סיכום לבגרות בביולוגיה בנושא: מערכת הדם בגוף האדם

מערכת הדם בגוף האדם
–          מחזור הדם בגוף.
–          כלי הדם.
–          פעולת הלב ומבנהו.
–          לחץ דם.
 
 
מחזור הדם בגוף
הדם זורם בגוף במחזור סגור
הופעתם של יצורים רב-תאיים במהלך האבולוציה התאפשרה, בין השאר, הודות לך שהתפתחו מבנים ייחודיים שאפשרו הובלת חומרים בין התאים המרכיבים את היצור השלם. מערכת הובלה זו בבני האדם ובבעלי-החיים האחרים היא מערכת הדם.
הדם עובר בכלי דם הנמצאים במעיים וקולט מהם תוצרים מעוכלים של מזון, שאותם הוא מעביר לתאים בשאר הגוף. בריאות הוא קולט חמצן ומעביר אותו לכל תאי הגוף. בכליות הוא פולט חומרים שונים כתוצאה מחילוף החומרים ואלה הופכים בכליות לשתן. כמו כן הדם גם עובר בבלוטות ההפרשה וקולט שם הורמונים ופולט אותם באיברים השונים.
הדם הוא המתווך הראשי בין מערכות הגוף השונות והמוביל המרכזי של חומרים ממקום למקום.
זרימת הדם היא חד כיוונית. הדם יוצא מן הלב אל תוך העורקים. הוא זורם בעורקים ומגיע מקצוות העורקים אל הוורידים. בוורידים נמשכת זרימת הדם בחזרה ללב.
מחזור הדם
אזורים באדום – דם עשיר בחמצן. אזורים בכחול – דם עני בחמצן.
 
תיאור במילים של מחזור הדם:
  1. דם עשיר בחמצן זורם מהעלייה השמאלית בלב דרך שסתום חד-כיווני אל החדר (השסתום מונע מהדם לעבור מהחדר השמאלי לעלייה השמאלית).
  2. מהחדר השמאלי זורם הדם לעורק הראשי בגופנו שנקרא "אבי העורקים" עורק זה מתפצל לעורקים צרים יותר שמובילים את הדם לכל חלקי הגוף.
  3. לאחר שהדם עבר בגוף, הוא מגיע, כשהוא עני בחמצן, בורידים חזרה אל הלב, אל העלייה הימנית.
  4. מהעלייה הימנית, הדם העני בחמצן עובר דרך שסתום אל החדר הימני.
  5. מהחדר הימני יוצא הדם בעורק הריאה אל הריאות.
  6. בריאות הדם קולט חמצן והופך להיות עשיר בחמצן.
  7. הדם עובר בווריד הריאה מהריאות חזרה אל העלייה השמאלית של הלב והמחזור מתחיל מהתחלה.
 
כלי הדם

העורקים

הגדרה: העורקים הם כלי הדם שתפקידם להוביל את הדם מהלב אל כל איברי הגוף השונים. הם משמשים כ"צינורות ראשיים" המפיצים את הדם שדחף הלב בעוצמה אל הרקמות והאיברים.

מבנה הדפנות: דופנות העורקים הן העבות והחזקות ביותר מבין סוגי כלי הדם בגוף, כיוון שעליהן לעמוד בלחץ הגבוה שנוצר כתוצאה מהתכווצות הלב והזרמת הדם. הדפנות מכילות כמויות רבות של חומר גמיש הנקרא אלסטין, המאפשר לעורקים להימתח ולקלוט את לחץ הדם בזמן הזרמתו מהלב, ואז לחזור לצורתם המקורית.

שכבות הדופן (מבפנים החוצה):

  • שכבה פנימית דקה הבנויה מתא אחד בשכבה אחת (שכבה חד-תאית) המאפשרת מעבר חלק של הדם.

  • שכבת ביניים של תאי שריר חלק ואלסטין המעניקה חוזק וגמישות לכלי הדם.

