تطوير ووظيفة نظام القلب والأوعية الدموية

كلما كان الكائن الحي متعدد الخلايا ، زاد تعقيد الدورة الدموية أو نظام القلب والأوعية الدموية. في الكائنات الحية البدائية متعددة الخلايا ، يكفي وجود نظام قناة بسيط يمثل الأمعاء والدورة الدموية في نفس الوقت. ولكن حتى دودة الأرض لديها نظام دوري متطور بشكل بدائي. من مرحلة التطور إلى مرحلة التطور ، أصبح الأمر أكثر تعقيدًا ووصل إلى أعلى مستوياته في الثدييات عالية التطور ، تمامًا مثل الإنسان.

تطور الدورة الأيضية

كما هو معروف ، ترتبط الحياة بعمليات التمثيل الغذائي في الخلايا. لا يمكن لأي كائن حي - سواء كان مكونًا من خلية واحدة أو عدد كبير من الخلايا - أن يوجد دون امتصاص العناصر الغذائية وإطلاق منتجات التمثيل الغذائي. إنها تمثل الجزء الأساسي من الوحدة بين الكائن الحي والبيئة ، فالكائنات وحيدة الخلية الموجودة في الماء تأخذ "طعامها" مباشرة من البيئة ، من الماء ، وتطلق نواتج التحلل الأيضي إلى الماء. كلاهما يحتاج فقط إلى المرور عبر غشاء الخلية في كلا الاتجاهين.

ولكن أيضًا تخضع كل خلية مفردة في مجموعة خلوية أو كائن متعدد الخلايا معقد لنفس المبادئ فيما يتعلق بعملية التمثيل الغذائي مثل الكائن أحادي الخلية. كما أنها تحصل على طعامها من بيئتها ، الفضاء خارج الخلية ، وتطلق منتجاتها المتكسرة هناك مرة أخرى. لكن السائل الذي تحصل منه هذه الخلية على غذائها ليس ماء مثل البحر أو مياه البحر ، بل سائل الجسم ، الذي تشكل على مدى ملايين السنين ، يتكيف بدقة شديدة مع الكائن الحي وظروفه المعيشية ويجب تجديده باستمرار.

أدت هذه الضرورة إلى ظهور ما يسمى بالدورة ، وهو شرط أساسي لا غنى عنه لعملية التمثيل الغذائي لكل خلية في كائن حي أكثر تنظيماً. ينقل المواد الأساسية - الأكسجين والعناصر الغذائية الأخرى - إلى كل خلية على حدة ويجلب منتجاتها الأيضية إلى حيث تتم معالجتها أو إفرازها.

هيكل ووظيفة الجهاز الدوري

ما هي العمليات الأساسية التي يمكن إرجاع الدورة إليها؟ لكي نتمكن من الإجابة على هذا السؤال ، علينا أن نبدأ من الأنواع الحيوانية الأدنى. إذا تخيلنا أن الكائنات متعددة الخلايا نشأت من انقسام الخلايا الفردية ، والتي ، مع ذلك ، لم تنفصل تمامًا عن بعضها البعض ، فإننا نفهم أن الكائنات البدائية متعددة الخلايا تحتاج فقط إلى نظام قناة يخترق فيه السائل من الخارج والمغذيات التي يحتوي عليها يجلب الاتصال المباشر مع الخلايا. في مثل هذه الكائنات الحية ، تكون الأمعاء والدورة الدموية متطابقة ؛ ينقل منعكس البلع البدائي دائمًا المياه الجديدة الغنية بالمغذيات إلى نظام القناة. في سياق التطور ، ظهر نظام الأوعية الدموية (المعدة - المعدة ، الأوعية الدموية - الأوعية) ، حيث تنبثق القنوات من المعدة ، حيث يتدفق الماء "المبتلع" ويصل إلى الخلايا.

تخترق العناصر الغذائية الموجودة في الماء داخل الكائن الحي عن طريق منعكس البلع ومن هناك يتم نقلها إلى الخلايا الفردية عبر نظام القناة. نعلم جميعًا أن الاحتراق عنصر رئيسي في عملية التمثيل الغذائي داخل الخلايا وأنه بدون الأكسجين لا يوجد احتراق. كلما أصبح الكائن الحي أكبر وأكثر تعددًا للخلايا ، زادت الحاجة إلى الأكسجين. ونتيجة لذلك ، تشكلت خلايا خاصة بالقرب من فتحة الجزء العلوي من الجسم ، حيث يضخ منعكس البلع الماء إلى الأمعاء ، التي تمتص الأكسجين من الماء وتنتقل به إلى الجسم. في نفس وقت عملية التمايز تقريبًا ، تطور نظام القناة الذي كان متصلاً بالأمعاء إلى نظام مستقل.

