گفتار 2
رگ‌ها
ساختار، انواع، و عملکرد رگ‌های خونی
مقدمه
دستگاه گردش خون انسان متشکل از شبکه‌ای مرتبط از سه نوع رگ خونی است که با یکدیگر هماهنگ عمل می‌کنند:
سرخرگ‌ها
مویرگ‌ها
سیاهرگ‌ها
این شبکه، که از قلب آغاز می‌شود، پس از عبور از بافت‌های بدن, مجدد به قلب بازمی‌گردد. جریان خون در بدن معمولاً از قلب آغاز می‌شود، سپس از طریق سرخرگ‌ها به مویرگ‌ها می‌رسد و پس از عبور از آنها، از راه سیاهرگ‌ها دوباره به قلب بازمی‌گردد.
اگرچه مسیر یادشده الگوی عمومی حرکت خون را نشان می‌دهد، موارد استثنایی نیز وجود دارد؛ گاهی در بدن دیده می‌شود که یک شبکهٔ مویرگی میان دو رگ هم‌نوع (دو سرخرگ یا دو سیاهرگ) قرار گرفته است، که از الگوی رایج انحراف دارد. با این حال، اصول کلی همچنان برقرار است.
ساختار رگ‌ها با وظیفه‌ای که بر عهده دارند متناسب است؛ بنابراین، تفاوت‌های ساختاری میان انواع رگ‌ها، نقش آنها در دستگاه گردش خون را منعکس می‌کند.
ساختار پایه‌ای رگ‌ها
سرخرگ‌ها و سیاهرگ‌ها دارای ساختاری سه‌لایه‌ای هستند که از درون به بیرون شامل موارد زیر است:
لایه داخلی: از یک لایه بافت پوششی سنگ‌فرشی تشکیل شده که در زیر آن غشای پایه قرار دارد.
لایه میانی: حاوی ماهیچه صاف و مقدار زیادی رشته‌های کشسان (الاستیک) است. میزان این رشته‌ها در سرخرگ‌ها بیشتر از سیاهرگ‌هاست.
لایه خارجی: از جنس بافت پیوندی است و پوشش بیرونی رگ را تشکیل می‌دهد.
شکل 10 - مقایسۀ انواع رگ‌های خونی و ساختار آنها
تفاوت سرخرگ‌ها و سیاهرگ‌ها
با وجود ساختار پایه‌ای مشابه، ویژگی‌های عملکردی سبب تفاوت‌های محسوسی میان این دو نوع رگ می‌شود:
ضخامت دیواره: سرخرگ‌ها دارای لایه‌های میانی و خارجی ضخیم‌تری نسبت به سیاهرگ‌ها هستند. این ویژگی ساختاری سبب می‌شود سرخرگ‌ها قادر باشند نیروی زیاد ناشی از ضربان قلب را مهار کرده و جریان خون را به‌طور مؤثر به بافت‌ها برسانند. در مقایسه، دیواره سیاهرگ‌ها نازک‌تر و حفره داخلی آنها بزرگ‌تر است که سبب افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی خون در آنها می‌شود. سیاهرگ‌ها بیشترین گنجایش نگهداری خون را در میان انواع رگ‌ها دارند.
شکل مقطع عرضی و وضعیت دهانه: در حالت عادی و بدون حضور خون، سرخرگ‌ها به‌دلیل دیواره ضخیم، شکل گردتری دارند و دهانه آنها باز باقی می‌ماند. در حالی که سیاهرگ‌ها به‌علت دیواره نازک‌تر، در نبود خون فرو می‌ریزند و دهانه آنها بسته می‌شود.
وجود دریچه: در بسیاری از سیاهرگ‌ها دریچه‌های لانه‌کبوتری وجود دارد که مانع بازگشت خون می‌شوند. این ویژگی در سرخرگ‌ها مشاهده نمی‌شود.
ویژگی‌های عملکردی دیگر:
فشار خون در سرخرگ‌ها بیشتر است؛ خون آنها معمولاً روشن و غنی از اکسیژن است.
سیاهرگ‌ها معمولاً خون تیره دارند و فشار در آنها پایین‌تر است.
از نظر موقعیت، سرخرگ‌ها اغلب در نواحی عمقی قرار دارند، در حالی که سیاهرگ‌ها بیشتر در نواحی سطحی قرار دارند.
