پاییز 49 یک فیزیولوژی انسانی مخصوص دانشجویان دانشگاه جامع علمی کاربردی گردآورنده : روح نیا

Transcript

1 یک پاییز 49 فیزیولوژی انسانی مخصوص دانشجویان دانشگاه جامع علمی کاربردی گردآورنده : روح نیا پاییز 49

2 به نام او که حکمت آموخت 1

3 فهرست فصل اول : فیزیولوژی سلولی... 6 پیشگفتار... 7 تعریف فیزیولوژی... 7 رابطه فیزیولوژی با علوم دیگر... 7 انواع فیزیولوژی... 7 تفاوت بین آناتومی و فیزیولوژی... 7 سلول... 8 مشخصات سلول زنده... 9 ساختمان سلول زنده هسته سیتوپالسم غشا سلول ساختار غشای سلول عوامل موثر در تبادالت غشا سلول انتشار اسمز انتقال فعال توزیع یون ها بر روی غشا سلول توزیع بارهای الکتریکی بر روی غشا سلول اجزای مختلف پروتوپالسم فصل دوم : بافت عضالنی مقدمه فیزیولوژی بافت عضالنی

4 ساختار عضله اسکلتی پوشش های بافت همبند ساختار تار عضله ساختمان تارچه عضله عمل عضله اسکلتی تغییرات ساختمانی تغییرات الکتریکی تغییرات شیمیایی تغییرات مکانیکی تکان عضالنی قانون همه یا هیچ جمع انقباضات فصل سوم : دستگاه گردش خون دستگاه قلب وعروق قلب ساختمان قلب عروق خونی دریچه های قلب تغذیه خونی قلب قابلیت انقباض و ریتمیک عضلهی قلب مرحله تحریک ناپذیری قلب قانون همه یا هیچ دستگاه هدایت کننده قلب الکتروکاردیوگرام سیکل قلب صداهی قلب

5 برون ده قلب تظیم ضربانات قلب جدار رگهای خونی فشار خون نبض شریانی خون هماتوکریت سلول های خونی گروههای خونی گروه 10...Rh فصل چهارم : دستگاه تنفس مقدمه مجاری تنفسی تنفس حرکات تنفسی عمل دم عمل بازدم حجم ها و ظرفیت های ریه حجم های ریوی ظرفیت های ریوی تهوی ریوی تهویه حبابچه ای و فضای مرده تهویه حبابچه ای تنظیم تنفس کنترل شیمیایی تنفس فصل پنجم : دستگاه عصبی

6 مقدمه دستگاه عصبی واحدهای اصلی دستگاه عصبی ساختمان نورون انواع نورون تکان عصبی هدایت تکانه اتقال سیناپسی دستگاه عصبی محیطی 71...)pns( دستگاه عصبی خودکار دستگاه عصبی مرکزی مغز مخ دیانسفالون ساقه مغز مخچه نخاع اعمال نخاع منابع

7 فصل اول فیزیولوژی سلول 6

8 پیشگفتار تعریف فیزیولوژی فیزیولوژی عبارت از مطالعه ی پدیدههایی است که توسط موجودات زنده ایجاد می شود.) 0 ( فیزیولوژی عملکردهای بخشهای بدن را مورد مالحظه قرار میدهد )چه کاری انجام میدهند و چگونه آن را انجام می دهند(.) 2 ( رابطه فیزیولوژی با علوم دیگر فیزیولوژی یک دانش مستقل نبوده بلکه اتکای زیادی بر دانشهای دیگر دارد. داشتن اطالعاتی از فیزیک برای درک عمل قلب و رگ های خونی و اعمال مکانیکی تنفس و تشکیل تصویر در چشم و انتقال امواج در گوش ضروری است. داشتن اطالعاتی از شیمی برای کشف رازهای هضم وجذب و متابلیسم و درک روشی که توسط آن اکسیژن و انیدریدکربنیک در خون حمل میشوند الزامی است. دانش آسیب شناسی کمکهای زیادی به فیزیولوژیستها کرده است و همچنین اعمال قسمتهای مختلف دستگاه عصبی توسط کمکهای روان پزشکی قابل فهم تر شدهاست.) 0 ( انواع فیزیولوژی موجود زنده از باکتری گرفته تا انسان که دارای پیچیدهترین ساختمان بدنی است دارای ویژگیهای عملی مخصوص به خود است. تنوع واختالف عمل این موجودات دانش فیزیولوژی را به شعب چندی مانند فیزیولوژی سلولی فیزیولوژی گیاهی فیزیولوژی انسانی وشعبات بسیار دیگر تقسیم کرده- است.) 0 ( تفاوت بین آناتومی و فیزیولوژی دو گستره ی اصلی علوم پزشکی یعنی آناتومی و فیزیولوژی با این مسئله که بدن انسان چگونه به زندگی ادمه می دهد مرتبط هستند. آناتومی با ساختارها یا ریخت شناسی اندامهای بدن سر و کار دارد )شکلها و ساختمان آنها (. فیزیولوژی عملکردهای بخش های بدن را مطالعه می کند )یعنی بدن چه کاری انجام می دهد و چگونه آن را انجام می دهد (. اگر چه آناتومیستها بیشتر به معاینهی بدن می- پردازند و فیزیولوژیستها بیشتر بر آزمایشات تکیه دارند اما تالش هر دو گروه با هم مفاهیمی به دست میدهد که بفهمیم بدنمان چگونه کار میکند.) 2 ( 7

9 سلول واحد زندهی اصلی بدن سلول است. تمامی سلولها دارای مشترکاتی هستند اما حداقل گونه 061 متفاوت در بدن موجود زنده وجود دارد. سلولها ازنظر اندازه به میزان قابل مالحظهای متنوعند. قطر یک سلول تخم )زیگوت( در انسان حدود 021 mµ بوده و با چشم غیر مسلح به زحمت قابل مشاهده میباشد. این سلول در مقایسه با گلبول قرمز خون که قطرش 7/1 mµ است سلول بزرگی میباشد. همچنین سلول عضله صاف 01 تا 111 mµ طول دارند. سلولها از نظر شکل نیز متنوع اند و معموال شکل آنها عملکردهای آنها را ممکن میسازد به عنوان مثال سلولهای عصبی که دارای ضمائم بلند نخ مانندی به طول چندین سانتیمتر هستند پیامهای عصبی را از یک بخش بدن به بخش دیگر منتقل میکنند. سلولهای اپیتلیال پوشانندهی درون دهان نازک مسطح وبطور محکمی به هم فشرده بوده و تا اندازهی شبیه کاشیهای کف اتاق هستند.سلولهای عضالنی که منقبض شده و ساختارها را به هم نزدیک میکنند باریک و میله مانند بوده و سرهای آنها به بخشهایی که حرکت میدهند متصل شده است. )2( هر نوع سلول برای انجام کار به خصوصی تخصص پیدا کرده است. مثال گویچه های سرخ خون که احتماال فراوانترین نوع سلول در بدناند مخصوص انتقال اکسیژن از ریهها به بافتها هستند یا سلول های عصبی برای انتقال پیامهای عصبی سلولهای ماهیچهای برای انقباض و انبساط هستند. اگر چه سلولهای متعدد بدن اختالف بارزی با یکدیگر دارند اما کلیهی سلولها از نظر پارهای از مشخصات پایهای مشابهاند. مانند: تحریک پذیری قابلیت هدایت قابلیت انقباض تنفس جذب و همانندسازی دفع وترشح نمو و تولیدمثل و سازمان بندی. )0( 0-0 سلول پوششی الیه های را تشکیل می دهند که از الیه های زیرین محافظت می کند 0-0 سلول عصبی 8

10 مشخصات سلول زنده تحریک پذیری از بارزترین خواص موجود زنده است به این معنی که موجود زنده یا سلول میتواند تحت تاثیر یک تغییر یا یک تحریک در محیط قرار بگیرد و تحریک از سوی محیط منجر به پاسخ از طرف سلول می- شود. به این معنی که موجود زنده به محیط اطراف خود حساس است. خاصیت تحریک پذیری بیشتر از همه جا در سلولهای عصبی تکامل پیدا کرده است.) 0 ( قابلیت هدایت منظور از قابلیت هدایت قدرت سلول تخصص عمل یافته برای انتقال یک موج تحریک از یک سلول به سلول دیگر است. این خاصیت در سلولهای عصبی و عضالنی بیش از همه جا تکامل یافته است.) 6 ( قابلیت انقباض منظور از قابلیت انقباض قدرت سلول برای کوتاه شدن و در نتیجه تولید حرکت است. قابلیت انقباض در سلولهای عضالنی فوق العاده تکامل یافته است.) 6 ( جذب و همانند سازی عمل جذب یعنی قابلیت سلول برای وارد کردن مواد به درون سیتوپالسمشان و منظور از همانندسازی روندهایی که توسط آنها سلول مواد جذب شده را برای ساختن پروتوپالسم مورد استفاده قرار می- دهند. این خاصیت در سلولهای پوششی رودهی کوچک تکامل زیادی پیدا کرده است.) 0 ( دفع و ترشح عمل دفعی عبارت است از قابلیت سلول برای بیرون راندن مواد زائدی که تولید کردهاست. همچنین سلول میتواند موادی تولید کند که برای بدن مفید است از قبیل شیرههای گوارشی و یا هورمونها برای این کار سلول مواد را از خون گرفته و از آنها ترشحات مشخصی می سازد. )0( تنفس استفاده از اکسیژن و تولید دیاکسیدکربن روی هم تنفس نام دارد که مراحل اساسی متابولیسم یا سوختن غذا و تولید انرژی است. روند متابولیسم غذا را میتوان تحت عنوان تغییر شکل انرژی پتانسیل غذاها به انرژی سینتیک )کار( و انرژی حرارتی )حرارت بدن ) در نظر گرفت. )6( 9

11 نمو و تولیدمثل نمو عبارتند از افزایش مقدار پروتوپالسم از منابع داخل ارگانیسم است و ناشی از افزایش تعداد سلول- ها توسط میتوز است نه افزایش حجم سلولها. نمو شامل عمل ترمیم نیز میشود که توسط آن قسمت- های آسیب دیده ترمیم و تعویض میشود. هنگامی که انسان به مرحله ی بلوغ میرسد بدن دیگر از نظر اندازه افزایش نمییابد و به تدریج که افزایش بدن متوقف میشود عمل ترمیم برتری مییابد. تولیدمثل عبارت است از تشکیل افراد جدید یا سلولهای جدید برای بقاء نسل موجود است.) 6 ( سازمانبندی شاید مشخص ترین صفت ماده زنده سازمانبندی آن است. به این معنی که هر قسمت یک سلول یک عمل خاص را انجام میدهد و هر سلول به صورت کامل چنان سازمان یافته که کار مشخصی را انجام میدهد.) 0 ( : بافت مجموعه ای مشابه از سلولهای دارای وظیفهی مشترک را بافت مینامند که هر بافت نیز به نوبهی خود برای انجام اعمالی مشخص تخصص یافته است. مثل بافت ماهیچه ای یا بافت عصبی اندام : اجتماعی از بافتهای معین و همکار با یکدیگر اندام معینی را به وجود میآورد. مثل قلب کلیه معده مغز کبد و... دستگاه : از مجموع چند اندام که اعمال خاصی را انجام میدهند دستگاه ویژهای به وجود میآید.مثل دستگاه گردش خون دستگاه دفع ادرار دستگاه تنفس و... )0( شکل 0-0 سازمان بندی بدن انسان 10

12 ساختمان سلول بخشهای اصلی سلول در صورت رنگ آمیزی مناسب در زیر میکروسکوپ نوری قابل مشاهده هستند. هر سلول از سه بخش اصلی یعنی هسته سیتوپالسم و غشای سلول تشکیل شدهاست.) 2 ( هسته هسته داخلیترین بخش بوده و توسط غشای نازکی به نام پوشش هستهی )غشای هسته( احاطه شده است. در داخل هسته یک یا دو جسم کروی و دانه مانند به نام هستک وجود داردکه در داخل شیره هسته )نوکلئوپالسم( غوطهور است. همچنین در داخل هسته رشتههای باریک و بلندی به نام کروموزوم وجود دارد که شامل مادهی ژنتیکی )DNA( است که مشخصات وراثتی را عینا از سلولی به سلول دیگر منتقل میکند. )0( شکل 0-2 سلول و اندامک های سلول 11

13 سیتوپالسم سیتوپالسم تودهی سیالی است که هسته را در بر گرفته و خود توسط غشای سلولی نازکتری ( که غشای پالسما نیز نامیده میشود( احاطه شده است. درون سیتوپالسم ساختارهای تخصص یافتهای به نام اندامکهای سیتوپالسمی وجود دارند که تنها در زیر میکروسکوپ الکترونی با قدرت بزرگ نمایی باال قابل مشاهده هستند.) 2 ( فعالیت سلول بیشتر در سیتوپالسم آن رخ میدهد. جایی که مولکولهای غذایی دریافت و پردازش شده و در واکنش های متابولیکی مورد استفاده قرار میگیرند. اندمکهای زیر در درون سیتوپالسم دارای عملکردهای اختصاصی هستند.) 2 ( اندامک های سلول 1 (شبکه آندوپالسمی )رتیکولوم آندوپالسمیک( شبکه آندوپالسمی مجموعهای از حفرهها و مجراهایی است که فضای سلولی را در نقاط مختلف سلول به یکدیگر ارتباط میدهد. از یک طرف با غشای هسته و از طرف دیگر با غشای سلول و در نتیجه با محیط خارج در ارتباط است. در بعضی مواقع سطح غشای بیرونی شبکهی آندوپالسمی با ساختارهای کروی کوچکی به نام ریبوزوم پوشیده شده است که هنگام مشاهده ظاهری ناهموار دارد. این نوع شبکه آندوپالسمی را شبکه آندوپالسمی زبر یا دانه دار می نامند. ریبوزوم های شبکه آندوپالسمی زبر محل سنتز پروتئین میباشد. سپس پروتئینها برای پردازش بیشتر از میان مجاری شبکه آندوپالسمی به شکل 0-1 شبکه آندوپالسمی 12

14 سوی دستگاه گلژی حرکت میکنند. شبکهی آندوپالسمی فاقد ریبوزوم شبکه آندوپالسمی صاف یا بدون دانه نامیده می شود که محتوی آنزیمهای مهم در سنتز لیپیدها جذب چربیها از مجرای گوارشی و تجزیه ی داروهاست. )2( وظیفه : انتقال مواد و انتشار تحریک در داخل سیتوپالسم است. 2( ریبوزوم ها ریبوزوم ها اجزای بسیار ریزی هستند که در ساختمان آنها پروتئین زیادی دیده میشود. ریبوزوم ها ممکن است در سیتوپالسم آزاد باشند و یا به شبکه ی آندوپالسمی بچسبند. ریبوزومهای آزاد پروتئین- هایی که از آنها در همان سلول استفاده میشود میسازند و ریبوزومهای چسبیده به شبکهی آندوپالسمی پروتئینهایی را که برای صدور به جاهای دیگرند میسازند. )2( وظیفه : سنتز پروتئینها در ریبوزومها انجام میشود و این کار طبق دستورالعملهایی که از هستهی سلول میآید صورت میگیرد. 3( دستگاه گلژی دستگاه گلژی متشکل از 6 عدد کیسهی غشایی مسطح است که تیغه نام دارد. این اندامک پروتئینهای سنتز شده به وسیلهی ریبوزومهای مرتبط با شبکهی آندوپالسمی را تصفیه بسته بندی و رها میکند.) 2 ( مواد در ویزیکولهای انتقال دهندهی کوچک به طور مداوم از رتیکولوم آندوپالسمیک کنده میشوند و سپس به سرعت با دستگاه گلژی جوش می خورند.) 0 ( وظیفه : کار دستگاه گلژی انباشت و ذخیرهی مواد ودر صورت نیاز ترشح آنها میباشد. شکل 0-6 دستگاه گلژی یک سلول 13