يمكن لعصير الجسم الخاص الموجود هنا - ما يسمى بالدملمف - الحصول على العناصر الغذائية التي تمت تصفيتها من خلال خلايا جدار الأمعاء. لذلك جاء حول:

1. التمثيل الغذائي الخارجي بمكونيه ، امتصاص الأكسجين وامتصاص الطعام ، ومعالجتهما داخل الأمعاء إلى مركبات قابلة للذوبان في الماء يمكن أن تمتصها خلايا الأمعاء ،

2. الأيض الداخليالذي يعتمد على إمداد الأكسجين والعناصر الغذائية الأخرى التي يتم نقلها إلى كل خلية فردية بمساعدة الدملمف.

نظام الأوعية الدموية ، الذي من خلاله تصل هذه السوائل المحددة إلى الخلايا ، هو نظام مفتوح في المراحل الدنيا من التطور ويتغير إلى مساحات سائلة يتم تزويد الخلايا منها بالعناصر الغذائية. فقط على مستوى أعلى من التطور تطورت إلى نظام مغلق. يتم تحفيز الحركة الدائرية لسوائل الجسم في مثل هذه الأنواع من الحيوانات عن طريق منعكس البلع في فتحة الجزء العلوي من الجسم ، والتي ، مع الإيقاع الذي يضخ به الماء إلى الأمعاء ، تحافظ أيضًا على حركة السائل في جميع أنظمة القنوات الأخرى.

أصبح هذا الإيقاع مناسبة لإعادة تشكيل أقوى للخلايا الحساسة بشكل خاص للمحفزات ، والتي نقلت في البداية الحركة التي بدأت في جزء الحلق بفعل البلع إلى أقسام أعمق من الأنبوب المعوي والأنظمة الوعائية ، ووجدت لاحقًا إيقاعها الخاص ، المنسق بواسطة الوصلات العصبية. (وهذا ما يفسر أن الأمعاء والجهاز الوعائي يعملان من خلال نفس الجزء من الجهاز العصبي ، ما يسمى بالجهاز العصبي الخضري.)

وظيفة وتطور الدم في نظام القلب والأوعية الدموية

لم يعد من الصعب الآن فهم سبب تحريك الأسماك - حتى عندما لا يأكلون الطعام ، دائمًا ما يحرك فمهم وخياشيمهم في نفس الوقت ، لأن الخلايا التي تأخذ الأكسجين من الماء وتنقله إليه تتركز في الخياشيم ينقل الدم. هنا يجب أن نستخدم كلمة "دم" للمرة الأولى ، لأنه حيث كان الدملمف المشبع بالمغذيات فقط في السابق كان يتحرك بالفعل في هذه المرحلة من التطور ، المكون من العديد من الخلايا الفردية والماء والبروتين المذاب والمواد المالحة. من السهل نسبيًا فهم الخطوة حتى هذه النقطة إذا اعتبرت أن تجمعات الخلايا التي كانت بعيدة عن الخياشيم يجب أيضًا تزويدها بالأكسجين. هذا جعل تطوير الخلايا ضروريًا ، وظيفتها الوحيدة هي نقل الأكسجين.

تدور هذه الخلايا في السائل الدموي ، وتمتلئ بالأكسجين في كل مرة تمر فيها عبر الخياشيم وتحمله إلى أبعد أجزاء الجسم. في سياق المزيد من التطوير ، لم يعد الإيقاع المنقول من منعكس البلع إلى نظام الأوعية الدموية كافياً لضمان حاجة الكائن الحي إلى العناصر الغذائية والأكسجين. وهكذا تطورت تدريجياً "محطة ضخ دم" مركزية ، القلب ، في منتصف جهاز الدورة الدموية ، حيث تضع حركة الدم أكبر ضغط على جدران الأوعية الدموية ، وينتج الإيقاع المستمر في النهاية خلايا "مؤهلة" للإيقاع.

