فصل 5
تبادل گازي
چراجانداران به تبادل گازي نیاز دارند؟
برای کسب انرژی از مواد غذایی فرایند تنفس سلولي در آنها ضروری است.
روش هايتبادلات گازي در جانداران :
1- غشاي سلولي در تك سلولي ها و اسفنج ها و كيسه تنان.
2- روزنه ها و عدسك ها در گياهان.
3- پوست در كرم ها و دوزيستان.
4- نايرگ ها در حشرات.
5- آبشش در نوزاد دوزيستان و ماهي ها.
6- شش در خزندگان، پرندگان ، پستاندارن، دوزيستان بالغ وحلزون هاي خشكي .
ويژگي هاتنفس پوستي :
1- پوست نازك. 2- پوست مرطوب. 3 - مويرگ هاي خوني فراوان در پوست.
ويژگي هايتنفس نايرگي :
1- از طريق انشعابات ناي مانند در سراسر بدن.
2- دريافت هوا از طريق منافذي از سطح بدن.
3- تبادل مستقيم هوا بين نايرگ ها و سلول ها.
4- نيازي به گردش خون ندارد.
ويژگي هايتنفس آبششی:
1- رشته های آبششی شانه مانند برای افزایش سطح تبادلات
2- نازک ومرطوب بودن جدار آبشش ها
3- مویرگ های خونی فراوان در آبشش
نکته: در نبود آب ، رشته های آبششی به یکدیگر میچسبند وقادر به جذب اکسیژن موجود در هوا نیستند.
ويژگي هاي تنفس پرندگان :
1- وجود کیسه های هوادار که موجب می شود هوای تازه به هنگامبازدم نیز وارد ریه ها شود. (جریان هوای درون ریه ها یک طرفه و از عقب به سوی جلو است.)
2- ظرفیت پذیرش اکسیژن بیشتر توسط همو گلوبین
3- ذخیره سازی اکسیژن توسط میوگلوبین عضلات
4- مویرگ های خونی فراوان در ماهیچه های پروازی
دستگاهتنفسي انسان :
1- فوقاني: شامل بيني ،سينوس ها وحلق.
2- تحتاني: حلق ،ناي ، نايژه ها و كيسه هاي هوايي ( ريه ها)
وظايفدستگاه تنفسي فوقاني :
1- گرم كردن هواي تنفسي. 2- مرطوب كردن هواي تنفسي. 3-تصفيه هواي تنفسي.
عملكرد حلق:
هدایت هوا به نای که با اقدامات زیر صورت می پذیرد.
1- در هنگام تنفس راه مري به خاطر انقباض عضلات آن بستهاست.
2- در اثر بستن دهان و يا عقب دادن زبان راه دهان بسته ميشود.
3- زبان كوچك راه بيني را باز نگه مي دارد.
4- اپي گلوت راه ناي را باز نگه مي دارد.
ناي ونايژه ها و نايژك ها :
هدایت هوابه شش ها که با اقدامات زیر صورت می پذیرد.
1- غضروف هاي نيم حلقه در ناي و غضروف هاي حلقوي در نايژهها مسير تنفسي را باز نگه مي دارد.
2- بافت موكوزي راه هاي تنفسي آلودگي ها را گرفته و با حركتمژك ها به سمت حلق مي راند.
3- به وسيله ي عضلات صاف جدار ناي و نايژه قطر مسير هايتنفسي تنظيم مي شود.
كيسه هايهوايي :
فراهم کردن امکانات تبادلات گازی با خون ودارای ویژگیهای زیر است
1- چين خوردگي هاي زياد.( افزایش سطح تبادلات )
2- ديواره ي نازك( بافتسنگفرشي).
3- مويرگ هاي خوني فراوان در دیواره.
4- مرطوب بودن ديواره. (انحلال اکسیژن در آب وانتقال بهخون)
5- ترشحسورفاكتانت. ( برای کاهش کشش سطحی و راحت تر شدن تنفس )
نحوه ي بازو بسته شدن ريه ها :
1- انقباض عضلات بين دنده اي موجب مي شود كه دنده ها به سمتبالا حركت كند و فضاي قفسه ي سينه (در جهت عرضی) افزايش يابد و در نتيجه فشار منفيآن بيشتر مي شود.