15 2( میتوکندری این اندمک در سیتوپالسم تمام سلولها وجود دارد اما تعداد آنها در هر سلول بسته به مقدار انرژی مورد نیاز آن تغییر میکند. ) 0 (میتوکندریها جز تشکیالت غشاییاند و خود از دو غشا تشکیل شدهاند. چینهایی از غشای داخلی به صورت قفسههایی به درون میتوکندری پیش میرود. این چینها که منظره- ای شبیه عاج ته کفش ایجاد میکنند تیغههای میتوکندری نامیده میشوند.) 0 ( شکل 0-7 میتوکندری یک سلول به این تیغهها آنزیمهایی متصل هستند که همراه با مواد داخل میتوکندری بسیاری از واکنشهای شیمیایی رها کنندهی انرژی از گلوکز و مواد آلی را کنترل میکنند. )2( سلول بدون میتوکندری قادر نیست انرژی مورد نیازش را از سوختن مواد غذایی بدست آورد.) 0 ( وظیفه : کار میتوکندری تولید انرژی برای سلول است بنابراین به آنها نیروگاه سلول میگویند. 1( لیزوزوم شکل لیزوزومها بسیار متنوع است معموال کیسههای غشایی کوچکی به نظر میرسند.) 2 ( لیزوزومهای انسان محتوی حدود چهل نوع مختلف از آنزیمها هستند که یک سیستم گوارشی داخل سلولی را ایجاد میکنند. در واقع لیزوزومها محتوی آنزیمهای قدرتمندی هستند که پروتئینها کربوهیدراتها و اسیدهای نوکلئیک به انضمام ذرات خارجی متشکل از این مواد را تجزیه می کنند.) 2 ( وظیفه : لیزوزومها هضم کننده و از بین برندهی مواد زائد سلول هستند. 14

16 6( سانتریول این اندمک به صورت یک جفت جسم کوچک استوانهای شکل در سیتوپالسم نزدیک هسته واقع شده است که نسبت به یکدیگر زاویهی 91 درجه دارند. هر سانتریول از استوانههای کوچکتری به نام میکروتوبول ساخته شده است. در طی تقسیم سلولی سانتریول ها از یکدیگر دور شده و به سمت هسته می روند و در تقسیم سلولی شرکت میکنند. شکل 0-8 ساختمان سانتریول یک سلول وظیفه : سانتریولها در تقیسم سلولی نقش مهمی دارند 7( انکلوزیونها انکلوزویونهای سیتوپالسمی از اجزای اصلی سلول نیستند بلکه در واقع مستاجرهایی موقتیاند که بیشتر شامل غذاهای ذخیره شده از قبیل گلیکوژن لیپید و رنگدانهها هستند. * عالوه بر موارد باال مژکها تاژکها ویزیکولها میکروفیالمنتها و میکروتوبولها نیز در سلول وجود دارند. غشای سلول غشای سلول خارجیترین مرز یک سلول است. غشای سلول تنها یک مرز ساده نیست بلکه به طور فعالی بخش عملکردی موجود زنده به شمار میرود. غشای سلول بسیار نازک بوده و تنها به کمک میکروسکوپ الکترونی قابل مشاهده است. غشای سلول انعطافپذیر بوده و تا اندازهای قابل ارتجاع است. غشای سلول به سرعت پارگیهای بسیار کوچک را مسدود میکند اما اگر آسیب گسترده باشد محتویات سلول خارج شده و سلول از بین می رود. 15

17 عالوه بر حفظ یکپارچگی سلول غشا ورود و خروج مواد را کنترل نموده به بعضی مواد اجازهی ورود میدهد و از ورود بعضی دیگر جلوگیری میکند. غشایی که به این طریق عمل میکند نفوذپذیر انتخابی است. غشای سلول دارای اهمیت بسیار زیادی است زیرا مجرایی بین سلول و مایعات برون سلولی موجود در محیط داخلی بدن است. )2( ساختار غشای سلول ساختار اصلی غشا سلول یک الیه دو طبقه چربی است. قسمت عمدهی این الیه دو طبقه را مولکولهای فسفولیپید تشکیل میدهند.) 0 ( دو قسمت در مولکولهای فسفولیپید وجود دارد.) 0 (قسمت اول سرهای محلول در آب )هیدروفولیک یا آب دوست ) که شامل گروههای فسفات هستند. این سرها سطوح )داخلی و خارجی ) غشا را تشکیل میدهند. قسمت دوم دمهای غیرمحلول در آب )هیدروفوبیک یا آب گریز ) متشکل از زنجیرههای اسید چرب است که سطح زیرین )داخلی ) غشا را تشکیل میدهند. از آنجا که سطح زیرین غشای سلولی عمدتا متشکل از بخشهای اسیدچرب مولکول فسفولیپید می باشد بنابراین چرب است و مولکول های محلول در چربی از قبیل اکسیژن دی اکسیدکربن و هورمونهای استروئیدی میتوانند به سهولت از میان این الیه عبور کنند.عالوه بر لیپیدها غشای سلول شامل انواع بسیاری از پروتئینها میباشد. که عملکردهای تخصصی غشا را فراهم میکنند.) 2 ( پروتئینهای غشای سلول که بصورت سطحی قراردارند و به پروتئینهای محیطی معروفند به عنوان آنزیم عمل میکنند. این پروتئینها به سطح چسبیدهاند در غشا نفوذ نمیکنند. پروتئینهایی که به صورت عمقی یا سراسری در غشا دیده می شوند کانالهایی را برای ورود و خروج آب و سایر مولکول- های کوچک و یونها )مواد محلول در آب ) ایجاد می کنند.) 0 ( نوع دیگری از پروتئینها که از سطح سلول به طرف خارج امتداد مییابد و در عین حال وارد سطح زیرین سلول نیز میشود به عنوان گیرنده عمل میکند. این پروتئینها برای ترکیب با انواع اختصاصی مولکولها نظیر هورمونها تخصص یافته اند.) 2 ( عوامل موثر در تبادالت غشای سلول غشای سلول سدی است که مواد ورودی و خروجی سلول را کنترل می کند. مولکول های اکسیژن و مواد غذایی و بسیاری از مواد الزم از طریق این غشا وارد سلول می شوند. در حالی که دی اکسیدکربن و مواد زائد و مواد مترشحه ازسلول از طریق آن سلول را ترک می کنند. به طوری کلی مکانیسمهایی که توسط آنها مواد از غشای سلول عبور می کنند عبارتند از : 16

18 فرآیندهای فیزیکی )غیر فعال ) از قبیل انتشار انتشار تسهیل شده اسمز و تصفیه. فرآیندهای فیزیولوژی )فعال ) از قبیل انتقال فعال اندوسیتوز اگوسیتوز و ترنسیتوز. )0 )0 شکل 0-9 ساختمان غشای سلول که عمدتا متشکل از فسفولیپیدها و مقداری کلسترول است با پروتئین های پراکنده در سرتاسر غشا. انتشار انتشار گرایش مولکولها در یک محلول مایع یا گاز برای حرکت از نواحی با غلظت باال به نواحی با غلظت پایینتر است. دلیل وقوع انتشار این است که ذرات پیوسته در حال حرکتند. ذرات در حین حرکت با یکدیگر برخورد میکنند. شکل 0-01 مثالی از انتشار. حبهی قند موجود در آب با حل شدن مولکول های قند به آهستگی ناپدید شده و سپس از مناطقی با غلظت بیشتر به مناطقی با غلظت کمتر منتشر میشود. 17

19 از آن جا که اگر ذرات کمتری وجود داشته باشند احتمال برخورد بین ذرات کمتر خواهد بود بنابراین در ذرات حرکتی کلی از ناحیهای با غلظت باال به ناحیهای با غلظت پایینتر وجود دارد. این اختالف در غلظت شیب غلظت نامیده می شود. پس ذرات تحت تاثیر شیب غلظت منتشر میشوند.با گذشت زمان غلظت ماده در سراسر محلول یکسان میشود.انتشار مواد در عرض غشا در صورتی رخ می دهدکه )0( غشای سلول نسبت به آن ماده نفوذپذیر باشد )0( شیب غلظت وجود داشته باشد یعنی غلظت ماده در یک طرف بیشتر باشد. در بدن انتشار فرایندی است که از طریق آن اکسیژن وارد سلول شده و دی اکسیدکربن سلول را ترک میکند. اسمز حرکت مولکولهای آب از منطقهای با غلظت باالی آب )محلول رقیق( به منطقهای با غلظت پایین آب )محلول غلیظ( از میان غشای نفوذپذیر انتخابی مانند غشای سلول را اسمز گویند.) 2 ( در واقع حرکت آب از محلول رقیقتر به محلول غلیظتر را اسمز گویند. برای مثال هر گاه محلول غلیظی از یک محلول رقیقتر با غشایی جدا شده باشد و این غشا از عبور مولکولهای مادهی محلول جلوگیری کند آب در جهت معکوس حرکت میکند تا غلظت دو محیط برابر شود. شکل 0-00 اسمز. غشایی نفوذ پذیر انتخابی ظرف را به دو بخش مجزا می کند. در ابتدا بخش سمت راست محتوی پروتئین باالتری نسبت به بخش سمت چپ است. در نتیجه جنبش مولکولی آب به وسیله اسمز از سمت چپ به راست انتقال می یابد. از آنجا که غشا نسبت به پروتئین ها نفوذ ناپذیر است موازنه تنها با انتشار آب ایجاد می شود. بنابراین مقدار آب موجود در سمت راست ظرف باال می رود. از این حرکت آب می توان با وارد کردن یک فشار مخالف بر روی محلول غلیظ تر جلوگیری کرد. فشار الزم برای جلوگیری از مکیدن آب توسط محلول غلیظ تر از محلول رقیق تر را «فشار اسمزی» می نامند.) 0 ( 18

20 شکل 0-00 فشار اسمزی. فشار الزم برای جلوگیری از حرکت آب از سمت محلول رقیق تر )سمت چپ( به سمت محلول غلیظتر )سمت راست ) است. هر محلولی که فشار اسمزی همانند مایعات بدن داشته باشد ایزوتونیک نامیده می شود. محلولهایی که فشار اسمزی باالتری نسبت به مایعات بدن دارند هایپرتونیک نام دارند و محلولهایی که فشار اسمزی پایینتری نسبت به مایعات بدن داشته باشند هیپوتونیک نامیده میشوند. شکل 0-00 زمانی که گلبول قرمز خون در محلول هایپرتونیک قرار گیرد خروجی آب یبشتر از ورودی آن بوده و سلول ها جمع می شوند)شکل سمت چپ(. زمانی که گلبول قرمز در محلول ایزوتونیک قرار گیرد حجم آب ورودی و خروجی برابر بوده و شکل سلول تغییر نمی کند)شکل وسط(. در محلول هیپوتونیک ورودی آب بیشتر از خروجی آن است پس سلول متورم می شود. انتقال فعال گاهی اوقات حرکت خالص ذراتی که میان غشا میگذرند در جهت مخالف یعنی از منطقه ای با غلظت پایین به منطقه ای با غلظت باال است. حرکت برخالف شیب غلظت انتقال فعال نامیده می شود و نیازمند انرژی مشتق از متابولیسم سلولی است. ممکن است تا %21 از ذخیره ی انرژی سلول برای انتقال فعال ذرات از میان غشاهای آن استفاده گردد. 19

21 انتقال فعال از مولکولهای حمل کنندهی درون غشاهای سلولی استفاده میکند. این مولکولهای حمل کننده پروتئین هایی هستند که دارای محلهای اتصال میباشند و با ذرات اختصاصی منتقل شده ترکیب میشوند این پیوستگی موجب رهاسازی انرژی سلولی میشود. به عنوان مثال یون سدیم در اکثر مواقع در خارج سلولها بیشتر از داخل سلولها باقی می ماند. این موضوع به دلیل انتقال فعال است که یون- های سدیم را به طور مداوم از میان غشای سلول از مناطقی با غلظت پایین به مناطقی با غلظت باال انتقال میدهد.) 2 ( توزیع یون ها بر روی غشای سلول غشای سلولی غشایی نیمه تراوا است که بسیار انتخابی عمل میکند.یعنی مانع از این می شود که بعضی مولکولها وارد آن شوند اما به سایر مولکولها به همان اندازه اجازه میدهد که از آن عبور کنند.قابلیت نفوذ انتخابی غشای سلولی توزیع یونها را بر کنارههای داخلی و خارجی سلول تحریک پذیر زنده تعیین میکند و این توزیع یونها چندین خاصیت به سلول میدهد که مهمترین آنها «تولید پتانسیل عمل» است. در بررسی مایعات داخل و خارج سلول مالحظه می شود که مایع خارج سلول محتوی مقادیر زیادی یونهای سدیم است در حالی که یونهای پتاسیم بیشترین مقدار یونها را در داخل تشکیل میدهند. در شکل نموداری از توزیع این یون ها در غشای سلول نشان داده شده است. شکل 0-02 توزیع یون ها و بار الکتریکی در داخل و خارج غشا زیادتر بودن یونهای سدیم در خارج غشا نسبت به داخل آن به عدم تعادل شیمیای میانجامد و چون هر چیزی در طبیعت در جستجوی رسیدن به حالت تعدل است یونهای سدیم به طرف داخل سلول 20

22 کشیده میشوند. برعکس اختالف غلظت پتاسیم در جهت مخالف است و یونهای پتاسیم به طرف خارج سلول کشانده میشوند. اما نفوذپذیری انتخابی غشا سلول یونها را در هنگامی که سلول در حال استراحت است در همان وضعیتی که شرح داده شد و در شکل نشان داده شده است نگه میدارد.) 0 ( توزیع بارهای الکتریکی بر روی غشای سلول اختالف دیگری بین داخل و خارج سلول وجود دارد که همان اختالف بار الکتریکی است. قسمت خارجی غشا دارای بار مثبت و قسمت داخلی آن دارای بار منفی است. این اختالف بار ناشی از تراکم بیشتر یونهای مثبت در خارج غشا وتراکم بیشتر یونهای منفی در داخل غشا بوجود آمده است. )0( هنگامی که این اختالف بار الکتریکی یا اختالف پتانسیل آن را»پتانسیل استراحت«می نامند.) 2 ( اجزای مختلف پروتوپالسم در یک سلول در حال استراحت اندازهگیری میشود مواد مختلفی که سلول را تشکیل میدهند پروتوپالسم نام دارند. پروتوپالسم از پنج ماده تشکیل شده که عبارتند از: آب الکترولیتها پروتئینها چربیها و کربوهیدراتهاست. آب آب بیشترین و مهمترین جز تشکیل دهندهی پروتوپالسم است. زندگی بدون آب فقط برای چند روز میتواند ادامه یابد. آب اجزای پروتوپالسم را به حالت محلول نگه میدارد. واکنشهای شیمیایی که در سلولها حادث میشوند احتیاج به آب دارند. ماهیت سیال آب به مواد معلق اجاذه میدهد تا به قسمتهای مختلف سلول جریان و انتشار یابند و از این راه انتقال مواد از یک قسمت به قسمت دیگر سلول را تامین میکند. بسیاری از مواد در آب یونیزه میشوند. مانند کلریدسدیم که در آب به یونهای ( + )Na سدیم الکترولیت می نامند.) 0 ( دارای بار مثبت و یونهای کلر - )Cl ( دارای بار منفی تجزیه میشود. این قبیل مواد را آب در دفع فضوالت اهمیت دارد. فضوالت بدن به طور عمده در ادرار ترشح میشود و اگر آب کافی برای این منظور وجود نداشته باشد فضوالت در مایعات بدن تجمع پیدا میکنند. به طور طبیعی حس تشنگی برای تعیین مقدار آبی که روزانه باید مصرف شود تا بدن را در حال تعادل نگاه دارد بهترین راهنماست. همچنین آب در تنظیم حرارت بدن نیز اهمیت ویژه ای دارد. هنگامی که انسان در معرض گرما قرار میگیرد غدد عرق فعال شده و تبخیر آب از سطح پوست آن را خنک کرده و به جلوگیری 21