من المعروف أن كل مراحل التطور هذه نشأت في الحيوانات التي عاشت في الماء. لم يكن ذلك ممكناً في البلاد. ولكن بعد فصل الأمعاء والجهاز الوعائي ، وبعد ظهور نظام الخياشيم والدم المحتوي على الخلايا والقلب ، كانت الخياشيم بحاجة "فقط" لتحويل نفسها إلى الرئتين عن طريق التعود على أخذ الأكسجين من الهواء بدلاً من الماء ، و تم بالفعل إعطاء شرط واحد ضروري لوجود الكائنات الحية على الأرض: التمثيل الغذائي الخارجي.

بالنسبة للجزء الثاني من التمثيل الغذائي الخارجي ، كان من الممكن امتصاص السوائل من حين لآخر في الأمعاء. بالإضافة إلى ذلك ، كانت هناك حاجة لبعض الغدد (الغدد اللعابية) لمزج الأطعمة الصلبة مع السوائل بحيث تستمر المغذيات الذائبة في الماء في المرور عبر جدار الأمعاء ومن هناك إلى الدم. يعلم الجميع بالفعل من المدرسة أن القلب ينقسم إلى حجرات معينة ، إحداها (على اليمين) الدم المفتقر للأكسجين من الجسم إلى الرئتين ، والأخرى (اليسرى) الدم المؤكسج حديثًا في الرئتين ضخ في محيط الجسم.

من الأمعاء ، جزئيًا مع الوريد البابي عبر الكبد وجزئيًا عبر جهاز ليمفاوي خاص ، تدخل العناصر الغذائية الفعلية الدم قبل القلب. وبالتالي فإن نظام القلب والأوعية الدموية له وظيفة مساعدة مهمة في الحفاظ على الحياة. يصل الأكسجين الممتص أو العناصر الغذائية التي دخلت الدم عبر القناة المعوية إلى الأطراف ، وهي أصغر الأوعية الدموية ، حيث يتم إمداد كل خلية من خلايا الجسم بعد خروج المواد المذكورة من مجرى الدم وتحدث عمليات التبادل المعقدة.

أهمية الأكسجين في نظام القلب والأوعية الدموية

من استعراضنا لتاريخ تطور وظائف القلب والدورة الدموية ، يمكن أن نستنتج أن الدورة الدموية في الكائن متعدد الخلايا نشأت من عملية التمثيل الغذائي لكل خلية. بمجرد أن نفهم هذا ، سنفهم أيضًا التدابير الضرورية للحفاظ على الدورة مرتبة - إلى أقصى حد ممكن. قبل القيام بذلك ، يجب ذكر بعض الحقائق.لقد سبق ذكر الإيقاع ، والذي يتم تنسيقه والحفاظ عليه بشكل متبادل بواسطة الخلايا العصبية ووصلاتها ببعضها البعض وبواسطة قوة الخلايا العضلية. ومع ذلك ، مثل أداء كل خلية ، فهي تعتمد على التمثيل الغذائي - أي أنها تتطلب الإمداد بالأكسجين والمواد المغذية الأخرى.

وفقًا لذلك ، يجب إمداد جميع الأعضاء بخلاياها الفردية بالدم للحفاظ على نشاطها الحيوي ، بما في ذلك الدماغ. يتفاعل الدماغ على وجه الخصوص بحساسية شديدة مع نقص الأكسجين: عادة ما يعتمد ما يسمى بالإغماء أو فقدان الوعي على ذلك. ولكن هذه هي بالضبط الطريقة التي يمكن أن يؤدي بها نقص الأكسجين في مراكز التنسيق في الدماغ إلى تعطيل تنسيق وظائف الأعضاء الفردية. تؤثر هذه اللوائح أيضًا على نظام الغدد ذات الإفراز الداخلي ، والتي يعتمد على منتجاتها (الهرمونات) النشاط المنظم لوظائف الأعضاء الأخرى.

تحتاج عضلة القلب أيضًا إلى تدفق دم وفير بشكل خاص ، حيث يتعين عليها الحفاظ على حركة الدم ليلاً ونهارًا دون انقطاع. يتم توفيره عن طريق الشرايين التاجية. لذلك فإن إغلاقها عن طريق بؤر التكلس وجلطات الدم أو انقباضها بسبب تشنجات الأوعية الدموية لفترات طويلة له أهمية كبيرة لحياة الإنسان ويمثل الأساس العضوي لعدد من مشاكل القلب. ونرى أن الحفاظ على حياة صحية عملية انتظام كمية هائلة من الاعتماد المتبادل العمليات المطلوبة.