2- انقباض عضله ي ديافراگم حجم قفسه ي سينه را (در جهت طولي)افزايش مي دهد و در نتيجه فشار منفي بيشتر مي شود.
3- مايع جنب داراي فشار منفي اوليه است و مي تواند فشارحاصل از تغييرات حجم قفسه ي سينه را به صورت غیر مستقیم بر ريه ها وارد كند.
4- خاصيت ارتجاعي شش ها موجب عمل باز دم و خروج هوا مي شود.
اصطلاحاتمربوط به گنجایش ششها:
1- هواي جاري :
حجم جا به جايي هوا در يك دم و باز دم معمولي كه حدود500 سي سي است.
2- هواي مرده :
مقدار هوايي كه در مجاري تنفسي باقي مانده است كه حدود150 سي سي مي باشد.
3- هواي مكمل ( ذخيره ي دمي ) :
هوايي كه در يك دم عميق وارد ريه ها مي شود و تقريبا 2500سي سي است.
5- هوای ذخیره بازدمی(1500 سی سی) :
هوایی که پس ازیک دم معمولی وبا یک بازدم عمیق می توانیماز ریه ها خارج کنیم.
6- ظرفیت حیاتی: (4500سی سی )
هوایی که پس از یک دم عمیق وبا یک بازدم عمیق می توانیم از ریه ها خارج کنیم.
7- هوای باقیمانده :
هوایی که حتی پس از یک بازدم عمیق در ریه ها می ماند.
8- حجم تنفسی:
حاصل ضرب حجم هوای جاری در تعداد تنفس در دقیقه
روش هایانتقال گاز های تنفسی در خون:
الف)انتقال اکسیژن :
97 درصد به صورت ترکیب با هموگلوبین (اکسی هموگلوبین)
3 درصد بهصورت محلول در پلاسما
نکته :
هر مولکول هموگلوبین از 4 مولکول پروتئینیگلوبین تشکیل شده است که هر کدام در مرکزخود دارای یک گروه هم و یک اتم آهن میباشد .هر اتم آهن می تواند یک مولکول اکسیژن را با خود حمل کند.
ب) انتقالدی اکسید کربن:
70 درصد بهصورت ترکیب با آب خون (یون بی کربنات)
23 درصد بهصورت ترکیب با هموگلوبین (اکسی هموگلوبین)
7 درصد بهصورت محلول در پلاسما
نکته :
آنزیمانیدراز کربنیک موجود در غشای گلبول های قرمز در ایجاد یون بی کربنات نقش مهمیدارد.
سرفه وعطسه:
اپیگلوتراه نای را می بندد وهوا درون شش ها محبوس می شود سپس با باز شدن ناگهانی حنجرههوا از طرق دهان ( سرفه ) یا بینی (عطسه ) خارج می شود.
فصل 6
گردش مواد درجانوران
ضرورت گردشمواد در جانداران پرسلولی:
1-تامین نیازهای سلول: غذا وگازها ودفع موادزائد . 2-ایجادارتباط بین بافت های بدن .
ساده ترین دستگاهگردش مواد در جانوران:
گردش مواد کیسهتنان از طریق لوله های شعاعی که با کیسه گوارشی وآب دریا ارتباط دارد
انجام میشود سلول های جدار این لوله ها دارای مژکمی باشند وبه حرکت آب درون این لوله ها کمک می کنند.
انواعدستگاه گردش خون:
1- گردش خون باز : خون از رگ ها خارج می شود ،مویرگ وآب میان بافتی وجودندارد. در حشرات و سخت پوستان مانند ملخ وخرچنگ دراز
2- گردش خون بسته:خون از رگ ها خارج نمی شود ،مویرگ وآب میان بافتی وجود دارد. گردش خون بسته به دوگروه تقسیم می شوند.
