מערכת ההובלה
Download
Report
Transcript מערכת ההובלה
הביולוגיה של האדם בהדגשת ההומאוסטזיס
מערכת ההובלה
נושאי השיעור
חלק א'
תפקידי מערכת ההובלה
מבנה המערכת :המחזור הגדול והמחזור הקטן
תפוקת לב וויסות קצב הלב
חלק ב'
כלי הדם (עורקים ורידים ונימים) – התאמה בין מבנה לתפקוד שינוי בזרימת הדם
לאיברים השונים במצבי פעילות שונים
לחץ דם
טרשת העורקים
תרגול נוסף על כל נושאי השיעור
מצגת המשך :רקמת הדם
תפקידי מערכת ההובלה
התפקידים העיקריים של מערכת ההובלה:
•הובלה של חומרים שונים:
דוגמאות :הובלת חמצן מן הריאות לתאי גוף;
הובלת CO2מתאי הגוף לריאות;
הובלת תוצרי העיכול ממערכת העיכול אל תאי הגוף;
הובלת הורמונים מבלוטות ההפרשה אל אברי המטרה.
בשיעור זה נתמקד בתפקיד זה!
•הגנה וחיסון :תאי הדם הלבנים פועלים נגד גורמים זרים החודרים לגוף*.
•באורגניזמים הומאוטרמיים* (בני אדם ושאר היונקים ועופות):
שמירה על טמפרטורת גוף קבועה בעזרת כיווץ/הרחבה של כלי הדם ההיקפיים
בעת פעילות גופנית נוצרים בתאי השרירים עודפי חום .במצב זה יש הרחבה של כלי הדם
ההיקפיים ,הדם הזורם בקרבת השרירים מתחמם ,וכאשר הוא זורם בכלי הדם ההיקפיים,
החום עובר ממנו אל האוויר ,שהטמפרטורה שלו נמוכה יותר.
בעת שהות במקום קר ,כלי הדם ההיקפיים מתכווצים ופחות דם זורם מתחת לעור ,ולכן פחות
חום עובר מן הגוף לסביבה.
כלומר ,לדם תפקיד חשוב בשמירת ההומאוסטזיס של טמפרטורת גוף קבועה*.
*בעלי חיים שיש להם מנגנונים משוכללים לשמירה על טמפרטורת גוף קבועה.
2
סימולציות המתארות את תפקודה של מערכת ההובלה בהעברת חומרים בין אברים שונים בגוף
סימולציה :מעבר חמצן וחומרי מזון אל התאים
אפשר לראות בסימולציה את תפקודה של מערכת ההובלה
בהעברת חומרים בין אברים שונים בגוף.
סימולציה :מערכת ההובלה
3
מבנה מערכת ההובלה
מערכת ההובלה מורכבת מהלב ומשלושה סוגים של כלי דם (צינורות):
עורקים ,וורידים ונימים.
בתמונה רואים את העורקים ואת הורידים.
הנימים הנמצאים בין העורקים לוורידים ,אינם מופיעים מכיוון
שקוטרם קטן יותר מקוטר העורקים והוורידים במספר סדרי גודל.
עורק הוא צינור שמזרים דם מכיוון הלב.
וריד הוא צינור שמזרים דם לכיוון הלב.
4
4
מסלול זרימת הדם וחילופי החומרים עם הרקמות
בזמן שהדם עובר בריאות מתחוללים
חילופי גזים בין הדם בנימי הריאות ובין נאדיות הריאה:
חמצן עובר מהנאדיות לדם ,ופחמן דו-חמצני
עובר מהדם לנאדיות.
הדם זורם ללב
(לצד השמאלי של הלב),
הדם מוזרם אל
הריאות
הדם חוזר אל הצד
הימני של הלב
הלב מתכווץ ו"דוחף"
את הדם אל כל חלקי הגוף,
לב
גוף
בזמן שהדם זורם בנימים בקרבת תאי הגוף עוברים
ממנו אל התאים חמצן וחומרי מזון ,ומהתאים לדם
עוברים פחמן דו-חמצני וחומרי הפרשה אחרים.
5
המחזור הגדול והמחזור הקטן
מחזור הדם מורכב מהמחזור הגדול והמחזור הקטן:
ריאות
מחזור הדם הקטן ( מחזור לב-ריאות-לב)
כולל את כלי הדם שמעבירים דם מהלב
אל הריאות וחזרה אל הלב.
(כולל :עורקים ,ורידים ,נימים)
מחזור הדם הגדול (מחזור לב-גוף-לב)
כולל את כלי הדם המעבירים דם מהלב לגוף
ובחזרה מהגוף ללב.
(כולל :עורקים ,נימים ,ורידים)
לב
גוף
6
שאלה 1
שאלה :1
א .סמנו ליד כלי הדם המסומנים במספרים אם הוא עורקים
או ורידים.
ב .ציינו את תכולת החמצן והפחמן הדו-חמצני בכל צינור
באופן הבא:
ריכוז גבוה/ריכוז נמוך:
ריאות
4
1
o2 /O2
cO
2
co2 /
ג .ציינו לגבי כל אחד מהצינורות אם הוא שייך למחזור
הגדול או הקטן.
2
3
לב
ד .היכן נמצאים הנימים?
שימו לב!
עורק הוא צינור שמזרים דם מכיוון הלב.
וריד הוא צינור שמזרים דם לכיוון הלב.
גוף
7
תשובה
שאלה :1
נימים
ריאות
תשובה:
ד .הנימים הם צינורות הדם הקטנים
ביותר הנמצאים בין העורקים
לורידים (מחברים ביניהם).
נימי המחזור הקטן נמצאים בריאות,
סביב נאדיות הריאה ,ואלו נימי
המחזור הגדול נמצאים בקרבת כל
תאי הגוף בכל אברי הגוף.
המחזור
הקטן
ורידים
עורקים
O2
coO
2
co2
עורקים
המחזור
הגדול
שימו לב!
עורק הוא צינור שמזרים דם מכיוון הלב.
וריד הוא צינור שמזרים דם לכיוון הלב.
המחזור
הקטן
2
לב
ורידים
cO
O2
2
המחזור
הגדול
o2
co2
גוף
נימים
8
8
נימים
תמונה של רשת נימים
תרשים של רשת נימים המחברת בין עורק לווריד
© Filipchuk Oleg Vasiliovich/shutterstock.com
9
9
שאלה 2
שאלה :2
כתבו בתוך העיגולים שבתרשים את שמות כלי הדם הבאים של המחזור הגדול על פי סדר
הזרימה בהם .היעזרו במילים הבאות:
עורקים ,ורידים ראשיים ,נימים ,עורקיקים ,ורידים ,עורק ראשי ,ורידונים.
ריאות
לב
המחזור הגדול
10
10
תשובה
שאלה :2
כתבו בתוך העיגולים שבתרשים את שמות כלי הדם הבאים של המחזור הגדול על פי סדר
הזרימה בהם .היעזרו במילים הבאות:
עורקים ,ורידים ראשיים ,נימים ,עורקיקים ,ורידים ,עורק ראשי ,ורידונים.
ריאות
עורק
ראשי
לב
ורידים
ראשיים
עורקים
המחזור הגדול
ורידים
נימים
ורידונים
עורקיקים
11
11
שאלה 3
שאלה :3
בתמונה א' נראים כלי הדם המובילים דם מהלב לראש (האדומים) ,וכלי הדם המובילים דם
מהראש ללב (הכחולים).
א .האם הם שייכים למחזור הגדול או הקטן?
ב .מי מהם העורקים ומי הורידים?
ג .בתמונה ב' נראים נימי הדם בעין .הסבירו את הקשר בינם לבין כלי הדם הנראים בתמונה א'.
© istockphoto.com/ Aaliya Landholt
© istockphoto.com/ Mario Arruda
12
12
תשובה
שאלה :3
בתמונה א' נראים כלי הדם המובילים דם מהלב לראש (האדומים) ,וכלי הדם המובילים דם
מהראש ללב (הכחולים).
