مبانی فیزیولوژی جانوری PDF

‫بسم هللا الرحمن الرحیم‬ ‫مبانی فیزیولوژی جانوری‬ ‫نام مدرس‪ :‬دکتر معصومه اسالمی‬ ‫دانشگاه زنجان‬ ‫گروه زیست شناسی‬ ‫نیمسال اول سال تحصیلی ‪1403-1404‬‬ ‫فیزیولوژی گردش خون‬ ‫کلیات گردش خون‬ ‫عمل دستگاه گردش خون بر آوردن نيازهاي بافتها است‪:‬‬...

‫بسم هللا الرحمن الرحیم‬ ‫مبانی فیزیولوژی جانوری‬ ‫نام مدرس‪ :‬دکتر معصومه اسالمی‬ ‫دانشگاه زنجان‬ ‫گروه زیست شناسی‬ ‫نیمسال اول سال تحصیلی ‪1403-1404‬‬ ‫فیزیولوژی گردش خون‬ ‫کلیات گردش خون‬ ‫عمل دستگاه گردش خون بر آوردن نيازهاي بافتها است‪:‬‬ ‫✓ حمل موادغذایي به بافتها‬ ‫✓ حمل فراوردههاي زائد به خارج از بافتها‬ ‫✓ رساندن هورمونها از یک قسمت بدن به قسمت دیگر‬ ‫✓ و بطور کلي حفظ یک محیط مناسب در تمام مایعات بافتي‬ ‫براي بقا و عمل مناسب سلولها‬ ‫دستگاه گردش خون‬ ‫‪.1‬گردش خون بزرگ يا سيستميک يا محيطی‬ ‫‪.2‬گردش خون ريوي يا ششی‬  ‫قسمت های عملی گردش خون‬ ‫▪ شريان ها (سرخرگ ها)‪ :‬حمل خون تحت فشار زیاد به بافتها‪ ،‬داراي جدارههاي قوي‪ ،‬سرعت زیاد جریان خون‬ ‫▪ شريانچه ها (آرتريولها)‪ :‬آخرین شاخههاي کوچک سیستم شریاني‪ ،‬معبرهاا کنتارل کنناده‪ ،‬دارا یاک جادار ع االني‬ ‫قوي که منجر به بسته شدن و یا گشاد شدن آرتریول می شود‪ ،‬توانایي تغییرمیزان جریان خون باه مویرگهاا در پاسا باه‬ ‫نیاز بافتها‬ ‫▪ مويرگ ها‪ :‬تبادل مایع‪ ،‬ماواد غاذایي‪ ،‬الرترولیتهاا‪ ،‬هورمونهاا و ماواد دیگار باین خاون و ماایع میاان باافتي‪ ،‬جادار بسایار‬ ‫نازک و نسبت به مواد با مولرولهاي کوچک نفوذپذیر‬ ‫▪ وريدچه ها (ونول ها)‪ :‬جمع آور خون از مویرگها‪ ،‬پیوستن به همدیگر و تشریل وریدها بزرگتر‬ ‫▪ وريدها (سياهرگ ها)‪ :‬بازگرداندن خون از بافتها به قلب‪ ،‬یک منبع ذخیره مهم خون به دلیل پایین بودن فشار در سیستم‬ ‫وریدي و جدار نازک وریدها‪ ،‬منبع ذخیره قابل کنترل خون بسته به نیازهاي بدن بدلیل وجود جدار ع النی وریدها‬ ‫حجم خون در قسمت های مختلف گردش خون‬  ‫مساحت سطح مقطع‪ ،‬سرعت جریان خون و مدت توقف خون‬ ‫هرگاه تمام رگهاي گردش سیستمیک از یک نوع در کنار هم قرار داده شوند مساحت سطح مقطع تقریبي کل آنها به صورت زیر خواهاد‬ ‫ ‬ ‫بود‪:‬‬ ‫وریدهای‬ ‫وریدهای‬ ‫شریان های‬ ‫ونول