  • שכבה חיצונית של רקמת חיבור ואלסטין שתומכת ומייצבת את העורק.

במרבית העורקים זורם דם עשיר בחמצן, שמספק חמצן וחומרי הזנה לאיברי הגוף.

הוורידים

הגדרה: הוורידים הם כלי הדם שתפקידם להחזיר את הדם מאיברי הגוף השונים בחזרה אל הלב, לאחר שהדם מסר את החמצן לרקמות וקלט פחמן דו-חמצני וחומרי פסולת.

מבנה הדפנות: דפנות הוורידים דקות יותר מאלו של העורקים, שכן הלחץ בוורידים נמוך בהרבה. לאורכם של הוורידים קיימים מסתמים (שסתומים חד-כיווניים) שתפקידם להבטיח שהדם יזרום בכיוון אחד בלבד — אל הלב — ולמנוע חזרה לאחור, במיוחד באזורים הנמוכים בגוף כמו הרגליים.

שכבות הדופן (מבפנים החוצה):

  • שכבה פנימית חד-תאית דקה המאפשרת זרימה חלקה של הדם.

  • שכבת תאי שריר חלק שתומכת בדופן.

  • שכבת רקמת חיבור חיצונית שתורמת ליציבות כלי הדם.

בוורידים זורם בדרך כלל דם עני בחמצן, בדרכו חזרה ללב לשם העברתו אל הריאות לחידוש החמצן.

נימי הדם

הגדרה ותפקיד: נימי הדם הם כלי הדם הקטנים והדקים ביותר במערכת הדם. תפקידם הוא להוביל את הדם עד לרמה של כל תא ותא בגוף ולאפשר חילוף חומרים בין הדם לרקמות.

מבנה הדפנות: דפנות הנימים הן הדקות ביותר מבין כלי הדם, והן בנויות אך ורק משכבה אחת של תאים (שכבה חד-תאית). המבנה הדק הזה מאפשר לחמצן, מזון וחומרים נוספים לעבור מהדם אל תאי הגוף, ובחזרה להעביר פחמן דו-חמצני וחומרי פסולת מהתאים אל הדם.

מאפיינים נוספים:

  • הנימים יוצרים רשת מסועפת וצפופה מאוד בכל רקמות הגוף, כך שכל תא יהיה סמוך לנימי דם.

  • רק בנימי הדם מתקיים מעבר חומרים בין הדם לתאים — בכלי דם אחרים (עורקים וורידים) הדם זורם בלבד ואין חילוף חומרים.

פעולת הלב
מבנה הלב

הלב הוא איבר חיוני במערכת הדם ותפקידו לשמש כמשאבה המזרימה דם לכל חלקי הגוף. הלב בנוי כמעט כולו משריר חזק וגמיש במיוחד הנקרא שריר הלב (מיוקרד). למרות כוחו הרב, הלב אינו איבר גדול – גודלו דומה לגודלו של אגרוף יד. זהו השריר החזק ביותר בגוף, שכן עליו לעבוד ללא הפסקה לאורך כל חיי האדם כדי להזרים דם לכל הרקמות והאיברים.

הלב מחולק לשני חצאים – צד ימני וצד שמאלי, כשביניהם מפרידה מחיצה עבה שמונעת ערבוב בין סוגי הדם שבכל צד. כל אחד מהצדדים הללו מחולק לשני מדורים:

  • עלייה (atria) – החלק העליון של כל צד, שאליו מגיע הדם.

  • חדר (ventricle) – החלק התחתון של כל צד, שתפקידו לדחוף את הדם החוצה מהלב.

חדרי הלב הם חללים מוקפים בדפנות שריריות עבות. דופן החדר השמאלי עבה וחזקה יותר מדופן החדר הימני, שכן החדר השמאלי אחראי להזרים את הדם בלחץ גבוה דרך אבי העורקים לכל חלקי הגוף הרחוקים. לעומת זאת, החדר הימני שולח את הדם לריאות בלבד ולכן פועל בלחץ נמוך יותר ודפנותיו דקות יותר.

