوضح الجانب السفلي الدورة الجهازية التي تتضمن بقية أنسجة الجسم. سوف تلاحظ أننا أضفنا اللونين الأحمر والأزرق المعتادين لهذا الشكل. يمثل اللون الأحمر الدم المؤكسج، أو الدم الذي يحتوي على تركيز مرتفع من الأكسجين. ويمثل اللون الأزرق الدم غير المؤكسج، أو الدم الذي يحتوي على تركيز منخفض للغاية من الأكسجين. من المهم أن نلاحظ هنا أن كل الدم في الجسم هو في الواقع أحمر اللون. ولكننا استخدمنا هذين اللونين المختلفين للإشارة إلى الاختلاف في تركيز الأكسجين.

كما يوضح هذا الشكل صمامات القلب الأربعة. الصمامات هي تراكيب خاصة تحافظ على تدفق الدم في اتجاه واحد وتمنعه من العودة إلى الخلف. وتوجد صمامات أيضًا في الأوردة المنتشرة في أنحاء الجسم. في هذا الشكل، سنخصص وقتًا لتسمية الأوعية الدموية الرئيسية الأربعة التي تدخل القلب، والتي تخرج منه. الأول هو الشريان الأورطي. والشريان الأورطي يحمل الدم من البطين الأيسر إلى الشرايين التي تمد أنسجة الجسم بالدم المؤكسج. وفي أنسجة الجسم، ينقل الدم الأكسجين اللازم لحدوث عملية التنفس الخلوي، ثم يمتص ثاني أكسيد الكربون، الذي تنتجه الخلايا كناتج ثانوي لهذه العملية.

بعد ذلك، يعود الدم إلى القلب عبر أوردة الجسم التي تتجمع في الوريد الأجوف. والوريد الأجوف في الواقع عبارة عن وريدين كبيرين يعيدان الدم إلى القلب عبر الأذين الأيمن. وهكذا تكتمل الدورة الدموية الجهازية. ثم ينتقل الدم من الأذين الأيمن إلى البطين الأيمن حيث يخرج من القلب ثانية عبر أحد الشرايين الرئوية. تحمل الشرايين الرئوية الدم غير المؤكسج من القلب إلى الرئتين. والرئتان هما العضوان الرئيسان لتبادل الغازات. هنا، يطلق ثاني أكسيد الكربون الناتج من أنسجة أجسامنا إلى الهواء المحيط مع الزفير. ويضاف الأكسجين من الرئتين إلى الدم مع الشهيق. ومن الرئتين، يعود الدم المؤكسج حديثًا إلى القلب عبر أحد الأوردة الرئوية حيث يدخل عبر الأذين الأيسر، ويضخ إلى البطين الأيسر ويبدأ هذه الرحلة من جديد. في المتوسط، يمكن لخلية الدم أن تكمل هاتين الدورتين، من القلب إلى الجسم، ثم القلب، ثم الرئتين، والعودة إلى القلب في غضون دقيقة واحدة تقريبًا.

من المهم أيضًا الإشارة هنا إلى أن الطلاب في بعض الأحيان يعتقدون خطأ أن الشرايين تحمل الدم المؤكسج فقط، وأن الأوردة تحمل الدم غير المؤكسج فقط. ورغم أن هذا صحيح في الدورة الجهازية، فإن ما يحدث في الدورة الرئوية على العكس من ذلك تمامًا. لذلك فالتفرقة الصحيحة هي أن الأوردة تحمل الدم إلى القلب، بينما تحمل الشرايين الدم من القلب. ومن الطرق التي تساعدنا على تذكر هذه التفرقة هي الربط بين حرف «ن» الذي تنتهي به كلمة شرايين والحرف نفسه «ن» الذي تنتهي به كلمة من.

قبل أن نمضي قدمًا في حساباتنا، لنرى ما إذا أمكننا تسمية أجزاء مخطط تشريحي للقلب بشكل صحيح. أمامنا مقطع عرضي من مخطط تشريحي للقلب. وفي مسار تدفق الدم، أضفنا الأسماء الشائعة لصمامات القلب الأربعة، في حال أردت معرفتها. لنر إذا كنا نستطيع تسمية أجزاء القلب بناء على ما تعلمناه. لنبدأ بالبطين الأيسر. يتمتع هذا الجزء بأكبر الجدران العضلية سمكًا لأنه يؤدي أصعب مهمة؛ وهي ضخ الدم من القلب إلى أنسجة الجسم، من أعلى الرأس إلى أخمص القدم وعبر كل عضو بينهما. الوعاء الدموي المقوس في أعلى القلب هو الشريان الأورطي. وهو يربط البطين الأيسر بالشرايين التي تمد أنسجة الجسم بالدم المؤكسج.