ها‬ ‫مویرگها‬ ‫آرتریولها‬ ‫آئورت‬ ‫رگ خونی‬ ‫بزرگ‬ ‫کوچک‬ ‫کوچک‬ ‫‪8‬‬ ‫‪80‬‬ ‫‪250‬‬ ‫‪2500‬‬ ‫‪40‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪2.5‬‬ ‫مساحت سطح مقطع (‪)cm2‬‬ ‫سرعت جریان خون نسبت عکس با مساحت سطح مقطع دارد (مقایسه آئورت ‪ 33 cm/s‬و مویرگها ‪.)0.3 mm/s‬‬ ‫ ‬ ‫سرعت جریان خون در یک رگ نسبت عکس با مدت توقف خون در رگ دارد‪.‬‬ ‫ ‬  ‫فشار در قسمت های مختلف گردش خون‬ ‫فشار در گردش خون يزرگ‪ :‬چون عمل تلمبه زدن قلب بطور منقطع انجام ميشود فشار شریاني آئورت بین یک فشار سیستولیک ‪120‬‬ ‫میلیمترجیوه و یک فشار دیاستولیک ‪ 80‬میلیمترجیوه نوسان ميکند‪.‬فشار متوسط آئورت ‪ 100‬میلیمترجیوه است‪.‬‬ ‫به تدریج که خون درگردش بزرگ جریان ميیابد فشار آن بطور پیشرونده کاهش یافته و در زمان رسیدن به انتهاي وریدهاي اجوف در‬ ‫دهلیز راست به تقریبا صفر میلیمترجیوه ميرسد‪.‬‬ ‫فشار در مويرگهاي گردش سيستميک‪ 35 :‬میلیمترجیوه درانتهاي آرتریولي‪ 10 ،‬میلیمتر جیوه در انتهاي سیاهرگي‪ ،‬فشار متوسط عملي‬ ‫حدود ‪ 17‬میلیمترجیوه‬ ‫فشار در گردش خون ريوی‪ :‬در شریانهاي ریوي فشار سیستولي حدود ‪ 25‬میلیمترجیوه‪ ،‬فشار دیاستولي ‪ 8‬میلیمترجیاوه و فشاار متوساط‬ ‫شریاني ریوي ‪ 16‬میلیمتر جیوه است‪.‬فشار مویرگهاي ریوي بطور متوسط فقط ‪ 7‬میلیمترجیوه است‪.‬به تدریج که خون درگردش ریو‬ ‫جریان ميیابد فشار آن کاهش یافته و در انتهاي وریدهاي ریو در دهلیز چپ به ‪ 2‬میلیمترجیوه ميرسد‪.‬‬ ‫میزان جریان خون‬ ‫ميزان جريان عبوری از يک رگ به دو عامل بستگی دارد‪:‬‬ ‫‪.1‬اختالف فشار (‪ )∆P‬ابتدا و انتها رگ (گرادیان فشار )‬ ‫مقاومت داخل رگی (‪ )R‬که مانع جریان خون می شود‬ ‫‪.2‬‬ ‫ميزان جريان خون (‪ )Q‬از فرمول زير (قانون اهم) به دست می آيد‪:‬‬  ‫جریان خون المینر (‪ )Laminar‬یا تیغه ای یا الیه ای‬ ‫هنگامی که خون با سرعت ثابت در رگی با سطح داخلی هموار حرکت می کند‪ ،‬جریان خون آن به صورت الیاه ا از خاون‬ ‫بر رو الیه ا دیگر است که آن را جریان الیه ا خون می گویند‬ ‫جریان خون متالطم یا توربوالنت (‪ )Turbulent‬یا گردبادی‬ ‫هنگامی که خون با سرعت زیاد از محلی تنگ یا سطحی ناهموار عبور می کند و یا زمانی که چرخشی سریع انجام مای دهاد‬ ‫جریان خون متالطم می شود‪.