جهاز الدوران

رسم متحرك لدورة نموذجية لخلية دم حمراء في الانسان خلال الدورة الدموية. يحدث هذا الرسم المتحرك في الوقت الحقيقي (20 ثانية للدورة). يظهر الرسم تغير شكل خلية الدم الحمراء عند المرور داخل الشعيرات الدموية، وكذلك يبيّن تغيير لون الخلية بالتناوب حسب التقاطها الأكسجين ثم توصيل الأكسجين إلى الأقدام، وجمع ثاني أكسيد الكربون وإعادته للرئتين ليخرج من الجسم.

مقطع عرضي في شريان بشري

المكونات الأساسية للجهاز القلبي الوعائي (سمي بذلك لأنه مكون من القلب والأوعية الدموية) هي القلب والأوعية الدموية والدم.[9] وهو يشمل الدورة الدموية الصغرى أو الدورة الرئوية: وهي دورة تمثل مسار الدم عبر الرئتين والقلب حيث يكون الدم مؤكسدا (غني بالأكسجين). ويشمل هذا الجهاز أيضًا الدورة الدموية الكبرى أو الدورة الجهازية: وهي حلقة تمثل مسار الدم عبر بقية الجسم (كل الجسم عدا الجزء المشمول في الدورة الدموية الصغرى) ووظيفتها تزويد هذه الأجزاء بالدم الحامل للأكسجين. الشخص البالغ العادي لديه بين 4.7 إلى 5.7 لتر من الدم تشكل ما يقارب 7% من الحجم الكلي للجسم.[10] الدم يتكون من البلازما، وخلايا الدم الحمراء، وخلايا الدم البيضاء، والصفائح الدموية. الصفائح الدموية تعمل على تضميد الجروح بحيث لا يسيل منها الدم إلى الخارج.

بالإضافة إلى ذلك؛ الجهاز الهضمي يعمل مع جهاز الدورة الدموية على تزويد أعضاء الجسم والخلايا بالمواد الغذائية اللازمة للحياة، كما يمد القلب بالسكر والأكسجين ليعمل ويضخ الدم. القلب هو هذا العضو الحيوي الذي يتوقف عليه نشاط الجسم وتتوقف عليه حياة الإنسان.[11]

الجهاز الدوراني المغلق

شكل ترسيمي لجهاز الدوران عند الإنسان فيه الشرايين بالأحمر والأوردة بالأزرق

إن جهاز الدوران عند الإنسان هو جهاز مغلق، أي أن الدم لا يغادر أبدًا الأوعية الدموية بينما تعبر وتنتشر المغذيات والأوكسجين عبر جدران الأوعية الدموية إلى السائل الخلالي، الذي يحمل الأوكسجين والمغذيات إلى جميع خلايا الجسم، ومن ضمنها الدماغ ويمدها أيضا بالطاقة، ثم يعود الدم حاملا ثاني أكسيد الكربون من الخلايا ويعود به إلى الرئتين للتخلص منه مع الزفير.

إن الجهاز الدوراني لكل الفقاريات، كما الديدان الحلقية (مثل دودة الأرض) وبعض رأسيات القدم (مثل الحبار والأخطبوط) هو جهاز مغلق، كما في الإنسان. وأجهزة الأسماك، البرمائيات، الزواحف، والطيور تظهر مراحل مختلفة من تطور جهاز الدوران.

يملك جهاز الدوران لدى الأسماك دورة واحدة فقط، حيث الدم يتم ضخه عبر الشعيرات الدموية إلى الخياشيم ويتابع عبر الأوعية الشعرية إلى أنسجة الجسم. وهذا يعرف بالدوران المفرد أو الوحيد. قلب الأسماك لذلك هو مضخة واحدة (تتألف من حجرتين). يوجد في الحيوانات البرمائية والزواحف جهاز دوران مزدوج، لكن القلب ليس دائما مقسوم إلى مضختين مفصولتين تمامًا. فالبرمائيات تملك قلبا يتألف من 3 حجرات.

