מערכת הדם: פונקציות, חלקים, סוגים, מחלות - אנטומיה ופיזיולוגיה - 2025

מערכת הדם כוללת סדרה של איברים לתזמר את הקטע של דם דרך כל הרקמות, המאפשרים ההובלה של חומרים שונים כגון חומרים מזינים, חמצן, פחמן דו חמצני, הורמונים, בין יתר. זה מורכב מהלב, הוורידים, העורקים והנימים.

תפקידה העיקרי טמון בהובלת חומרים, אם כי הוא משתתף גם ביצירת סביבה יציבה לתפקודים חיוניים מבחינת pH וטמפרטורה, כמו גם קשור לתגובה החיסונית ותורם לקרישת הדם.

מאת Lomappmi, מ- Wikimedia Commons

מערכות הדם יכולות להיות פתוחות - ברוב חסרי החוליות - המורכבות מלב אחד או יותר, חלל הנקרא המוצלה ורשת של כלי דם; או סגור - בחלק מחסרי החוליות ובכל החוליות - שם הדם מוגבל למעגל של כלי דם וללב.

בממלכת בעלי החיים מערכות הדם מגוונות מאוד ובהתאם לקבוצת בעלי החיים החשיבות היחסית של האיברים המרכיבים אותה משתנה.

לדוגמא, אצל בעלי חוליות הלב הלב מכריע בתהליך הדם, ואילו אצל פרוקי רגליים וחסרי חוליות אחרים תנועות הגפיים חיוניות.

מאפיינים

מערכת הדם אחראית בעיקר להובלת חמצן ופחמן דו חמצני בין הריאות (או הזימים, תלוי בבעלי המחקר) ורקמות הגוף.

באופן דומה, מערכת הדם אחראית על חלוקת כל חומרי התזונה המעובדים על ידי מערכת העיכול לכל רקמות הגוף.

זה גם מפיץ חומרי פסולת ומרכיבים רעילים לכליות ולכבד, כאשר לאחר תהליך ניקוי רעלים, הם מסולקים מהאדם דרך תהליך ההפרשה.

מצד שני, הוא משמש מסלול תובלה של ההורמונים המופרשים על ידי הבלוטות, ומפיץ אותם לאיברים בהם עליהם לפעול.

הוא משתתף גם ב: ויסות התרמי של אורגניזמים, התאמת נכון של זרימת הדם, בוויסות pH של האורגניזם ובשמירה על איזון נאותה הידרו-אלקטרוליט, כך שניתן יהיה לבצע את התהליכים הכימיים הנחוצים.

הדם מכיל מבנים הנקראים טסיות דם המגנים על האדם מפני דימום. לבסוף, הדם מורכב מתאי דם לבנים, ולכן יש לו תפקיד חשוב בהגנה מפני גופים ופתוגנים זרים.

חלקים (איברים)

מערכת הדם מורכבת ממשאבה - הלב - ומערכת של כלי. מבנים אלה יתוארו בפירוט בהמשך:

הלב

לבבות הם אברי שרירים עם תפקודי משאבה, המסוגלים להניע דם דרך כל רקמות הגוף. באופן כללי, הם מורכבים מסדרת תאים המחוברים בסדרה ומונחים על ידי שסתומים (או סוגרים במינים מסוימים).

אצל יונקים, ללב יש ארבעה תאים: שני אטריה ושני חדרי שינה. כאשר הלב מתכווץ, גורש דם למחזור הדם. תאי הלב המרובים מאפשרים ללחץ לעלות כאשר הדם נע מהוורידי לאזור העורק.

חלל הפרוזדורים לוכד את הדם והתכווצויותיו שולחות אותו לחדרים, שם הצירים מעלימים דם בכל הגוף.

שריר הלב מורכב משלושה סוגים של סיבי שריר: התאים של הצומת הסינוטריאלי והטריו-צנטריאלי, תאי האנדוקארדיום החדר וסיבי שריר הלב.

