מערכת ההובלה - נימיות דם - PDF

**מערכת ההובלה** מערכת ההובלה כוללת את הלב שמתפקד כמשאבה ואת כלי הדם -- הסיסטמיים (sysremic) שמזרימים דם במעגל הגדול והפולמנריים (pulmonary) שמזרימים דם במעגל הריאות. כמו כן יש זרימה של נוזם הלימפה בכלי הלימפה. **)ה-Cardiovascular System (CVS** **מורכבת מ-4 חלקים:** 1. לב (heart) 2. עורקים (a...

**מערכת ההובלה** מערכת ההובלה כוללת את הלב שמתפקד כמשאבה ואת כלי הדם -- הסיסטמיים (sysremic) שמזרימים דם במעגל הגדול והפולמנריים (pulmonary) שמזרימים דם במעגל הריאות. כמו כן יש זרימה של נוזם הלימפה בכלי הלימפה. **)ה-Cardiovascular System (CVS** **מורכבת מ-4 חלקים:** 1. לב (heart) 2. עורקים (arteries) 3. נימיות (capillaries) 4. וורידים (veins) רוב המערכות מקיימות את המסלול לב-עורקים-נימים-ורידים-לב למעט שני מקרים מיוחדים: **מערכות שער** (portal systems) **ומעקפים** (arterios shunts -- anastomosis). מערכות שער מקיימות את המסלול לב-עורקים-נימים-ורידים-נימים-ורידים-לב. תופעה זו שכיחה כאשר יש חומר שנאסף מאיבר אחד בנימים עובר לורידים והוא חשוב לתפקוד של איבר אחר, לכן הורידים הופכים לנימים חזרה באותו איבר ורק אז חזרה לורידים ואל הלב. דוגמה למערכת זו היא וריד שער הכבד (hepatic portal system). **תפקידי ה-CVS** 1. הובלה ושיחלוף של גזים, חומרי מזון ופסולת 2. הובלה של תאי דם אל ומהרקמות 3. ריפוי עצמי באמצעות קרישה והמסת קרישים 4. ריפוי ורגנרציה רקמתית 5. ויסות כמות הדם ברקמות ולחץ הדם 6. הגנה מפני פלישת פטוגנים 7. תרמורגולציה 8. רגולציה הורמונלית 9. מערכות מיוחדות: - מחסור הווסת - Erection of penis **כלי דם** 1. עורקים - Elastic arteri - Muscular arteries - Arterioles - Metarterioles 2. נימים 3. ורידים - Venules - Small veins - Medium veins - Large veins **נימיות דם** קוטר הנימים הוא בין 7 ל-10 מיקרון וקוטר כדוריות הדם הן בין 5 ל-10. אורך כל הקפילרות ביחד הוא 80 אלף קילומטר, חתך הרוחב שלהן הוא 6,000 סנטימטר רבוע ביחס ל-8 סנטימטר רבוע של אבי העורקים. כתוצאה מכך, מהירות הזרימה בנימים היא בין 1 ל-0.3 מ״מ בשנייה בהשוואה ל-320 מ״מ בשנייה באבי העורקים, כלומר, פי 700 יותר איטית. כושר הובלה ושחלוף גבוה בקפילרות מתאפשר בזכות דופן דקה בעלת שכבת תאים אחת בה יש חורים ופתחים. כמו כן, מהירות זרימת דם איטית ושטח פנים גדול ביחס לנפח הדם מסייעים בשחלוף יעיל. הנימיות מורכבות לרוב מ-3 חלקים: 1. תאי אנדותל (endothelial cells) 2. ממברנה בזאלית (basl lamina) 3. Pericytes בתמונה רואים חתך רוחב של קפילרה. מצד שמאל הוא הגרעין של תא האנדותל שיוצר את דופן הנים. כל שאר המעטפת שייכת גם היא לתא הזה והיא מתפקדת לחלוטין. העיגול השחור משאמל הוא כדורית דם שיש לה גמישות רבה לכן ההיא מסוגלת לעבור במרווחים צרים כאלה. כל התאים מסביב הם תאי הרקמה שאותם מזינה הקפילה הזו. ה״פקק״ תנועה שנוצר בנימי הדם הוא חיוני כדי ששחלוף החומרים יהיה יעיל. **תאי אנדותל** מתפקדים כמחסום בררני למעבר חומרים, הם מבקרים על קרישת הדם, זרימת הדם, התנגדות כלי הדם ועל פעילות מערכות ההגנה והחיסון. כמו כן, הם מפרישים פקטורי גדילה. **פריציטים** הם תאים שמקיפים קפילרות אך לא באופן רציף. הם מוקפים בממברנה בזאלית המשכית לזו של תאי האנדותל ויש להם כושר התחדשות. יחד עם זאת, יש תאי אנדותל שעטופים ברשת מלאה של פריציטים כמו אלו שבמוח, וכך יוצרים מעין שכבה נוספת על גבי כלי הדם. **מיון הנימיות** 1. Continuous Capillaries -- כל תאי האנדותל מחוברים לתאים הבאים אחריהם. 