Η Καρδιά
Δομή τετράχωρης καρδιάς, βαλβίδες, ροή του αίματος, βηματοδότες και παλμοί
Βάλε δύο δάχτυλα στον καρπό σου και μέτρα 15 δευτερόλεπτα: αυτός ο ρυθμός είναι η καρδιά σου, που χτυπά περίπου 100.000 φορές τη μέρα χωρίς διάλειμμα και χωρίς να της το ζητήσεις. Πώς ξέρει πότε να επιταχύνει όταν τρέχεις και πότε να ηρεμήσει όταν κοιμάσαι;
Το κυκλοφορικό σύστημα
Η μεταφορά των θρεπτικών ουσιών στα κύτταρα και η απομάκρυνση των άχρηστων γίνεται από το κυκλοφορικό σύστημα, που αποτελείται από την καρδιά, τα αιμοφόρα αγγεία και το αίμα. Στενά συνδεδεμένο είναι το λεμφικό σύστημα, στο οποίο κυκλοφορεί η λέμφος.
Δομή της καρδιάς
Η καρδιά βρίσκεται ανάμεσα στους δύο πνεύμονες, πίσω από το στέρνο. Είναι κωνικό όργανο με μέγεθος μεγάλης γροθιάς, από μυϊκό ιστό, το μυοκάρδιο. Στην ουσία είναι μια μυώδης αντλία· οι μυϊκές ίνες της συνδέονται κατάλληλα, επιτρέποντας σύγχρονη σύσπαση.
Είναι τετράχωρη: δύο κόλποι με λεπτά τοιχώματα (πάνω) και δύο κοιλίες με παχύτερα τοιχώματα (κάτω). Οι κοιλίες χωρίζονται με το μεσοκοιλιακό διάφραγμα και οι κόλποι με το μεσοκολπικό διάφραγμα, άρα δεν υπάρχει επικοινωνία ανάμεσα στους δύο κόλπους ή στις δύο κοιλίες.
Η αριστερή κοιλία έχει παχύτερα τοιχώματα από τη δεξιά, γιατί στέλνει το αίμα σε μεγαλύτερη απόσταση (σε όλο το σώμα).
Βαλβίδες και ροή του αίματος
Μεταξύ κόλπων και κοιλιών υπάρχουν βαλβίδες που καθορίζουν τη μονόδρομη ροή του αίματος. Βαλβίδες υπάρχουν και στην είσοδο των δύο μεγάλων αρτηριών.
Η καρδιά είναι αντλία αναρροφητική (συγκεντρώνει το αίμα μέσω των φλεβών) και συμπιεστική (το στέλνει μέσω των αρτηριών).
- Στον δεξιό κόλπο φτάνει αίμα από την περιφέρεια, πλούσιο σε διοξείδιο του άνθρακα· στον αριστερό κόλπο φτάνει αίμα από τους πνεύμονες, πλούσιο σε οξυγόνο.
- Με τη συστολή των κόλπων το αίμα περνά στις κοιλίες.
- Με τη συστολή των κοιλιών οι κολποκοιλιακές βαλβίδες κλείνουν (εμποδίζουν την παλινδρόμηση) και το αίμα φεύγει: από την αριστερή κοιλία στην αορτή (προς το σώμα), από τη δεξιά κοιλία στην πνευμονική αρτηρία (προς τους πνεύμονες).
Γιατί το τοίχωμα της αριστερής κοιλίας είναι παχύτερο από της δεξιάς;
Ρύθμιση της καρδιακής λειτουργίας
Η λειτουργία της καρδιάς συντονίζεται από εσωτερικούς φυσικούς βηματοδότες και από τα κύτταρα του μυοκαρδίου, που μπορούν να συσπώνται απουσία νευρικής ή ορμονικής διέγερσης (αυτορύθμιση). Οι φυσικοί βηματοδότες είναι δύο:
- ο φλεβόκομβος, στο τοίχωμα του δεξιού κόλπου,
- ο κολποκοιλιακός κόμβος, στο σημείο επαφής μεσοκολπικού και μεσοκοιλιακού διαφράγματος.
Οι παλμοί οφείλονται σε διαδοχικές συστολές και χαλαρώσεις του μυοκαρδίου. Στους ενήλικες είναι περίπου 60–80 ανά λεπτό (λίγο παραπάνω από έναν το δευτερόλεπτο)· στις γυναίκες λίγο περισσότεροι, και στο μωρό κατά τη γέννηση ως 130/λεπτό.
Όταν τα κύτταρα έχουν αυξημένη δραστηριότητα (π.χ. σωματική άσκηση) χρειάζονται περισσότερο αίμα, οπότε η καρδιά αυξάνει τον ρυθμό της.
«Κόλποι πάνω — κοιλίες κάτω»: οι κόλποι καλωσορίζουν (δέχονται) το αίμα, οι κοιλίες το κλωτσάνε έξω. Και «δεξιά = διοξείδιο»: η δεξιά πλευρά της καρδιάς έχει αίμα πλούσιο σε , η αριστερή πλούσιο σε .