א .האם הם שייכים למחזור הגדול או הקטן?
ב .מי מהם העורקים ומי הורידים?
ג .בתמונה ב' נראים נימי הדם בעין .הסבירו את הקשר בינם לבין כלי הדם הנראים בתמונה א'.
תשובה:
א .כלי הדם בראש שייכים למחזור הגדול.
ב .כלי הדם המובילים דם מהלב לראש הם העורקים ,וכלי הדם המובילים דם מהראש חזרה
ללב הם הורידים.
ג .הנימים הם כלי הדם הקטנים ביותר ,הם מתפצלים מהעורקיקים .הנימים מתחברים יחד
ויוצרים את הוורידונים .הנימים אינם מופיעים בתמונה הימנית מכיוון שקוטרם קטן מקוטר
העורקים והוורידים בהרבה סדרי גודל יותר.
13
13
שאלה 4
שאלה :4
האם בכל העורקים זורם דם עשיר בחמצן ובכל הורידים דם עני בחמצן?
14
14
תשובה
שאלה :4
האם בכל העורקים זורם דם עשיר בחמצן ובכל הורידים דם עני בחמצן?
נימים
ריאות
תשובה:
לא.
עורקי המחזור הגדול מובילים דם עשיר בחמצן,
אולם ,עורקי המחזור הקטן מובילים דם דל
בחמצן (מהלב לריאות).
כלומר ,עורק מוגדר לפי כיוון הזרימה (צינור
שמזרים דם מכיוון הלב) ולא לפי תכולת הדם
שבו.
ורידי המחזור הגדול מובילים דם דל בחמצן
ועשיר ב ,CO2 -אולם ורידי המחזור הקטן
מובילים דם עשיר בחמצן ודל ב(CO2 -מהריאות
ללב).
כלומר ,וריד מוגדר לפי כיוון הזרימה (צינור
שמזרים דם לכיוון הלב) ולא לפי תכולת הדם
שבו.
המחזור
הקטן
ורידים
עורקים
O2
coO
2
co2
המחזור
הגדול
עורקים
2
לב
ורידים
cO
O2
2
o2
co2
גוף
15
15
שאלה 5
שאלה :5
תא דם אדום עבר מיד ימין של אדם והגיע לרגל ימין שלו .במסלולו ,תא זה היא חייב
לעבור דרך:
א .הראש
ב .הריאות
ג .מעי הדק
ד .הכבד
16
16
תשובה
שאלה :5
תא דם אדום עבר מיד ימין של אדם והגיע לרגל ימין שלו .במסלולו ,תא זה היא חייב
לעבור דרך:
א .הראש
ב .הריאות
ג .מעי הדק
ד .הכבד
תשובה:
משפט ב.
17
17
שאלה 6
שאלה :6
התרשים שלפניכם מתאר את
מערכת ההובלה.
א .הקיפו בעיגול לבן את כלי הדם
השייכים למחזור הקטן.
1
ב .נניח שנקודה 1בתרשים
מתארת את הנימים בראש ,ואילו
נקודה 2מתארת את הנימים
בקצות אצבעות הרגליים .סמנו
בעזרת קו בצבע צהוב את
המסלול שתעבור טיפת דם
מנקודה 1לנקודה .2
באיזה מחזור עובר המסלול,
הגדול או הקטן?
2
18
18
תשובה
שאלה :6
התרשים שלפניכם מתאר את
מערכת ההובלה.
א .הקיפו בעיגול לבן את כלי הדם
השייכים למחזור הקטן.
ב .נניח שנקודה 1בתרשים
מתארת את הנימים בראש ,ואילו
נקודה 2מתארת את הנימים
בקצות אצבעות הרגליים .סמנו
בעזרת קו בצבע צהוב את
המסלול שתעבור טיפת דם
מנקודה 1לנקודה .2
המחזור הגדול
1
המחזור הקטן
2
משימות דומות לשאלה זו תמצאו בסימולציה מסלולים.
19
19
מדוע יש צורך במשאבה (הלב) במערכת ההובלה +שאלה 7
יש צורך בלב על מנת:
א .לאפשר זרימה גם נגד כוח הכובד (למשל לראש).
ב .לאפשר זרימה מהירה לכל חלקי הגוף למרות הפיצול למספר עצום של צינורות.
הלב מורכב משני חלקים ,שמאלי וימני נפרדים לחלוטין.
כל אחד משני החלקים מורכב מעלייה וחדר.
* שסתומי מפרשים
נמצאים בין העליות לחדרים.
*שסתומי כיסים
נמצאים בין החדרים לעורקים.
נדון בשסתומים בהמשך
שאלה :7
מהו היתרון בהפרדת הלב לשני חלקים נפרדים לחלוטין?
20
20
תשובה
שאלה :7
מהו היתרון בהפרדת הלב לשני חלקים נפרדים לחלוטין?
תשובה:
היתרון בהפרדת הלב לשני חלקים נפרדים הוא מניעת ערבוב בין דם עשיר בחמצן המגיע מן
הריאות אל הצד השמאלי של הלב ומוזרם לגוף ,ובין דם עני בחמצן המגיע מן הגוף אל הצד
הימני של הלב ומוזרם לריאות.
21
21
שאלה :8ההבדל בעובי הדפנות של החדר השמאלי והחדר הימני
שאלה :8
יש הבדל גדול בעובי הדופן של החדר השמאלי והימני של הלב .עובי הדופן של החדר השמאלי
גדול בהרבה מעובי הדופן של החדר הימני .הסבירו מדוע.
עובי דופן
החדר הימני
עובי דופן
החדר
השמאלי
22
22
תשובה
שאלה :8
יש הבדל גדול בעובי הדופן של החדר השמאלי והימני של הלב .עובי הדופן של החדר השמאלי
גדול בהרבה מעובי הדופן של החדר הימני .הסבירו מדוע.
תשובה:
ככל שהדופן עבה כך יש בה יותר שרירים והיא מסוגלת להתכווץ חזק יותר.
החדר השמאלי דוחף את הדם למרחק גדול (לכל חלקי הגוף) וגם בחלק מהמקרים ,נגד כוח
הכובד (לחלקי הגוף הגבוהים מהלב) ולכן הוא צריך להיות חזק.
לעומת זאת ,החדר הימני דוחף את הדם למרחק קצר ,ולכן הוא אינו צריך להיות חזק.
אם החדר הימני ידחוף את הדם בעוצמה גדולה מדי הוא עלול לגרות לקריעת נימי הדם
בריאות.
23
23
שאלה 9
שאלה :9
א .סמנו בתרשים את שמות חלקי הלב ושמות העורקים והוורידים הראשיים*.
ב .סמנו בעזרת ִחצים את כיוון זרימת הדם בלב.
* שמות העורקים והוורידים הראשיים אינם נכללים ברשימת המונחים בסילבוס ,אולם אנו מניחים
שהם נלמדים בכיתות.
24
24
תשובה
שאלה :9
א .סמנו בתרשים את שמות חלקי הלב ושמות העורקים והוורידים הראשיים.
ב .סמנו בעזרת ִחצים את כיוון זרימת הדם בלב
וריד חלול
עליון
אבי העורקים
עלייה ימנית
עורק הריאה
עלייה שמאלית
ורידי הריאה
וריד חלול
תחתון
חדר שמאל
25
קישור לסימולציה :לב פועם
חדר ימני
25
מחזור הלב
הדם נכנס ללב מהוורידים אל העליות ,עובר לחדרים ,ומוזרם מהם אל העורקים.
ללב יש שני מצבים:
א .הרפיה – הלב מתרחב והלחץ בו יורד ,עקב כך ,דם עובר מהוורידים אל הלב.
ב .התכווצות – הלב מתכווץ (תחילה העליות ,ומיד לאחר מכן החדרים) ,הלחץ בו עולה והדם
נדחף החוצה אל העורקים.