2. Fenestrated Capillaries -- יש קשר בין התאים אבל יש אלמנט נוסף. 3. Sinusoidal (discontinuous) Capillaries -- לא כל תאי האנדותל מחוברים זה לזה. את ה- Continuous Capillaries נמצא במוח, באשכים ובשריר, את ה- Fenestrated Capillariesנמצא בבלוטות, בכליות ובמעי ואת ה- Sinusoidal (discontinuous) Capillariesנמצא במח העצם, בטחול ובכבד. החלונות ב-Fenestrated Capillaries ממוקמים לכל אורך הממברנה, לכן אם עושים חתך רוחבי של הנים, זה יראה כאילו יש הפסקות בממברנה. גודל החורים הוא לא אחיד לאורך הנים וכל חלון בפני עצמו גם יכול לשנות את הקוטר שלו. **דרכי מעבר של חומרים בנימיות** 1. Diffusion transport 2. Filtration transport 3. Vesicular transport 4. Junctional transport 5. Transporter mediated בקפילרה אחת יכול להיות מעבר מסוג אחד או כל חמשת הסוגים.  ב**-Diffusion transport** החומר פשוט עובר את האנדותל בדיפוזיה. הרבה חומרים מתוארים בספרות ככאלה שעוברים במנגנון הדיפוזיה על אף שאנחנו לא יודעים לחלוטין איך עובד תהליך ההעברה שלהם. **Filtration transport** הוא מעבר באמצעות הפינסטרות (חלונות). על אף שהחלונות יחסית גדולים, יכולות לעבור דרכם רק מאקרומולקולות ולא תאים. מעבר זה תלוי בהפרשי הלחצים והריכוזים של החומרים. **Vesicular transport** היא תופעה שייחודית לאנדותל ומתבססת על מנגנוני אנדוציטוזה ואקסוציטוזה. **ב- Junctional transportהתא** נסגר על עצמו או מתחבר לתא אחר. ביניהם נוצרים צמתי אחיזה אבל לעיתים יש אזורים בהם אין אותם ומולקולות יכולות לעבור בניהם. Transporter mediated הוא מקרה פרטי בו לתאי האנדותל אין את אף אחת מדרכי ההעברה האלו לכן מעבר של חומרים נעשה באמצעות טרספורטרים, תעלות או משחלפים -- חלבונים טרנסממברנליים. צריך שני סטים של טרספורטרים כאלה -- אחד מהלומן של כלי הדם לתוך תאי האנדותל והשני מתאי האנדותל לסביבה החיצונית. **רגנרציה של נימים** **Vasculogenesis** הוא תהליך שמתרחש כמעט ורק בזמן ההתפתחות העוברית ובו יש יצירה של כלי דם ״מכלום״. אחרי שנוצר כלי הדם הראשון, ממנו נוצרים כל שאר הצינורות בתהליך שנקרא **angiogenesis**. ב- **angiogenesis**יש צינור קיים עם תאי אנדותל שלא מתחלקים באופן רגיל אבל אם הם מקבלים סיגנל הם יכולים גם להתחלק וגם ליצור צינור חדש. הפקטור שאחראי על החלוקה נקרא VEGF והוא מופרש מרקמה שנמצאת במצבי עקה כמו מחסור בחמצן או מחסור בנוטריינטים. תאי האנדותל קולטים אותו באמצעות רצפטורים ייעודיים וכתוצאה מכך הם מפתחים תכונות מיוחדות שלא גורמות לא להתנתק מכלי הדם אלא להימשך לכיוון מקור הסיגנל. מנגנון זה ישפיע גם על תאים סמוכים שיתחילו להתחלק בכיוון המשיכה של התא הראשון. כאשר