הראשונים הם קטנים ומתכווצים בצורה חלשה, הם פעילים בהפרעה קצבית וההולכה בין התאים נמוכה. קבוצת התאים השנייה גדולה יותר, מתכווצת חלש אך מוליכה במהירות. לבסוף, הסיבים הם בגודל ביניים, עם כיווץ חזק ומהווים חלק חשוב מהלב.

מבנה הלב

אצל בני אדם, הלב ממוקם באזור הקדמי התחתון של המדיאסטינום, נתמך על ידי הסרעפת ומאחורי עצם החזה. הצורה חרוטית ומזכירה מבנה פירמידלי. קצה הלב נקרא האפקס והוא ממוקם באזור השמאלי של הגוף.

חתך רוחב של הלב יגלה שלוש שכבות: האנדוקארדיום, שריר הלב והאיקארדיום. האזור הפנימי הוא האנדוקארדיום, הרציף עם כלי הדם ונמצא במגע עם הדם.

השכבה האמצעית היא שריר הלב וכאן כמות הכמות הגדולה ביותר של מסת הלב. הרקמה שיוצרת אותה היא התכווצות שרירית, לא רצונית ובעלת סימני מתיחה. המבנים המחברים בין תאי לב הם הדיסקים הבין-קליריים, ומאפשרים להם לפעול באופן סינכרוני.

הכיסוי החיצוני של הלב נקרא אפיקארדיום והוא מורכב מרקמות חיבור. לבסוף מוקף הלב קרום חיצוני הנקרא פריקרדיום, שבתורו מחולק לשתי שכבות: הסיבי והשרירי.

הנקבובית הסרונית מכילה את נוזל הנקבה, שתפקידו שימון ודכדוך של תנועות הלב. ממברנה זו מחוברת לחזה עצם החזה, עמוד השדרה והסרעפת.

פעילות חשמלית של הלב

פעימות הלב מורכבות מהתופעות הקצביות של סיסטולי ודיאסטולות, כאשר הראשונה תואמת התכווצות והשנייה להרפיה של מסת השריר.

בכדי שיתרחש התכווצות תאים, חייב להיות פוטנציאל פעולה שקשור אליהם. הפעילות החשמלית של הלב מתחילה באזור המכונה "קוצב לב", שמתפשט לתאים מזווגים אחרים דרך הממברנות שלהם. קוצבי לב נמצאים בסינוס הוורידי (בלב החוליות).

עורקים

עורקים הם כל הכלים שעוזבים את הלב ובדרך כלל נמצא בהם דם מחומצן, המכונה דם עורקי. כלומר, הם יכולים לשאת דם מחומצן (כמו אבי העורקים) או דם מחומצן (כמו עורק הריאה).

שימו לב שההבחנה בין ורידים ועורקים אינה תלויה בתכנם, אלא ביחסים שלהם עם הלב ועם רשת הנימים. במילים אחרות, הכלים שיוצאים מהלב הם העורקים ואלה שמגיעים אליו הם הוורידים.

דופן העורקים מורכבת משלוש שכבות: הקרובה ביותר היא אינטימה הטוניקה הנוצרת על ידי אנדותל דק על קרום אלסטי; אמצעי התקשורת הטוניקה הנוצרים על ידי סיבי שריר חלק ורקמות חיבור; ולבסוף הטוניקה החיצונית או הרפתקאות המורכבות מרקמות שומן וסיבי קולגן.

ככל שהעורקים מתרחקים מהלב, הרכבם משתנה, מה שמגדיל את שיעור השריר החלק ופחות גמישות, והם נקראים עורקי שרירים.

לחץ דם

ניתן להגדיר את לחץ הדם ככוח שהדם מפעיל על דפנות הכלים. אצל בני אדם, לחץ הדם הסטנדרטי נע בין 120 מ"מ לס"ג בסיסטולה, ל 80 מ"מ ג"ג בדיאסטול, ובדרך כלל מסומן על ידי הספרות 120/80.