23 از باال رفتن درجه حرارت بدن کمک میکند. حرارت طبیعی بدن انجام میدهند. )0( سلولها اعمال خود را با بهترین کارایی در درجهی موادمعدنی مواد معدنی و امالح نیز در بدن یافت میشوند و در سلولها و مایعات بدن )خون مایع میان بافتی و لنف ) وجود دارند. کلریدسدیم پتاسیم کلسیم و منیزیم از همه فراوانترند. درحالی که امالح دیگر به مقادیر بسیار کم وجود دارند. یونهای سدیم و کلر به غلظتهای بیشتر از یونهای دیگر در مایعات خارج سلولی وجود دارند اما در داخل سلولها یونهای پتاسیم و فسفات از سایر یونها فراوان ترند.) 2 ( مواد معدنی برای نگهداری شرایط اسمزی مناسب )حرکت آب از میان غشا ) و تعادل اسیدی و بازی انعقاد خون تشکیل استخوانها تشکیل ترشح داخلی غدهی تیروئید حمل اکسیژن و دیاکسیدکربن در خون و غیره ضروری هستند.) 0 ( پروتئین ها در بیشتر سلولها فراوانترین ماده بعد از آب پروتئینها هستند که به طور طبیعی 01 تا 01 درصد تودهی سلولی را تشکیل می دهند. از لحاظ تولید انرژی چندان اهمیتی ندارند اما در صورت نیاز پس از اکسید شدن انرژی تولید میکنند. پروتئینها منشا آنزیمها و هورمونهای ساخته شده در سلولها هستند. نموی بافتهای جدید و ترمیم بافتهای پیر بستگی به وجود پروتئینها دارد. کودکان در حال رشد زنان باردار و شیرده و افراد مسن و بیمارانی که تحت عمل پروتئین بیشتری در رژیم غذاییشان نسبت به یک فرد جوان یا بالغ دارند.) 0 ( کربوهیدراتها جراحی قرارگرفتهاند احتیاج به کربوهیدراتها شامل قندها و نشاستهها هستند که به سهولت اکسید شده و سهل الوصولترین منبع انرژی هستند. گلوکز که قند خون است برای انسان به همان اندازهی اکسیژن ضروری است. هر گاه غلظت قند خون پایین بیاید انسان دچار تشنج میشود و اگر غلظت آن بسیار کم شود حالت اغما پیش می آید. اعمال حیاتی بدن چون هدایت پیامهای عصبی انقباض عضالنی فعل و انفعاالت شیمیایی و صدها عمل دیگر همه احتیاج به انرژی حاصل از مواد قندی دارند.) 0 ( چربیها لیپیدها و مواد خویشاوند آنها فسفولیپید و کلسترولاند که حدود را روی هم لیپید مینامند. %0 مهمترین لیپیدها در بیشتر سلولها تودهی کل سلولی را تشکیل میدهند. عالوه بر فسفولیپید و 22

24 کلسترول برخی سلولها محتوی مقادیر زیادی تریگلیسیریدند که چربی خنثی نیز نامیده میشوند. در سلولهای موسوم به «سلول چربی» تریگلیسیرید تا %91 تودهی سلولی را تشکیل میدهد. این چربی که در این سلولها انبار میشود نمودار انبار اصلی مواد غذایی انرژی دهندهی بدن است که ممکن است در زمانهای بعدی تجزیه شود و در هر جایی از بدن که نیاز باشد برای تولید انرژی به مصرف برسد. بافت چربی موجود در زیر پوست نه فقط منبع ذخیرهی غذایی است بلکه همچون عایق از اتالف حرارت بدن جلوگیری میکند. عالوه بر این لیپیدها به علت حمل ویتامینهای محلول در چربی از اهمیت ویژهای برخوردار است.) 0 ( لیپیدها با غلظت زیاد در غشاهای سلولی وجود دارند و در آن جا یک نقش مهم در نگهداری قابلیت نفوذ طبیعی بازی میکنند. همچنین کربوهیدراتها میتوانند به چربی تبدیل شده و به صورت بافت چربی ذخیره شوند.) 0 ( شکل 0-01 سلول های چربی 23

25 فصل دوم دستگاه عضالنی 24

26 مقدمه آگاهی از فیزیولوژی بافت عضالنی برای معلمان تربیت بدنی و مربیان ورزش ضروری است تا به کمک آن برنامهی تنظیمی خود را به منظور افزایش قدرت استقامت و انعطاف پذیری طراحی و هدایت کنند. عضالت به طور کلی به سه نوع عضله اسکلتی عضله قلبی و عضله صاف تقسیم می شوند. انقباض عضلهی اسکلتی که به استخوان چسبیده است باعث حرکت اسکلت میشود و راه رفتن و یا سایر اعمال ارادی را امکان پذیر میکند. عضلهی قلب به طور ریتمیک منقبض میشود و مانند پمپی برای حرکت دادن خون در دستگاه قلبی عروقی عمل میکند.انقباض عضلهی صاف یا احشایی به حرکت مواد در داخل بدن از قبیل پیش راندن غذا در لولهی گوارشی میانجامد.در این فصل اعمال و ساختمان عضلهی اسکلتی مورد بررسی قرار میگیرد.) 0 ( در شکل زیر سه نوع بافت عضله دیده می شود. شکل 0-0 سه نوع بافت عضله به ترتیب از باال عضله اسکلتی عضله قلبی و عضله صاف 25

27 فیزویولوژی بافت عضالنی عضله محتوی حدود %71 آب و %01 پروتئین و %1 باقی مانده از کربوهیدراتها چربیها مواد معدنی و غیره تشکیل میشود.ترکیب عضله در گونههای مختلف حیوانات و نیز در عضالت مختلف یک حیوان تغییرات وسیعی دارد. کربوهیدراتهای عضله گلیکوژن است که 1/1 تا % 0 عضله را تشکیل میدهد. )ATP( همچنین فسفوکراتین و آدنوزینتری فسفات به مقدار کمی در عضله وجود داردند. برای اما عضله فوق العاده مهم هستند. )0( *بنابراین کربوهیدرات های عضله شامل گلیکوژن فسفوکراتین و آدنوزین تری فسفات )ATP( است ساختار عضلهی اسکلتی عضالت اسکلتی %21 وزن بدن و عضالت صاف و عضلهی قلب %0 وزن بدن را تشکیل میدهند. عضله ی اسکلتی یکی از اندامهای دستگاه عضالنی است که شامل بافت عضلهی اسکلتی بافت عصبی خون و بافتهای همبند می باشد. عضالت اسکلتی از هزاران تار قابل انقباض تشکیل شده است که بطور موازی µ 0( µ mm 21 0 در کنار یکدیگر قرار گرفتهاند. طول تارهای از تا و قطر آن ها از تا است. هر چند تعداد تارها در عضله ممکن است برحسب اندازه و وظیفهی آن ها )mm1/110= متفاوت باشد این تعداد در مرحلهی جنینی )2 تا 1 ماهگی جنین ) تشکیل شده است.) 0 ( پوشش های بافت همبند یک عضلهی اسکلتی از عضالت مجاور جدا است و به وسیله ی الیههای متراکم بافت همبند که نیام نامیده میشوند در وضعیتی خاص نگهداری میشود. این بافت همبند هر یک از عضالت را در برگرفته و ممکن است از سمت انتهایی عضالنی خودبه صورت یک تاندون طنابی شکل بیرون آمده باشد. تارهای درون تاندون با تارهای درون ضریع استخوان به هم جفت شده و عضله را به استخوان متصل می کند.) 2 ( نکته : به ادامه بافتهای همبند که به موازات تارهای عضالنی در انتهای عضله به شکل محکم و فشرده به یکدیگر می چسبند و عضله را به استخوان متصل میکند تاندون می گویند. اگر فرد بخواهد یک عضله را تشریح کند ابتدا الیه خارجی آن را که از بافت پیوندی تشکیل شده است و اپی میوزیوم نامیده میشود بر میدارد. این بافت اطراف عضله را پوشانده و آن را متصل به هم نگه می دارد. زمانی که اپی میوزیوم برداشته میشود دستههای کوچکی از تارها مشاهده میشود که در یک 26

28 غالف پیوندی پیچیده شده است. به این دستهها فاسیکول میگویند. غالف بافت پیوندی که اطراف هر فاسیکول را گرفته است پریمیوزیوم نام دارد. سر انجام زمانی که پریمیوزیوم برش داده شود با استفاده از یک ذرهبین می توان تارهای عضالنی را که سلولهای عضالنی منفرد هستند دید. غالفی از بافت پیوندی که آندومیوزیوم نام دارد هر تار عضالنی را میپوشاند.) 7 ( بنابراین الیههای بافت همبند تمامی بخشهای یک عضلهی اسکلتی را در برگرفته و آن ها از هم جدا میکند. این آرایش به بخشها اجازه میدهد که تا اندازهای به طور مستقل عمل کنند همچنین بسیاری از عروق خونی و اعصاب از میان این الیه ها عبور میکنند.) 2 ( نکته : اپی میوزیوم بافت همبندی است که عضله را در بر گرفته و در زیر نیام قرار دارد. نکته : پری میوزیوم بافت همبندی است که دور فاسیکول را در بر گرفته است. نکته : آندومیوزیوم بافت همبندی است که دور تار عضله را در بر گرفته است. 27

29 شکل 0-0 بافت های همبند عضله ی اسکلتی ساختار تار عضله * به سلول عضالنی تار عضله گفته میشود. اگر یک تار عضالنی را در زیر میکروسکوپ نوری بگذاریم به وجود مناطق تیره و روشن که متناوبا به موازات یکدیگر قرار گرفته اند پی خواهیم برد. به علت وجود این مناطق عضلهی اسکلتی بعضا به نام عضلهی مخطط یا راه راه خوانده میشود.) 0 ( همانطور که قبال گفته شد هر تار عضله ی اسکلتی یک سلول عضالنی مجزا است. این سلول چند هسته ای شبیه به یک لولهی نازک طویل با لبههایی گرد است که به بافتهای همبند مرتبط با عضله میچسبد.) 2 ( بافت همبند در بر گیرندهی تار عضالنی آندومیوزیوم است درست در زیر آن و چسبیده به غالف آن غشا سلول عضالنی به نام سارکولما قرار دارد. درون سلول عضله یا تار عضالنی را سیتوپالسم اشغال کرده است که به سیتوپالسم تار عضالنی سارکوپالسم می گویند. سارکوپالسم تار عضله که مایعی لزج و قرمز رنگ است محتوی تعدادی هستهی کوچک بیضی شکل و میتوکندری است. سارکوپالسم همچنین دارای ساختمانهای فراوانی و موازی و رشته مانندی است که میوفیبریل یا تارچه عضالنی نام دارد. همچنین سارکوپالسم یک تار عضله شبکه ای از مجاری غشایی به نام شبکهی سارکوپالسمی دارد که هر تارچهی عضالنی را دربرگرفته و به موازات با آن امتداد یافته است. این مجاری شبیه به شبکهی آندوپالسمی سایر سلول ها است. انکلوزیونهای سلول عضالنی شامل میوگلوبین چربی گلیکوژن آدنوزین تری فسفات )ATP( و کراتین فسفات )CP( است. ساختمان تارچه ی عضالنی تارچهها یا میوفیبریلها نقش اساسی در مکانیسم انقباض عضله ایفا میکنند. آنها محتوی دو نوع فیالمنت پروتئینی یا الیاف پروتئینی هستند. الیاف ضخیم متشکل از پروتئین میوزین بوده و الیاف نازک بیشتر از پروتئین اکتین هستند. سازماندهی این الیاف )فیالمنت ها ) باعث ایجاد خطوط متناوب روشن و تیره میگردد که از خصوصیات تارهای عضله ی اسکلتی ( و عضله ی قلبی ) است. این خطوط الگوی مکرر واحدهایی را شکل میدهند که سارکومر نام دارند و در طول هر تار عضله امتداد یافتهاند. ممکن است میوفیبریلها یا تارچهها به صورت سارکومرهای وصل شدهی سربه سر به نظر برسند. 28

30 شکل 0-0 ساختمان سلول عضلهی اسکلتی نکته : یک سارکومر یک واحد انقباضی عضله است. الگوی مخطط عضله اسکلتی دارای دو بخش اصلی است. نخست نوارهای I )نوارهای روشن ) متشکل از تارچههای نازک اکتین است. در وسط هر یک از نوارهای I خط تیرهی دیگری وجود دارد که به آن غشای Z گفته میشود. غشای Z به سارکولما چسبندگی دارد و همین باعث استحکام عمومی ساخت و احتماال حفظ الیاف اکتین در ردیف های منظم میشود. بخش دوم الگوی مخطط شامل نوارهای A )نوارهای تیره ) است که متشکل از رشتههای ضخیم میوزین بوده و لبههای آن روی رشتههای نازک اکتین قرار میگیرد. نوار A نه تنها شامل ناحیهای است که رشتههای ضخیم و نازک در آن روی هم قرار میگیرند بلکه ناحیهی مرکزی کمی روشن تر )منطقه ) H نیز تنها شامل رشته های ضخیم میوزین است.) 0 ( عمل عضالت اسکلتی عمل عضله اسکلتی انقباض است که نتیجهی آن حرکت است. برای درک انقباض عضالنی الزم است از تغییرات مختلفی که با آن همراهاند اطالعات الزم را به دست آوریم. بعضی از تغییرات به طور خالصه در انجا بررسی میشود.) 2 ( 29

31 تغییرات ساختمانی هنگامی که تار عضالنی منقبض میشود بعضی تغییرات ساختمانی در آنها به وجود میآید. این تغییرات شکل 0-2 نوار های تیره و روشن در عضله اسکلتی نکته : یک سارکومر از یک خط Z تا خط Z بعدی امتداد دارد. در واقع به علت تغییرات سارکومر است که بر اثر آن عضله کوتاه میشود. هنگامی که عضله منقبض میشود یا طول آن تغییر میکند رشته های پروتئینی اکتین )رشته های نازک ) و میوزین )رشته های 30

