چرخه کار قلب چگونه است؟ — به زبان ساده

قلب به طور متوسط 60 الی 100 بار در دقیقه می‌تپد. این پمپ قدرتمند با هربار تپش مقداری خون را به سیستم عروقی پمپ می‌کند و سبب حرکت خون در بدن می‌شود. اگر به این عدد بیشتر دقت کنیم متوجه می‌شویم که از هر ضربان قلب تا ضربان بعدی حدود 0/8 ثانیه طول می‌کشد. اما در این 0/8 ثانیه حیاتی چه روی می‌دهد؟ در این نوشته به پاسخ این پرسش خواهیم پرداخت.

ضربان قلب

در فاصله بین دو ضربان قلب چرخه ای وجود دارد که از دو مرحله اصلی انقباض یا سیستول و مرحله استراحت یا دیاستول تشکیل شده است.

• سیستول: طی این مرحله با انقباض ماهیچه قلب در هر ضربان خون به گردش می‌آید.
• دیاستول: طی این مرحله ماهیچه قلب از انقباض خارج می‌شود و استراحت می‌کند.

سیستول و دیاستول قلبی تقریبا به یک اندازه طول می‌کشند. پس سیستول 0/4 ثانیه و دیاستول نیز 0/4 ثانیه زمان می‌برند. پیش از ادامه نیاز است نگاهی کلی به ساختار و عملکرد قلب بیندازیم. قلب از 4 حفره شامل 2 دهلیز راست و چپ و 2 بطن راست و چپ تشکیل شده است. دهلیز راست مربوط به گردش خون ریوی بوده و خونی که از سرتاسر بدن جمع‌آوری شده را دریافت می‌کند و سپس آن را به بطن راست تحویل می‌دهد.

فیلم آموزش فیزیولوژی جانوری 1 Animal Physiology در فرادرس

کلیک کنید

بطن راست هم با انقباض خود این خون را به شش‌ها می‌فرستد تا اکسیژن تازه دریافت کنند. اما دهلیز چپ مربوط به گردش خون عمومی است و خون پر از اکسیژن را از شش‌ها دریافت می‌کند و به بطن چپ تحویل می‌دهد. سپس بطن چپ با منقبض شدن، خون پر از اکسیژن را به سرتاسر بدن پخش می‌کند. پیشنهاد می‌شود برای فهم بهتر این مقاله، مقاله قلب و سیستم گردش خون در مجله فرادرس را مطالعه کنید.

مراحل مختلف ضربان قلب چه هستند؟

اکنون به بررسی مراحل مختلف چرخه قلبی می‌پردازیم. همانطور که گفتیم هر چرخه قلب 0/8 ثانیه طول می‌کشد. 0/4 ثانیه مربوط به دیاستول یا استراحت قلب است. پس اگر یک دایره که نمایانگر یک چرخه کامل قلب باشد رسم کنیم به شکل زیر خواهد بود.

سیستول چیست؟

با شروع سیستول اولین اتفاقی که می‌افتد انقباض دهلیزها است که حدودا 0/1 ثانیه طول می‌کشد. با این انقباض اندک خون مانده در دهلیزها هم به بطن ریخته می‌شود. در این حالت در هر بطن 120 میلی‌لیتر خون وجود دارد. پس یک سوم سیستول در دایره چرخه کار قلب به انقباض دهلیزها اختصاص می‌یابد. ادامه سیستول، یعنی 0/3 ثانیه بعدی، مربوط به انقباض بطن‌ها است. اگر به طور کلی به این 0/3 ثانیه نگاه کنیم مشاهده می‌کنیم که هر بطن با انقباض خود 70 میلی‌لیتر خون را به بیرون از قلب پمپاژ می‌کند. به مقدار خونی که با هر سیستول از هر بطن خارج می‌شود حجم ضربه‌ای (Stroke Volume) می‌گوییم که در اینجا 70 میلی‌لیتر است.