נוכחות של רקמה אלסטית מאפשרת לדופק העורקים בזמן שדם זורם במבנה ובכך עוזר לשמור על לחץ דם גבוה. קירות העורקים חייבים להיות עבים במיוחד כדי למנוע את קריסתם כאשר לחץ הדם יורד.

ורידים

ורידים הם כלי דם האחראים להובלת הדם ממערכת רשת הנימים ללב. בהשוואה לעורקים, הוורידים הם הרבה יותר נפוצים ויש להם קיר דק יותר, הם פחות אלסטיים וקוטרם גדול יותר.

כמו עורקים, הם מורכבים משלושה שכבות היסטולוגיות: הפנימית, האמצעית והחיצונית. הלחץ בעורקים נמוך מאוד - בסדר גודל של 10 מ"ג - לכן יש לסייע להם במסתמים.

נימים

נימים התגלו על ידי החוקר האיטלקי מרצ'לו מלפיגי בשנת 1661, ובחן אותם בריאות דו-חיים. הם מבנים בשפע מאוד היוצרים רשתות נרחבות כמעט כמעט בכל הרקמות.

קירותיו מורכבים מתאי אנדותל עדינים, המחוברים על ידי סיבי רקמת חיבור. זה הכרחי כי הקירות יהיו דקים כך שהחלפת גזים וחומרים מטבוליים מתרחשת בקלות.

מדובר בצינורות צרים מאוד, אצל יונקים קוטר משוער של 8 מיקרומטר, גדול מספיק בכדי שתאי הדם יעברו דרכם.

הם מבנים אשר חדורים ליונים קטנים, חומרים מזינים ומים. כאשר הם נחשפים ללחץ דם, נוזלים נאלצים לצאת לחלל הביניים.

נוזלים יכולים לעבור דרך שקעים בתאי האנדותל או דרך שלפוחית. לעומת זאת, חומרים בעלי אופי שומנים יכולים להתפשט בקלות דרך קרומי תאי האנדותל.

דָם

הדם הנו נוזל צמיג וסמיך האחראי להובלת היסודות, הוא נמצא בדרך כלל בטמפרטורה של 38 מעלות צלזיוס ומהווה 8% מהמשקל הכולל של אדם ממוצע.

במקרה של בעלי חיים פשוטים מאוד, כמו פלנטרין, לא ניתן לדבר על "דם", מכיוון שיש להם רק חומר ברור ומימי המורכב מתאים וכמה חלבונים.

ביחס לבעלי חיים חסרי חוליות, שיש להם מערכת זרימת דם סגורה, דם ידוע בדרך כלל בכינוי המולימפה. לבסוף, בבעלי חוליות, הדם הוא רקמה נוזלית מורכבת ביותר והמרכיבים העיקריים בהם הם פלזמה, אריתרוציטים, לויקוציטים וטסיות דם.

פְּלַסמָה

הפלזמה מהווה את שיקוי הדם הנוזלי ותואם 55% מכלל ההרכב שלו. תפקידה העיקרי הוא הובלת חומרים ויסות נפח הדם.

חלבונים מסוימים מומסים בפלזמה, כמו אלבומין (מרכיב עיקרי, יותר מ 60% מסך החלבונים), גלובולינים, אנזימים ופיברינוגן, כמו גם אלקטרוליטים (Na ⁺ , Cl ^- , K ⁺ ), גלוקוז, חומצות אמינו, פסולת חילוף חומרים, בין היתר.

הוא מכיל גם סדרה של גזים מומסים, כמו חמצן, חנקן ופחמן דו חמצני, המשקעים המיוצרים בתהליך הנשימה ויש לחסל אותם מהגוף.