مقایسه ساختاری و عملکردی سرخرگ‌ها و سیاهرگ‌ها
ویژگی | سرخرگ‌ها | سیاهرگ‌ها |
ضخامت دیواره (میانی و خارجی) | ضخیم‌تر | نازک‌تر |
دلیل ضخامت | مهار نیروی ناشی از ضربان قلب | - |
ظرفیت ذخیره‌سازی خون | کمتر | بیشتر (بیشترین گنجایش) |
شکل مقطع عرضی (بدون خون) | گرد، دهانه باز | فرو ریخته، دهانه بسته |
وجود دریچه | مشاهده نمی‌شود. | بله (دریچه‌های لانه‌کبوتری برای جلوگیری از بازگشت خون) |
فشار خون | بیشتر | پایین‌تر |
رنگ و محتوای اکسیژن خون | روشن، غنی از اکسیژن (معمولاً) | تیره، اکسیژن کمتر (معمولاً) |
موقعیت در بدن | عمدتاً عمقی | عمدتاً سطحی |
ساختار و عملکرد مویرگ‌ها
مویرگ‌ها به‌عنوان نازک‌ترین رگ‌های خونی، ساختاری ساده دارند که شامل تنها یک لایه از بافت پوششی سنگ‌فرشی و غشای پایه است. دیواره آنها فاقد هرگونه بافت ماهیچه‌ای یا پیوندی است. این سادگی ساختاری کاملاً متناسب با نقش مویرگ‌ها در تبادل گازها، مواد مغذی، و مواد زائد بین خون و مایع میان‌بافتی است.
غشای پایه در این رگ‌ها تنها نقش اتصال یاخته‌های پوششی به یکدیگر را دارد، زیرا بافتی زیر آنها وجود ندارد.
تنظیم جریان خون در مویرگ‌ها
تنظیم میزان خون ورودی به شبکه مویرگی بر پایه نیاز بافت‌ها به اکسیژن و مواد غذایی انجام می‌شود. این تنظیم به‌وسیلۀ دو عامل صورت می‌گیرد:
1. بنداره مویرگی:
در ابتدای بعضی از مویرگ‌ها، حلقه‌ای از ماهیچه صاف وجود دارد که می‌تواند باز و بسته شود. این ساختار به‌نام بنداره مویرگی شناخته می‌شود و میزان ورود خون به مویرگ را تنظیم می‌کند. لازم به یادآوری است که بنداره مویرگی بخشی از دیواره خود مویرگ محسوب نمی‌شود.
2. تنگ و گشاد شدن سرخرگ‌های کوچک:
به طور معمول قبل از مویرگ‌ها، سرخرگ‌های کوچکی قرار دارند که با تغییر قطر خود، جریان خون را بر اساس نیازهای موضعی بافت‌ها تنظیم می‌کنند. این سرخرگ‌ها نقش اصلی در کنترل جریان خون موضعی ایفا می‌کنند (شکل ۱۱).
شکل 11 - ساختار مویرگ و بنداره مویرگی
سرخرگ‌ها
وظایف اصلی سرخرگ‌ها
سرخرگ‌ها رگ‌هایی هستند که نقش اصلی آنها انتقال خون از قلب به سمت بافت‌های بدن است.
این رگ‌ها با هدایت خون در مسیر مشخص، پیوستگی جریان خون را حفظ می‌کنند.
علاوه بر این، سرخرگ‌ها به‌ویژه سرخرگ‌های کوچک‌تر، در تنظیم مقدار خونی که وارد مویرگ‌ها می‌شود نیز نقش دارند. این عملکرد، نقش مهمی در کارکرد کلی دستگاه گردش خون دارد.
ویژگی دیواره سرخرگ‌ها و هدایت خون
دیواره سرخرگ‌ها ساختاری کشسان دارد که به آنها امکان می‌دهد در برابر افزایش ناگهانی حجم خون، گشاد شده و تغییر شکل دهند.
در مرحله انقباض بطنی، بطن‌ها منقبض شده و خون با فشار زیاد وارد سرخرگ‌ها می‌شود. بر اثر این فشار، سرخرگ‌ها گشاد می‌شود تا خون بیشتری را در خود جای دهند. در این مرحله، یاخته‌های ماهیچه‌ای دیواره سرخرگ‌ها در حالت استراحت قرار دارد.
در مرحله استراحت بطنی، زمانی که دیگر خون از بطن وارد سرخرگ نمی‌شود، دیواره گشادشده سرخرگ‌ها به حالت اولیه بازمی‌گردد و در همین حین با اعمال فشار به خون درون رگ، آن را به سمت جلو می‌راند. در این مرحله، دیواره ماهیچه‌ای سرخرگ‌ها منقبض می‌شود.