الف) ساده:
یک مسیرگردش خون کرم خاکی وماهی.
ب) مضاعف:
درمسیرگردش خون دوزیستان وپستانداران.
وظایفدستگاه گردش خون:
1- رساندن غذا به بافت ها . 3- تنظیم دما 3- تنظیم آب.
4- رساندن گازهابه بافت ها. 5- ایجاد ارتباط هورمونی بین بافت های بدن
ساختار دستگاه گردش خون:
1- قلب: اندام ماهیچه ای تپنده ومانند پمپ عمل می کند.
2-رگها:
الف) سرخرگ(شریان):رگی که خون راازقلب به رگهامی برد.
ب) مویرگ: رگهایی که تبادل مواد بین خون وبافت هادرآن انجام می شود.
ج) سیاهرگ (ورید): رگی که خون راازبافتهابه قلبمی آورد.
3- خون: بافتمایعی که انتقال مواد را بر عهده دارد وسلول های آن از بدن در برابر میکروب هادفاع می کنند.
استثناهاییدر مورد رگ های خونی :
1- دربندناف دوسرخرگ ویک سیاهرگ وجود دارد که سیاهرگ خوناکسیژن دار را از جفت به بدن جنین می رساند. وسرخرگ ها خون بدون اکسیژن را برایتبادل به جفت می برند.
2- سیاهرگ های کبدی که از سیاهرگ باب منشاء می گیرند موادغذایی بیشتری از سیاهرگ فوق کبدی دارند.
3- بعضی مویرگ های کبدی از دو طرف با سیاهرگ ارتباط دارند.
4- شبکه مویرگی اول ( گلومرول ) که در کپسول بومن لوله هاینفرونی کلیه قرار دارد از دوطرف به سرخرگ متصل است
5- مواد زائد در سرخرگ کلیه بیشتر از سیاهرگ کلیه است
6- سیاهرگ های ششی خون اکسیژن دار وسرخرگ های ششیخون بدون اکسیژن دارند
انواعدستگاه گردش خون در جانوران:
دستگاهگردش خون ماهی:گردش خونبسته وساده.
دوزیستان(قورباغه):گردش خون بسته ومضاعف وناقص.
خزندگان:گردش خون بسته ومضاعف وناقص.
پرندگانوپستاندران:گردش خون بستهومضاعف وکامل.
ساختاردیواره قلب:
دیواره قلب ازسه لایه تشکیل شده است:
1- لایهداخلی : آندوکارد(پوششی)
2- لایه میانی : میوکارد(ماهیچهای)
3- لایه بیرونی:پریکارد(پیوندی).
نکته: قلب در پرده ای به نام آبشامه قرار دارد وتوسط مایعیبه نام آبشامه حفاظت می شود وکار تپش آن تسهیل می شود زیرا اصطکاک کمتری وجوددارد. قلب متصل به اطراف نیست و توسطرگهای متصل به آن در وسط قفسه سینه آویزاناست.
چرخه ضربانقلب
1- انقباضدهلیزها : 1/0 ثانیه
2- انقباضبطن ها : 3/0 ثانیه
3- استراحتعمومی: 4/0 ثانیه
ماهیچهقلبی: سلول های رشته ای ومنشعب با بخش های تیره و روشن دارای قدرت انقباضیخودکار ، غیرارادی وسریع
بافت گرهی: یک بافت ماهیچه ای تخصص یافته است که تنظیم آهنگ تپشقلب را بر عهده دارد.
بافت گرهیقلب: شامل دو گره وکلاف هایبطنی می باشد.
1 – گرهپیش آهنگ ( سینوسی- دهلیزی )2 – گره دهلیزی- بطنی.
وظایف بافتگرهی:
1- گره سینوسی-دهلیزی: شروع انقباض وتولید موج الکتریکی دهلیز .
2- گره دهلیزی- بطنی: شروع انقباض بطن ها وتولید موج الکتریکی آن.
3- کلافهای بطنی: انتقال موجالکتریکی به بخش های مختلف بطن ها.
