פיזיולוגיה של מערכת הדם

פיזיולוגיה היא ענף בביולוגיה המתאר כיצד אורגניזמים מתפקדים ומסתגלים לסביבות שונות. אחת ממערכות האיברים החשובות ביותר המגדירות את הפיזיולוגיה של אורגניזם היא מערכת הדם, אשר מעבירה דם, חומרים מזינים, חמצן והורמונים בכל הגוף. בבני אדם, ניתן לקבל מדד לתפקוד מערכת הדם על ידי לקיחת לחץ הדם. המונח לחץ דם מתאר את הלחץ הרוחבי המיוצר על ידי הדם על דפנות כלי הדם.

אחד היישומים החשובים ביותר של מדידת לחץ דם הוא בדיקת לחץ דם מוגבר, מצב המכונה יתר לחץ דם. אחד מכל שלושה מבוגרים בארצות הברית סובל מיתר לחץ דם, והוא אחד הגורמים המובילים למחלות לב וכלי דם. הציוד הדרוש למדידה עקיפה מסורתית של לחץ דם כולל סטטוסקופ ומד לחץ דם. מד לחץ הדם מורכב משרוול לחץ דם המכיל שלפוחית שתן מתרחבת, ונורת גומי עם שסתום מתכוונן אשר, כאשר הוא סגור, מסייע בניפוח השרוול, וכאשר פתוח משחרר את הלחץ המצטבר. הוא מורכב גם מצינור המחבר את השרוול לנורה ולמנומטר המציג את לחץ השרוול במילימטרים של כספית. על מנת לרשום את קריאת לחץ הדם כורך הבודק את השרוול סביב העורק הברכיאלי, מניח סטטוסקופ מעל עורק זה, מנפח את השרוול מעל הלחץ הסיסטולי הצפוי, ולאחר מכן מנפח אותו תוך כדי פיסול והתבוננות במנומטר בו זמנית. בתחילה, כאשר השרוול מנופח במלואו, העורק נלחץ, וזרימת הדם נעצרת. לפיכך, אין צליל על ההשמעה. עם דפלציה, ההופעה הראשונה של צלילי קורוטקוף מסמלת את הלחץ הסיסטולי, אשר נשמע בשל הזרימה הסוערת בעורק הסחוט חלקית. דפלציה נוספת גורמת לירידה מתמשכת בלחץ השרוול, וצלילי קורוטקוף נשארים נשמעים לכל אורכו, עד לנקודה שבה לחץ השרוול נמוך מהלחץ העורקי המינימלי. קריאה זו מציינת את הלחץ הדיאסטולי. החלק של סיסטולי על פני דיאסטולי נרשם כקריאת לחץ הדם הסופית.

אינדיקטור חשוב נוסף לפיזיולוגיה האנושית הוא קצב הנשימה, מספר הנשימות לדקה. האוויר שאנו נושמים עובר דרך קנה הנשימה שלנו, לתוך הריאות שלנו דרך הסמפונות. בתוך הריאות הוא עובר דרך bronchioles כדי בסופו של דבר להיכנס שקי האוויר מיוחדים הנקראים alveoli. הנאדיות מוקפות בנימי דם המאפשרים דיפוזיה של חמצן בשאיפה למחזור הדם שלנו, ומקלים על הפרשת פחמן דו חמצני, ובכך שומרים על ההומאוסטזיס של המערכת שלנו. עבור יונקים כמו בני אדם, שמירה על הומאוסטזיס כוללת שמירה על טמפרטורת גוף קבועה יחסית ללא תלות בטמפרטורת הסביבה. תכונה זו עושה לנו endotherms. לכן, קצב חילוף החומרים וקצב הנשימה שלנו נשארים קבועים יחסית. להיפך, כמעט לכל הדגים, כולל דגי הזהב, יש טמפרטורת גוף פנימית שכמעט תואמת את טמפרטורת הסביבה הסובבת אותם. אורגניזמים כאלה נקראים ectotherms. מכיוון שהם אינם שומרים באופן פעיל על טמפרטורה פנימית קבועה, קצב חילוף החומרים והנשימה שלהם משתנה כדי לפצות על השונות בטמפרטורת הסביבה שמסביב. ניתן למדוד את קצב הנשימה בדגים על ידי ספירת פעימות הזימים, העלייה והירידה של האופרקולום, או כיסוי הזימים, לדקה. ישנו גורם נוסף המשפיע על קצב הנשימה של אורגניזמים ימיים. שימו לב, שדג נושם את החמצן המומס שנמצא בסביבתו. וכמות החמצן המומס הזמין במים תלויה בטמפרטורת המים. זה יורד עם טמפרטורה מוגברת אשר גם, בתורו, משפיע על קצב הנשימה.

במעבדה זו תבחנו את מערכת הדם האנושית על ידי מדידת לחץ דם בתנאים שונים, ולאחר מכן תחקרו את השפעות הטמפרטורה על הנשימה באמצעות דגים.