32 ضخیم ) آن سارکومر کوتاه نمیشوند بلکه روی یکدیگر میلغزند. رشتههای اکتین به داخل فضای بین رشتههای میوزین میلغزند و خط z را که به آن چسبیدهاند همراه با خود میکشند. میزان درهم فرو رفتن رشتههای ضخیم و نازک متغییر است. شدت انقباض را درجهی درهم فرورفتگی تعیین میکند. هنگامی که انتهای رشتههای نازک در وسط سارکومر به یکدیگر نزدیک میشوند عضله به طور کامل و حداکثر منقبض شده است. در این حالت منطقهی H ناپدید میگردد. نکته : در انقباض عضله رشتههای اکتین و میوزین کوتاه نمیشوند بلکه سارکومرها هستند که واقعا کوتاه میشوند. شکل 0-1 تغییرات ساختمانی ایجاد شده در تارچه های عضالنی )رشته های اکتین و میوزین ) تغییرات الکتریکی همراه با انقباض عضله اسکلتی حوادث الکتریکی ایجاد میشود. در فصل اول گفته شد که یک اختالف «بار الکتریکی بین دو سوی غشا در هر سلول وجود دارد. در سلول غیر فعال پتانسیل غشا پتانسیل استراحت» نامیده میشود. هنگامی که یکی از تارهای عضله تحریک میشود قابلیت نفوذ غشای سلول عضالنی تغییر مییابد و این به تغییرات سریعی در پتانسیل غشا میانجامد )حدود ) S 1/110 و سپس 31

33 به حالت استراحت باز میگردد. تغییرات پتانسیل در هنگام فعالیت تار عضالنی «پتانسیل عمل» نامیده میشود. پتانسیل عمل دارای دو قسمت است. قسمت اول «دیپالریزاسیون» است یعنی هنگامی که پتانسیل غشا معکوس میشود. قسمت دوم «ریپالریزاسیون» است. زمانی که پتانسیل غشا به حالت اولیه بر میگردد.اگر منحنی پتانسیل عمل را بوسیله ی دستگاه اسیلوسکوپ بررسی کنیم دارای دو قسمت می- باشد. قسمت اول منحنی را پتانسیل نوک میگویند که در زمان دیپالریزاسیون ایجاد میشود و قسمت دوم منحنی که سقوطی به خط صفر دارد در زمان ریپالریزاسیون حادث میشود. پتانسیل نوک به این ترتیب تولید میشود که متعاقب افزایش در قابلیت نفوذ غشا به یونهای سدیم این یونها به سرعت به داخل سلول عضالنی حرکت میکنند و با خود مقدار کافی بار مثبت برای ایجاد یک پتانسیل مثبت در داخل سلول و در نتیجه تجمع بارهای منفی در خارج غشای سلول به همراه می- آورند. بالفاصله پس از دی پالریزاسیون دوباره غشا در برابر یونهای سدیم غیر قابل نفوذ میشود و منحنی ثبت شده به تدریج که پتانسیل استراحت غشا از نو ظاهر میگردد سقوطی را به خط صفر نشان میدهد. )شکل 6-0 ) تغییرات شیمیایی انقباض عضالنی نیاز به انرژی دارد. عضله را ماشین تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی مکانیکی نامیدهاند. در عضله انرژی از واکنشهای شیمیایی که با پتانسیل عمل آغاز میشود به دست میآید. وجود پتانسیل عمل سبب تجزیهی آدنوزینتریفسفات یا ATP میشود. ATP دارای اتصاالت فسفاتی پرانرژی است که در سلول عضالنی ذخیره میشود. 32

34 شکل 0-6 ثبت منحنی پتانسیل عمل توسط قرار دادن الکترودهای مناسب بر روی یک رشته ی عصبی با نشان دادن تغییرات الکتریکی آن بر روی یک اسیلوسکوپ امکان پذیر است. قسمت اول منحنی پتانسیل نوک ( دی پالریزاسیون ) و قسمت دوم منحنی که سقوط به خط صفر )ری پالریزاسیون (. با شکسته شدن این اتصاالت مقدار زیادی انرژی تولید میشود. انرژی آزادشده از ATP نیروهایی بین رشتههای اکتین و میوزین تار عضالنی ایجاد میکند که سبب میشود آنها به روشی که در تغییرات ساختمانی توصیف شد به طرف یکدیگر کشیده شوند. عالوه بر ATP کراتین فسفات )CP( مادهی شیمیایی مهم دیگری است که بخشی از انرژی ذخیره را تامین میکند. در واقع هنگامی که مقادیر بیش از حد ATP در سلول وجود دارد انرژی اضافی آن برای تولید CP به کار میرود. به این ترتیب یک مقدار بیشتری ذخیرهی انرژی تشکیل میشود. هنگامی که ذخیرهی ATP در انقباض عضالنی به مصرف میرسد CP به سهولت و به سرعت تجزیه شده و انرژی حاصل از آن برای سنتز مجدد ATP از ADP به کار میرود. به این ترتیب می توان گفت که غلظت ATP درازای مصرف CP در حد ثابت نگهداری میشود.) 0 ( شکل 0-7 نحوی تولید کراتین فسفات و مصرف آن در موقع نیاز تغییرات مکانیکی تغییرات مکانیکی در یک تار عضالنی متعاقب سایر تغییرات پدید میآید. مشخصترین این تغییرات ایجاد انقباض در عضله و تولید حرکت است. تکان عضالنی در هر تار عضالنی در اثر پتانسیل عمل منفرد انقباض کوتاه مدتی ایجاد میشود که به دنبال آن مرحله 33

35 رفع انقباض یا شل شدن به وجود میآید. این پاسخ موسوم به تکان عضالنی است. هنگامی که محرکی عضلهای را تحریک میکند واکنش مکانیکی بعد از مدت زمان کوتاهی )1/110 ) S پس از دی پالریزاسیون غشا نشان داده میشود.این موضوع را با ثبت پاسخ مکانیکی و پتانسیل عمل به طور همزمان میتوان مشاهده کرد. انقباض مکانیکی برای مدت زمان متغیری پس از تکمیل پتانسیل عمل ادامه می یابد. 100 PV 0 30 T زمان ( ثانیه ) منحنی 0-0 منحنی باال نمایش پتانسیل عمل و منحنی پایین تکان عضله بر روی ا شل زمانی واحد مدت تکان با نوع عضله ی اسکلتی تغییر میکند. 0 عضله ای مانند عضله ی راست داخلی چشم که با حرکات سریع و تند پاسخ می دهد دارای تکانی با مدت /7 1 ms است در حالی که تکان عضله نعلی که در ایستادن و راه رفتن به کار می رود حدود 011 ms دو قلو در حدود ms )1/0 ) s طول میکشد. مدت انقباض عضله 01 است. 34

36 عضله دقلو عضله نعلی عضله راست داخلی چشم tensiqn time قانون همه یا هیچ منحنی 0-0 تکان عضالنی نسبت به زمان تنش عضله برای سه عضله مختلف پاسخ تارهای عضالنی در برابر یک محرک یا به صورت حداکثر است و یا اصال به وجود نمی آید. این صفت بارز به قانون همه یا هیچ موسوم است. خواهد شد که تار عضالنی تا حداکثر امکان منقبض شود.) 0 ( محرکی که دارای شدت آستانه تحریک باشد سبب منحنی 0-0 شکل )a( یک تحریک )b( تاثیر پلکانی )تحریکات پشت سر هم و با قدرت بیشتر( ) c (جمع تحریکات )d( تتانسیون )کزاز( ناقص وکامل 35

37 نکته : این قانون مربوط به رشته های انفرادی عضله است در صورتی که توده کامل عضله از این * قانون تبعیت نمیکند. جمع انقباضات افزایش انقباض تار عضله که بر اثر دو محرک حداکثر با توالی سریع ایجاد میشود جمع انقباضات نامیده میشود. این موقعی حادث میشود که قبل از آنکه غشا متعاقب تحریک اول ری پالریزه شود تحریک دوم به غشا میرسد. هر گاه زمان کافی بین محرک اول و دوم برای بازگشت تحریک پذیری وجود نداشته باشد دو انقباض با یکدیگر جمع میشود. باید توجه داشت که هنگامی که غشا دیپالریزه میشود محرک ثانویه بیاثر است. این فاصله را مرحلهی تحریک ناپذیری مطلق مینامند. نکته : تحریک ناپذیری مطلق : هنگامی که غشا دی پالریزه میشود محرک ثانویه بیاثر است. ولی زمانی که غشا در حال ریپالریزاسیون است و تحریک ناپذیری نسبی است تحریکی قویتر از حد طبیعی الزم مجددا غشا را دیپالریزه میکند. بدین ترتیب جمع انقباضات میسر میشود و این نشان میدهدکه تار عضالنی به طور کامل از دیپالریزاسیون ایجاد شده بر اثر محرک اول آزاد نشدهاست. نکته : تحریک ناپذیری نسبی : هنگامی که غشا در حال ریپالریزه است اگر تحریکی قویتر ایجاد شود غشا به آن پاسخ میدهد. تانسیون تولید شده در جریان تحریک مکرر به طور قابل مالحظه ای بیشتر از تانسیون تولید شده در جریان یک تکان عضالنی ساده است. با تحریکات مکرر سریع فعال شدن مکانیسم انقباض به طور مکرر قبل از تولید هر گونه شل شدنی به وجود میآید و پاسخهای انفرادی به یکدیگر میپیوندند و به صورت یک انقباض مداوم در میآیند.این نوع واکنش موسوم به»کزاز یا تتانوس«است. 36

38 فصل سوم دستگاه گردش خون 37

39 دستگاه قلب و عروق دستگاه قلب و عروق شامل قلب و عروق خونی است. عملکرد این دستگاه برای حیات الزامی است زیرا بدون گردش خون بافتهای بدن اکسیژن و مواد غذایی را دریافت نمیکنند و مواد زائد در آنها تجمع مییابد. )2( قلب قلب پمپی عضالنی است که خون را در بدن به گردش در میآورد. )0( اندازه و محل قلب - اندازهی قلب به اندازهی بدن بستگی دارد. با این حال قلب یک فرد بزرگسال متوسط در حدود 02 سانتیمتر طول و 9 سانتیمتر عرض دارد. قلب از اطراف به ششها از عقب به ستون مهرهها و از جلو به جناغ سینه محدود است. بن قلب که به چندین رگ خونی متصل شده است زیر دندهی دوم قرار دارد. انتهای دیستال آن به طرف پایین و چپ امتداد یافته و در زیر دندهی پنجم به انتها می رسد. به همین دلیل لمس ضربان قلب بین پنجمین و ششمین دنده در حدود 7/1 سانتیمتر به سمت چپ خط میانی بدن ممکن است.) 2 ( شکل 0-0 ساختمان قلب 38

40 ساختمان قلب قلب دارای چهار حفره است که دوتا از آنها خون را دریافت میکنند )دهلیز( و دوتای دیگر خون را به بیرون میرانند )بطنها(. دهلیز راست خون را از بدن و دهلیز چپ خون را از ریهها دریافت میکنند. بطن راست خونی را که به ریهها میرود از خود خارج میکنند. )گردش ریوی ) و بطن چپ خونی را که به بدن میرود به بیرون می راند )گردش بزرگ یا گردش عمومی (. )6( قلب در حقیقت از دو پمپ تشکیل شده است یکی سمت چپ قلب که خون بازگشتی از ریهها را به بافتها میرساند و دیگری سمت راست قلب که خون بازگشتی از بافتها را به ریهها میرساند. )0( نکته : خونی که به سمت چپ قلب میرسد به علت اکسیژنی که در ریهها دریافت داشته است رنگ قرمروشن دارد و خونی که به سمت راست قلب میرسد به دلیل کمبود اکسیژن به رنگ قرمز تیره است. )*( مسیر جریان خون در قلب دهلیز راست خون وریدی را از طریق وریدهای اجوف فوقانی و تحتانی )بزرگ سیاهرگهای زیرین و زبرین( دریافت میکند این خون از نوع وریدی بوده و اکسیژن آن کاهش یافته و میزان دیاکسیدکربن )انیدریدکربنیک( آن باالست. شکل 0-0 مسیرهای خون در قلب 39

41 خون از دهلیز راست از راه دریچهی دهلیزی بطنی وارد بطن راست میشود. انقباض بطن راست سبب میشود که خون از میان دریچهی ریوی به طرف ریهها رانده میشود و در آنجا دیاکسیدکربن آزاد کرده و اکسیژن جذب میکند. خون از ریهها به دهلیز چپ مراجعت میکند و سپس از راه دریچهی دهلیزی بطنی به درون بطن چپ جریان مییابد. سپس خون توسط انقباض بطن چپ به درون آئورت رانده میشود و جریان خود را در رگهای شریانی به داخل شبکهی مویرگی و سپس به درون رگهای ور دی)ی سیاهرگها ) ادامه میدهد و بالخره به دهلیز راست باز میگردد و در آن جا این دوره مجددا آغاز میشود.) 6 ( عروق خونی سرخرگ ها از قلب منشا میگیرند و به انشعابات متعددی تقسیم میشوند که در کلیهی بافتهای بدن منتشر میشود و شبکه مویرگی را تشکیل میدهد. در این شبکه تبادل مواد غذایی و گازی و مواد زائد صورت میگیرد. انشعابات شبکه مویرگی مجددا به یکدیگر میپیوندند و سیاهرگهای کوچک را تشکیل میدهند. از الحاق این سیاهرگ ها سیاهرگهای بزرگ بوجود می آیند که خون بازگشتی از سراسر بدن را به قلب باز میگردانند. شکل 0-0 شکل باال سمت راست: ساختمان سیاهرگ شکل باال سمت چپ ساختمان سرخرگ و پایین سمت چپ: شبکه مویرگی سمت راست ساختمان مویرگ 40

42 نکته : سرخرگها حامل خون اکسیژندار هستند که رنگ قرمز روشن دارد و اغلب به نام خون سرخرگی خوانده میشوند. در حالی که خون سیاهرگی از لحاظ رنگ بسیار تیرهتر و دارای مقدار ناچیزی اکسیژن است. دریچه های قلب دریچهی سه لتی : دریچهی قلبی بین دهلیز راست و بطن راست است. دریچهی دو لتی یا میترال : دریچهی قلبی بین دهلیز چپ و بطن چپ است. دریچههای سینی یا هاللی : در مدخل )ورودی ) سرخرگهای آئورتی و ریوی قرار دارند و از بازگشت خون به قلب جلوگیری میکنند. نکته : هر دو دریچه ی دهلیزی بطنی اجازه میدهند که خون در یک جهت یعنی از دهلیزها به طرف بطن های مربوطه جریان یابد و از پس زدن خون به داخل دهلیزها جلوگیری میکنند )*( ساختمان عضله ی قلب شکل 0-2 دریچه های قلب سلولهای عضالنی قلب بسیار شبیه سلولهای عضالت اسکلتی یا مخطط هستند به این ترتیب که هر دوی این عضالت دارای سارکومرهایی هستند که توسط خطوط z محدود شده و محتوی نوارهای A که 41