מכל חדר יוצא עורק אחד עיקרי, שבפתחו מותקן שסתום חד-כיווני. השסתום מבטיח שהדם יזרום רק בכיוון אחד — מהלב החוצה — ומונע חזרה לאחור לתוך החדרים.

הלב פועל למעשה כשתי משאבות נפרדות אך מסונכרנות לחלוטין: החדר השמאלי דוחף את הדם אל הגוף דרך אבי העורקים כדי לספק חמצן ומזון לכל האיברים, בעוד החדר הימני דוחף את הדם העני בחמצן אל הריאות, שם הוא יתחדש בחמצן. הלב אינו מסוגל לפעול באופן שבו רק אחד החדרים עובד לבד — שני החדרים פועלים יחד בהרמוניה מושלמת.

כמו כל איבר אחר בגוף, גם הלב עצמו זקוק לאספקת חמצן וחומרי מזון על מנת שיוכל לפעול. את החמצן מקבל שריר הלב דרך עורק כלילי ראשי, שממנו מסתעפים עורקים כליליים קטנים יותר המגיעים לכל חלקי שריר הלב, ובהמשך מתפצלים לנימים דקים.

כאשר מצטבר שומן (בעיקר בקרב אנשים שצורכים מזונות עתירי שומן) נוצרת מחלה שנקראת טרשת עורקים. מחלה זו פוגעת בכלל כלי הדם בגוף, אך מסוכנת במיוחד כאשר היא פוגעת בעורקים הכליליים של הלב. השומן מצטבר בדפנות העורקים, מצמצם את חלל כלי הדם ולעיתים אף חוסם אותם לחלוטין. חסימה של עורק כלילי עלולה לגרום למותם של תאי שריר הלב שניזונים ממנו. מצב כזה מכונה אוטם שריר הלב או בשמו הנפוץ — התקף לב — והוא מסכן חיים ודורש טיפול רפואי דחוף.

פעימת הלב
שלבי פעימת הלב הם:
  1. הרפיה – שריר הלב רפוי. דם זורם מוורידי הריאות לעלייה השמאלית, ומהוורידים החלולים (המנקזים את כל הדם מהגוף) לעלייה הימנית. השסתומים בין העליות לחדרים פתוחים והדם זורם מהעליות לחדרים, המתמלאים בהדרגה. ההרפיה נקראת גם דיאסטולה והיא נמשכת כ-0.3 שניות.
  2. התכווצות העליות ומילוי החדרים – ההרפיה נקטעת בבת אחת. העלייה הימנית והעלייה השמאלית מתכווצות ודוחפות "מנה" אחרונה של דם לחדרים.
  3. התכווצות החדרים – לחצו של הדם הממלא את החדרים גובר, השסתומים בין העליות לחדרים נסגרים בבת אחת. החדרים המלאים בדם מתכווצים בעוצמה רבה, שסתומי העורקים נפתחים והדם זורם בגל חזק מהחדר השמאלי לאבי העורקים ומהחדר הימני לעורק הריאה. ההתכווצות של העליות ושל חדרי הלב נקראת גם סיסטולה וכל שלבי הסיסטולה נמשכים כ-0.55 שניות.
כל  מחזור פעימת לב לוקח כ-0.85 שניות והממוצע הוא כ-70 פעימות בדקה. כאשר הלב נמצא במאמץ, זמן ההרפיה יתקצר מכיוון שהוא גוזל זמן רב.
 
לחץ דם

כאשר הלב מתכווץ ודוחף את הדם החוצה, הוא יוצר כוח שמניע את הדם דרך כלי הדם. כוח זה, בשילוב עם הקוטר הצר של העורקיקים (הענפים הקטנים של העורקים), יוצר התנגדות לזרימת הדם. התנגדות זו מפעילה כוח על דפנות כלי הדם — כוח זה נקרא לחץ דם.