‬در این حالت خون عالوه بر طول رگ در عرض رگ نیز حرکت می کند و معموال تشاریل‬ ‫کالفه هایی به نام جریان ها گردباد را می دهد‪.‬‬ ‫الگوی جریان خون المینر و جریان توربوالنت‬  ‫تمایل به ایجاد جریان متالطم‬ ‫ تمايل به ايجاد جريان متالطم (عدد رينولدز) از فرمول زير به دست می آيد‪:‬‬ ‫‪ :ρ‬دانسيته خون‬ ‫‪( Re‬عدد رينولدز)‪ :‬تمايل به ايجاد جريان متالطم‬ ‫‪ :η‬ويسکوزيته خون‬ ‫‪ :d‬قطر رگ‬ ‫‪ :V‬سرعت جريان خون‬ ‫‪ Re < 200‬باشد جريان خون از نوع المينر خواهد بود (در رگ های خونی کوچک)‪.‬‬ ‫‪ o‬هرگاه‬ ‫‪ 200 < Re < 400‬باشد تمايل به جريان خون متالطم وجود دارد (در شريان های بزرگ در محل انشعاب)‪.‬‬ ‫‪ o‬هرگاه‬ ‫‪ Re > 400‬باشد جريان خون از نوع متالطم خواهد بود (در ابتدای آئورت و شريان ريوی)‪.‬‬ ‫‪ o‬هرگاه‬ ‫مقاومت در برابر جریان خون ‪Resistance‬‬ ‫ممانعت در برابر جریان خون در یک رگ را مقاومت رگی می گویند‪.‬‬ ‫ قانون پوآز ‪-‬هاگن‪:‬‬ ‫‪ :ᴨ‬عدد پی‬ ‫‪ :R‬مقاومت رگی‬ ‫‪ :r‬شعاع رگ‬ ‫‪ :L‬طول رگ‬ ‫‪ :η‬ویسروزیته خون‬ ‫شعاع رگ بيشترين اثر را روی مقاومت رگی داشته و رابطه عکس با آن دارد‪.‬‬ ‫اثر ویسکوزیته خون بر مقاومت رگی‬ ‫مقاومت کل محیطی و رگی ریوی‬  ‫اثر فشار خون بر جریان خون (‪)Q‬‬ ‫ فشار خون از دو راه سبب افزایش میزان جریان خون می شود‪:‬‬ ‫‪.1‬با افزايش نيروی جلوبرنده خون (‪)∆P‬‬ ‫‪.2‬با گشاد کردن رگ و کاهش مقاومت رگی (‪)R‬‬ ‫اثر فشار خون بر مقاومت رگی بسيار مهم است (فرموول بواال)‪.‬چارا کاه وقتای ماثال فشاار از ‪ 50‬باه ‪ 100‬تغییار‬ ‫یابد بدون در نظر گرفتن اثر مقاومت رگی انتظار داریم که میزان جریان خاون نیاز ‪ 2‬برابار شاود‪.‬اماا وقتای اثار‬ ‫فشااار خااون باار کاااهش مقاوماات رگاای را نیااز درنظاار بگیااریم‪ ،‬در چنااین تغییاار فشااار ذکاار شااده ا (‪ 50‬بااه ‪)100‬‬ ‫معموالً میزان جریان خون ‪ 4‬تا ‪ 6‬برابر می شود‪.‬‬  ‫قابلیت اتساع رگی‬ ‫کليه رگ های خونی قابل اتساع هستند يعنی می توانند با افزايش فشار خون گشاد شوند و بعد دوباره به حالت اول‬ ‫خود برگردند‪.