الطيور والثدييات لديهم انقسام تام وكامل للقلب إلى مضختين، فيتألف القلب فيها من 4 حجرات ويعتقد أن القلب ذي الحجرات الأربعة للطيور تطور بشكل مستقل من ذلك للثدييات.

يوجد عند اللافقاريات جهاز دوران مفتوح وهو عبارة عن مجموعة ترتيبات للنقل الداخلي موجودة في بعض الحيوانات اللافقارية مثل الرخويات ومفصليات الأرجل يتم فيها انتقال سائل يدعى اللمف الدموي Hemolymph ضمن تجويف مفتوح يدعى الجوف الدموي Hemocoel، بحيث يلامس السائل معظم الأعضاء، لا يوجد أي فاصل بين الدم والسائل الخلالي.

هو تنظيم للنقل الداخلي يوجد عند بعض الحيوانات مثل الرخويات ومفصليات الأرجل، حيث تعبر السوائل المسماة باللمف دموي التي تتواجد ضمن فراغ يسمى الفراغ الدموي الأعضاء محملة بالأوكسجين والأغذية من غير وجود فاصل بين الدم والسائل الخلالي؛ هذا السائل المختلط يسمى اللمف الدموي. حركة العضلات أثناء تنقل الحيوان تسهل حركة اللمف الدموي، ولكن انزياح السائل من منطقة لأخرى محدود. عندما يسترخي القلب، يعود الدم تدريجيا إلى القلب عبر مسام مفتوحة النهاية (ثغرات). يملأ اللمف الدموي كل الجوف الدموي الأمامي للجسم ويحيط بكل الخلايا. يتألف اللمف الدموي من ماء، أملاح عضوية (غالبا صوديوم، كلور، بوتاسيوم، مغنيزيوم وكالسيوم)، ومكونات عضوية (غالبا سكريات، البروتينات، والشحوم). الجزيء الناقل الأولي للأكسجين هو هيموسيانين. تلعب دورا في الجهاز المناعي عند مفصليات الأرجل.

يغيب الجهاز الدوراني في بعض الحيوانات، تشمل الديدان المنبسطة (شعبة الديدان المسطحة). لا يحوي جوف جسمها سائل مبطن أو داخلي. بدلًا من ذلك يتصل البلعوم العضلي مع جهازها الهضمي متفرع بشدة الذي يؤمن انتقال مباشر للغذيات إلى جميع الخلايا. إن شكل الجسم الظهري-البطني في الديدان المنبسطة يقلل من المسافة بين أبعد خلية أو الخلايا الخارجية والجهاز الهضمي. أما الأوكسجين فينتقل من الماء المحيط بالخلايا إلى داخلها ويخرج ثاني أوكسيد الكربون. بالنتيجة تستطيع كل خلية الحصول على المغذيات، الماء، والأوكسجين دون الحاجة إلى جهاز ناقل.

• تخطيط القلب الكهربائي – من أجل تحري فعالية القلب الكهربائية.
• مقياس الضغط الشرياني والسماعة – من أجل تحري ضغط الدم.
• مقياس النبض – من أجل تحري وظيفة القلب (سرعة النبض، النظم القلبي، الضربات الهاجرة).
• النبض – يستخدم لتحديد سرعة القلب في غياب فعالية مرضية قلبية محددة.
• اختبار درجة امتلاء سرير الظفر – اختبار للتروية القلبية.
• وضع قنية ضمن الوعاء أو قثطرة قياس الضغط – لقياس الضغط الإسفيني الرئوي أو قياس الضغط في التجارب على الحيوانات قديما.

اكتشفت الصمامات القلبية من قبل طبيب في المدرسة الأبوقراطية في القرن الرابع قبل الميلاد ولكن لم تفهم وظيفتهم بشكل جيد حينها بسبب ركودة الدم ضمن الأوردة بعد الموت وبقاء الشرايين فارغة واعتقاد المشرحين القدماء بأن الشرايين مملوءة بالهواء ووظيفتها نقل الهواء. ثم فرق هيروفيلوس بين الأوردة والشرايين بوجود النبض الذي يعد إحدى خاصيات الشرايين.