הלחץ הגבוה ביותר נמדד בעורקים הגדולים, סמוך לנקודת היציאה של הדם מהלב, שם הדם נדחף בעוצמה רבה. ככל שהדם מתקדם במערכת כלי הדם ומתרחק מהלב, הלחץ הולך ויורד. הנקודה שבה הלחץ הוא הנמוך ביותר היא בכניסה חזרה אל הלב, דרך הוורידים.

לחץ הדם בעורקים חייב להיות גבוה יחסית כדי לאפשר לדם לזרום במהירות הדרושה להזנת כל תאי הגוף בחמצן ובחומרי מזון. עם זאת, לחץ הדם אינו קבוע — הוא משתנה בהתאם לפעילות הגוף. לדוגמה, בזמן מאמץ גופני הלחץ עולה כדי להבטיח אספקת דם מוגברת לשרירים, בעוד שבמנוחה הלחץ נמוך יותר.

כאשר לחץ הדם גבוה מדי, נוצר עומס על דפנות כלי הדם ועל הלב עצמו. מצב כזה עלול להיות מסוכן, משום שהלחץ הגבוה עלול לגרום לקרע או לפיצוץ של כלי דם. אם כלי דם מתפוצץ במוח, התאים שהיו תלויים באספקת הדם ממנו ימותו, מצב זה מכונה שבץ מוחי והוא עלול לגרום לנזק חמור ולפגיעות קבועות.

במבט פיזיקלי, עקרון בסיסי קובע שככל שקוטר כלי הדם קטן יותר, כך מהירות הזרימה בתוכו גבוהה יותר. אך במערכת הדם בגוף האדם הדבר שונה מעט:
בעורקים, שהם כלי דם ראשיים וגדולים יחסית, הזרימה חזקה מאוד והלחץ גבוה. לעומת זאת, בנימי הדם — למרות שהם הצרים ביותר — הלחץ נמוך יותר. זאת כיוון שהנימים רבים מאוד ויוצרים שטח פנים עצום לזרימה, מה שמאפשר לדם לזרום בהם באופן איטי ומבוקר, כך שיוכל להתבצע חילוף החומרים עם תאי הגוף.

 
קוצב הלב

הלב פועל בקצב סדיר ורצוף הודות לפעולתו של קוצב הלב, שהוא מבנה ייחודי המצוי בתוך שריר הלב עצמו. קוצב הלב מהווה את המקור ליצירת הפעימות הסדירות של הלב לאורך כל חיי האדם. תפקידו המרכזי הוא להבטיח שהלב יתכווץ ויפעל בקצב קבוע ומדויק, גם מבלי שנצטרך לחשוב על כך או לשלוט בזה באופן רצוני.

מבנה קוצב הלב:
קוצב הלב אינו תא בודד אלא קבוצה של תאי שריר מיוחדים, השונים בתכונותיהם משאר תאי שריר הלב. תאים אלה מתאפיינים בכך שהם מסוגלים לייצר באופן עצמוני (ספונטני) דחפים חשמליים. הדחפים הללו מתפשטים במהירות דרך שריר הלב וגורמים לו להתכווץ באופן קצבי ומתואם.

המשמעות של הפעילות הזו:
בזכות קוצב הלב, שריר הלב פועל כמו משאבה מתוזמנת, המספקת דם לכל חלקי הגוף בקצב אחיד המתאים לצרכי הגוף בכל רגע נתון — בין אם במנוחה ובין אם במאמץ.

 
תפוקת הלב

בכל פעם שהלב מתכווץ ודוחף דם החוצה מאחד מחדריו, הוא מזרים כמות מסוימת של דם. כמות זו נקראת נפח פעימה, והיא מייצגת את נפח הדם שיוצא מהחדר בכל פעימה אחת של הלב.