هنا، في الجانب الأيمن من القلب، نجد الوريد الأجوف. يحمل الوريد الأجوف الدم غير المؤكسج من أنسجة الجسم إلى الأذين الأيمن. من الأذين الأيمن، يتدفق الدم إلى البطين الأيمن، تمامًا مثلما أوضحنا في الأشكال السابقة. والأوعية الدموية التي تتخذ شكل حرف ‪T‬‏ القريبة من مقدمة القلب هي الشرايين الرئوية. وينتقل الدم غير المؤكسج عبرها إلى الرئتين اليمنى واليسرى. أما الأوعية الدموية الأصغر التي نراها في مؤخرة القلب فهي الأوردة الرئوية. وينتقل الدم المؤكسج حديثًا عبرها من الرئتين ويعود إلى الأذين الأيسر. ومن الأذين الأيسر، يضخ الدم إلى البطين الأيسر؛ حيث يبدأ رحلته من جديد.

تعلمنا كيف نتعرف على الحجرات الأربعة للقلب، والأوعية الدموية الأساسية الأربعة، وكيف نتتبع تدفق الدم عبر القلب، أي الدورتين الرئوية والجهازية للجهاز الدوري. هذا رائع. قبل أن نلخص درسنا، سوف نتعلم إجراء بعض الحسابات التي تساعدنا على تقييم أداء القلب.

كما تعلمنا بالفعل، فإن وظيفة القلب هي ضخ الدم حتى يتدفق عبر الرئتين والجسم لكي ينقل المواد المهمة من مكان لآخر. ولتحقيق ذلك، تنقبض عضلة القلب أو تنبض بشكل منتظم ومستمر. أحيانًا يقيم الأطباء أداء القلب بقياس الناتج القلبي. والناتج القلبي هو مقياس لكمية الدم التي يضخها القلب في الدقيقة. ولحساب هذه القيمة، نضرب معدل ضربات القلب، أو عدد المرات التي ينبض فيها القلب في الدقيقة الواحدة، في حجم النفضة، أي كمية الدم التي يضخها القلب مع كل نبضة.

لنوضح ذلك بحساب الناتج القلبي لأحد طلاب مادة الأحياء وقت الراحة وعند أداء تمرين رياضي معتدل. لعلك تذكر أن جميع خلايا الجسم تحتاج إلى الأكسجين الذي تستخدمه لتوليد الطاقة الخلوية خلال عملية التنفس الخلوي. الدم الذي يضخه القلب هو ما ينقل الأكسجين من الرئتين إلى خلايا الجسم التي تحتاج إليه. وبمعرفة ذلك، هل تتوقع أن يزداد الناتج القلبي أم يقل أثناء ممارسة التمارين الرياضية مقارنة بمعدل ضربات القلب عند الراحة؟ بطبيعة الحال ينبغي أن يزداد الناتج القلبي كي يمد العضلات التي تعمل بنشاط بقدر أكبر من الأكسجين.

لنر ما توضحه العملية الحسابية. أولًا، سوف نحسب الناتج القلبي لطالب مادة الأحياء وقت الراحة. من الجدول، نحن نعرف أن معدل ضربات قلبه 65 نبضة في الدقيقة، وأن حجم النفضة 70 سنتيمترًا مربعًا لكل نبضة. عندما نضرب هاتين القيمتين، تلغى وحدة النبضات، بحيث يتبقى 4550 سنتيمترًا مكعبًا في الدقيقة. الآن، يركض طالب مادة الأحياء منذ فترة قليلة. من الجدول، يمكننا أن نلاحظ زيادة معدل ضربات قلبه إلى 130 نبضة في الدقيقة، وأن حجم النفضة ازداد إلى 120 سنتيمترًا مكعبًا مع كل نبضة. مرة ثانية، نضرب هاتين القيمتين معًا. تلغى وحدة النبضات؛ ما يعطينا ناتجًا قلبيًّا عند ممارسة التمارين الرياضية مقداره 15600 سنتيمتر مكعب في الدقيقة. وكما توقعنا، نلاحظ حدوث زيادة كبيرة مقارنة بالناتج القلبي عند الراحة.

ثمة تأثير آخر مثير للاهتمام لممارسة التمارين القلبية المنتظمة وهو أن القلب يصبح أكثر كفاءة كلما ازدادت اللياقة البدنية. فالشخص الرياضي يتمتع بمعدل ضربات قلب أقل وحجم نفضة أعلى مقارنة بالشخص العادي؛ ما يعني أن قلبه قادر على الحفاظ على الناتج القلبي اللازم بسهولة أكبر. وهذا سبب عظيم من شأنه أن يشجعك على ممارسة التمارين الرياضية بصفة يومية.

أخيرًا، لنأخذ دقيقة لنلخص كل ما تعلمناه في هذا الدرس. في هذا الدرس، تعرفنا على مسار تدفق الدم في القلب. حيث تعرفنا على الحجرات الأربعة، والأوعية الدموية الرئيسية الأربعة. وتعلمنا آلية تبادل الغاز بين الرئتين وأنسجة الجسم والهدف منها. وذكرنا أنفسنا أن الدم غير المؤكسج قد يظهر باللون الأزرق في أي شكل توضيحي، ولكنه بالطبع أحمر اللون. وتعلمنا أن كلمة «رئوي» هي نسبة إلى الرئة. وتعلمنا كيف نحسب الناتج القلبي، وذلك بمعرفة معدل ضربات القلب وحجم النفضة للشخص.