מחזור אחד של הרפיה והתכווצות נקרא מחזור הלב.
בין העליות והחדרים ישנם שסתומי המפרשים ,ובין החדרים
והעורקים ישנם שסתומי הכיסים.
השסתומים מאפשרים תנועה רק בכיוון אחד.
קולות הלב הם קול סגירת שסתומי הלב.
כל "דפיקת לב" מורכבת משני צלילים עוקבים:
הראשון נוצר מסגירת שסתומי המפרשים
והשני נוצר מסגירת שסתומי הכיסים
26
26
מחזור הלב = פעימת לב (הרחבה מעבר לנדרש על פי הסילבוס)
שלבי מחזור הלב( :הרפיה והתכווצות אחת של הלב) כלומר פעימת לב אחת.
דיאסטולה
סיסטולה
הרפיה :דם נכנס מן הוורידים לעליות (מן הוורידים החלולים אל
העלייה הימנית ומוורידי הריאות אל העלייה השמאלית) ,ומקצתו עובר גם
לחדרים.
התכווצות העליות :הדם עובר מן העליות לחדרים .שסתומי המפרשים נפתחים
עקב לחץ הדם מכיוון העליות.
התכווצות החדרים :הדם עובר מן החדרים לעורקים (מן החדר השמאלי לאבי
העורקים ומן החדר הימני לעורק הריאה) .שסתומי המפרשים נסגרים עקב לחץ
הדם מן החדרים לכיוון העליות.
שסתומי הכיסים נפתחים עקב לחץ הדם מכיוון החדר אל העליות.
בהרפיה של מחזור הלב הבא :הדם נמצא בעורקים .לחץ הדם גורם לסגירת שסתומי הכיסים,
וכך נמנעת חזרת הדם מן העורקים לחדרים.
27
27
הלב :התאמה בין מבנה לתפקיד (סיכום)
.1הפרדה מוחלטת בעזרת מחיצה בין הצד הימני לצד השמאלי.
היתרון :מניעת ערבוב של דם עשיר בחמצן שמגיע מן הריאות ומוזרם לגוף ,עם דם דל
בחמצן ועשיר ב CO2-שמגיע מן הגוף לצד הימני של הלב ומוזרם לריאות.
.2התאמה בין עובי הדופן (חוזק השריר) של כל אחד מארבעת מדורי הלב לבין מרחק
הזרמת הדם:
דופן החדר השמאלי היא העבה ביותר ,כי החדר השמאלי מזרים דם למרחק רב (לכל
הגוף).
עובי דופן החדר הימני קטן יותר ,כי החדר הימני מזרים דם למרחק קצר (לריאות).
דופן העליות היא הדקה ביותר כי הן מזרימות דם בכיוון כוח הכובד ולמרחק קצר ביותר
(לחדרים).
.3זרימה חד-סטרית
המסתמים החד-כיווניים בלב מבטיחים זרימה חד-סטרית של הדם בלב ,כלומר סדר
הזרימה הוא :ורידים – עליות – חדרים – עורקים ,בכיוון אחד בלבד.
.4הקטנת חיכוך
הדופן הפנימית של הלב חלקה ,דבר הגורם להקטנת החיכוך בין הדם לדפנות.
28
28
עורקים כליליים ,ורידים כליליים
עורקים כליליים=עורקים המספקים חמצן ומזון
לתאי הלב.
וורידים כליליים=ורידים המפנים פחמן דו-חמצני
וחומרי פסולת מתאי הלב.
הלב אינו מקבל אספקת חמצן ומזון מהדם הזורם בתוכו ,אלא מהעורקים הכליליים.
אפשר לדמותו לפקיד בנק שדרכו עוברים כספי הלקוחות אולם הוא מקבל כסף עבור עצמו
ממשכורתו.
29
29
תפוקת לב
תפוקת הלב היא כמות הדם המוזרמת בדקה מכל אחד מחדרי הלב.
תפוקת הלב
=
נפח פעימה
כמות הדם שיוצאת מכל
אחד מחדרי הלב בעת
התכווצות לב אחת.
קצב הלב
מספר התכווצויות
הלב בדקה
תפוקת הלב בזמן מנוחה = נפח פעימה ( 70מל') Xהתכווצות הלב (70מ"ל) = 5ליטר.
תפוקת הלב בזמן מאמץ גופני גדול (דוגמה) = 110מל' 190 Xמ"ל = 21ליטר
בעת מאמץ גופני ,תפוקת הלב עולה עד פי 5-4בשל:
הגדלת מספר ההתכווצויות הגדלת עצמת ההתכווצויות של הלב (הגדלת נפח הפעימה).קצב הלב עשוי לעלות לערכים הגבוהים פי שניים עד שלושה משיעורו בזמן מנוחה,
ונפח הפעימה גדל ב 20%-40% -לעומת נפח הפעימה במצב מנוחה.
30
30
הדופק משקף את קצב הלב
אפשר לקבוע את קצב הלב גם לפי הדופק .הדם היוצא בכל פעימה מהלב אל העורקים גורם
להתרחבותם .אפשר לחוש בהתרחבות העורקים בכמה מקומות בגוף ,שבהם העורקים אינם
עמוקים אלא קרובים לעור ,כמו בפרק כף היד או בצוואר.
31
31
שאלה 10
שאלה :10
לפניכם טבלה המציגה את קצב הלב הממוצע ואת נפח הפעימה הממוצע ברמות שונות
של פעילות גופנית.
רמת הפעילות
מנוחה
פעילות קלה
פעילות נמרצת
נפח הפעימה
קצב הלב
הממוצע
הממוצע
(פעימות לדקה) (מ"ל)
80
75
95
100
100
180
א .חשבו את תפוקת הלב הממוצעת (במ"ל לדקה) בכל אחת מרמות הפעילות הגופנית
המוצגות בטבלה.
ב .באיזו רמת פעילות תפוקת הלב היא הגבוהה ביותר ,ומהי החשיבות של תפוקת לב
גבוהה ברמת פעילות זאת?
32
32
תשובה
שאלה :10
לפניכם טבלה המציגה את קצב הלב הממוצע ואת נפח הפעימה הממוצע ברמות שונות
של פעילות גופנית.
תפוקת לב
נפח הפעימה
רמת הפעילות קצב הלב
(מ"ל)
הממוצע
הממוצע
(פעימות לדקה) (מ"ל)
6000
80
75
מנוחה
9500
95
100
פעילות קלה
18000
100
פעילות נמרצת 180
א .חשבו את תפוקת הלב הממוצעת (במ"ל לדקה) בכל אחת מרמות הפעילות הגופנית
המוצגות בטבלה.
ב .באיזו רמת פעילות תפוקת הלב היא הגבוהה ביותר ,ומהי החשיבות של תפוקת לב
גבוהה ברמת פעילות זאת?
תשובה:
א .ראו בטבלה
ב .במצב של פעילות גופנית התפוקה היא הגדולה ביותר .החשיבות הדבר היא שיש צורך
באספקת יותר חמצן לתאי השרירים על מנת שהם יוכלו להגביר את קצב הנשימה התאית
ולספק יותר אנרגיה ( )ATPלהתכווצות.
33
33
לב של ספורטאי
ליבו של ספורטאי גדול וחזק יותר .אי לכך נפח הפעימה שלו גדול יותר לעומת אדם לא מאומן
גם בזמן מנוחה וגם בזמן פעילות גופנית .ולכן הדופק של ספורטאי נמוך יותר לעומת אדם שאינו
ספורטאי גם בזמן מנוחה וגם בזמן פעילות גופנית.
בזמן פעילות גופנית ספורטאי מעלה גם את הדופק וגם את נפח הפעימה אולם הוא מעלה
באופן יחסי יותר את נפח הפעימה .ולכן הלב של הספורטאי מתעייף פחות והוא יכול להתמיד
במאמצים גופניים לאורך זמן (הלב נח בזמן ההרפיה בין התכווצות להתכווצות).