43 Intercalated disc Band I band A band I شکل 0-1 تشابهات و اختالف های سلولهای قلبی با سلول های اسکلتی از رشتههای ضخیم میوزن تشکیل شدهاند و نوارهای I که از رشته های نازک اکتین تشکیل شده اند هستند. )6( اختالف بارزی که در ساختمان قلب نسبت به عضالت اسکلتی وجود دارد یکی وجود «صفحات انترکاله» و دیگری تعداد زیاد میتوکندری در تارهای عضله ی قلب است. صفحات انترکاله در انتقال امواج عصبی از انتهای یکی از سلولهای عضالنی به سلول عضالنی بعدی کمک میکند. بنابراین عضله قلب میتواند در جواب به تحریک مانند رشتهای واحد عمل کند. یعنی تمام عضله قلب هنگام تحریک مانند یک سلول واحد عمل میکند. )0( دلیلی که برای تعداد زیاد میتوکندری پیشنهاد شده آن است که عضلهی قلبی به منبع بسیار بزرگتری از آنزیم های مولد انرژی نیاز دارد زیرا باید به طور دائم منقبض شود و نمیتواند این کار را بدون وجود یک دستگاه سهل الوصول برای تامین اکسیژن انجام دهد. تغذیه خونی قلب تغذیهی قلب با استفاده از خونی که در حفرههای آن جریان دارد صورت نمیگیرد بلکه با سیستم» گردش «کرونری تغذیه میشود. قلب دارای دو شریان کرونری کوچک است که درست در باالی 42

44 قلب از آئورت منشعب میشوند. سرخرگ کرونری سمت چپ خون الزم برای تغذیه دهلیز و بطن چپ را فراهم می کند و سرخرگ سمت راست این وظیفه را در مورد دهلیز و بطن راست به عهده دارد. در دسترس بودن خون و اکسیژن کافی برای عضلهی قلب به قدری اهمیت دارد که کمترین نقصان در آن موجب درد سینه )موسوم به آنژین صدری ) میشود. عضلهی قلب به علت احتیاج به مواد غذایی نسبت به سایر بافتهای بدن سهم بیشتری از خون را دریافت میکند. )0( شکل 0-6 عروق قلب و عروق تغذیه کننده قلب و حفرات قلب قابلیت انقباض ریتمیک عضلهی قلب عضلهی قلب دارای این قابلیت ذاتی است که بدون هیچ گونه تحریک عصبی امواج تحریکی را خود به خود و منظم )ریتمیک ) تولید میکند. بدین ترتیب عضلهی قلب با عضلهی اسکلتی که به هنگام قطع عصب مربوط به آن کامال فلج میشود تفاوت دارد.) 0 ( 43

45 مرحلهی تحریک ناپذیری عضله قلب مانند بافتهای تحریک پذیر در جریان پتانسیل عمل به تحریک ثانویه دیگری صرف نظر از شدت یا ماهیت محرک جواب نمیدهد. جمع انقباضات در عضله قلب امکان پذیر نیست و این نظام حفاظتی عالی برای قلب است. زیرا اگر قلب دچار یک انقباض مداوم گردد دیگر نمی تواند مانند پمپ کار کند. قانون همه یا هیچ عضلهی قلب هنگام تحریک شدن مانند سلول واحدی عمل میکند. یعنی تمام عضلهی قلب در پاسخ به یک تحریک با حداکثر قدرت در آن زمان به تحریک جواب می دهد و یا اصال جوابی تولید نمی کند. بنابراین می گوییم که عضله ی قلب از قانون همه یا هیچ پیروی میکند. در عضالت مخطط رشته های انفرادی عضله از این قانون پیروی میکنند اما تودهی کامل هر عضله از این قانون تبعیت نمیکند.) 0 ( دستگاه هدایت کنندهی قلب دستگاه هدایت قلب شامل چهار جز اصلی است : گره سینوسی دهلیزی ( )SA گره دهلیزی بطنی ( AV ) دسته دهلیزی بطنی ( دسته ی هیس ) تارهای پورکینژ شکل 0-7 شکل باال اجزای دستگاه هدایت قلب را نشان میدهد 44

46 گ* * به نام گره سینوسی دهلیزی که به همین دلیل به آن گره «تولید کنندهی ضربان» میگویند. بنابراین موج انقباض قلب در گره سینوسی دهلیزی که معموال SA خوانده میشود تولید میشود. این گره در جدار خلفی دهلیز راست واقع شده است. )0( ره دهلیزی بطنی موج انقباض توسط»مسیر بین گرهی«از گره ( SA ) به گره دهلیزی بطنی) AV ) هدایت میشود این موج قبل از رسیدن به گره AV در سرتاسر رشتههای عضلهی دهلیزی منتشر می- شود و متعاقب آن دهلیزها را وادار به انقباض میکند. گره AV در طرف راست جدار بین دو دهلیز به طرف عقب دریچهی سه لتی قرار گرفته و موج انقباض هنگام عبور از آن دچار تاخیر میشود. این تاخیر سبب میشود تا دهلیزها تخلیهی خون خود را به درون بطنها تکمیل کنند.) 0 ( *دسته دهلیزی بطنی )دسته هیس ) دستهی هیس امکان هدایت موج تحریک از دهلیزها به بطن ها را میسر می سازد.) 0 ( ) *رشتههای هدایت کننده ( رشته های پوروکینژ موج تحریک نهایتا از طریق دستههای راست و چپ )که از دستهی هیس منشعب شدهاند ) پس از مسافت کوتاهی به رشتههای هدایت کننده یا رشته های پورکینژ منتهی میشود و بدین ترتیب بطنها را وادار به انقباض می کند. )0( الکتروکاردیوگرام انتشار ضربان قلب که از راه گره سینوسی دهلیزی به دهلیزها و سپس به گره دهلیزی بطنی و دستهی هیس و سر انجام به بطنها میرسد همراه با تغییرات الکتریکی است. این جریانهای الکتریکی به داخل بافتهای اطراف قلب گسترش مییابند و قسمت کمی از این جریانات تا سطح پوست میرسند. با قرار دادن الکترودهایی در سطح بدن و در مقابل و اطراف قلب می توان به ثبت منحنی تغییرات الکتریکی عضلهی قلب که «الکتروکاردیوگرام» یا به اختصار ECG یا EKG نامیده میشود اقدام کرد. نکته : الکتروکاردیوگرام منحنی تغییرات الکتریکی قلب است. الکتروکاردیوگرام طبیعی از یک موج P کمپلکس QRS موج T تشکیل شده است. موج P در نتیجه انتشار دپالریزاسیون غیر قطبی شدن ) از درون دهلیزها شروع میشود که سبب افزایش فشار در ( دهلیزها به هنگام انقباض آن میشود. پس از موج مجموعه ی QRS روی نوار ظاهر میشود که P نمایانگر دپالریزاسیون بطنها و همچنین ریپالریزاسیون دهلیزهاست. موج T نشاندهنده ری- پالریزاسیون بطنهاست که در آن تارهای عضالنی شروع به استراحت میکنند. )0( 45

47 شکل 0-8 یک الکتروکاردیوگرام طبیعی قلب شکل 0-6 الکتروکاردیو گرام یا نوار قلب 46

48 سیکل قلب هر سیکل قلب شامل همهی تغییر فشارها تغییر حجم ها و اعمال دریچههاست که در هر مرحله کامل انقباض و انبساط قلب رخ میدهد. )0( در واقع سیکل قلب یا دورهی قلبی به حوادثی اطالق میشود که از ابتدای یک ضربان قلب تا ابتدای ضربان بعدی حادث میگردد. )1( انقباض دهلیزها وبطنها را سیستول و انبساط دهلیزها و بطنها را دیاستول مینامند. هر سیستول دیاستولی به دنبال دارد و پس از هر دیاستول مجددا سیستول دیگری ظاهر میشود. این توالی به همین ترتیب ادامه مییابد. پس سیکل یا دورهی قلبی به حوادثی اطالق می شود که از ابتدای یک ضربان قلب تا ابتدای ضربان قلب بعدی حادث می گردد و در حدود 1/8 ثانیه طول میکشد. )0( در یک دورهی قلبی ابتدا خون از وریدها به درون دهلیزها ریخته میشود و فشار در دهلیزها باال رفته و به زودی از فشار بطنهای در حال انبساط تجاوز میکند و به علت فشار بیشتر در سطح دهلیزی لت های دریچه های دهلیزی بطنی ( دریجه های دو لتی و سه لتی ) باز میشوند. هنگامی که دریچههای دهلیزی بطنی باز میشوند خون به سرعت به درون بطنها جریان مییابد و لتهای دریچههای دهلیزی بطنی در میان جریان خون شناور میشوند و در وضعیت مناسب برای بسته شدن قرار می- گیرند. قبل از این که انقباض دهلیزها شروع شود بطنها تا حدود دوسوم ظرفیتشان از خون پر می- 47

49 شوند. دهلیزها به طور هم زمان منقبض شده و خونی را که در آن ها باقی مانده به طرف بطنها پمپ میکنند و سپس سیستول بطنها شروع میشود. به مجردی که بطنها شروع به انقباض میکنند به علت افزایش فشار در سطح بطنی لت های دریچهای دریچههای دهلیزی بطنی بسته میشوند. لتهای دریچهای به علت انقباض عضالت پاپیالر که طناب وتری را سفت میکنند در هنگام بسته شدن به داخل دهلیزها رانده نمیشوند درست مانند چتر که در هنگام باز شدن از طرف دیگر روی خود جمع نمی- شود. سپس فشار آن قدر زیاد میشود که میتواند دریچههای هاللی را ( هم دریچهی هاللی آئورت و هم ریوی ) باز کند. فشار در بطن راست فقط یک ششم فشار در بطن چپ باال میرود. به مجردی که دریچه های هاللی باز میشوند بطنها شروع به تخلیه میکنند یعنی بطن راست به درون شریان ریوی و بطن چپ به درون آئورت تخلیه میشود. در طی سیستول بطنی قسمت عظم خون به خارج رانده میشود. باشروع دیاستول بطنی فشار داخل بطنی به سرعت سقوط میکند خون تمایل به برگشت پیدا میکند و جریان معکوس خون سبب بسته شدن دریچه های هاللی میگردد. سپس قابلیت ارتجاعی شریان های بزرگ وارد عمل شده و خون را به طرف جلو میراند که دوباره به طرف بطنها برگردد.) 0 ( صداهای قلب برخی حوادث که در جریان دورهی قلبی حادث میشوند منجر به تولید صداهایی میگردند که میتوان آنها را با گذاشتن گوشی بر روی جدار سینه شنید. این صداها ناشی از نوسانات خون و حرکات جدار قلب و دریچهها و بالخره جریان گرد بادی خونند. هر گاه یک گوشی پزشکی یا استتوسکوپ را روی قلب بگذاریم با هر ضربهی بطن دو صدا خواهیم شنید. صدای اول طوالنیتر و بلندتر از صدای دوم بوده و مانند «بوم«است. و ناشی از بسته شدن دریچه های دهلیزی بطنی است. صدای دوم کوتاهتر و آهستهتر بوده و به طور عمده ناشی از بسته شدن دریچههای هاللی است و مانند «تاک«صدا میکند. )0( برون ده قلب به مقدار خونی که در یک دقیقه از بطن چپ به خارج تلمبه میشود برون ده قلب میگویند و معموال بر حسب لیتر در دقیقه یا میلی لیتر در دقیقه محاسبه میشود. برون ده قلب به حاصل ضرب دو عامل بستگی دارد تواتر قلبی و حجم ضربه ای. )0( 48

50 )HR( تواتر قلبی )SV( حجم ضربه ای = )CO( برون ده قلبی حجم ضربه ای = حجم خون پمپ شده در هر ضربه یا انقباض قلب. تواتر قلبی = تعداد ضربان قلب در دقیقه. مثال اگر تعداد ضربان قلب 70 بار در دقیقه و حجم ضربه ای برابر 71 میلی لیتر باشد. در آن صورت برون ده قلبی طبق معادلهی باال برابر 1121 میلی لیتر در دقیقه یا حدود 1 لیتر در دقیقه خواهد بود. به هنگام فعالیت تواتر قلبی و حجم ضربه ای هر دو افزایش می یابند. بنابراین برون ده قلبی بیشتر از هنگام استراحت می شود. مثال به هنگام فعالیت بدنی تواتر قلبی ممکن است به 011 ضربه در دقیقه برسد و حجم ضربهای متجاوز از 011 میلی لیتر گردد. لذا در چنین شرایطی برون ده قلبی برابر 01 لیتر در دقیقه خواهد شد. ( یعنی برون ده 6 برابر حالت استراحت خواهد شد (.)0( تنظیم ضربان های قلب تحریکی که موجب انقباض منظم عضلهی قلب میشود از درون خود عضله قلب منشا میگیرد که مرکز آن در دهلیز راست با عنوان گره سینوسی دهلیزی (SV) شناخته شده است. به بیان دیگر موج انقباض خود به خود و مستقل از هر گونه تحریک عصبی آغاز میشود. ولی به هر حال دستگاه عصبی خودکار عهده دار تنظیم ضربانهای قلب به هنگام استراحت و فعالیتهای ورزشی است. دستگاه عصبی خودکار که فراهم آمده از اعصاب پاراسمپاتیک و اعصاب سمپاتیک است نقش اصلی را در تنظیم ضربان قلب به عهده دارد. تحریک اعصاب پاراسمپاتیک سبب آزاد شدن استیل کولین از انتهای آنها می شود. استیل کولین موجب کند شدن تحریکات در گره ی SA و هم چنین کندی هدایت جریان از درون گره AV و ک ند شدن تحریک بطنها میشود. چنین تحریکاتی را «جریانهای بازدارندهی قلب» میخوانند که نتیجهی آنها ک ند شدن ضربانهای قلب است. تحریک اعصاب سمپاتیک موجب آزاد شدن نوراپینفرین از انتهای آنها می شود. نوراپینفرین باعث سریعتر شدن کار گره SA و سرعت هدایت جریان میشود. چنین تحریکاتی را که به سریعتر و قویتر شدن ضربان های قلب میانجامد «تند کنندهی کار قلب» مینامند. )0( 49

51 جدار رگ های خونی شکل 0-7 مقایسه جدار سرخرگها با سیاهرگها قلب خون را از میان رگهای بدن با میزانهای متغیر بسته به احتیاجات بدن به جلو میراند. تعداد ضربان قلب براساس تغییرات فعالیت بدن تغییر میکند تا فشار خون مناسبی برای آن نوع فعالیت برقرار و حفظ گردد. بنابراین شما میتوانید رگهای شریانی از آئورت تا شبکهی مویرگی را در نظر بیاورید که به تدریج دارای بافت ارتجاعی کمتر وکمتر میشود و بافت عضالنی آنها تغییر مییابد و بالخره در سرخرگچههای انتهایی فقط دارای یک ردیف یاخته عضالنی صاف است که قطر رگ را کنترل میکند. پس از این قسمت مویرگها ظاهر میشود که تنها از یک ردیف سلول پوششی تشکیل شکل 0-8 جدار مویرگها از یک ردیف سلول پوششی تشکیل شده است شده و عمل تبادل مواد در آنها رخ میدهد. وریدها دوباره دارای یاختههای عضالنی صاف و مقداری بافت ارتجاعی میشوند و به تدریج که به نزدیک قلب میرسند بزرگتر میگردند. جدار وریدها با ازدیاد تدریجی یاخته های عضالنی صاف که به صورت طولی و حلقوی در آن ها ظاهر میشوند ضخیم- تر می شوند. ولی ضخامت آنها هیچ گاه به اندازهی ضخامت شریانها نمیرسد. )0( 50