הצינור יהיה רחב מספיק, הלומן שלו יתחבר עם הלומן של כלי הדם הקיים. ייצור של צינורות מכיוונים שונים עשוי לגרום להתחברות שלהם וכך לסגירה של מעגל. **עורקים וורידים מתחלקים לשלושה חלקים עיקריים:** 1. Tunica intima 2. Tunica media 3. Tunica adventitia ה-intima הכי החלק שהכי קרוב לדם, בחלק הפנימי ביותר של דופן כלי הדם -- החלק האפיקלי. שכבה זו מורכבת מתאי אנדותל ומעט רקמת חיבור מתחתיה. החלק המסולסל הוא ה-lamina שמורכבת בעיקר מסיבים אלסטיים. ה-media היא עבה הרבה יותר ומורכבת מסיבים רבים (פחות דחוסים מאלה שב-lamina) ומשרירים חלקים. אחרי שכבת השרירים יכולה להיות רקמת חיבור. בגלל העובי של הרקמה, נוכל לראות כלי דם אפילו בתוך ה-adventitia (עיגולים קטנים) כי הדם מכלי הדם הגדול מסוגלים לספק רק את התאים שמאוד קרובים לחלק האפיקלי. כלי דם אלו נקראים **vasa vasorum.** אנטומית, הנמים יכולים להיות מחוברים לכלי הראשי ולהוות המשכיות שלו. **עורקים** **Elastic Arteries (Elasticity)** אלה כלי הדם הגדולים ביותר ויש להם יכולת אלסטית גבוהה שחשובה כדי לעמוד בלחץ הדם שיוצא מהלב. כלי הדם שנחשבים להיות אלו הם עורק הריאה ואבי העוקרים שיוצאים ישירות מהלב. שכבת המדיה כוללת שכבה עבה של שריר וסיבים אלסטיים. שכבת האדבנטיציה כוללת הרבה כלי דם קטנים שמזינים את הרקמה. אם כלי הדם נכנס לתוך איבר אז רקמת החיבור שלו המשכית לרקמת החיבור של הרקמה אליה הוא נכנס. **Muscular Arteries (Contractility)** כלי דם אלו מאופיינים ביכולת הרפיה וכיווץ והם חשובים כדי לווסת את זרימת הדם כתלות בצורך שלו לאיברי הגוף השונים. כאשר מקבעים את כלי הדם הוא מאופיין בהתכווצויות. מבנה זה דומה יחסית ל- Elastic Arteriesרק עם עובי רכיבים נמוך יותר כי הוא צריך לעמוד בפחות לחץ. יחד עם זאת, יחס השריר לגודל כלי הדם הוא גבוה ולכן הוא מתמחה בכיוון והרפיה. סתימה של כלי דם היא תהליך מורכב שכולל שקיעה של שומנים, תאי מערכת החיסון וטסיות דם. כאשר חסימה מתרחקת בעורקים כליליים יש פגיעה בהזנה של הלב ולכן מתרחש עוטם לב. **Arterioles** בתמונה רואים רקמת שומן ובמרכז כלי דם. היא לא גדולה בהרבה מנימים אבל יש לה כמה שכבות של שריר חלק. **Metarteroiles (Sphincters)** סוג יוצא דופן של מערכת כלי דם נקראת Arteriovenous Shunts. בתמונה אנחנו רואים רשת של כלי דם מהעורקים הגדולים יותר שעטופים לעורקים הקטנים יותר, הפיצול שלאחר ה- Arterioles יקרא **Metarteroiles.** מהפיצול של אלה אל הנימים יש **ספינקטר** שהיא מערכת מיוחדת של שריר חלק שיודעת לסגור לחלוטין את מעבר הדם דרכה. כאשר הספינקטרים פתוחים, המערכת מתפקדת כמערת רגיל לחלוטין -- עורק-נים-וריד-לב. לעומת זאת כאשר הספינקטר נסגר, הדם זורם באופן ישיר אל הוריד וכך נוצר מעין מעקף. מבנה זה שכיח בעור: פתיחה של זרימת הדם דרך כל הקפילרות מסייעות בקירור הדם. מנגד, כאשר אין צורך לקרר את הדם, הגוף לא מעוניין לאבד חום לכן כל רשת הקפילרות נסגרת ולא רואה דם כלל. בתמונה רואים כלי דם יחסית גדול, לידו תא עצב ומשמאל ספינקטר שסגור כמעט לחלוטין. סגירה של זרימת הדם לנימים האלו לא פוגעת בהזנת הרקמה כי הם מתפקדים