© CharlieCLC, Wikimedia commons
©143man>, Wikimedia commons
קישור לסימולציה :תפוקת לב
34
34
שאלה :11בשילוב עם שלבי החקר המדעי* (מיומנות זיהוי משתנים)
שאלה :11
הגרפים הבאים מתארים את תוצאות ניסוי שבו נבדק הקשר בין דרגת המאמץ לבין קצב הלב
(הנמדד דרך מדידת הדופק) של שני אנשים באותו הגיל בעלי נתונים גופניים דומים ,שאחד
מהם ספורטאי והאחר אינו ספורטאי.
א .איזה מן הגרפים מייצג את הספורטאי? נמקו
ב .אדם ב' היה מסוגל למאמצים בדרגות קושי גבוהות יותר מאדם א' .הסבירו מדוע( .מה
הרמז לכך בגרף?)
ג .מדוע הגרפים אינם מתחילים מראשית הצירים (מאפס)?
ד .מהם המשתנים הבלתי תלויים ומהו המשתנה התלוי בניסוי?
אדם א'
הדופק (קצב הלב)
אדם ב'
דרגת המאמץ
*הכנה למיומנויות הנדרשות בבחינת הבגרות במעבדה.
35
35
תשובה
תשובה:
אדם א'
א .אדם ב' הוא ספורטאי ,ואדם א' אינו ספורטאי.
לספורטאי יש לב מפותח יותר ,ולכן נפח הפעימה של ִלּבו,
אדם ב'
גם במצב מנוחה וגם במצב פעילות ,גדול לעומת נפח
הפעימה של האדם שאינו ספורטאי.
דרגת המאמץ
בזמן פעילות גופנית עולה הדופק אצל שני האנשים,
ואולם אצל הספורטאי עולה יותר נפח פעימה ופחות הדופק לעומת האדם שאינו ספורטאי ,ולכן
אפשר לראות בגרף ,שבכל דרגת מאמץ ,הדופק של הספורטאי היה נמוך יותר.
הדופק
(קצב הלב)
ב .הגדלת קצב הלב ,גורמת להתקצרות זמן המנוחה של הלב (שהוא שלב ההרפיה שבין התכווצות
להתכווצות) ,ולכן האדם שאינו ספורטאי ,מתעייף יותר ואינו מסוגל לעמוד במאמצים בדרגות קושי
גבוהות .אפשר לראות בגרף שאין נתונים בנוגע לדופק שלו במאמצים בדרגות קושי גבוהות.
ג .הגרפים אינם מתחילים מאפס מכיוון שבכל מצב ,גם בשינה ובמנוחה ,הלב מתכווץ ,ולכן ערכי
הדופק גדולים מאפס.
ד .המשתנים הבלתי תלויים :דרגת המאמץ ,וסוג האדם (ספורטאי/אינו ספורטאי).
המשתנה התלוי :הדופק.
! במערכת צירים שיש בה שני גרפים יש שני משתנים בלתי תלויים :האחד הוא המשתנה
שימו
המתואר בציר ,Xוהאחר הוא הגורם השונה בין הגרפים (במקרה זה – כישורי האדם :ספורטאי/אינו
ספורטאי).
36
36
וויסות קצב הלב
במצב של פעילות גופנית ,עולה קצב הנשימה בתאי השרירים ,כדי להפיק אנרגיה הנחוצה
לתהליך ההתכווצות .הפחמן הדו-חמצני שנוצר נפלט לדם ועקב כך עולה ריכוזו בדם .גם ריכוז
החמצן בדם יורד עקב הצריכה המוגברת בתאי השרירים.
תאי חישה ייחודיים ל CO2-חשים את העלייה בריכוזו ומעבירים את המידע למרכז הלב במוח
המוח מעביר "הוראות" דרך מערכת העצבים:
ללב וגורם לו:
לבלוטת יותרה הכיליה להפריש את ההורמון
אדרנלין המגיע ללב וגורם לו:
להגביר את קצב ההתכווצויות ואת נפח הפעימה.
תפוקת הלב יכולה לגדול פי 4בהשוואה לתפוקת הלב במצב מנוחה.
כך נשמר ההומיאוסטזיס בגוף :ריכוז החמצן והפחמן הדו-חמצני בדם נשמרים בערכים התקינים.
השרירים מקבלים חמצן בכמות הנדרשת.
37
37
קוצב הלב – הרחבה
מה גורם לשרירי הלב להתכווץ?
בדופן העלייה הימנית של הלב מצוי קוצב הלב הראשי .קוצב הלב מייצר דחפים חשמליים
המתפשטים בשריר הלב דרך מערכת ההולכה החשמלית של הלב (מערכת סיבים,
הדומים לסיבי עצבים) ,ובהגיעם לשרירי החדרים או העליות הם גורמים להתכווצותם.
בין העלייה לחדר הימני מצוי קוצב הלב המשני ,המסייע לפעולת הקוצב הראשי.
קוצב הלב מפיק גירויים באופן עצמאי :במצב מנוחה קוצב הלב מייצר גירויים בקצב קבוע של
כשבעים פעם בדקה .ואולם הוא מוּוסָ ת בהשפעת מערכת העצבים והמערכת ההורמונלית,
הגורמות לעליית או ירידת קצב הלב במצבים שונים .לדוגמה ,במצב פעילות -קצב הלב עולה,
בזמן שינה -קצב הלב.
לעתים ,עקב מחלות ,קוצב הלב נפגע.
במקרים כאלה ,משתילים קוצב לב מלאכותי,
כפי שמתואר בתמונה:
קישור לסרטון יפה שבו מראים את הליך
השתלת הקוצב.
Shutterstock.com / Dario Sabljak
38
38
סיכום
מערכת הדם בגוף מורכבת ממחזור דם כפול :המחזור הגדול והמחזור הקטן.
במחזור הגדול (לב-גוף-לב) ,דם עשיר בחמצן יוצא מן החלק השמאלי של הלב ,זורם אל כל
חלקי הגוף ,וחוזר אל החלק הימני של הלב כשהוא עני בחמצן.
במחזור הקטן ,דם עני בחמצן שהגיע מכל חלקי הגוף ,זורם מן החלק הימני של הלב אל
הריאות ,וחוזר מהן אל החלק השמאלי של הלב כשהוא עשיר בחמצן.
כל אחד משני המחזורים כולל עורקים ,ורידים ונימים .מעבר החומרים בין הדם לתאי הגוף
מתרחש בנימים של המחזור הגדול ,ומעבר הגזים בין הדם לנאדיות הריאות מתרחש בנימי
הריאות.
הלב מחולק לשני חלקים :ימני ושמאלי ,הנפרדים לחלוטין בעזרת מחיצה ,המונעת ערבוב של דם
עשיר בחמצן המגיע מן הריאות עם דם עני בחמצן המגיע מן הגוף .כל חלק מורכב מעלייה וחדר.
פעימת לב אחת מורכבת משלב הרפיה (דיאסטולה) ,שבו נשאב דם מן הוורידים הראשיים אל
העליות ,ושלב ההתכווצות (סיסטולה) ,שבו הדם "נדחף" מן העליות לחדרים ,ומהם אל העורקים
הראשיים.
המסתמים המצויים בין העליות והחדרים ובין החדרים לעורקים ,מאפשרים רק זרימה חד-כיוונית.
39
39
סיכום ביניים :קוצב הלב ,קצב הלב ,נפח הפעימה ותפוקת הלב
קוצב הלב שולח גירויים חשמליים הגורמים לכיווץ שריר הלב ולהרפייתו.
בזמן מנוחה ,הלב מתכווץ כשבעים פעם בדקה .במצבים מיוחדים כגון פעילות גופנית או פחד,
קצב פעימות הלב עולה פי שניים עד שלושה.