52 فشار خون منظور از فشار خون نیرویی است که توسط خون به جدار رگ های خونی وارد می شود. فشار خون بر حسب میلی متر جیوه )mmhg( بیان می شود. فشار خون از آئورت تا وریدهای اجوف کاهش مییابد و این امر برای جریان مداوم خون ضروری است زیرا جریان یا حرکت هر مایع بستگی به یک اختالف فشار دارد.) 0 ( اصطالح فشار خون معموال به فشار موجود در سرخرگها اشاره دارد. فشار خون سرخرگی در الگویی مشابه مراحل قلبی باال و پایین میرود. به این دلیل وقتی بطنها منقبض میشوند )سیستول بطنی( دیوارههای آن خون را با فشار وارد تنهی سرخرگ ششی و آئورتی میکند در نتیجه فشار درون این سرخرگها به شدت افزایش مییابد. حداکثر فشاری که طی انقباض بطن بدست می آید فشار سیستولی نامیده میشود. هنگامی که بطنها در حال استراحت هستند فشار سرخرگی کاهش مییابد و پایین ترین فشاری که پیش از انقباض بطنی باقی میماند فشار دیاستولی نام دارد.) 0 ( نکته : حرکت خون در رگ ها به واسطهی اختالف فشار است. شکل 0-9 ایجاد فشار توسط سلول هایخون بر دیواره رگ در افراد بالغ و جوان اندازهگیری فشار در شریان بازویی یک مقدار متوسطی برابر با میلی- متر جیوه در هنگام سیستول و میلیمترجیوه در هنگام دیاستول است. هنگام ثبت فشار شریانی رسم بر این است که فشار سیستولیک را روی فشار دیاستولیک با این روش مینویسند. همانطور که گفتیم خون از نقطهای که فشار آن باالست به نقطهای که فشار آن پایین است جریان می یابد. پس خون از شریانها ( سرخرگها ) به سوی سرخرگهای کوچک و سپس از مویرگها به طرف وریدها )سیاهرگها ) جریان مییابد. زیرا یک سقوط پیش رونده در فشار خون وجود دارد و خون از 51

53 ناحیهای با فشار زیاد به ناحیهای با فشار کم جریان مییابد. سقوط فشار خون پس از عبور از مویرگها و وریدها به تدریج که به سوی قلب باز میگردد به صفر میلی متر جیوه کاهش مییابد.) 0 ( نبض شریانی نبض شریانی یک موج اتساع و بازگشت است که با هر سیستول بطن چپ در طول دستگاه شریانی به جریان میافتد. موج نبض به تدریج که در طول دستگاه شریانی پیش میرود ضعیفتر میگردد و در مویرگها کامال ناپدید میشود. موج نبض به طور سریع با سرعت 6 تا 9 متر بر ثانیه سیر میکند. موج اتساع ناشی از رانده شدن خون قبل از خروج از آئورت را میتوان در جدار شریانهایی که به سطح بدن نزدیک ترند احساس کرد. مانند شریان زندزبرین و شریان ران و شریان کاروتید در گردن. هر گاه بخواهیم تعداد نبض را بشمارید نوک انگشتان خود را روی شریان قرار دهید و آن را کمی فشار دهید تا امواج اتساع را حس کنید.) 0 ( * تعداد نبض را در یک دقیقه اندازهگیری میکنند که برابر با تواتر قلبی است.)*( خون مقدار خون خون تنها بافت مایع بدن است که مقدار آن در یک شخص بالغ حدود 1 لیتر است. حجم کل خون حدود %7 وزن بدن است. بنابراین خون یک شخص 71 کیلوگرمی حدود 1 لیتر و یک نوزاد 2/0 کیلوگرمی حدود 011 میلی لیتر است.) 0 ( مقدار خون در زنان 1-2 lit و در مردان 6-1 lit است. )0( مشخصات خون رنگ خون کامل در صورتی که شریانی باشد قرمز روشن است. خون وریدی قرمز تیره است زیرا از اکسیژن اشباع نیست. خون کدر است یعنی از پشت آن چیزی قابل دیدن نیست. هماتوکریت هماتوکریت خون نشان دهندهی درصدی از خون است که سلولهای خونی آن را تشکیل میدهند. به عبارت دیگر هماتوکریت عبارت است از نسبت درصد گویچهها در خون است. مثال وقتی میگوییم شخصی دارای هماتوکریت 21 است یعنی این که 21 درصد حجم خون کامل مربوط به سلول هاست و 52

54 21-21 درصد باقی مانده را پالسما تشکیل می دهد. مقدار هماتوکریت در مردان بین و در زنان 11 بین درصد است.) 0 ( سلول های خون سلول های خون عبارت از : اریتروسیت ها )گلبول های قرمز ) لکوسیت ها ( گلبول های سفید ) ترومبوسیت ها ( پالکت ها ) اریتروسیت ها ( گلبول های قرمز ) سلولهای قرمز خون بالغ )اریتروسیت یا گویچهی قرمز( هسته ندارند. بنابراین نمیتوانند همانند سلولهای دیگر تکثیر شوند. سلولهای جوان در فرایندی به نام خونسازی باید جایگزین سلولهای پیر شوند. طول عمر طبیعی هر سلول قرمز خون روز است.) 7 ( اریتروسیتها بیشترین سلولهای خونی را تشکیل میدهند. تعداد آنها به طور متوسط 1/1-2/1 میلیون در هر میلیمتر مکعب خون به ترتیب در زنان و مردان است. )0( اریتروسیتها یا گویچههای سرخ در مرکز نازک بوده و در اطراف ضخیماند. یعنی به شکل یک صفحه ی مقعرالطرفین هستند.) 6 ( در حدود یک سوم وزن هر گویچه قرمز از هموگلوبین تشکیل شده که نقش مهمی در انتقال اکسیژن و دی اکسید کربن بازی میکند.) 0 ( هموگلوبین یک مولکول بسیار پیچیده بوده و از چهار مولکول ه م و یک مولکول گلوبین تشکیل شده است. در ساختمان مولکولهای ه م وجود آهن ضروری است. برای همین قسمت عمدهی آهن در بدن در مولکولهای هموگلوبین قرار دارد. اریتروسیتها در مغز قرمز استخوان ساخته میشوند.) 6 ( شکل 0-01 گلبولهای قرمز و گلبول های سفید خون 53

55 لکوسیتها ( گلبولهای سفید ) گلبولهای سفید سیستم دفاعی بدن را تشکیل میدهند. تعداد آنها در خون 8111 در هر میلی مترمکعب خون در یک شخص سالم و بالغ است. گویچههای سفید خون سلولهای هستهداریاند که بعضی از آنها محتوی دانههایی در سیتوپالسم هستند که به آنها لکوسیتهای دانهدار و بعضی دیگر در سیتوپالسم دانه ندارند به آنها لکوسیتهای بدون دانه مینامند. لکوسیتها در مغز قرمز استخوان یا بافت لنفاوی ساخته میشوند. )0( لکوسیتها به روشهای گوناگون از بدن در مقابل عفونتها محافظت میکنند. بعضی از لکوسیتها سلولهای باکتریایی را در بدن فاگوسیتوز میکنند و بقیه پادتن- ها را تولید میکنند که ذرات خارجی را نابود یا ناتوان مینماید.) 2 ( تروبموسیتها ( پالکتها ) پالکتها قطعاتی از سلولهای غول پیکر موسوم به مگاکاریوسیتاند که در مغز قرمز استخوان تشکیل میشوند. تعداد پالکتها به طور متوسط در هر میلی مترمکعب است. پالکتها نقش مهمی در جلوگیری از خروج خون از رگ های پاره شده بازی میکنند. هنگامی که آسیبی به جدار رگ ها وارد میشود پالکتها به سطح داخل رگ میچسبند و سوراخها را میبندند و بافتهای آسیب دیده را می پوشانند. سپس پالکت های دیگر را به سوی خود جذب میکنند و بالخره تودهی بزرگی تشکیل می- دهند که برای بستن دهانهی رگهای کوچک کافی است. گروه های خونی گویچههای سرخ خون بر روی غشای خارجی خود ممکن است دارای مادهای به نام آنتیژن باشند. ژن- ها به دو دسته A و B تقسیم میشود. برحسب این که آنتی ژن A یا B و یا هر دو یا هیچ کدام بر روی غشای خارجی گویچههای سرخ وجود داشته یا نداشته باشند خون انسان را میتوان به چهار گروه تقسیمبندی کرد. این گروهها به نام A و B و AB و O خوانده می شوند. %20 آنتی ژن A A %9 B آنتی ژن B %0 گروه های خونی AB آنتی ژن های A و B %26 B و A بدون آنتی ژن های O 54

56 در سال اول زندگی در پالسمای اشخاصی که به گروه A تعلق دارند مادهای ظاهر میشود که تمام گویچههای محتوی آنتیژن B را خراب میکند. دقیقا روشن نیست که این موضوع چگونه صورت می- گیرد ولی امکان دارد بعضی از باکتریها که وارد لوله گوارشی میشوند بر روی غشای خارجی خود مادهای مشابه آنتیژن B داشته باشند و آنتیکور ضد B که واکنش بدن در برابر این آنتیژن باشد تولید میشود. افراد گروه A در پالسمای خود آنتیکورB افراد گروه B در پالسمای خود آنتیکور A و افراد گروه O آنتیکورهای A و B در پالسمای خود تولید میکنند. فقط گروه AB هست که در پالسمای خود هیچ یک از این آنتیکورها را تولید نمیکند. )0( O AB B گروه A وB A _ A آنتی کور B _ B و A B آنتی ژن A گروه Rh آنتیژن دیگری به نام D نیز کشف شد که این دسته بندی Rh نامگذاری شد. اشخاصی که روی گویچههای سرخ آنتی ژن D دارند Rh مثبت خوانده میشوند و %81 مردم در این دسته قرار دارند. %01 بقیه فاقد مادهی D بر روی گویچه های سرخ خود بوده و Rh منفی هستند. اشخاص Rh مثبت و Rh منفی هیچ کدام دارای آنتیکور D به طور طبیعی در پالسمایشان نیستند و آنتی کور D فقط در نزد اشخاص Rh منفی در صورتی به وجود میآید که به آنها خون Rh مثبت داده شده باشد پس از یک بار انتقال خون Rh مثبت آنتی کور D در تمام طول زندگی شخص باقی خواهد ماند و این شخص دیگر نخواهد توانست خون Rh مثبت دریافت کند. اشخاص Rh مثبت فاقد آنتیکور در پالسمای خود بوده و هم چنین نمیتوانند آنتیکور D تولید کنند و بنابراین میتوانند هم از خون Rh منفی و Rh مثبت استفاده کنند. )0( 55

57 فصل چهارم دستگاه تنفس 56

58 مقدمه تبدیل غذاها به گرما و انرژی در سلولهای بدن در چند مرحله صورت میگیرد. مجموعهی این روندها که متابولیسم نامیده میشود بسیار پیچیده است. ولی نتیجهی نهایی آن است که اتمهای کربن غذاها با اکسیژن هوا ترکیب میشوند و گرما و انرژی و همچنین انیدریدکربنیک به عنوان یک محصول دفعی تولید میکنند. مجاری تنفسی ) لولههایی که هوا را تا اندامهای اصلی تنفسی یعنی ریهها )کیسههای هوایی به طور رفت وبرگشت هدایت می کنند «مجاری تنفسی» نامیده میشوند. شکل 2-0 مجاری تنفسی در دستگاه تنفس 57

59 برای اینکه هوا وارد ریهها شود ابتدا باید اکسیژن از بینی و بعضی مواقع از دهان عبور کند. در هر یک از این دو حالت هوا در حلق جریان مییابد. تفس از راه بینی بر تنفس از راه دهان ارجهیت دارد زیرا مجاری بینی برای این هدف طراحی شدهاند. هوایی که به درون بینی کشیده میشود از روی سطوحی که از دیوارهی بینی و شاخکهای بینی ساخته شدهاست عبور میکند. این سطوح هوای تنفسی را گرم و مرطوب میکند. همچنین یک الیهی مخاطی که مجاری بینی را پوشانده است مانع عبور ذرات گرد و غبار و سایر ذرات خارجی موجود در هوا میشوند. سطوح داخل بینی بیشتر از سلولهای مژکدار پوشیده شده است. حرکت مژکها ذرات خارجی را تصفیه میکند. نکته : مجاری تنفسی نقش راه عبور هوا را دارند و تبادل گاز در آن ها صورت نمیگیرد. نای بعد از حنجره قرار گرفته و در پایین گردن به دو نایژه اصلی تقسیم میشود که هر کدام به یکی از ریهها منتهی میشوند. درون هرریه نایژهها به دفعات به شاخههای کوچکتر یا نایژکها انشعاب مییابند تا به صورت نایژکهای انتهایی در میآیند. هر نایژک انتهایی به دو نایژک تنفسی سپس به شاخههای کوچکتر تقیسم میشوند و مجاری کیسه های هوایی را تشکیل میدهند. نایژکها به ساختمانهای کیسه مانندی به نام»حبابچه«منتهی میشوند. تبادل اکسیژن و دی اکسیدکربن عمال بین هوای درون حبابچه و خونی که در مویرگهای مجاور آنها جریان دارد به وقوع میپیوندد. تنفس نکته : تبادل گازها بین هوای حبابچهها و خون مویرگی انجام میشود. تنفس یعنی انتقال اکسیژن ( 2 ) o از هوا به بافتهای بدن و انتقال دی اکسید کربن ( 2 )co از بافتهای بدن به هوای بیرون است. فرآیند تنفس شامل دو مرحله است : تنفس خارجی تنفس داخلی یا سلولی )0 )0 تنفس خارجی : انتقال هوا به داخل ریهها و بالعکس انتقال اکسیژن از ریهها به خون و انتقال دی اکسیدکربن از خون به ریهها و تبادل گازها بین خون و سلولهاست. تنفس داخلی : روندی که در آن سلولها از اکسیژن برای سوخت و ساز استفاده میکنند و دی اکسیدکربن تولید میکنند. 58

60 حرکات تنفسی دو حرکت اصلی در تنفس وجود دارد که عبارت است از عمل دم و عمل بازدم. شک 2-0 قفسه سینه در دو حالت دم و بازدم عمل دم عمل دم با انقباض عضلهی دیافراگم و عضالت بین دندهای خارجی شروع میشود. حرکت دیافراگم %71 تغییرات ایجاد شده در حجم قفسه سینه در جریان دم آرام و عادی است. انقباض دیافراگم سبب میشود که این عضلهی گنبدی شکل به طرف پایین حرکت کند و قفسه سینه را از باال به پایین بزرگ کند. عضالت شکمی به تدریج که دیافراگم پایین میآید شل میشوند. در همین حال انقباض عضالت بین دندهای خارجی دندهها را باال میکشد. این عمل قفسه سینه را از طرفین و نیز از جلو به عقب بزرگ می کند. همراه با اتساع قفسه سینه بر حجم ریهها نیز افزوده میگردد. هر گاه سریعا بر حجم گازی افزوده شود پراکندگی مولکولهای موجود در گاز بیشتر و در نتیجه از فشار آنها کاسته می- شود. پس هنگام دم فشار درون ریوی افزایش مییابد و هنگامی که دوباره با فشار جو برابر شد )در پایان دم ( جریان هوا به داخل ریهها متوقف میگردد. عمل بازدم عمل بازدم بیشتر عملی غیر فعال است که در شرایط معمولی استراحت به علت رفع انقباض از عضالت دمی ( دیافراگم و عضالت بین دنده ای خارجی ) و بازگشت آن به حالت اولیه صورت میگیرد. به هر حال ما دارای عضالت بازدمی نیز هستیم ولی از این عضالت فقط در فعالیت های بسیار شدید عضالنی 59