Πού βρίσκεται ο φλεβόκομβος;
Μέθοδος: διαδρομή του αίματος μέσα στην καρδιά
- Ξεκίνα από πού έρχεται το αίμα: από το σώμα → δεξιός κόλπος· από τους πνεύμονες → αριστερός κόλπος.
- Κόλπος → κοιλία της ίδιας πλευράς (μέσω βαλβίδας)· ποτέ από δεξιά σε αριστερά μέσα στην καρδιά.
- Κοιλία → αρτηρία: δεξιά → πνευμονική αρτηρία· αριστερή → αορτή.
- Σημείωσε πού κλείνουν οι βαλβίδες για να μη γυρίσει το αίμα πίσω.
Άσκηση: Να περιγράψεις την πορεία του αίματος από τη στιγμή που φτάνει στον δεξιό κόλπο μέχρι να βγει από την καρδιά.
Λύση:
Το αίμα (πλούσιο σε ) φτάνει στον δεξιό κόλπο → με τη συστολή των κόλπων περνά από τη βαλβίδα στη δεξιά κοιλία → με τη συστολή των κοιλιών η κολποκοιλιακή βαλβίδα κλείνει και το αίμα διοχετεύεται στην πνευμονική αρτηρία, προς τους πνεύμονες.
Άσκηση τύπου διαγωνίσματος: (α) Τι σημαίνει ότι η καρδιά έχει αυτορύθμιση; (β) Ποιοι είναι οι φυσικοί βηματοδότες και πού βρίσκονται; (γ) Γιατί αυξάνεται ο ρυθμός της καρδιάς όταν τρέχουμε;
Λύση:
(α) Τα κύτταρα του μυοκαρδίου μπορούν να συσπώνται χωρίς νευρική ή ορμονική διέγερση, συντονισμένα από εσωτερικούς βηματοδότες.
(β) Ο φλεβόκομβος (τοίχωμα δεξιού κόλπου) και ο κολποκοιλιακός κόμβος (σημείο επαφής μεσοκολπικού–μεσοκοιλιακού διαφράγματος).
(γ) Τα μυϊκά κύτταρα έχουν αυξημένη δραστηριότητα και χρειάζονται περισσότερο αίμα (οξυγόνο, θρεπτικά), οπότε η καρδιά αυξάνει τον ρυθμό λειτουργίας της.
Επειδή ο βηματοδότης βρίσκεται μέσα στην ίδια την καρδιά, μια καρδιά μπορεί να συνεχίσει να χτυπά για λίγο έξω από το σώμα, αρκεί να παίρνει οξυγόνο. Αυτό αξιοποιείται στις μεταμοσχεύσεις: η πρώτη μεταμόσχευση καρδιάς σε άνθρωπο έγινε το 1967 στο Κέιπ Τάουν από τον Christiaan Barnard.
Η καρδιά ενός ενήλικα χτυπά 70 φορές το λεπτό. (α) Πόσοι παλμοί είναι σε μία ημέρα; (β) Αν αντλεί περίπου 13.000 L αίμα τη μέρα, πόσα mL αίματος αντιστοιχούν περίπου σε κάθε παλμό;
Δοκίμασε πρώτα μόνος σου — μετά δες τη λύση
(α) παλμοί — γι' αυτό λέμε «περίπου 100.000 φορές τη μέρα».
(β) ανά παλμό (για όλη την καρδιά, δηλαδή και τις δύο κοιλίες μαζί).
Ποια πρόταση για τη ροή του αίματος στην καρδιά είναι σωστή;
- «Οι κοιλίες είναι πάνω». Πάνω είναι οι κόλποι, κάτω οι κοιλίες.
- Επικοινωνία δεξιού–αριστερού κόλπου. Τα διαφράγματα τις χωρίζουν πλήρως στη φυσιολογική καρδιά.
- Η δεξιά κοιλία στέλνει στην αορτή. Η δεξιά → πνευμονική αρτηρία· η αριστερή → αορτή.
- Η καρδιά χτυπά μόνο με εντολή του εγκεφάλου. Έχει αυτορύθμιση με εσωτερικούς βηματοδότες.
- Κυκλοφορικό σύστημα: καρδιά, αιμοφόρα αγγεία, αίμα.
- Καρδιά: τετράχωρη, δύο κόλποι (πάνω) και δύο κοιλίες (κάτω)· η αριστερή κοιλία έχει παχύτερο τοίχωμα.
- Βαλβίδες → μονόδρομη ροή· δεξιά κοιλία → πνευμονική αρτηρία, αριστερή → αορτή.
- Αυτορύθμιση: φλεβόκομβος (δεξιός κόλπος) και κολποκοιλιακός κόμβος.
- Παλμοί ενήλικα 60–80/λεπτό· αυξάνονται με την άσκηση.