נפח הפעימה הוא כמות הדם היוצאת מכל אחד מחדרי הלב בפעימה אחת .נפח הפעימה עשוי
לעלות בזמן פעילות גופנית ב 20%-40%-מערכו במצב מנוחה.
תפוקת הלב היא כמות הדם היוצאת מכל אחד מחדרי הלב בדקה .אפשר לחשב את תפוקת הלב
על ידי הכפלת מספר התכווצויות הלב בנפח הפעימה .תפוקת הלב במצב מנוחה היא כ 5-ליטר,
והיא עשויה לעלות בזמן פעילות גופנית פי ארבעה עד חמישה.
עיסוק בספורט גורם לגדילת הלב ולהתחזקותו ,ועקב כך להגדלת נפח הפעימה .עקב כך הדופק
של ספורטאי נמוך מהדופק של אדם שאינו עוסק בספורט הן במצב מנוחה הן בזמן פעילות
גופנית.
קצב הלב ועצמת התכווצותו מבוקרים על ידי מערכת העצבים והמערכת ההורמונלית ,והוא מושפע
משינוי בריכוז החמצן והפחמן הדו-חמצני בדם ומגורמים נוספים.
40
40
שאלה :12ביולוגיה בחיוך
שאלה :12
לבו של סאם ,נהג משאית אמריקני ,נפגע קשות אחרי שנים של אכילת ג'אנק
פוד וישיבה על כיסא הנהג ,וכעת הוא זקוק להשתלה.
מכיוון שסאם אינו מאמין ברפואה קונבנציונלית ,הוא העדיף לבקש מג'ק,
בן דודו המכונאי ,לנתח אותו.
ג'ק אמר שישמח לנתח אותו אבל אין לו מהיכן להשיג לב ,ולעומת זאת ,יש לו
משאבה ישנה בדיוק בגודל המתאים.
המשאבה כוללת שני צינורות שואבים ושני צינורות פולטים.
א .לאילו כלי דם ג'ק צריך לחבר את הצינורות הקולטים ואת הצינורות הפולטים?
ב .איזה שינוי יש לעשות במשאבה על מנת שתהיה דומה ללב אנושי?
ג .נניח שהיה אפשר להשתיל משאבה מכנית במקום לב אנושי .מה היתרונות
והחסרונות העקרוניים של המשאבה לעומת לב אנושי?
צינורות
פולטים
צינורות
קולטים
משאבה
41
41
תשובה
שאלה :12
תשובה:
א .יש לחבר צינור קולט אחד לריאות והאחר לשני הוורידים החלולים.
צינור פולט אחד לאבי העורקים והאחר לעורק הריאות.
ב .יש לחלק את המשאבה לשני חלקים נפרדים לחלוטין,
שלכל אחד מהם יתחבר צינור קולט וצינור פולט.
אבי העורקים
עורק הריאה
ורידים חלולים
משאבה
ורידי הריאה
ג .יתרונות :החלפת לב במשאבה תפתור את המחסור התמידי באברים להשתלה .כמו כן,
אם ייעשה שימוש בחומרים סינטטיים או ביולוגיים אשר אינם מעוררים תגובה חיסונית
(ידועים חומרים כאלה) ,לא תתרחש דחייה של השתל (סכנה הקיימת בהשתלת לב אנושי).
חסרונות:
קצב פעולת המשאבה קבוע ואינו משתנה לפי מצבי הפעילות כפי שקורה בלב אנושי.
הדם יצא משני חלקי המשאבה באותו הלחץ ,אף שנדרש לחץ גבוה יותר להזרמת דם לכל
הגוף לעומת הזרמתו לריאות.
הלב האנושי (ואברים אחרים) מסוגל לתחזק את עצמו על ידי תחלופה של תאים ,ולכן לרוב
מסוגל לפעול שנים ארוכות (כל תקופת החיים של הפרט) .כיום אין מכשירים אשר מסוגלים
לפעול זמן רב כל כך.
42
42
מבנה כלי הדם
העורקים והורידים מעבירים דם ממקום למקום .דרכם לא מתבצע מעבר חומרים עם התאים
ולכן הדופן שלהם עבה יחסית לעובי דופן הנימים שדרכם מתבצע מעבר חומרים לתאי הגוף.
דופן עורקים והורידים מורכבת מ 3-שכבות
אנדותל – השכבה הפנימית חלקה ,היתרון :הקטנת החיכוך עם הדם.
שכבה אמצעית – מכילה סיבי שריר.
שכבה חיצונית רקמת חיבור שמכילה סיבים אלסטיים.
דופן הנימים מורכבת רק משכבת אנדותל.
אנדותל
אנדותל
שכבה
אמצעית
שכבה
חיצונית
וריד
נים
עורק
43
מבנה הורידים והעורקים
ורידים
• הדופן שלהם דקה יותר (אך קוטרם
גדול יותר).
• שורר בהם לחץ דם נמוך בהרבה
מאשר בעורקים.
• התכווצות השרירים מסייעת בהזרמת
הדם.
שסתומים
העורקים
• הדופן שלהם היא העבה ביותר.
היתרון – בעורקים שורר לחץ דם גבוה .הדופן העבה
מונעת את התפוצצות העורק.
• בדופן יש הרבה שרירים אלסטיים.
היתרון – העורק מקבל דם ב"גלים" מהלב .עם הגעת
ה"גל" לאחר כל התכווצות לב ,העורק מתרחב
ומתכווץ וכך מסיע את הדם הלאה.
התרחבות והתכווצות העורק היא הדופק שאנו חשים
במקומות מסוימים בגוף שבהם העורק זורם קרוב
לעור.
אנדותל
שכבה אמצעית
שכבה
חיצונית
44
44
ורידים ועורקים
הוורידים
הוורידים נמצאים קרוב לעור ואפשר להבחין
בהם במקומות שונים בגוף ,לדוגמה ,בגב כף
היד.
צבעם כחלחל .כלי הדם ביד ,שממנו לוקחים
דם לבדיקת דם הוא וריד.
ד"ר נורית קינן
העורקים
בדרך כלל ,אי אפשר לראות את
העורקים ,כי הם נמצאים עמוק בתוך
הגוף ,רחוק מן העור .אבל ,יש כמה
מקומות שנקראים נקודות דופק,
שבהם העורק אינו עמוק ,ואפשר לחוש
בהם את פעימות העורק (הדופק).
אפשר לראות עורקים בצד התחתון של
הלשוןִ :עמדו מול הראי ,קפלו את הלשון
והתבוננו בצד התחתון שלה .הצינורות
הצהבהבים שרואים הם העורקים,
הצינורות הכחולים הם הוורידים.
וריד
עורק
45
נימים בעיניים
הנימים זעירים ועל פי רוב אי אפשר לראותם ,אלא רק במקומות מסוימים בגוף ,לדוגמה,
בעיניים.
נימים
Istockfoto.com/ sunil menon
שטח הפנים הכולל של הנימים בגוף מגיע לכשישה דונם!
בשטח של מילימטר רבוע של רקמה יש כאלפיים נימים!
46
הנימים – התאמה בין מבנה לתפקוד
התאמה בין מבנה הנים ומהירות הזרימה בו לתפקיד:
בעת שהדם זורם בנימים עוברים חמצן ותוצרי העיכול מהדם לתאים ו CO2-וחומרי הפרשה כמו
שתנן מהתאים לדם.
התאמות:
דופן הנים דקה מאוד וכן מתאפשרת דיפוזיה מהירה הפיצול למספר עצום של נימים קטנים גורם להגדלת היחס שטח פנים /נפח של נימים וזהמגדיל את המגע בין הנימים לתאים.
מהירות זרימת הדם בנימים איטית דבר המאפשר חילופי חומרים יעילים.מהירות הזרימה איטית כי הקוטר של כל הנימים יחד ( 38ס"מ) גדול מהקוטר של כל העורקים.