61 یا برای انجام یک بازدم شدید و قوی مثل باد کردن یک بادکنک استفاده میکنیم. به تدریج که از عضالت شکمی رفع انقباض می شود حجم قفسه سینه کاهش می یابد. فشردگی حجم قفسه سینه باعث افزایش فشار درون ریوی میشود به طوری که مقدار آن بیشتر از فشار جو می شود و هوا از ریهها به خارج جریان مییابد. در پایان بازدم فشار درون ریوی دوباره با فشار جو برابر میشود و جریان هوا از ریهها به خارج متوقف میشود. )0( حجمها و ظرفیتهای ریوی حجم هوایی که به داخل و خارج ریه هنگام دم و بازدم جریان مییابد توسط دستگاهی موسوم به اسپیرومتر اندازهگیری میشود. منحنی به دست آمده هنگام نفس کشیدن در یک اسپیرومتر موسوم به اسپیروگرام است.) 1 ( از این منحنی حجمها وظرفیتهای ریه بدست میآید. حجمهای ریوی ) حجم جاری : حجم هوایی که با حرکت تنفسی بازدم )دم یا به داخل یا خارج ریهها جریان مییابد حجم جاری نامیده میشود و تقریبا ml 111 است. )1( حجم ذخیره دمی : هنگامی که شخص عمیقترین دم ممکن را از سطح ستراحت بازدمی انجام میدهد به دست میآید و در افراد بالغ و جوان معموال ml 0111 است. )0( حجم ذخیره بازدمی : مقدار هوایی که میتوان بعد از پایان یک دم عادی با یک بازدم عمیق از ریهها خارج کرد و مقدار آن به طور طبیعی ml 0011 است. )0( حجم باقیمانده : حجم هوایی که متعاقب یک بازدم حداکثر عمیق در ریهها باقی میماند. باقیمانده در یک فرد جوان ml0011 است. )0( حجم ظرفیت های ریوی ظرفیت حیاتی : به مقدار هوایی که شخص می تواند بعد از یک دم بسیار قوی با یک بازدم کامال عمیق از ریههای خود خارج کند ظرفیت حیاتی میگویند. این ظرفیت از سه حجم جاری حجم ذخیره دمی و حجم ذخیره بازدمی تشکیل شده است. مقدار این ظرفیت ml 2611 است. 60

62 شکل 2-0 حجمها و ظرفیتهای ریه ظرفیت کل ریه : به حداکثر هوایی گفته می شود که بعد از یک دم کامال عمیق در ریهها وجود دارد. ظرفیت کل ریه تشکیل شده از چهار حجم حجم جاری حجم ذخیره دمی حجم ذخیره بازدمی و حجم باقیمانده است و مقدار آن بین 1 تا lit 6 در افراد متفاوت است. تهوی ریوی نکته : تمام حجمها و ظرفیتهای ریه در زنان 01 تا 01 درصد کمتر از مردان است و مقدار هر یک از آنها در افراد درشت اندام و ورزشکار بیشتر است. تهویه ریوی یا دقیقهای عبارتند از مقدار هوایی که ما در مدت زمان یک دقیقه از محیط خارج میگیریم = یا آن را به محیط پس میدهیم )نه هر دو با هم (. تعدادتنفس در دقیقه )1\min( ᵡ حجم هوای جاری )lit( تهوی ریوی )lit\min( 61

63 فعالیتهای عضالنی حجم جاری و تعداد تنفس در دقیقه را به طور بارزی افزایش میدهد و تهوی ریوی میتواند به 11 lit\min برسد. دامنهی این افزایش به دنبال یک فعالیت ورزشی شدید ممکن است به 001 برای lit\min زنان و 081lit\min برای مردان هم برسد. )0( تهویه حبابچه ای و فضای مرده هنگام تهویه ریوی همهی هوای تازهای که در دقیقه وارد بدن میشود به حبابچهها که در آنها تبادل گازها با خون صورت میگیرد نمیرسد و مقداری از آن در مجاری عبور هوا چون بینی دهان حلق حنجره نای نایژهها و حتی نایژکها باقی میماند. این مقدار از نظر رساندن اکسیژن به خون بدون فایده است. بنابراین هوایی که در این مناطق باقی میماند هوای «فضای مرده» خوانده میشود. مقدار هوای فضای مرده 011 میلی لیتر برای مردان و 001 میلی لیتر برای زنان جوان است. این ارقام با افزایش سن مختصری افزایش مییابد. )0( تهویه حبابچهای تهویه حبابچهای مهمترین معیار برای موثر بودن تنفس یک فرد به حساب میآید زیرا نمودار مقدار هوای تازه دمی است که در تبادالت گازی به کار می رود. تهویه حبابچهای برابر است با حاصل ضرب حجم جاری در تعداد حرکات تنفسی در یک دقیقه منهای حجم فضای مرده است. تعداد تنفس در دقیقه ᵡ ( حجم فضای مرده - حجم جاری ) = تنظیم تنفس تهویه حبابچه ای نکته : در مقایسه با افزوده شدن به تعداد حرکات تنفسی چنانچه عمق تنفس بیشتر شود تهویه حبابچهای افزایش بیشتری مییابد. عضالت تنفسی نقش مهمی در حرکت دادن هوا به درون ریهها دارند تا احتیاجات متغیر بدن به اکسیژن را برآورده سازند. یک مرکز تنفسی فعالیت عضالت تنفسی را با یکدیگر مربوط میسازد این مرکز تنفسی در پیاز مغز تیره )بصل النخاع ) قرار دارد. مرکز تنفسی ممکن است تحت تاثیر امواج عصبی بخشهای مختلف دستگاه عصبی و امواج عصبی صادر شده از هر نقطهی بدن همچنین ترکیب شیمیایی خونی که از آن میگذرد قرار گیرد.به این ترتیب می توان گفت که تنفس را هم عوامل عصبی و هم عوامل شیمیایی کنترل می کنند. 62

64 کنترل شیمیایی تنفس از : مرکز عصبی تنفس )پیاز مغز تیره ) تحت تاثیر سه حالت شیمیایی خون قرار میگیرد که عبارت است فشار اکسیژن فشار دی اکسید کربن غلظت یونهای هیدروژن )PH( اکسیژن بر خالف انتظار میزان اکسیژن خون سرخرگی عمال اثری بر مرکز تنفس در پیاز مغز تیره ندارد مگر آن که میزان آن به قدری کم باشد که تمام سلولهای بدن دچار کمبود اکسیژن شوند )معموال در ارتفاعات (. در این حالت گیرندههای شیمیایی محیطی موجب افزایش تهویه ریوی میشوند. این گیرندهها در قوس آئورتی و محل دو شاخه شدن سرخرگ کاروتید )سبات( قرار دارند و به محتوی اکسیژن خون حساسند. هنگامی که محتوی اکسیژن خون کاهش مییابد این گیرندهها امواج عصبی خود را به مرکز تنفسی ارسال کرده و تنفس را تحریک میکنند.) 0 ( دی اکسیدکربن و یون های هیدروژن نیرومندترین عامل شناخته شدهی موثر در مرکز تنفسی بصل النخاع افزایش مختصر فشار دی- اکسیدکربن در خون سرخرگی است. هنگامی که میزان دی اکسیدکربن در خون زیاد است گیرنده های شیمیایی مرکزی در نزدیکی مرکز تنفسی پیازمغز تیره تحریک می شوند عمق و تعداد و حرکات تنفسی را افزایش میدهند. در نتیجه افزایش بارزی در تهویه حادث میشود. گمان میرود که این امر ناشی از اثر مستقیم دی اکسیدکربن در این گیرندهها نیست بلکه مقدار زیاد دی اکسیدکربن در خون سرخرگی باعث افزایش غلظت یون هیدروژن + )H ( در خون و مایع مغزی نخاعی میشود و در واقع این تغییر PH است که مسئول عمل تحریکی دی اکسیدکربن است. این موضوع کامال آشکار شده که هر گاه میزان دی اکسیدکربن خون سرخرگی زیاد شود یا هر گاه PH خون سرخرگی کاهش یابد افزایشی در تهویه حاصل میشود. این افزایش تهویه سبب میشود که دی اکسیدکربن به خارج دفع شود تا میزان آن سقوط کند و غلظت اسیدی خون کاهش یابد. 63

65 گیرندههای شیمیایی محیطی در اجسام سباتی و آئورتی نیز بر اثر افزایش دی اکسیدکربن خون PH سرخرگی و افزایش غلظت یون هیدروژن که سبب پایین آمدن خون میشود تحریک می گردند. نکته : کاهش اکسیژن خون باعث تحریک گیرندههای شیمیایی محیطی می شود. نکته : افزایش دی اکسیدکربن یا افزایش غلظت یون هیدروژن خون )کاهش )PH باعث تحریک گیرندههای شیمیایی مرکزی و محیطی میشوند. 64

66 فصل پنجم دستگاه عصبی 65

67 مقدمه دستگاه عصبی پیچیدهترین و سازمان یافتهترین دستگاه بدن انسان است. این دستگاه ارتباط قسمتهای مختلف بدن انسان را با هم و همچنین ارتباط بین بدن را با محیط برقرار میکند و بدین وسیله انسان را قادر میسازد تا در موارد مختلف عکس العملهای مناسب را نسبت به تحریکات بروز دهد. سیستم عصبی مانند سیستم اندوکرین بسیاری از اعمال داخلی بدن را تنظیم میکند و ضمنا فعالیتهایی را که ما مجموعا رفتار میشناسیم هماهنگ میسازد. این فعالیتها نه تنها شامل اعمال سادهای چون خندیدن و قدم زدن میشوند بلکه همچنین تجربیاتی مثل فکر کردن به چیزی عقیده داشتن برانگیخته شدن به خاطرآوردن واقعهای و غیره می باشد.) 0 ( دستگاه عصبی دستگاه عصبی را می توان به دستگاه عصبی مرکزی )CNS( و دستگاه عصبی محیطی )PNS( تقسیم کرد. دستگاه عصبی مرکزی شامل مراکز عصبی یعنی مغز و نخاع هست. دستگاه عصبی محیطی شامل اعصابی است که از مغز و نخاع به سرتاسر بدن گسترش می یابند تقسیم کرد. از نظر عملکردی دستگاه عصبی محیطی از دو بخش حسی و حرکتی تشکیل شده است. 0. مغز 0 (دستگاه عصبی مرکزی )CNS( 0. نخاع دستگاه عصبی 0( دستگاه عصبی محیطی )PNS( واحد های اصلی دستگاه عصبی 0. سمپاتیک 0. پاراسمپاتیک 0. اعمال ارادی 0.اعمال غیرارادی. 0 بخش حسی 0. بخش حرکتی در مغز انسان 00 میلیارد سلول اختصاصی به نام نورون وجود دارد که واحدهای اصلی دستگاه عصبی محسوب میشوند. )0( سلولهای عصبی یا نورونها با تولید امواج الکتریکی و عبور آنها از یک بخش 66

68 سلول به بخش دیگر و از طریق رهایش پیکها یا میانجیهای شیمیایی به منظور ایجاد ارتباط با سایر سلولها عمل میکنند.) 0 ( ساختمان نورون نورونها اندازه و شکلهای گوناگون دارند اما بیشتر آنها دارای چهار قسمت اند : 0( جسم سلولی 0( دندریتها 0( آکسونها 2( پایانههای اکسون دندریتها انشعاباتیاند که از جسم سلولی خارج میشوند. دندریتها و جسم سلولی جایگاههایی کامال تخصص یافته ارتباطیاند که امواج عصبی را از سایر نورونها دریافت میکنند. اکسون که گاهی اوقات تار عصبی نیز خوانده میشود شاخه منفرد گسترش یافته ای از جسم سلولی است. امواج الکتریکی پس از جسم سلولی در طول اکسون انتشار مییابند و سرانجام به پایانههای اکسون میرسد. این پایانهها مسئول انتقال امواج عصبی به نورون بعدی یا سلول عضالنی و یا غدد هستند. شکل 1 0- ساختمان واحد دستگاه عصبی )نورون ) * نکته : امواج عصبی معموال بوسیله دندریت و یا جسم سلولی دریافت میشود و بوسیله پایانههای اکسون انتقال مییابد. غالف میلین: اکسونهای اغلب نورونها با پوششی نازکی از چربی به نام غالف میلین پوشیده شده است که نقش آن عایق بندی اکسون است. این گونه رشتهها را رشتههای میلیندار میگویند. 67

69 گره رانویه : غالف میلین با فواصلی به نام گره قطع یا بسیار نازک میشود به آن فواصل گره رانویه گویند. *نکته : از آنجا که جریان عصبی در طول اکسون از یک گره به گره دیگر جهش میکند سرعت آن در اکسونهای میلیندار به مراتب بیشتر از اکسونهای بدون میلین است. انواع نورون نورون ها به لحاظ عملکردی )کار( به سه گروه تقسیم می شوند : -) نورونهای حسی ( آوران اطالعات را از بافتها و اندامهای بدن به دستگاه عصبی مرکزی.0 منتقل میکنند. -) نورونهای حرکتی ( اطالعات یا وابران پیامها را از دستگاه عصبی مرکزی به سلولهای.0 مجری )سلولهای عضالنی یا غدد ) انتقال میدهند. 0. نورونهای ارتباطی ( میانجی (- بین نورونهای حسی و حرکتی ارتباط برقرار میکنند. ( : نورون های حسی ( آوران( در دورترین نقطه از دستگاه عصبی مرکزی نورونهای حسی آوران( گیرندههایی دارند که به تغییرات گوناگون فیزیکی و شیمیایی موجود در محیط پاسخ میدهندو سبب میشوند که امواج عصبی در نورون تولید شود. نورونهای آوران این امواج الکتریکی را از گیرندهها به مقصد مغز و نخاع به حرکت در میآورند. نورونهای حرکتی : )وابران( این نورونها حامل پیامهایی هستند که از مغز و نخاع به اعضای پاسخ دهنده میروند. به همین دلیل جسم سلولی و دندریت نورونهای وابران در دستگاه عصبی مرکزی قرار دارند اما اکسون آنها از دستگاه عصبی مرکزی خارج میشود و به بخشهای محیطی میرود. ( نورونهای : ارتباطی این نورونها فقط در دستگاه عصبی مرکزی قرار دارند. اغلب نورونهای بدن حدود %99 ) از نوع نورونهای ارتباطی است. به لحاظ مشخصات فیزیولوژیک شکل ترشحات شیمیایی و کارکرد بسیار متنوع اند.) 0 ( نکته : عصب عبارت است از یک دسته اکسون طویل که به صدها ویا هزارها نورون تعلق دارند. یک عصب واحد می تواند حامل اکسون هایی از هر دو دسته ی آوران و وابران باشد. 68