כתוספת על כלי דם שכבר קיימים ברקמה. **השוואת מבנה העורק והווריד** באיבר שבו אנחנו עושים חתך של רקמה, איפה שנמצא עורק נמצא גם וריד באותו סדר גודל, כלומר, הקוטר של הלומן שלהם יחסית דומה אבל מבנה הדופן הוא שונה: בשני סוגי כלי הדם יש את שלושת השכבות שהוזכרו קודם לכן, אבל העובי שלהן הוא שונה. בוורידים ה-internal lamina נעדרת לחלוטין. בהכנה של חתך היסטולוגי, הורידים יראו קרוסים יותר כי שכבת השריר להם דקה יותר ואין להם מספיק תמיכה כדי להישאר סימטריים. כמו כן, בוורידים יש שסתומים ושכבת ה-adventitia שלהם עבה יותר ובעורקים דווקא שכבת ה-media עבה יותר ויש בהם לחץ דם גבוה יותר. בחלק מהוורידים נמצא שריר חלק ברקמת ה-adventitia שנמצאים במצג אורכי ולא רוחבי, בדרך כלל בוירידים גדולים יותר. השסתומים בוורידים חשובים כי הדם זורם בהם לכיוון מעלה והוא גם תחת לחץ הרבה יותר נמוך, לכן כדי שלא יחזור חזרה, השסתומים נסגרים בין הפעימות ומונעים מהדם לחזור אחורה. בורידים במוח אין שסתומים כי המוח נמצא מעל הלב וזרימת הדם היא כלפי מטה. **גורמים המאפשרים חזרה של דם מהוורידים אל הלב** 1. לחץ דם 2. פעולת השאיבה של הלב 3. התכווצות שרירי הגפיים 4. שסתומי הוורידים 5. פעולת שרירי הנשימה **שינויים בפרמטרים פיזיולוגיים ומבניים במערכת הצירקולטורית** ציר x מתאר את סוג כלי הדם וציר y מתאר את פרמטרים שונים. למשל, ככל שיוצאים מהלב ומתרחקים ממנו, לחץ הדם ומהירות הזרימה יורדים. הפיתולים נגרמים בגלל פעימות הלב. בהגעה אל הורידים, לחץ הדם ממשיך לרדת אבל המהירות עולה עד שהיא מגיעה אל הלב בזכות התכונות של ההחזרה הורידית. רגנרציה בקפילרות היא הגבוה ביותר, סביר להניח בגלל שהם המבנה הרקמתי הפשוט ביותר. חילוף החומרים היעיל ביותר גם הוא בקפילרות אבל בהם יש את האחוז הנמוך ביותר של החומר החוץ תאי. ככל שכלי הדם גדול יותר, כך נדרשים יותר כלי דם קטנים שיזינו אותו ונראה גם שהשטח הכולל של הנימים כמו שהוזכר בעבר הוא הגבוה ביותר. **המערכת הלימפתית** בשונה ממערכת הדם, המערכת הלימפתית היא פתוחה, כלומר, אין לה מבנה מעגלי אלא יש לה קצוות סופיים. בצד העורקי של הקפלירות, חומרים יוצאים מהדם אל הרקמות ויחד איתם יוצאים מים. מנגד, בצד הוורידי של הקפילרות יש ספיגה של חומרי פסולת שנכנסים יחד עם מים אל תוך הנימים. יחד עם זאת, בגלל שינויים הלחצים, מתקבל שחוזרים פחות מים מאשר אלו שיצאו ולכן רקמות מתמלאות במים. התפקיד העיקרי של מערכת הלימפה היא לווסת את עודף הנוזלים ברקמות. צינוריות הלימפה בנויות גם הן משכבת אנדותל אבל אין להם ממברנה בזאלית לכן הן יושבות ברווחים שבתוך הרקמה. כתוצאה מכך, כלי הלימפה הם חדירים מאוד למים ויעילים בספיגה שלהם מהרקמות. בגלל שהמערכת הזו מקבלת מידע לגבי מרכיבי הדם בכל הגוף, היא משמשת כנקודת אחיזה טובה למערכת החיסון. יש כלים למפתיים בראש אבל אין אותם בכלל בתוך המוח. בחלק מכלי הלימפה יכולים להיות שסתומים בדומה לאלו שיש בוורידים. בחתך הרוחב הזה אפשר לראות כלי לימפה שזורמים בו נוזלים. צבעו יחסית מחורחר בגלל תאי מערכת החיסון. הדופן שלו דקה מאוד ואפשר לראות את השסתום שמסייע לנו גם לקבוע את כיוון הזרימה.