(קוטר אבי העורקים הוא 0.25ס"מ).
לפי כלל פיזיקלי ,כשנוזל עובר מצינור צר לצינור רחב הלחץ שלו ומהירות הזרימה קטנים.
במקרה הזה ,הדם עובר מהעורקים ל"צינור כל-הנימים" הרחב יותר ולכן מהירות הזרימה קטֵ נה.
47
47
שאלה 13
שאלה :13
תרשים א' מתאר מעבר חומרים בין הדם בנימים ובין תאי הגוף (במחזור הגדול)
תרשים ב' מתאר מעבר חומרים בין הדם בנימים ובין נאדיות הריאה (במחזור הקטן).
ציינו לגבי כל תרשים ,אילו חומרים עוברים ,ולאיזה כיוון?
תרשים א':
מעבר חומרים בין הדם לתאים
תרשים ב':
מעבר חומרים בין הדם לנאדיות הריאה
תא
נים דם
48
48
תשובה
שאלה :13
תרשים א' מתאר מעבר חומרים בין הדם בנימים ובין תאי הגוף (במחזור הגדול)
תרשים ב' מתאר מעבר חומרים בין הדם בנימים ובין נאדיות הריאה (במחזור הקטן).
ציינו לגבי כל תרשים ,אילו חומרים עוברים ,ולאיזה כיוון?
תרשים א':
מעבר חומרים בין הדם לתאים
תא
נים דם
תרשים ב':
מעבר חומרים בין הדם לנאדיות הריאה
פחמן דו־חמצני
וחומרי פסולת
אחרים (כגון שתנן
בתאי הכבד)
חמצן וחומרי מזון
O2
CO2
49
49
שאלה :14מעבר חומרים בין נימי המחזור הגדול לבין תאי הגוף
שאלה :14
הסבירו את התרשים ,ואת ההבדלים בריכוזי החמצן והפחמן הדו-חמצני בעורקיק ובורידון.
סמנו בעזרת חץ את כיוון זרימת הדם.
רקמת תאי שריר
עורקיק
ורידון
* לא נהוג למדוד את ריכוזי הגזים ,אלא את הלחץ החלקי שלהם.
50
50
תשובה
שאלה :14
הסבירו את התרשים ,ואת ההבדלים בין ריכוזי החמצן לריכוזי הפחמן הדו־חמצני בעורקיק
ובוורידון.
רקמת תאי שריר
עורקיק
ורידון
תשובה:
בתרשים רואים את העורקיק מתפצל לנימים ,ואת הנימים מתלכדים ויוצרים ורידון.
ריכוז החמצן בעורקיק גבוה וריכוז הפחמן הדו־חמצני בו נמוך מכיוון שהדם שהגיע מן הלב ,היה
לפני כן בריאות( ,שם עבר אל הדם חמצן מן הנאדיות ,ופחמן דו־חמצני עבר ממנו אל הנאדיות).
במהלך הזרימה בנימים ,חמצן עובר מן הנימים לתאים ופחמן דו־חמצני עובר מן התאים לנימים,
ולכן ריכוז החמצן בוורידון נמוך וריכוז הפחמן הדו־חמצני גבוה ,לעומת ריכוזם בעורקיק.
51
51
הגורמים לזרימת הדם בורידים נגד כוח הכובד
הגורמים לזרימת הדם בורידים נגד כוח הכובד (מהרגלים ומהידיים חזרה ללב)
א .שרירי השלד לוחצים על הורידים בעת התכווצותם.
ב .ירידת הלחץ בלב בעת הרפיית הלב גורמת לשאיבת הדם מהורידים.
ג .שסתומי כיסים בורידים מונעים את חזרת הדם כלפי מטה.
התכווצות שרירי השלד
השסתומים פתוחים
השרירים רפויים
השסתומים סגורים
הדם נכנס לכיסים והשסתומים נסגרים
וכן נמנעת חזרת הדם כלפי מטה
52
שאלות 15+16
שאלה :15
אנשים העומדים ללא תנועה במסדר במשך זמן רב ,עלולים להתעלף .מה הסיבה לכך?
א .האטה בפעילות של מערכת הנשימה.
ב .החזרה מעטה מדי של דם מן הרגליים ללב.
ג .ירידה בריכוז הגלוקוז בדם.
ד .ירידה בטמפרטורת הגוף.
שאלה :16
מה הקשר בין השאלה הקודמת ובין תופעת היווצרות דליות
(ורידים מעובים) אצל אנשים שעומדים במשך זמן רב
במהלך עבודתם?
© istockphoto.com/ John Taylor
53
53
תשובות
שאלה :15
אנשים העומדים ללא תנועה במסדר במשך זמן רב ,עלולים להתעלף .מה הסיבה לכך?
א .האטה בפעילות של מערכת הנשימה.
ב .החזרה מעטה מדי של דם מן הרגליים ללב.
ג .ירידה בריכוז הגלוקוז בדם.
ד .ירידה בטמפרטורת הגוף.
תשובה:
משפט ב.
במצב של חוסר תנועה ,שרירי השלד פחות לוחצים על הורידים ,ולכן החזרת הדם ללב
נפגעת ,ולכן מוזרם פחות דם למוח ,דבר הגורם להתעלפות.
שאלה :16
מה הקשר בין השאלה הקודמת ובין תופעת היווצרות דליות (ורידים מעובים) אצל אנשים
שעומדים במשך זמן רב במהלך עבודתם?
תשובה:
מכיוון שהחזרת הדם ללב נפגעת ,מצטבר דם בוורידי הרגליים וגורם
להתעבותם.
© istockphoto.com/ John Taylor
54
לחץ דם
לחץ הדם הוא הלחץ שמפעיל הדם על דופן כלי הדם עקב התכווצויות הלב.
לחץ הדם הגבוה ביותר שורר בעורקים הראשיים היוצאים מהלב (אבי העורקים ועורק הריאה).
לחץ הדם הולך וקטן ככל שמתרחקים מן הלב ,בגלל החיכוך של הדם עם דופן הצינורות.
לחץ הדם נמדד בעורקים ,וערכו הממוצע:
120מ"מ כספית בעת התכווצות הלב,
ו 80 -מ"מ כספית בעת הרפיית הלב.
)Deanjenkins (morguefile.com
לחץ דם גבוה מדי הוא מסוכן משום שיש חשש לקריעת נימי הדם ,שדופנם דקה ביותר.
לחץ דם נמוך מדי עלול לגרום לאספקה לקויה של חמצן ומזון לרקמות עקב זרימת דם ִאטית
מדי בנימים.
55
55
שאלה 17
שאלה :17
אצל אדם מסוים נמדד לחץ דם של ( 120/80מ"מ כספית) .מה פירוש הדבר?
א .לחץ הדם בעורקים הוא 120מ"מ כספית ,ולחץ הדם בוורידים הוא 80מ"מ כספית.
ב .לחץ הדם בעורקים בזמן התכווצות העליות הוא 120מ"מ כספית ,ולחץ הדם בעורקים
בזמן התכווצות החדרים הוא 80מ"מ כספית.
ג .לחץ הדם בעורקים בזמן התכווצות שריר הלב הוא 120מ"מ כספית ,ולחץ הדם בעורקים
בזמן הרפיית שריר הלב הוא 80מ"מ כספית.
ד .לחץ הדם בעורקים בזמן פעילות מאומצת של הגוף הוא 120מ"מ כספית ,ולחץ הדם
בעורקים בזמן מנוחה הוא 80מ"מ כספית.
56
56
תשובה
שאלה :17
אצל אדם מסוים נמדד לחץ דם של ( 120/80מ"מ כספית) .מה פירוש הדבר?
א .לחץ הדם בעורקים הוא 120מ"מ כספית ,ולחץ הדם בוורידים הוא 80מ"מ כספית.