כדי לחשב את תפוקת הלב, כלומר את סך כל הדם שהלב מזרים לגוף במשך דקה אחת, נכפיל את נפח הפעימה במספר הפעמים שהלב פועם באותה דקה (מספר פעימות הלב לדקה). כך מתקבלת כמות הדם הממוצעת שיוצאת מהלב בכל דקה ומוזרמת אל מחזור הדם.

תפוקת הלב בזמן מנוחה אצל אדם בוגר ממוצע היא בערך 4,900 סמ"ק (סנטימטרים מעוקבים) לדקה — שהם כמעט חמישה ליטרים של דם בדקה. כמות זו מספיקה לספק את צורכי החמצן והמזון של רקמות הגוף בזמן מנוחה.

במצבי מאמץ גופני, תפוקת הלב עולה באופן משמעותי כדי להתאים את אספקת הדם לדרישות המוגברות של השרירים ושל שאר איברי הגוף.

 
פעילות גופנית מחזקת את הלב

פעילות גופנית סדירה ומתמשכת תורמת רבות לבריאות הלב ולחיזוקו. כאשר אנו מקפידים על אימונים קבועים, הלב מתרגל לפעול ביעילות רבה יותר בזמן מאמץ: הוא פועל בקצב מהיר יותר ובעוצמה חזקה יותר על מנת להזרים דם לכל חלקי הגוף.

במהלך הזמן, האימון המתמשך גורם לשריר הלב לגדול, להתעבות ולהתחזק. כתוצאה מכך, הלב מסוגל להפעיל כוחות גדולים יותר בקלות יחסית, ולהגביר את עוצמת ההתכווצויות שלו בהתאם לעומס המאמץ הנדרש.

השיפור ביכולת ההתכווצות של הלב גורם לכך שעם כל פעימה הוא מזרים נפח גדול יותר של דם, וכך תפוקת הלב גדלה. המשמעות היא שכמות הדם העשיר בחמצן שמוזרמת לגוף בדקה אחת עולה, והשרירים והרקמות מקבלים את החמצן והאנרגיה הדרושים להם בצורה יעילה יותר בזמן פעילות גופנית.

💡 היבט חשוב בזמן פעילות גופנית:
מומלץ לא לאכול לפני ביצוע פעילות גופנית. הסיבה לכך היא שבעת מאמץ, רוב הדם בגוף מופנה לשרירים כדי לספק להם חמצן ואנרגיה. אם אוכלים סמוך לפעילות, גם מערכת העיכול דורשת אספקת דם מוגברת לעיבוד המזון, וכך נוצר עומס על מחזור הדם. מצב זה עלול לגרום לחוסר תיאום בין מערכות הגוף ולהוביל לבעיות כמו:

  • קושי בריצה או במאמץ

  • קושי בנשימה

  • תחושת בחילה

  • הקאה

לכן, חשוב להקפיד על תזמון נכון של הארוחות לפני האימון כדי לאפשר לגוף לתפקד בצורה מיטבית.

כרטיסיות לסיוע בלימוד החומר:

עורקים
מובילים דם מהלב לגוף בלחץ גבוה
ורידים
מחזירים דם ללב, עם מסתמים חד-כיווניים
נימים
מאפשרים חילוף חומרים עם התאים
קוצב הלב
תאים מיוחדים המכתיבים את קצב פעימות הלב
לחץ דם
כוח הדם על דפנות העורקים
תפוקת הלב
כמות הדם שהלב מזרים בדקה

📝 השתמשו בכרטיסיות הללו לתרגול עצמי של מונחים חשובים במערכת הדם. לפני שתהפכו את הכרטיס, נסו להיזכר בהגדרה או בתפקיד של המונח שמופיע בחזית. לאחר שהפכתם — בדקו את עצמכם, ואם טעיתם, עברו על הסיכום וחזרו לתרגל. ככל שתתרגלו יותר, כך תזכרו טוב יותר במבחן!