این فرآیند که حاصل خاصیت کشسانی دیواره سرخرگ‌ها و انقباض عضله صاف دیواره آن‌هاست، سبب می‌شود جریان خون در سراسر رگ‌ها حتی در هنگام استراحت قلب نیز تداوم داشته باشد.
پیدایش نبض
پس از هر انقباض بطن، حجم خون درون سرخرگ‌ها افزایش یافته و باعث گشاد شدن آنها می‌شود. تغییر حجم ایجادشده در دیواره سرخرگ‌ها پس از هر ضربان قلب، به شکل یک موج در رگ‌ها منتشر شده و به‌صورت نبض در نقاط خاصی حس می‌شود، قابل درک است.
سرخرگ‌های کوچک‌تر و تنظیم جریان خون
در مقایسه با سرخرگ‌های بزرگ، سرخرگ‌های کوچک دارای دیواره‌ای با ماهیچه صاف زیاد و بافت کشسان کم هستند.
به‌دلیل ویژگی‌های دیواره، قطر این رگ‌ها در برابر ورود خون تغییر چشمگیری نمی‌کند و به همین علت، مقاومت بیشتری در برابر جریان خون از خود نشان می‌دهند.
مقاومت دیواره این رگ‌ها به وضعیت عضله صاف آنها بستگی دارد:
در حالت انقباض عضله صاف دیواره، مقاومت افزایش می‌یابد.
در حالت استراحت عضله صاف دیواره، مقاومت کاهش پیدا می‌کند.
با تغییر این مقاومت، بدن می‌تواند به‌طور مؤثری میزان خونی که به مویرگ‌ها می‌رسد را تنظیم کند.
مقایسه سرخرگ کوچک با سرخرگ بزرگ
سرخرگ‌های کوچک | سرخرگ‌های بزرگ | |
ماهیچه صاف | زیاد | کمتر (نسبت به سرخرگ‌های کوچک) |
بافت کشسان | کم | زیاد |
تغییر قطر | ناچیز در برابر ورود خون | گشاد شدن قابل توجه |
مقاومت | بیشتر | کمتر |
نقش اصلی | تنظیم جریان خون به مویرگ‌ها | هدایت و تعدیل فشار خون |
فشار خون
فشار خون نیرویی است که از سوی خون به دیواره رگ وارد می‌شود. این نیرو، یکی از عوامل اساسی در به جریان افتادن خون در بدن است.
موقعیت سرخرگ‌ها و سیاهرگ‌ها
اغلب سرخرگ‌ها در عمق اندام‌ها قرار دارند، در حالی که سیاهرگ‌ها بیشتر در سطح بدن دیده می‌شوند.
این موقعیت عمقی، سرخرگ‌ها را در برابر آسیب‌های احتمالی محافظت می‌کند؛ زیرا در صورت بریدگی سرخرگ، خون به دلیل فشار زیاد با شدت از بدن خارج می‌شود و این وضعیت می‌تواند بسیار خطرناک و تهدیدکننده حیات باشد.
در مقابل، آسیب به سیاهرگ‌ها معمولاً با خطر کمتری همراه است چون فشار خون در آنها پایین‌تر است.
بنابراین، بریدگی سرخرگ موجب خروج سریع و شدید خون از بدن می‌شود که خطر مرگ را به دنبال دارد. این فشار بالا برای عملکرد درست دستگاه گردش خون ضروری است، اما در صورت آسیب‌دیدگی رگ، می‌تواند خطرناک باشد.
مقایسه سرخرگ و سیاهرگ
ویژگی | سرخرگ | سیاهرگ |
موقعیت | اغلب در عمق اندام‌ها | بیشتر در سطح بدن |
فشار خون | بالا | پایین |
خطر بریدگی | بسیار خطرناک و تهدیدکننده حیات | خطر کمتر |
شدت خروج خون در بریدگی | سریع و شدید | کمتر |
اندازه‌گیری فشار خون
دستگاه‌های اندازه‌گیری فشار خون انواع زیادی دارند. از جمله عقربه‌ای و جیوه‌ای که انواع رقمی (دیجیتال) هم به آنها اضافه شده‌است.
فشار خون معمولاً به صورت دو عدد بیان می‌شود که با واحد میلی‌متر جیوه مشخص می‌گردد؛ برای مثال: 80/120.