ב .לחץ הדם בעורקים בזמן התכווצות העליות הוא 120מ"מ כספית ,ולחץ הדם בעורקים
בזמן התכווצות החדרים הוא 80מ"מ כספית.
ג .לחץ הדם בעורקים בזמן התכווצות שריר הלב הוא 120מ"מ כספית ,ולחץ הדם בעורקים
בזמן הרפיית שריר הלב הוא 80מ"מ כספית.
ד .לחץ הדם בעורקים בזמן פעילות מאומצת של הגוף הוא 120מ"מ כספית ,ולחץ הדם
בעורקים בזמן מנוחה הוא 80מ"מ כספית.
תשובה:
משפט ג.
57
57
טרשת העורקים
© CDC/ Dr. Edwin P. Ewing, Jr.
טרשת היא תופעה שבה מתפתחים על הדפנות הפנימיות של עורקים משקעים שומניים.
היצרות העורק מפריעה לזרימת הדם בתוכו ,וגורמת עם הזמן לחסימת העורק ולפגיעה קשה
באיברים עקב אספקת דם לקויה .במקרים חמורים נוצרים קרישי דם ,והעורק נסתם לגמרי.
העורקים העיקריים שנפגעים הם העורקים הכליליים המספקים דם ללב עצמו ,ועורקי המוח.
היצרות העורקים שמובילים דם ללב גורמת למחלת לב כלילית ,היצרות כלי הדם שמובילים דם
למוח גורמת לשבץ מוחי (המתבטא בשתוקים ובהפרעות קשות אחרות).
מחלות הקשורות לחסימת כלי הדם ,הם גורם התמותה העיקרי בעולם המערבי.
עורק תקין
עורק עם טרשת חמורה
© istockphoto.com/ Diamond_Images
חתך אורך בתוך עורק שנחסם לחלוטין
על ידי משקעים טרשתיים
*עוד על הכולסטרול והקשר שלו להיווצרות טרשת,
במצגת :רקמת הדם ,בפרק העוסק בבדיקות דם58 .
58
טיפול בטרשת
אם נוצרת טרשת בעורק כלילי המספק דם לשריר הלב עצמו ,האזור בשריר הלב המקבל
אספקת דם מהעורק החסום עלול להיפגע ,דבר העלול לגרום להתפתחות מחלת לב הידועה
בשם תעוקת לב (אנגינה פקטוריס) .חסימה מלאה עלולה לגרום להתקף לב ולסיכון החיים.
על מנת למנוע התקף לב אפשר לעשות כמה פעולות ובהן:
נטילת תרופות המרחיבות את כלי הדם.
פתיחת החסימה בעזרת בלון ומניעת חסימה בעתיד בעזרת החדרת תומכן:
בעזרת צנתור (הכנסת צינור לתוך עורק ,עד הלב) אפשר לאתר את העורק הכלילי
החסום ולפתוח את החסימה בעזרת ניפוח בלון צנתור .כמו כן ,במקרים רבים מחדירים
בכלי הדם מבפנים ,ושומר שהוא יהיה פתוח לזרימת דם.
ִ
תומכן (סטנט) התומך
נטילת תרופות המעכבות את קרישת הדם.
ניתוח מעקפים.
© istockphoto.com/ Richard Lee
59
59
ויסות זרימת הדם לרקמות
כל שרקמה פעילה יותר ,כך היא צורכת יותר חמצן ומזון ,ונוצרים בה יותר חומרי פסולת,
ולכן היא זקוקה לאספקת דם עשירה יותר .כמות הדם המוזרמת לאברים השונים מווסתת לפי
מצב הפעילות.
לדוגמה :בזמן פעילות גופנית גדלה אספקת הדם לשרירים ולעור ,ואספקת הדם למערכת
העיכול פוחתת ,ואילו לאחר אכילה ,גדלה אספקת הדם למערכת העיכול ,ופחות דם מוזרם
לשרירים ולעור.
ויסות זרימת הדם לרקמות השונות נעשה על ידי כיווץ או הרפיה של העורקיקים המובילים דם
אל הרקמות :הרחבת העורקיקים ,תגרום להגדלת כמות הדם המוזרמת לרקמה ,והצרת
העורקיקים תגרום להקטנת כמות הדם.
קישור לסימולציה :זרמים משתנים.
60
60
שאלה :18שינויים בהזרמת הדם לשרירים ולאברים הפנימיים על פי מצב הפעילות
שאלה :18
בטבלה הבאה יש נתונים על זרימת הדם לחלקי הגוף השונים במצב מנוחה ובמצב פעילות
נמרצת .הסבירו את הנתונים.
מנוחה (מ"ל)
פעילות נמרצת (מ"ל)
מוח
700
700
שרירים
1200
13000
עור
700
2000
אברים פנימיים
2500
1600
סה"כ
5100
17,300
© istockphoto.com/ Catherine Yeulet
© istockphoto.com/ Mark Buden
61
61
תשובה
מנוחה (מ"ל)
פעילות נמרצת (מ"ל)
מוח
700
700
שרירים
1200
13000
עור
700
2000
אברים פנימיים
2500
1600
סה"כ
5100
17,300
תשובה:
בזמן פעילות גופנית ,אספקת הדם לאיברים פעילים (שרירים ,עור) עולה ,ואספקת הדם
לאברים לא פעילים (כגון אברי מערכת העיכול) יורדת .הדבר נעשה בעזרת הרחבת/כיווץ
העורקים המזרימים דם לאברים השונים( .לכן לא מומלץ לאכול לפני ביצוע פעילות גופנית).
חשיבות הדבר היא שבעת פעילות גופנית יש צורך ביותר חמצן בתאי השרירים כדי שהם יוכלו
להגביר את קצב הנשימה התאית ולספק יותר אנרגיה להתכווצות .אפשר גם לראות שתפוקת
הלב בזמן פעילות עלתה יותר מפי שלושה לעומת התפוקה במצב מנוחה.
הגדלת אספקת הדם לעור ,מאפשרת פיזור יעיל יותר של עודפי החום לסביבה (זהו מנגנון
לשמירה על ההומיאוסטזיס = שמירה על טמפרטורת גוף קבועה).
אספקת הדם למוח נשארת קבועה .ירידה באספקת דם למוח עלולה לפגוע בתפקודו ולגרום
לסכנת חיים.
62
62
סיכום
מערכת הדם מורכבת משלושה סוגים של כלי דם :עורקים המובילים דם מן הלב אל הגוף;
ורידים ,שמחזירים דם אל הלב; ונימים ,שבהם מתבצע מעבר החומרים בין הדם לתאי הגוף.
התכווצות חדרי הלב מזרימה את הדם אל העורקים .לחץ הדם הוא הלחץ שהדם מפעיל על
דופן כלי הדם והוא הגבוה ביותר בעורקים ,ויורד בהדרגה לאורך העורקיקים ,הנימים,
הוורידונים והורידים.
קצב זרימת הדם מושפע ביחס הפוך מן הקוטר הכולל של כלי הדם מאותו הסוג .בעורקים,
שהקוטר הכולל שלהם הוא הקטן ביותר ,הזרימה היא המהירה ביותר ,ואילו בנימים,
האטית ביותר.
שהקוטר הכולל שלהם הוא הגדול ביותר ,הזרימה היא ִ
מבנה דופן כלי הדם מותאם לזרימת הדם בהם:
לעורקים ,שזרימת הדם בהם מהירה ובלחץ גבוה ,יש דפנות עבות ,שריריות וגמישות.
דופנות העורקים מתרחבות עקב הזרמת הדם מן הלב ,לאחר מכן הן שבות למצבן הקודם,
ומזרימות את הדם הלאה .בהתאמה ,לחץ הדם בעורקים עולה (לחץ סיסטולי) ויורד (לחץ
דיאסטולי) במחזוריות .השינויים בקוטר העורקים מתבטאים בדופק.
63
63
סיכום
לוורידים ולנימים ,שזרימת הדם בהם ִאטית ובלחץ נמוך ,יש דפנות דקות וגמישות פחות.