نسبت حجم خونی که از قلب خارج شده به حجم خونی که در پایان دیاستول در قلب وجود داشت کسر تخلیه (Ejection Fraction) گفته می‌شود که در فرد نرمال برابر 70 تقسیم بر 120، یعنی حدود 60% است. اما فرایند سیستول بطنی را میتوان کمی جزئی‌تر هم بررسی کرد. خون داخل بطن‌ها برای خروج از قلب باید دریچه‌های آئورتی و ریوی را با فشار خود باز کند. با شروع سیستول بطنی رفته رفته فشار داخل بطن‌ها شروع با افزایش می‌کند. زمانی کوتاه (0/02 ثانیه) طول می‌کشد تا فشار داخل بطن به میزانی برسد که بتواند دریچه‌های آئورتی و ریوی را باز کند. پس در این مدت بسیار کوتاه علی‌رغم انقباض بطن‌ها خونی از قلب خارج نمی‌شود.

به عبارت دیگر با وجود انقباض بطن حجم داخل بطنی ثابت مانده است. به این مرحله بسیار کوتاه انقباض هم‌حجم یا ایزوولمیک گفته می‌شود. در دایره چرخه کار قلب حالا این مرحله را هم اضافه می‌کنیم. فشاری که قلب باید به آن غلبه کند 80 میلی‌متر جیوه است. شکل دریچه‌های دهلیزی - بطنی به گونه‌ای است که با شروع سیستول بطنی به علت فشار وارده بسته می‌شوند. بنابراین حین انقباض ایزوولیمک خونی از دهلیز به بطن وارد نمی‌شود.

در ادامه با انقباض بطن‌ها فشار داخل بطن افزایش می‌یابد و به تبع آن خون از بطن‌ها خارج می‌شود و به سرخرگ آئورت و سرخرگ ریوی می‌ریزد. به این مرحله، مرحله تخلیه گفته می‌شود. مرحله تخلیه خود از دو بخش تشکیل شده است، مرحله تخلیه سریع و تخلیه آهسته. حجم خون خروجی در هر دو مرحله یکسان است اما در مرحله تخلیه سریع، خون با سرعت بیشتری خارج می‌شود. بدین صورت که یک سوم زمان مرحله تخلیه به تخلیه سریع اختصاص می‌یابد و مابقی به صرف تخلیه آهسته می‌شود. مرحله تخلیه را به دایره چرخه کار قلب اضافه می-کنیم.

در پایان سیستول بطن‌ها شروع به شل شدن می‌کنند. با این شل شدن فشار داخل بطن کمتر و کمتر می‌شود تا جایی که خون از شریان‌های آئورت و ریوی به سمت قلب برمی‌گردد اما دریچه‌های این شریان‌ها بسته می‌شوند و جلوی بازگشت خون را می‌گیرند. همانطور که گفتیم دریچه‌های دهلیزی - بطنی با سبب افزایش فشار بطن‌ها بسته می‌مانند. حال در 0/03 ثانیه پایانی سیستول فشار بطن آنقدر کم شده که سبب بسته شدن دریچه‌های آئورتی و ریوی شود. اما همین فشار برای بسته نگه داشتن دریچه دهلیزی - بطنی هنوز کافی است. بنابراین در انتهای سیستول علی‌رغم شل شدن بطن‌ها، خونی از بطن خارج یا وارد نمی شود به این مرحله شل‌شدن هم حجم یا ایزوولمیک می‌گویند.

دیاستول چیست؟

تاکنون تقریبا تمامی مراحل چرخه قلبی را بررسی کردیم. تنها قسمتی که باقی مانده دیاستول است. با شروع سیستول بطنی دریچه دهلیزی - بطنی بسته می‌شود و تا پایان سیستول بسته باقی می‌ماند. در این حین چون دریچه بسته است، خون در دهلیزها جمع می‌شود. با پایان سیستول و باز شدن دریچه دهلیزی - بطنی خون با سرعت زیاد به سمت بطن سرازیر می‌شود. در یک سوم اول دیاستول به علتی که ذکر خون با سرعت بیشتری در بطن‌ها جمع می‌شود. به این مرحله، پر شدن سریع، می‌گویند. یک سوم میانی و انتهایی دیاستول خون زیادی از دهلیز به بطن وارد نمی‌شود. طی دیاستول خونی که از سرتاسر بدن می‌رسد به دهلیزها وارد می‌شود. و از آنجا که در حین دیاستول دریچه‌های دهلیزی - بطنی باز هستند، خون از دهیلزها به سمت بطن‌ها سرازیر می‌شود. در پایان دیاستول حدود 240 میلی‌لیتر خون در قلب وجود دارد.