الوقاية من أمراض القلب والأوعية الدموية

كيف يمكننا - حتى لو لم نكن نعرف كل هذه العمليات - ما زلنا نسهم في الحفاظ على انتظام تداولنا؟ لا تعرف الحيوانات شيئًا عن نظام الدورة الدموية ، على سبيل المثال ، ومع ذلك فهي لا تموت قبل الأوان بسبب اضطرابات القلب أو الدورة الدموية - بشرط أن تعيش في البرية. البحث عن الغذاء والماء ونشاطهما البيئي يحميهم من هذه الأمراض. عضلاتك بحاجة للتحرك. وبالتالي يتم وضع عملية التمثيل الغذائي الخاصة بهم تحت ضغط أكبر ، وفي نفس الوقت يتم دفع الدم نحو الرجال.

لكنهم لن يأكلوا أبدًا - ما لم يغريهم البشر - أكثر مما يسمح به جوعهم. من ناحية أخرى ، جعل الناس عملية حياتهم أسهل إلى حد كبير. خيارات القيادة توفر لهم المشي. إنهم يحبون تناول الطعام ، كثيرًا جدًا ، ويجدون الراحة بعد ذلك ممتعة. لكن الدورة البشرية تحتاج إلى نفس القدر من الحركة العضلية التي تحتاجها دورة الحيوان. على سبيل المثال ، إذا تم القيام بعمل بدني يؤدي إلى زيادة نشاط العضلات ، فإن العمليات المختلفة تتشابك لجلب المزيد من الدم إلى الأعضاء النشطة. يتم دائمًا تزويد العضو النشط بدم أكثر من العضو غير النشط.

مع وجود حمولة أقل ، يكون التغيير في كمية الدورة الدموية كافياً. ومع ذلك ، إذا تم إجراء عمل عضلي ثقيل يؤثر على مناطق عضلية كبيرة ، يزداد تدفق الدم عن طريق إفراغ ما يسمى مخازن الدم. يعمل القلب بجهد أكبر "لضخ" كمية أكبر من الدم المنتشر في الجسم. هذا يعني أنه يلبي المتطلبات المتزايدة. ولكن أيضًا من الجهاز العصبي المركزي ، في نفس الوقت الذي يتأثر فيه النشاط الحركي المتغير ، عمل العضلات ، تتأثر الأوعية الدموية التي تغذي العضلات. هذا يسهل وصول الدم إلى هذه المنطقة المجهدة للغاية.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن المنتجات الأيضية التي ينتجها النشاط العضلي المتزايد تتدخل في نظام القلب والأوعية الدموية بطريقة منظمة. كما يتم زيادة التنفس بشكل كبير لأنه يجب أيضًا أن يتكيف مع الظروف الجديدة.

بعبارات أخرى: كما أن العمل البدني أو الرياضة والحركة يدربان أيضًا جهاز الدورة الدموية للإنسان. لكن هناك عوامل أخرى يمكنها أيضًا تغيير نشاط القلب والأوعية الدموية ، على سبيل المثال المشاعر الإيجابية أو السلبية عبر الجهاز العصبي المركزي. الفرح والتوقع يجعل القلب ينبض بشكل أسرع ؛ يمكن أن يؤثر الغضب والخوف والصراع المستمر بشكل سلبي على نشاط القلب. التدريب البدني العام ، كما يمكن تحقيقه من خلال ممارسة عدة أنواع من الرياضة ، له تأثير إيجابي على الكائن الحي بأكمله وبالتالي على نشاط القلب والأوعية الدموية. إن التربية على الاستمتاع بالرياضة والتمارين الرياضية وكل شيء جميل يجعل حياة الفرد أكثر ثراءً بالمشاعر الإيجابية.

المعرفة الجيدة والعمل الناجح والثقة في بعضنا البعض والاحترام المتبادل يقلل من الخوف والغضب والصراع. وهكذا ، في عصرنا ونظامنا الاجتماعي ، الذي يمنحه فرصًا كافية للتربية والرياضة وكذلك للنجاح المهني ، يتمتع الناس بفرص عديدة في حياتهم وعاداتهم ومتطلباتهم التي يضعونها على جسمهم من الناحية الجسدية والنفسية ، لحماية الدورة الدموية من التلف. تسمح القدرة الكبيرة للكائن البشري على التكيف أيضًا لأولئك الذين عانوا من ضرر في الدورة الدموية بسبب الأمراض أو عادات نمط الحياة الضارة لاستعادة صحتهم ، إذا كان الشخص المعني يضع تدريجياً مطالب متزايدة على جهاز الدورة الدموية عن طريق تغيير نمط حياته.