‬‬ ‫✓ نقش مهم قابليت اتساع رگی در عمل دستگاه گردش خون‬ ‫در سيستم شريانی‪ :‬نبض دار بودن جریان خون و نوسان فشار خون بین فشار سیستولی و دیاستولی‬ ‫در سيستم وريدی‪ :‬انبار مقادیر ا افی خون با وجود افزایش مختصر در فشار خون (منبع ذخیره خون)‬ ‫کاهش قابليت اتساع رگی‬ ‫با کاهش شعاع رگی (از آئورت به سمت آرتریولها) مقاومت رگی افزایش می یابد‬ ‫قابلیت اتساع رگی در آئورت‬  ‫سیاهرگها یا وریدها (‪)Veins‬‬ ‫ فشار ناچيز باقيمانده از ضربان قلب (فشار در انتهاا وریاد ماویرگ هاا‪ ،10 mmHg :‬فشاار در وریادها بازرگ‬ ‫ختم شده به دهلیز راست‪ )0 mmHg :‬و فشار ناشی از وزن خون در جهت نيروی جاذبه سبب می شوود جريوان خوون‬ ‫به سمت قلب به سختی انجام شود‪.‬‬  ‫عوامل مؤثر کمک کننده در حرکت خون به سمت قلب در وریدها‬ ‫انقباض عضالت حرکتی بدن‪ :‬انقباض ع الت احاطه کننده وریدها در دست و پا‪ ،‬فشار بر وریاد و خاروج خاون باه سامت‬ ‫‪.1‬‬ ‫قلب‬ ‫دريچه های وريدی‪ :‬به صورت یک طرفه به سمت قلب باز می شوند‪ ،‬در پایین قلب و دستها وجاود دارناد‪ ،‬اتسااع بایش از‬ ‫‪.2‬‬ ‫افزایش فشاار وریاد ‪ ،‬نشات ماایع باه داخال‬ ‫حد ورید در صورت ایستاده بودن طوالنی مدت و عدم فعالیت دریچه‬ ‫ف اها بین بافتی‪ ،‬تورم ورید (برآمدگی ها درشت پیاز شرل در ورید‪:‬رگ واریسی)‬ ‫فشار منفی قفسه سينه‪ :‬باز شدن قفسه سینه به هنگام عمل دم‪ ،‬کاهش فشاار درون آن و کااهش فشاار بار قلاب و سایاهرگ‬ ‫‪.3‬‬ ‫ها بزرگ در سطح قلب و کشیده شدن خون به سمت قلب‬ ‫انقباض وريدی‪ :‬انقباض وریدها مثالً در پاس به تحریک سمپاتیری‪ ،‬افزایش سرعت خون در وریدها‪ ،‬کااهش توقاف خاون‬ ‫‪.4‬‬ ‫در وریدها و رسیدن خون بیشتر به قلب‬ ‫عضالت حرکتی بدن و دریچه های وریدی‬ ‫مویرگها ‪Capillaries‬‬ ‫ ‪ 5%‬خون در مویرگها می باشد‪.‬‬ ‫ محل تبادالت تغذیه ا و گاز خون با بافتها‬ ‫ ساااختار دیااواره ا نااازک یااک الیااه ا از ساالول هااا‬ ‫اندوتلیال‬ ‫ منافذ وزیرولی بسیار ریز‬ ‫ شراف ها بین سلولی در محل ها اتصال سلول ها‬ ‫اندوتلیال مجاور (قطر ‪ 6‬تا ‪ 7‬نانومتر)‬  ‫انواع ویژه منافذ در مویرگهای برخی اندام ها‬ ‫محل های تماس بين سلول های اندوتليال‪:‬‬ ‫در مغز از نوع اتصاالت محکم است‬ ‫❑‬ ‫ورود و خروج ملرولها بسیار کوچک مانند آب‪ ،‬اکسیژن و د اکسید کربن‬ ‫در کبد شکاف های بين سلولی بسيار باز‬ ‫❑‬ ‫خروج تقریبا تمام مواد محلول در پالسما شامل پروتئینها به بافت کبد‬ ‫در کالفه ها گلومرولی کلیه منافذ بيضی شکل متعدد به نام پنجره ها (‪)Fenestra‬‬ ‫❑‬ ‫فیلتراسیون مقادیر زیاد از مواد ملرولی و یونی بسیار کوچک (اما نه پروتئین ها پالسما)‬ ‫انواع مویرگها‬  ‫جریان خون در مویرگها‬ ‫جریان خون در مویرگها مداوم نیست بلره منقطع است‪ :‬وازوموشن ‪Vasomotion‬‬ ‫کاهش ‪ O2‬بافتی‬ ‫برقراری جریان خون‬ ‫اسفنکتر پیش مویرگی‬ ‫شل شدن‬ ‫متا آرتریولها‬ ‫انقباض‬ ‫آرتریولهای کوچک‬ ‫قطع جریان خون‬  ‫فضای بین سلولی و مایع میان بافتی‬ ‫❑ مواد پس از عبور از دیواره مویرگها وارد ف ا بین سلول ها می شود که به آن فضای بين سلولی می گویند‪.‬‬ ‫فيالمان های پروتئوگليکان (‪ 98%‬اسيد هيالورونيک ‪ %2 +‬پروتئين)‪ :‬ملرولها فنر شرل و پیچ خورده نازک که تشریل یک‬ ‫‪.1‬‬ ‫شبره ظریف در ف ا بین سلولی می دهند‪.‬‬ ‫رشته های کالژن‪ :‬فوق العاده محرم هستند که در ف ا بین سلولی گسترده شده اند‪.‬‬ ‫‪.2‬‬ ‫❑ مایع موجود در ف ا بین سلولی را مايع بين سلولی یا مايع ميان بافتی می گویند‪.‬‬ ‫✓ تقریبآ همان اجزا پالسما را دارد (به استثنا اینره پروتئین کمتر دارد)‬ ‫✓ در میان فیالمانها پروتئوگلیران به دام می افتد (فيالمانهای پروتئوگليکان ‪ +‬مايع به دام افتاده در ميان آن = ژل بافتی)‬ ‫✓ سرعت انتشار در مایع به دام افتاده ‪ 95-99%‬سرعت انتشار در مایع آزاد است‪.‬‬ ‫✓ مايع آزاد در بافتهای طبيعی بسيار کم است (معموالً کمتر از يک درصد)‪.‬اما در حالت ادم یا خیز مایع آزاد بصورت وزیرولها و‬ ‫جویها کوچک در ژل بافتی جریان می یابد‪.‬‬  ‫تبادل خون با مایع بین سلولی‬ ‫جابجایی مواد بین مویرگ و مایع بین سلولی به ‪ 4‬نیرو اصلی بستگی دارد که به آنها نيروهای استارلينگ می گویند‪:‬‬ ‫‪.1‬فشار هيدروستاتيک مويرگی‬ ‫‪.2‬فشار هيدروستاتيک مايع بين سلولی‬ ‫‪.3‬فشار اسمزی‪-‬کلوئيدی (‪ )Oncotic‬پالسما‬ ‫‪.4‬فشار اسمزی‪-‬کلوئيدی (‪ )Oncotic‬مايع بين سلولی‬  ‫نیروهای استارلینگ‬ ‫❑ فشار هيدروستاتيک مويرگی‪ :‬به طور متوسط ‪ ،17 mmHg‬تمایل به بیرون راندن مایع به خارج از مویرگ‬ ‫دارد‪.‬‬ ‫❑ فشار هيدروستاتيک مايع ميان بافتی‪ :‬در صورت مثبت بودن تمایل دارد مایع را به داخل مویرگ براند‪ ،‬در‬ ‫صورت منفی بودن تمایل دارد مایع را از مویرگ به خارج براند (این فشار در اکثر بافتها منفی است)‪.