70 شکل 1-0 انواع نورون : a ) نورون حرکتی ) b نورون حسی ) c نورون ارتباطی تکان عصبی هر گاه اکسون تحریک شود پتانسیل الکتریکی دو سوی غشا تغییر میکند و اگر این تغییر به حد کافی ( حد آستانه ) باشد تراوایی غشا سلول به طور ناگهانی تغییرمیکند و به یونهای سدیم اجازه ورود به سلول داده میشود این فرآیند را همان نا قطبی شدن )دپالریزاسیون ) مینامند. در این حالت بار الکتریکی خارج سلول نسبت به داخل آن منفی میشود. این تغییر بر بخش بعدی اکسون اثر میگذارد و سبب ناقطبی شدن غشا میگردد که به منزلهی اجازه ورود یونهای سدیم است. این فرآیند که در طول اکسون تکرار میشود تکانه عصبی نام دارد. تکانه عصبی در مقابل پتانسیل استراحت پتانسیل فعال خوانده میشود.از آنجا که تکانه عصبی در هر مرحله در طول اکسون از نو ایجاد میشود در جریان انتقال کاستی نمییابد. هدایت تکانه اکسون بدون غالف میلین تکانه عصبی را در تمام سطح خود هدایت میکند. یعنی پتانسیل عمل در یک منطقه منطقه مجاور را تحریک میکند و موجی از پتانسیلهای عمل )تکانه عصبی ) در طول اکسون 69

71 حرکت میکند. اکسون میلین دار به طور متفاوتی عمل میکند.) 2 (هنگامی که یک اکسون میلیندار تا حد آستانه تحریک میشود یک پتانسیل عمل در منطقه محرک ایجاد میشود و جریان به اولین گره میرسد غشا را تا سطح آستانه آن تحریک میکند و پتانسیل عمل تولید شده را به گره بعدی ارسال میکند. در نتیجه تکانه عصبی از یک گره به گره دیگر میجهد. این نوع هدایت تکانه را هدایت جهشی مینامند. شکل 1-0 هدایت تکانه در اکسون بدون میلین شکل 1-2 هدایت تکانه در اکسون میلین دار *نکته : هدایت در اکسون میلیندار بسیار سریعتر از هدایت در اکسون فاقد میلین میباشد. انتقال سیناپسی نورونها به طور مستقیم به هم نمیپیوندند بلکه بین آنها فاصلهی کوچکی وجود دارد که جریان عصبی باید در طول آن منتقل شود به این ناحیه فضای سیناپسی میگویند.) 0 ( به لحاظ تشریحی محل اتصال بین دو نورون که در آن نقطه یک نورون فعالیت نورون دیگر را تغییر میدهد «سیناپس«خوانده میشود.) 0 ( در اکثر موارد یک ماده شیمیایی نقش عامل انتقال را به عهده دارد. با رسیدن تحریک عصبی به انتهای اکسون یک ماده شیمیایی که انتقال دهنده عصبی نامیده میشود به درون فضای سیناپسی ترشح می- شود. انتقال دهنده عصبی به گیرنده هایی در غشای سلول دریافت کنندهی پیام متصل میشود و پیام 70

72 عصبی را منتقل میکند. یعنی باعث ناقطبی )دی پالریزه ) شدن غشای سلول بعدی می شود. فرآیند فوق در یک سیناپس تحریکی روی میدهد ولیکن سیناپسهای بازدارنده نیز وجود دارند که به نحوی مشابه ولی به شیوهی وارونه عمل میکنند. انتقال دهنده عصبی آزاد شده در یک سیناپس بازداشتی تغییری در پتانسیل غشای سلول دریافت کننده ایجاد میکندکه در جهت عکس پتانسیل فعالیت است. *نکته : دو نوع سیناپس داریم سیناپس تحریکی و سیناپس بازدارنده. سیناپس تحریکی : در این سیناپس انتقال دهندهی عصبی در جهت نگه داشتن پتانسیل غشا در سطحی باالتر از حد آستانه عمل میکند. سیناپس بازدارنده : در این سیناپس انتقال دهندهی عصبی در جهت نگه داشتن پتانسیل غشا در سطحی پایینتر از حد آستانه عمل میکند. شکل 1-1 اتصال سیناپسی بین چند نورون دستگاه عصبی محیطی )PNS( تارهای عصبی دستگاه عصبی محیطی امواج عصبی را بین دستگاه عصبی مرکزی وسایر بخشهای بدن جابجا میکنند. دستگاه عصبی محیطی از نظر عملکرد از دو بخش تشکیل شدهاند : 0( بخش حسی یا آوران 0( بخش حرکتی وابران 71

73 بخش حسی ( آوران ) بخش حسی اطالعات مربوط به تحریکات محیطی را که از پوست و مفاصل دریافت شده را به دستگاه عصبی مرکزی انتقال میدهند. این اعصاب ما را از درد فشار و تغییرات دمایی آگاه می کنند. بخش حرکتی )وابران ) اعصاب حرکتی تحریکات برخاسته از دستگاه عصبی مرکزی و یا اطالعات پردازش شده از CNS را به بخشهای مختلف بدن به خصوص عضالت ارسال میکنند.بخش حرکتی دستگاه عصبی محیطی به دو بخش ارادی و غیر ارادی )خودکار( تقسیم میشود. دستگاه عصبی خودکار دستگاه عصبی خودکار یا خودمختار از این رو به این نام اتالق میشود که بسیاری از فعالیتهایی که تحت کنترل آن هستند خودگردان میباشند. نظیر گوارش و گردش خون که حتی در خواب و بیهوشی نیز به کار خود ادامه میدهند. دستگاه عصبی خودکار به دو بخش تقسیم می شود : 0( بخش سمپاتیک 0( بخش پاراسمپاتیک این دو بخش اغلب در جهت متضاد یکدیگر عمل میکنند. برای مثال بخش پاراسمپاتیک مردمک چشم را تنگ میکند ترشح بزاق را تحریک مینمایند و تعداد ضربان قلب را کاهش میدهد. اما بخش سمپاتیک در هر یک از این موارد اثر معکوس دارد. )0( شکل 1-6 یک نیم کره مخ 72

74 دستگاه عصبی مرکزی این دستگاه شامل مغز و نخاع است که از شوند. طریق سیستم اعصاب محیطی به اندامهای بدن مرتبط می مغز بزرگترین قسمت سیستم عصبی در انسان است و در محفظه ای استخوانی به نام جمجمه قرار دارد.مغز یک فرد بالغ و جوان به طور متوسط 0081 گرم وزن دارد.) 0 (مغز تمام اعمال بدن را کنترل کرده و باعث معنا بخشیدن به حسهای مختلف پاسخ به محرکات ایجاد احساسات و انجام تفکر و استدالل میشود.) 7 ( مغز را به چهار ناحیه تقسیم میکنیم: 0( مخ 0( دیانسفالون 0( مخچه 2( ساقه مغز مخ مخ از دو نیم کره تشکیل شده این دو نیم کره مخ به وسیله شکافی عمیق و طویلی به طور ناقص از هم جدا شده اند که در عمق این شکاف به وسیله جسم پینه ای با هم مربوط می شوند.) 0 (نیم کره های مخ به چهار قطعه تقسیم می شود : 0. لوب پیشانی: عملکرد هوش عمومی ( فرایندهای ذهنی باالتر برای تمرکز برنامه ریزی حل مسائل پیچیده و قضاوت پیامدهای رفتار( و کنترل حرکتی )حرکات ارادی عضالت اسکلتی(را در بر میگیرد. 0. لوب آهیانه: دریافت دادههای حسی کلی ( احساس حرارت تماس فشار و درد ) و تفسیر آنها 0. لوب گیجگاهی: دریافت دادههای شنیداری و تفسیر آنها ( تجارب حسی را تفسیر نموده و مناظر تصویری و سایر الگوهای حسی پیچیده را به خاطر میآورد.( 2. لوب پس سری: دریافت دادههای دیداری و تفسیر آنها )تصاویر دیداری را با سایر تجارب حسی ترکیب می کند( 73

75 شکل 1-7 ناحیه صورتی لوب پس سری ناحیه سبز لوب گیجگاهی ناحیه آبی لوب پیشانی ناحیه رزد لوب آهیانه مخ عمدتا از دو نوع بافت عصبی موسوم به ماده خاکستری و ماده سفید تشکیل شده است. ماده خاکستری : الیهای به ضخامت 0 میلیمتر که روی مخ را میپوشاند. به این الیه را کرتکس یا قشر مخ نیز می گویند. این الیه قشری به سبب آن که عمدتا از جسم سلولی و رشتههای بدون میلین تشکیل شده خاکستری رنگ به نظر میرسد. در قشر مخ فعالیتهای ذهنی پیچیدهتر صورت میپذیرد. قشر مخ یک پستاندار رده پایین نظیر موش صحرایی کوچک و نسبتا صاف است. هر چه در نردبان تکاملی جانداران باالتر میرویم و به پستانداران پیشرفتهتر نزدیک میشویم به همان اندازه نیز برنسبت قشر مخ به تمام مغز افزوده میشود و قشر مخ به تدریج چین خوردهتر و شکنجدارتر میگردد. به نحوی که سطح واقعی آن بزرگ تر از سطح صافی میشود که روی قشر مخ را پوشانده باشد. ماده سفید: بخش زیرین مخ که در زیر قشر مخ قرار دارد عمدتا از اکسون های میلیندار تشکیل شده است و سفید به نظر میآید.) 0 ( دیانسفالون ناحیه ای از مغز که شامل تاالموس و هیپوتاالموس است دیانسفالون نامیده می شود. تاالموس : درست در باالی ساقه مغز دو گروه هستههای نورونی تخم مرغی شکل وجود دارند که تاالموس را میسازند. )0( تمام دادههای حسی ( شنوایی المسه چشایی و بینایی ) بجز بویایی ابتدا وارد تاالموس شده و سپس به سوی قشر مخ فرستاده می شود. در واقع مانند دستگاه تقویت کننده عمل می- کند.) 7 ( 74

76 شکل 1-8 ناحیه تخم مرغی شکل منطقه تاالموس در مغز هیپوتاالموس : ساختاری بسیار کوچک تر از تاالموس است که در زیر آن قرار دارد. برخالف اندازهاش هیپوتاالموس نقش مهمی را در تعادل حیاتی بدن به عهده دارد. هیپوتاالموس جایگاه اصلی تنظیم رفتاهای ضروری برای حفظ حیات فردی و گونه ای است. هماهنگی ویژه ای که مدیون هیپوتاالموس است اغلب از همبستگی عملکردهای عصبی و غدد درون ریز ناشی میشود. به عالوه به نظر میرسد که هیپوتاالموس مهمترین ناحیه کنترلی برای تنظیم محیط داخلی بدن است. )0( از مهمترین مواردی که هیپوتاالموس تنظیم میکند میتوان به موارد زیر اشاره کرد )7( : 0. ضربان قلب و فشار خون سرخرگی 0. دمای بدن 0. تعادل آب و الکترولیتها 2. غده هیپوفیز 1. رفتارهای خوردن و نوشیدن ( مرکز سیری گرسنگی و تشنگی ) 6. خواب وبیداری )دورههای شبانه روزی ) 7. هیجانات 75

77 شکل 1-9 ناحیه زرد رنگ منطقه هیپوتاالموس در مغز ساقه مغز چناچه از نامش پیداست همچون ساقه ای در مغز است. تمام تارهای عصبی که بین نخاع و مخ و مخچه جابجا می شود از ساقه مغز می گذرد.) 0 ( ساقه مغز شامل سه قسمت مجزا می باشد که از باال به پایین به نام های : مغز میانی پل مغزی و بصل النخاع )پیاز مغز تیره ) می باشد. مغز میانی : ارتباط است. مغز میانی با رفلکس های چشمی حرکات چشمی و رفلکس های راست کننده سر در پل مغزی : یک از راه های ارتباطی است و در کنترل تنفس دخالت دارد. بصل النخاع : مرکز کنترل تنفس فشار خون وضربان قلب است و مرکز بلع مرکز استفراغ و مرکز سرفه نیز در این ناحیه قرار دارد.) 0 ( مخچه در انتهای خلفی مخ پشت ساقه مغز قرار دارد. بوسیله سه جفت پایک به ساقه مغز متصل میشود. کار اصلی مخچه درگیر شدن در عملکرد عضالت اسکلتی است بنابراین مخچه مرکز مهمی برای هماهنگ 76

78 ساختن و یادگیری حرکات است و حفظ وضعیت و تعادل بدن را کنترل میکند. مخچه برای اینکه بتواند این اعمال را انجام دهد باید اطالعاتی را از عضالت ومفاصل پوست چشم ها و گوشها وحتی از احشاء کسب کند و همچنین باید اطالعاتی راکه از بخش های مختلف مغز که در کنترل حرکات درگیر میشوند دریافت کند. شکل 1-01 منطقه نارنجی در شکل اول ساقه مغز و منطقه سبز در شکل دوم مخچه نخاع نخاع طناب استوانهای شکل وباریکی است متشکل از بافت نرم عصبی که در داخل ستون مهرهها حفاظت میشود. مانند مغز از ماده خاکستری و ماده سفید تشکیل شدهاست. اما برخالف مغز ماده خاکستری در مرکز و ماده سفید در اطراف آن قرار دارد. ماده خاکستری به شکل پروانه و در مرکز نخاع قرار دارد. این ناحیه از نورونهای ارتباطی جسم سلولی و دندریتهای نورونهای وابران و تارهای ورودی نورونهای آوران تشکیل شده است و نورونهای این ناحیه بدون میلین هستند. ماده سفید ماده خاکستری را احاطه کرده است. ماده سفید خود حاوی تعداد زیادی اکسون میلیندار نورون- های ارتباطی است و چون میلین از جنس چربی است باعث درخشندگی و روشنی ماده سفید شده است.) 0 ( نخاع شوکی شامل مسیرهایی از تارهای عصبی است که هدایت دو سویه تکانههای عصبی را امکان پذیر میسازند. تارهای عصبی آوران پیامهای عصبی را از گیرندههای حسی مانند گیرندههایی که در عضالت و مفاصل هستند به سطوح باالتر CNS میبرند. تارهای عضالنی وابران از مغز و سطوح باالتر نخاع به سمت اندامهای انتهایی مانند عضالت و غدد میروند.) 7 ( طول متوسط نخاع در مردان cm 21 و در زنان cm 20 است. اعصاب نخاعی جفت بوده و شامل 00 جفت می باشند. 8 جفت گردنی 00 جفت پشتی 1 جفت کمری 1 جفت خاجی و یک جفت دنبالچهای 77

79 است. نخاع شوکی تا انتهای مجرای مهرهای ادامه نمییابد زیرا مخروط انتهایی آن در لبه تحتانی اولین مهره کمری ختم میشود.) 0 (حد باالی نخاع لبه فوقانی مهره اطلس و حد پایینی در حدود مهره اول و دوم کمری است. مغز و نخاع و اعصابی که از نخاع منشعب شده است شکل 1-00 اعمال نخاع نخاع دو عمل انجام می دهد. 0 ( به عنوان مرکز رفلکس عمل میکند. 0 (به عنوان راه هدایت کننده به سایر قسمتهای دستگاه عصبی مرکزی به شمار میرود. 78