لاحظ اراسيستراتوس أن الشرايين تنزف إذا ما قطعت أثناء الحياة وأرجع هذه الحقيقة إلى الظاهرة التالية: يهرب الهواء من الشريان ويستبدل بالدم الذي يدخل الشريان عبر أوعية صغيرة تصل بين الشرايين والأوردة. وهو بذلك اكتشف الشعريات الدموية ولكن مع جريان معاكس للدم. في القرن الثاني للميلاد، طبيب إغريقي يسمى غالينوس، عرف أن الأوعية الدموية تحمل الدم الذي يصنف إلى وريدي (أحمر غامق) وشرياني (أحمر قاني) لكل منهما وظيفة مميزة ومختلفة. تشتق الطاقة ونمو الأنسجة من الدم الوريدي الذي يتشكل في الكبد من الكيلوس بينما يؤمن الدم الشرياني القدرة الحياتية من خلال احتوائه على الهواء حيث يتشكل الدم الشرياني في القلب. يجري الدم من الأعضاء المشكلة إلى كل أقسام الجسم حيث يستهلك دون أن يعود إلى القلب أو الكبد.

القلب لا يضخ الدم وإنما حركته تمتص الدم خلال الاسترخاء ويتحرك الدم ضمن الشرايين بواسطة الضغط الموجود فيها. لقد آمن غالينوس بأن الدم الشرياني ينشأ من مرور الدم الوريدي من البطين الأيسر إلى الأيمن عبر مسام موجودة ضمن الحاجز بين البطينين، ويمر الهواء من الرئتين عبر الشريان الرئوي إلى القسم الأيسر من القلب. وخلال تشكل الدم الشرياني تتشكل الغازات الملوثة وتمر إلى الرئتين عبر الشريان الرئوي حيث تطرح خارج الجسم.

في عام 1242، أصبح طبيب عربي مسلم، يُدعى ابن النفيس أول شخص يصف بشكل صحيح عملية دوران الدم في الجسم البشري خاصة الدوران الرئوي، و عُدَّ بذلك أبو فيزيولوجية جهاز الدوران. يقول ابن النفيس في تعليقه على التشريح في كتاب القانون لابن سينا: "يجب أن يصل الدم من الحجرة اليمنى للقلب إلى الحجرة اليسرى ولكن لا يوجد طريق مباشر يصل بينهما فالحاجز السميك بين حجرات القلب غير مثقوب ولا يحوي مسام مرئية كما اعتقد بعض الناس أو مسام خفية كما اعتقد غالينوس. حيث يجري الدم من الحجرة اليمنى عبر الشريان الرئوي ليصل إلى الرئتين وينتشر عبر مكوناتها ليمتزج مع الهواء ويعود عبر الأوردة الرئوية إلى الحجرة اليسرى للقلب وهناك تشكل روح الحياة... ووجدت رسوم توضيحية تشرح هذه العملية.

في عام 1552، وصف ميشيل سيرفيتوس نفس العملية وكذلك ريلدو كولمبو برهن هذه النتيجة ولكنها بقيت غير معروفة في معظم أوروبا. وأخيرًا قام وليم هارفي، وهو تلميذ هيرونيموس فابريكيوس (الذي وصف الأوردة والشرايين سابقا دون أن يحدد ما هي وظيفتها)، بمجموعة من التجارب ليكتشف في عام 1628 الجهاز الدوراني البشري وتحدث عنه في كتابه الملهم. واستطاع هذا العمل أن يقنع العالم الطبي تدريجيا بصحته. لم يستطع هارفي أن يحدد اتصال الشرايين والأوردة عبر جهاز الشعريات الدموية إلى أن وصفت لاحقا من قبل مارسيللو مالبيفي.

• بوابة تشريح
• بوابة طب
• بوابة علم الأحياء
• بوابة علم وظائف الأعضاء