نوارقلب: منحنی الکتروکاردیوگرام که تغییرات موجالکتریکی قلب را نشان می دهد.
اجزای موجالکتریکی
موج P:فعالیت الکتریکی دهلیزوکمیقبل ازانقباض دهلیزها ومرتبط با عملکرد گره سینوسی- دهلیزی / بازشدن دریچه هایدولختی وسه لختی / دریچه سینی بسته است.
موجQRS:فعالیت الکتریکی بطن ها وکمیقبل ازشروع انقباض بطن ها/ بازشدن دریچه های سینی/ بسته شدن دریچه های دولختی وسهلختی(صدای اول قلب) ومرتبط باعملکرد گره دهلیزی-بطنی وکلاف بطنی( شروع سیستول ).
موج T:مرتبط بافعالیت الکتریکی بخشپایانی کلاف بطنی / کمی قبل ازانقباض بطن ها( بعدازشروع مرحله دیاستول ) ( صدایدوم قلب).
سیستول: مرحله انقباض بطن ها / فشارماکزیمم.
دیاستول: مرحله استراحت بطن ها / فشار مینیمم.
صداهایقلب:
صدای اول:بسته شدن دریچه های دولختی وسه لختی
صدای دوم: بسته شدن دریچه های سینی
رگ ها:
سیاهرگ(ورید):قطر زیاد مقاومت کم گنجایشحجم زیاد خون
سرخرگ(شریان):دیواره قابل ارتجاع ،ذخیرهانرژی سیستول قلب در دیواره خود آزادکردن این انرژی در زمان دیاستول کمک به جریانپیوسته خون.
مویرگ : دیواره نازک ودارای یک ردیف سلول سنگفرشی،محلتبادل مواد
نکتهها :
* تعدادزیاد گلبول های قرمز ،مقدار نسبتا زیاد پروتئین های پلاسما ،کمی قطر رگ ها باعث میشود حرکت خون در رگ ها نیاز به فشار زیادی داشته باشد.
* سرعتمتوسط خون در رگ آئورت 30 تا 40 سانتی متر درثانیه( تقریبا 2متر دردقیقه و 5/1 کیلومتر در ساعت می باشد.
* مقدارخون رسانی به بافت ها بستگی به قطر رگها میزان ضربان قلب واز همه مهمتر ماهیچه هایحلقوی جدار سرخرگ ها دارد .
* کاهشاکسیژن و افزایش دی اکسید کربن و گرما قطر رگها را از طریق مکانیسم های عصبی وشیمیایی افزایش می دهد.
* در رگهای دیواره کیسه های هوایی این مکانیسمبرعکس است.یعنی کاهش اکسیژن قطر رگها کاهش می دهد تافرصت تبادل گازها واکسیژن گیریخون افزایش یابد.
* به علتخاصیت ارتجاعی رگ ها فشار خون هیچگاه بهصفر نمی رسد.
عواملتبادل مواد در مویرگ ها:
1- فشار تراوشی :درنتیجه نیروی فشار خون در سمت سرخرگی آب ،املاح ومواد غذایی وارد بافت ها می شوند .
2- فشار اسمزی: غلظت پروتئین های پلاسما بر اثر پدیدهاسمز مقدار زیادی از آب ، املاح و موادزائد تولید شده در بافت ها را به مویرگ باز می گرداند.
نکته ها:
* %90 مایع تراوش شده در انتهای مویرگ به آنباز می گردد و %10 بقیه به وسیله مویرگ های لنفی به سیاهرگ ها باز گردانده می شود.
* کمبودپروتئین های خون ، آسیب دیدن دیواره رگ ها ،بسته شدن رگ های لنفی افزایش فشارسیاهرگی،افزایش سدیم خون موجب تورم ( ادم یا خیز ) در بافت ها خواهد شد.
نفوذ پذیریمویرگ های مغز نسبت به سایر موی رگها کمتر است.
عوامل موثردر گردش خون سیاهرگی:
1- باقیمانده فشار خون سرخرگی