‬‬ ‫❑ فشار انکوتيک پالسما (فشار اسمزی ناشی از پروتئين های پالسما)‪ :‬مسئول ایجاد فشار انروتیک‪ ،‬آلبومین‬ ‫(حدود ‪ )80%‬و گلوبولین ها (‪ )20%‬هستند‪ ،‬تمایل دارد مایع را از ف ا بین سلولی به درون مویرگ برشد‪.‬‬ ‫❑ فشار انکوتيک مايع ميان بافتی‪ :‬نشت مقادیر کمی از پروتئین ها پالسما به ف اها بین سلولی در برخی‬ ‫مناطق مویرگی (منفذ مویرگی)‪ ،‬فشار انروتیک ایجاد می کند‪ ،‬تمایل دارد مایع را از مویرگ به سمت ف ا بین‬ ‫سلولی حرکت دهد‪.‬‬  ‫میزان فیلتراسیون‬ ‫عمل کننده رو به خارج‬ ‫نیروها‬ ‫در ‪NFP‬‬ ‫ ‬ ‫عمل کننده رو به‬ ‫مویرگ را مثبت و نیروها‬ ‫داخل را منفی درنظر می گیریم‪.‬‬ ‫اگر ‪ NFP‬مثبت بدست آید جهت فیلتراسیون‬ ‫ ‬ ‫خالص رو به خارج مویرگ است‪.‬‬ ‫سرعت فیلتراسیون مایع در یک بافت همچنین‬ ‫ ‬ ‫بستگی به تعداد و اندازه منافذ در هر مویرگ‬ ‫‪NFP = Pc – Pif – ᴨp + ᴨif‬‬ ‫(ضريب فيلتراسيون ‪ )Kf‬دارد‪.‬‬ ‫‪ Kf‬در مغز کم و در کبد و کلیه بسیار زیاد است‪.‬‬ ‫ ‬  ‫سیستم لنفاوی‬ ‫❖ در انتها سرخرگی مویرگ‪ NFP ،‬مثبت و در انتها سیاهرگی‪ NFP ،‬منفی است‪.‬‬ ‫❖ در انتهای سياهرگی مويرگ‪ 90% ،‬مايع فيلتر شده در انتهای سرخرگی به مويرگ باز می گردد‪.‬‬ ‫❖ ‪ 10%‬باقيمانده وارد رگهای لنفاوی (لنفاتيک ها) شده و از طريق آنها وارد گردش خون می شود‪.‬‬ ‫❖ سيستم لنفاوی در تمام بافت ها بدن هستند‪.‬اما در طبقات سطحی پوست‪ ،CNS ،‬اندومزیوم ع الت (بافت‬ ‫پیوند بین فیبرها ع له) و استخوان‪ ،‬پيش لنفاتيک ها (مجاری بين سلولی ريز) مایع را به داخل رگها‬ ‫لنفاو و یا در مورد مغز به ‪ CSF‬و سپس به داخل خون تخلیه می کنند‪.‬‬  ‫لنف ‪Lymph‬‬ ‫❖ مایع بازگشتی از لنفاتیک ها به گردش خون را لنف ‪ Lymph‬می گویند‪.‬‬ ‫❖ لنف تقریبا ً دارا همان ترکیب مایع میان بافتی است‪.‬‬ ‫❖ لنفاتیک ها می توانند پروتئین ها و ذرات درشت را به خارج از ف ا بافتی و نهایتا ً خون تخلیه کنند‪.‬بدون این‬ ‫رور ‪ ،‬انسان طی ‪ 24‬ساعت خواهد مرد‪.‬‬ ‫امر‬ ‫❖ سيستم لنفاوی نقش مرکزی در کنترل غلظت پروتئين ها در مايعات ميان بافتی‪ ،‬کنترل حجم مايع ميان بافتی و‬ ‫نيز کنترل فشار مايع ميان بافتی ايفا می کند‪.‬‬ ‫بستر مویرگی و سیستم لنفاوی‬ ‫با تشکر از همراهی شما عزیزان‬