רכיבים מוצקים

לדם מרכיבים תאיים התואמים את 45% הנותרים בדם. אלמנטים אלה תואמים את תאי הדם האדומים, תאי הדם הלבנים והתאים הקשורים לתהליך הקרישה.

תאי דם אדומים, הנקראים גם אריתרוציטים, הם דיסקים דו-עוריים ואחראים להובלת חמצן בזכות נוכחותו של חלבון הנקרא המוגלובין. עובדה מוזרה לגבי תאים אלה היא שבקרב יונקים אריתרוציטים בוגרים חסרי גרעין.

מדובר בתאים בשפע מאוד, במיליליטר דם יש 5.4 מיליון תאי דם אדומים. זמן מחצית החיים של אריתרוציט במחזור הוא כארבעה חודשים, בהם הוא יכול לנסוע יותר מ- 11,000 ק"מ.

תאי דם לבנים או לויקוציטים קשורים לתגובה החיסונית ונמצאים בשיעור נמוך יותר מתאי דם אדומים, בסדר גודל של 50,000 עד 100,000 למיליליטר דם.

ישנם מספר סוגים של תאי דם לבנים, כולל נויטרופילים, בזופילים ואאוזינופילים, המקובצים תחת הקטגוריה של גרנולוציטים; ואגרנולוציטים המתאימים ללימפוציטים ומונוציטים.

לבסוף, ישנם שברי התא הנקראים טסיות דם - או תרומבוציטים בחוליות אחרות - שמשתתפים בתהליך הקרישה, ומונעים דימום.

מקור: pixabay.com

סוגי מערכות הדם

בעלי חיים קטנים - בקוטר פחות מ- 1 מ"מ - מסוגלים להעביר חומרים בגופם על ידי תהליכי דיפוזיה פשוטים.

עם זאת, עם העלייה בגודל הגוף מגיע הצורך באיברים מיוחדים להפצת חומרים, כגון הורמונים, מלחים או פסולת, לאזורים השונים בגוף.

אצל בעלי חיים גדולים יותר יש מגוון של מערכות הדם הממלאות ביעילות את תפקוד הובלת החומרים.

כל מערכות הדם חייבות להיות בעלות האלמנטים הבאים: גוף ראשי האחראי על שאיבת נוזלים; מערכת עורקים המסוגלת להפיץ דם ולאגור לחץ; מערכת נימים המאפשרת העברת חומרים מהדם לרקמות ולבסוף מערכת ורידית.

מערכת העורקים, הוורידים והנימים מהווים את מה שמכונה "זרימת היקף".

באופן זה, מערך הכוחות המבוצעים על ידי האיברים שהוזכרו בעבר (פעימות הלב הקצביות, הרתיעה האלסטית של העורקים והתכווצויות השרירים המקיפים את כלי הדם) מאפשרים את תנועת הדם בגוף.

מערכות הדם הפתוחות

תפוצה פתוחה קיימת בקבוצות שונות של בעלי חיים חסרי חוליות, כמו סרטנים, חרקים, עכבישים ורכיכות שונות. זה מורכב ממערכת דם שנשאבת על ידי הלב ומגיעה לחלל שנקרא המוצלה. בנוסף, יש להם לב אחד או יותר כלי דם.

ההמוצלה יכולה לתפוס בחלק מהאורגניזמים עד 40% מכמות הנפח הכוללת בגוף והיא ממוקמת בין אקטודרם לאנדודרם, כזכור שלבעלי חיים משולשים (המכונים גם טריפלובלסטיקה) שלושה עלים עובריים: האנדודרם, מזודרם ואקטודרם.

לדוגמה, בחלק ממיני הסרטנים נפח הדם מתאים ל 30% מנפח הגוף.

החומר הנוזלי שנכנס להמוצלה נקרא המולימפה או דם. בסוגים אלו של מערכות אין חלוקה של דם דרך נימים לרקמות, אך האיברים נרחצים ישירות על ידי המולימפה.