فشار بالاتر که در زمان انقباض بطن‌ها بر سرخرگ‌ها وارد می‌شود، فشار بیشینه نام دارد.
فشار پایین‌تر که در فاصله بین ضربان‌ها به دیواره رگ وارد می‌شود، فشار کمینه نام دارد.
بیشترین فشار معمولاً در سرخرگ آئورت و در اثر انقباض بطن چپ ایجاد می‌شود.
فشار کمینه در سرخرگ‌ها نتیجه بازگشت دیواره کشسان سرخرگ به حالت اولیه و نیز انقباض عضله صاف دیواره آن‌هاست.
به بیان دیگر، فشار بیشینه نتیجه انقباض عضله قلبی است، در حالی که فشار کمینه ناشی از خاصیت کشسانی سرخرگ‌ها و فعالیت عضله صاف دیواره آن‌هاست.
مقایسه فشار خون بیشینه و کمینه
ویژگی | فشار بیشینه | فشار کمینه |
زمان اندازه‌گیری | زمان انقباض بطن‌ها | فاصله بین ضربان‌ها |
علت | انقباض عضله قلبی (بطن‌ها) | بازگشت دیواره کشسان سرخرگ به حالت اولیه و انقباض عضله صاف دیواره |
محل بیشترین فشار | سرخرگ آئورت | سرخرگ‌ها در فاصله بین ضربان‌ها |
واحد اندازه‌گیری | میلی‌متر جیوه | میلی‌متر جیوه |
مثال در مقدار 80/120 | ۱۲۰ | ۸۰ |
عوامل مؤثر بر فشار خون
فشار خون تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار می‌گیرد، از جمله:
چاقی: باعث افزایش فشار خون شده و احتمال ابتلا به بیماری‌هایی چون دیابت نوع ۲، برخی سرطان‌ها و سکته قلبی و مغزی را افزایش می‌دهد.
تغذیه ناسالم: مصرف بیش از حد چربی، نمک و غذاهای فرآوری‌شده در افزایش فشار خون و بروز مشکلاتی نظیر برگشت اسید معده و سنگ کیسه صفرا مؤثر است.
مصرف دخانیات: علاوه بر تخریب مخاط تنفسی، در افزایش فشار خون نیز نقش دارد.
استرس و فشار روانی: عامل روانی، تاثیری قوی بر افزایش فشار خون دارد.
سابقه خانوادگی: عوامل ژنتیکی نیز در افزایش احتمال بروز فشار خون بالا مؤثرند. برای مثال، فرزندی که والدین او دچار فشار خون بالا هستند، در مقایسه با فردی که والدین سالم دارد، در معرض خطر بیشتری قرار دارد.
مصرف زیاد قهوه: می‌تواند در برخی افراد باعث بالا رفتن موقتی فشار خون شود.
مویرگ‌ها
مویرگ‌ها کوچک‌ترین رگ‌های بدن به شمار می‌آیند که از منشعب شدن سرخرگ‌های کوچک پدید می‌آیند. این رگ‌ها محل تبادل مواد بین خون و یاخته‌های بدن هستند. در اغلب موارد، مویرگ‌ها پس از سرخرگ‌های کوچک قرار دارند، با این حال، استثناهایی مانند حضور سیاهرگ باب کبدی پیش از شبکه مویرگی کبد نیز وجود دارد.
ویژگی‌های ساختاری و عملکردی مویرگ‌ها
1. دیواره بسیار نازک
دیواره مویرگ‌ها تنها از یک لایه یاخته‌های پوششی سنگ‌فرشی تشکیل شده است. این دیواره فاقد ماهیچه صاف بوده و به دلیل ضخامت اندک، امکان عبور آسان مواد را فراهم می‌سازد. این ویژگی ساختاری، تبادل مؤثر مواد را ممکن می‌سازد.
2. سرعت پایین جریان خون
درون مویرگ‌ها, خون با سرعت کم جریان می‌یابد. این ویژگی موجب افزایش زمان تماس خون با دیواره مویرگ شده و شرایط را برای تبادل مؤثر مواد بین خون و یاخته‌ها فراهم می‌سازد.
3. پوشش غشای پایه
سطح بیرونی مویرگ‌ها با غشای پایه احاطه شده است. این غشا عملکردی شبیه به صافی دارد و عبور مولکول‌های بسیار درشت را محدود می‌کند. ساختار و ضخامت این غشا در انواع مختلف مویرگ‌ها متفاوت است و همین عامل موجب تفاوت در میزان عبورپذیری مواد می‌شود.