כאשר הלב מתכווץ, השסתומים נסגרים והדם נאלץ לנסוע להמוצלה.

הלחצים של מערכות הדם הסגורות נמוכים למדי, בין 0.6 ל 1.3 קילופסקלים, אם כי התכווצויות המיוצרות על ידי הלב ושרירים אחרים יכולים להעלות את לחץ הדם. בעלי חיים אלה מוגבלים במהירות ובפיזור זרימת הדם.

מערכות הדם הסגורות

במערכות הדם הסגורות, הדם נע במעגל המורכב מצינורות ועוקב אחר הנתיב מהעורקים לעורקים, עובר דרך הנימים.

מערכת הדם מסוג זה קיימת בכל בעלי החוליות (דגים, דו-חיים, זוחלים, ציפורים ויונקים) ובחלק מחסרי החוליות כמו תולעת האדמה ובחליקי האף.

מערכות סגורות מאופיינות בהצגת הפרדה ברורה של פונקציות בכל אחד מהאיברים המרכיבים אותו.

נפח הדם תופס חלק קטן בהרבה מאשר במערכות פתוחות. בערך 5 עד 10% מסך נפח גופו של הפרט.

הלב הוא האיבר החשוב ביותר ואחראי לשאיבת דם במערכת העורקים ובכך לשמור על לחץ דם גבוה.

מערכת העורקים אחראית על אחסון הלחץ שמאלץ את הדם לעבור דרך הנימים. לכן בעלי חיים עם מחזור סגור יכולים להעביר חמצן במהירות.

נימים, בהיותם כה דקים, מאפשרים חילופי חומרים בין דם לרקמות, מתווכים תהליכי דיפוזיה, הובלה או סינון פשוטים. הלחץ מאפשר תהליכי אולטרה-סינון בכליות.

התפתחות מחזור הדם

לאורך התפתחותם של בעלי חיים בעלי חוליות, הלב גדל בעיקר במורכבותו. אחד החידושים החשובים ביותר הוא העלייה ההדרגתית בהפרדת הדם המחומצן והמחומצן.

מַזַל דָגִים

אצל חוליות החוליות הפרימיטיביות ביותר, דגים, הלב מורכב מסדרה של חללים התכווצים, עם אטריום אחד בלבד וחדר אחד. במערכת הדם של הדגים, נשאבים דם מהחדר הבודד, חולפים על פני נימים בזימים, שם מתרחשת ספיגת חמצן ופולט דו תחמוצת הפחמן.

הדם ממשיך במסעו בשאר חלקי הגוף ואספקת החמצן לתאים מתרחשת בנימי הדם.

דו-חיים וזוחלים

כשמקורם של שושלת דו-חיים ואחר-כך של זוחלים, מופיע חדר חדש בלב, המציג כעת שלוש תאים: שני אטריה וחדר אחד.

עם חידוש זה, הדם המחומצן מגיע לאטריום הימני והדם המגיע מהריאות מגיע לאטריום השמאלי, שמועבר על ידי החדר עם הימין.

במערכת זו, הדם המחומצן נשאר בחלק הימני של החדר והמחמצן בשמאל, אם כי יש ערבוב כלשהו.

במקרה של זוחלים, ההפרדה מורגשת יותר מכיוון שיש מבנה פיזי המחלק באופן חלקי את האזורים השמאליים והימניים.

ציפורים ויונקים

בשושלות אלה, אנדותרמיה (בעלי חיים "בעלי דם חם") מובילה לדרישות גבוהות יותר לאספקת חמצן לרקמות.

לב עם ארבעה תאים מסוגל לעמוד בדרישות הגבוהות הללו, שם החדרים הימניים והשמאליים מפרידים בין הדם המחומצן לבין הדוקסידנטים. לפיכך, תכולת החמצן המגיעה לרקמות היא הגבוהה ביותר האפשרית.

אין קשר בין חדרי הלב השמאלי והימני, מכיוון שהם מופרדים על ידי מחצה עבה או מחיצת עבה.

החללים הממוקמים בחלק העליון הם האטריה, מופרדים על ידי המחצה הבין-רחבי, ואחראים על קבלת הדם. הוונה קאווה העליונה והנחותה קשורים לאטריום הימני, ואילו ארבעת הוורידים הריאתיים מגיעים לאטריום השמאלי, שניים מגיעים מכל ריאה.

החדרים ממוקמים באזור התחתון של הלב ומחוברים לאטריה דרך השסתומים האטריוונטיקולריים: הטריקוספיד, שנמצא בצד ימין, והמטרלית או הדו-שרביט משמאל.

מחלות שכיחות

מחלות לב וכלי דם, המכונות גם מחלות כליליות או לב, כוללות סדרה של פתולוגיות הקשורות בתפקודם הלא נכון של הלב או כלי הדם.

על פי סקרים שבוצעו, מחלות לב וכלי דם הן גורם המוות המוביל בארצות הברית ובמדינות אירופאיות מסוימות. גורמי סיכון כוללים אורח חיים בישיבה, תזונה עתירת שומן ועישון. בין הפתולוגיות הנפוצות ביותר הן:

יתר לחץ דם עורקי

יתר לחץ דם מורכב מערכים מוגדרים של לחץ סיסטולי, גדולים מ -140 מ"מ כספית ולחץ דיאסטולי יותר מ- 90 מ"מ כספית. זה מוביל לזרימת דם לא תקינה בכל מערכת הדם.

הפרעות קצב

המונח הפרעות קצב מתייחס לשינוי קצב הלב, תוצר של קצב לא מבוקר - טכיקרדיה - או ברדיקרדיה.

הגורמים להפרעות קצב שונות הם מגוונים, החל מאורח חיים לא בריא וכלה בירושה גנטית.

מלמולים בלב

מלמולים מורכבים מקולות לב לא תקינים שמתגלים בתהליך האושר. צליל זה קשור לעלייה בזרימת הדם בגלל בעיות שסתומים.

לא כל המלמולים חמורים באותה מידה, זה תלוי במשך הצליל ובאזור ובעוצמת הרעש.

טרשת עורקים

זה מורכב מהתקשות וצבירת שומן בעורקים, בעיקר בגלל תזונה לא מאוזנת.

מצב זה מקשה על מעבר הדם, ומגדיל את הסבירות לבעיות לב וכלי דם אחרות, כמו שבץ מוחי.

אִי סְפִיקַת הַלֵב

אי ספיקת לב מתייחסת לשאיבת דם לא יעילה לשאר חלקי הגוף, וגורמת לתסמינים של טכיקרדיה ובעיות נשימה.

הפניות

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2003). ביולוגיה: חיים על כדור הארץ. חינוך פירסון.
2. דונרסברגר, א.ב., ולסק, AE (2002). ספר מעבדה לאנטומיה ופיזיולוגיה. פיידוטריבו העריכה.
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, and Garrison, C. (2007). עקרונות משולבים של זואולוגיה. מקגרו-היל.
4. קרדונג, KV (2006). חוליות חוליות: אנטומיה השוואתית, תפקוד, אבולוציה. מקגרו-היל.
5. Larradagoitia, LV (2012). אנטומופיזיולוגיה בסיסית ופתולוגיה. Paraninfo העריכה.
6. פרקר, טי.ג'יי, והסוול, וושינגטון (1987). זוֹאוֹלוֹגִיָה. אקורדים (כרך ב '). התהפכתי.
7. רנדל, ד., בורגרן, WW, בורגגרן, וו., צרפתית, ק., ואקרט, ר. (2002). פיזיולוגיה של אקרט בעלי חיים. מקמילן.
8. Vived, AM (2005). יסודות הפיזיולוגיה של פעילות גופנית וספורט. פנמריקנית רפואית אד.