4. پراکندگی گسترده در بافت‌ها
مویرگ‌ها به‌صورت شبکه‌ای وسیع در سراسر بافت‌های بدن گسترش یافته‌اند. فاصله بیشتر یاخته‌های بدن تا مویرگ حدود 0/02 میلی‌متر (حدود ۲۰ میکرومتر) است؛ این نزدیکی، انتقال مولکول‌ها را از راه انتشار سرعت می‌بخشد.
انواع مویرگ‌ها
مویرگ‌های بدن بر اساس ساختار دیواره‌شان به سه نوع پیوسته، منفذدار و ناپیوسته تقسیم می‌شوند.
مویرگ‌های پیوسته
در این مویرگ‌ها، یاخته‌های پوششی دیواره به‌طور کامل به یکدیگر چسبیده‌اند و ارتباط تنگاتنگی با هم دارند.
به دلیل نبود فضای بین یاخته‌ای قابل توجه و عدم وجود منفذ در غشای آنها، ورود و خروج مواد در این مویرگ‌ها به‌شدت کنترل‌شده است.
این نوع از مویرگ در دستگاه عصبی مرکزی، مانند مغز و نخاع، یافت می‌شود.
مویرگ‌های منفذدار
در این نوع مویرگ، ساختار یاخته‌های پوششی به‌گونه‌ای است که دارای منافذ متعددی در سطح غشای خود هستند؛ این منافذ به فضای بین‌یاخته‌ای مربوط نمی‌شوند. این ویژگی، تبادل سریع‌تر مواد را در برخی اندام‌ها ممکن می‌سازد.
در این نوع مویرگ، ضخامت زیاد غشای پایه مانعی برای عبور آزادانه مولکول‌های بزرگ، مانند پروتئین‌ها، ایجاد می‌کند.
نمونه‌ی بارز این مویرگ‌ها را می‌توان در کلیه‌ها مشاهده کرد.
مویرگ‌های ناپیوسته
اگرچه یاخته‌های پوششی در این نوع مویرگ به یکدیگر متصل‌اند، اما فضاهای حفره‌مانندی در دیواره آنها مشاهده می‌شود که نشانگر ساختار ناپیوسته آن‌هاست.
غشای پایه در این مویرگ‌ها ناقص است.
در مقایسه با سایر انواع مویرگ‌ها، مویرگ‌های ناپیوسته بیشترین نفوذپذیری را نسبت به مولکول‌های درشت دارند.
این مویرگ‌ها در کبد (جگر) یافت می‌شوند.
شکل 12 - انواع مویرگ: الف) پیوسته
شکل 12 - انواع مویرگ: ب) منفذدار
شکل 12 - انواع مویرگ: پ) ناپیوسته
پیوسته و ناپیوسته بودن مویرگ‌ها
پیوسته بودن مویرگ‌ها در مغز و ناپیوسته بودن آنها در جگر چه مزیتی دارد؟
بین شکل و عمل هر یک از مویرگ‌ها، رابطه مستقیمی وجود دارد. هرکجا که لازم باشد تبادلات زیادی بین مویرگ و یاخته انجام شود منافذ بیشتر و گشادتر به وجود آمده است؛ مانند جگر.
در اندام‌هایی مثل مغز، ورود مواد باید به شدت کنترل شود تا هر ماده‌ای وارد و خارج نشود. بنابراین مویرگ‌های پیوسته در آن به وجود آمده است.
مقایسه انواع مویرگ خونی
ویژگی | مویرگ پیوسته | مویرگ منفذدار | مویرگ ناپیوسته |
وضعیت یاخته‌های پوششی دیواره | کامل و تنگاتنگ | دارای منافذ متعدد در سطح غشا | متصل، اما با فضاهای حفره‌مانند |
فضای بین یاخته‌ای/منفذ | عدم وجود فضای قابل توجه و منفذ | منافذ در غشای یاخته‌ای، نه فضای بین یاخته‌ای | فضاهای حفره‌مانند (ناپیوستگی) |
غشای پایه | کامل و پیوسته | ضخیم و پیوسته | ناقص |
کنترل عبور مواد / نفوذپذیری | به‌شدت کنترل‌شده | تبادل سریع‌تر مواد، محدودیت برای مولکول‌های بزرگ توسط غشای پایه | بیشترین نفوذپذیری (حتی برای مولکول‌های درشت) |
محل یافت شدن | دستگاه عصبی مرکزی (مغز و نخاع) | کلیه‌ها | کبد (جگر) |