דופן הנימים ,הבנויה משכבת תאים אחת ,ומהירות הזרימה הנמוכה בהם ,מסייעים למעבר
יעיל של חומרים בין הדם לתאים.
החזרת הדם ללב דרך הוורידים ,לעתים נגד כוח הכובד ,נעשית בעזרת התכווצות שרירי
השלד ,השאיבה של הלב ,ושסתומים חד-כיווניים המאפשרים זרימה רק לכיוון הלב.
כמות הדם המוזרמת לאברים השונים משתנה על פי מצב פעילותם ,דרך כיווץ או הרפיה של
העורקיקים המובילים דם אל אברים אלו.
מונחים (מהסילבוס):
ורידים ,כלי דם כליליים לחץ דם מחזור דם גדול ,מחזור דם קטן ,נימים עורקים.
64
64
שאלה :19ביולוגיה בחיוך
שאלה :19
לא רבים יודעים ,אבל בצעירותו היה פופאי כבד משקל וחובב ג'אנק פוד ידוע.
למעשה ,הרופאים הזהירו אותו שהוא עלול לחלות
בטרשת עורקים אם לא ישנה את הרגלי התזונה שלו.
אוליב ,בת זוגו המפורסמת של פופאי ,מתמחה
ברפואה אלטרנטיבית .היא הציעה לפופאי לעבור לתזונה
המבוססת לחלוטין על תרד!
ואכן ,ככל שעבר הזמן ,השתפר מצבו של פופאי במידה ניכרת.
א .מה הם הטיפולים "הקונבנציונליים" לטרשת עורקים?
ב .בהנחה שלתרד אין יכולות מוכחות להסרת שומנים מכלי דם ,מהו הדבר
שגרם לשיפור במצבו של פופאי?
ג .פופאי ידוע בזרועותיו החסונות .האם אימון של שרירי הזרוע יכול לשפר את
תפוקת הלב?
65
65
תשובה
שאלה :19
לא רבים יודעים ,אבל בצעירותו היה פופאי כבד משקל וחובב ג'אנק פוד ידוע.
למעשה ,הרופאים הזהירו אותו שהוא עלול לחלות
בטרשת עורקים אם לא ישנה את הרגלי התזונה שלו.
אוליב ,בת זוגו המפורסמת של פופאי ,מתמחה
ברפואה אלטרנטיבית .היא הציעה לפופאי לעבור לתזונה
המבוססת לחלוטין על תרד!
ואכן ,ככל שעבר הזמן ,השתפר מצבו של פופאי במידה ניכרת.
א .מה הם הטיפולים "הקונבנציונליים" לטרשת עורקים?
ב .בהנחה שלתרד אין יכולות מוכחות להסרת שומנים מכלי דם ,מהו הדבר
שגרם לשיפור במצבו של פופאי?
ג .פופאי ידוע בזרועותיו החסונות .האם אימון של שרירי הזרוע יכול לשפר את
תפוקת הלב?
תשובה:
א .צנתור ,ניתוח מעקפים ,תרופות המרחיבות את כלי הדם ומונעות קרישה.
ב .שינוי התזונה והפחתה בצריכה של מאכלים עתירי שומן וכולסטרול (ג'אנק פוד) יכולים
להביא לשיפור במצב.
ג .אימון של שרירי הזרוע לא יביא ישירות לשיפור בתפוקת הלב .על מנת לשפר את יכולות
הלב יש לבצע אימון אירובי (הליכה ,ריצה ,רכיבה על אופניים וכו').
66
66
שאלות נוספות על כל נושאי השיעור :שאלה 20
שאלה :20
לעתים ,נולדים ילדים עם מום בלב – חור בדופן המפרידה בין הצד השמאלי והצד הימני של
הלב.
ילדים אלו סובלים מחולשה ומעיכוב בהתפתחות .הסבירו מדוע.
(הבעיה ניתנת לפתרון :סוגרים בניתוח את החור)
חור בדופן המפרידה
בין שני חדרי הלב
)Mariana Ruiz Villarreal (LadyHats at Wikimedia commons
67
67
תשובה
שאלה :20
לעתים ,נולדים ילדים עם מום בלב – חור בדופן המפרידה בין הצד השמאלי והצד הימני של
הלב.
ילדים אלו סובלים מחולשה ומעיכוב בהתפתחות .הסבירו מדוע.
(הבעיה ניתנת לפתרון :סוגרים בניתוח את החור)
תשובה:
בשל ה"חור" בלב ,חל ערבוב בין הדם העשיר בחמצן המגיע מהריאות לצד השמאלי עם דם
עני בחמצן המגיע מהגוף לצד הימני ,ולכן הדם המוזרם לגוף מכיל פחות חמצן מהנדרש.
והילדים סובלים מאספקת חמצן לקויה לתאי הגוף.
החמצן משתתף בתאים בתהליך הנשימה התאית ,שבו מופקת אנרגיה לצורכי החיים של
התאים ,ירידה בקצב הנשימה התאית עקב אספקת חמצן לקויה גורם לחולשה ולעיכוב
ההתפתחות.
68
68
שאלה 21
שאלה :21
לעלייה הימנית של הלב:
א .מגיע דם בוורידים ,והוא מכיל הרבה חמצן ומעט .CO2
ב .מגיע דם בעורקים ,והוא מכיל הרבה חמצן ומעט .CO2
ג .מגיע דם בוורידים ,והוא מכיל הרבה CO2ומעט חמצן.
ד .מגיע דם בעורקים ,והוא מכיל הרבה CO2ומעט חמצן.
69
69
תשובה
שאלה :21
לעלייה הימנית של הלב:
א .מגיע דם בוורידים ,והוא מכיל הרבה חמצן ומעט .CO2
ב .מגיע דם בעורקים ,והוא מכיל הרבה חמצן ומעט .CO2
ג .מגיע דם בוורידים ,והוא מכיל הרבה CO2ומעט חמצן.
ד .מגיע דם בעורקים ,והוא מכיל הרבה CO2ומעט חמצן.
תשובה:
משפט ג.
70
70
שאלה 22
שאלה :22
החמצן הנשאף דרך האף מגיע לריאות ,ומשם הוא:
א .ממשיך בצינורות אוויר ללב.
ב .ממשיך בוורידים ללב.
ג .ממשיך בעורקים ללב.
ד .ממשיך בעורקים לכל הגוף.
71
71
תשובה
שאלה :22
החמצן הנשאף דרך האף מגיע לריאות ,ומשם הוא:
א .ממשיך בצינורות אוויר ללב.
ב .ממשיך בוורידים ללב.
ג .ממשיך בעורקים ללב.
ד .ממשיך בעורקים לכל הגוף.
תשובה:
משפט ב.
72
72
שאלה 23
שאלה :23
רופא הזריק חומר לווריד ברגל השמאלית של אדם.
כמה פעמים יעבור החומר בלב עד שיגיע בפעם הראשונה
לאצבע יד ימין?
הסבירו את תשובתכם.
ריאות
לב
גוף
73
תשובה
שאלה :23
רופא הזריק חומר לווריד ברגל השמאלית של אדם.
כמה פעמים יעבור החומר בלב עד שיגיע בפעם הראשונה לאצבע יד ימין?
הסבר את תשובתך.
תשובה:
החומר יעבור בלב פעמיים :מרגל שמאל חזרה דרך הורידים לצד הימני של הלב ,ומשם
בעורקים לריאות ,ומהריאות חזרה דרך ורידים אל הצד השמאלי של הלב .מהלב הדם מוזרם
דרך העורקים לכל חלקי הגוף ,בין היתר גם לאצבע ימין.
74
שאלה 24
שאלה :24
דם עשיר בחמצן זורם:
א .בעורקי הריאות
ב .בוורידי הריאות
ג .בוורידים הכליליים
ד .בוורידי הרגליים
75
75
תשובה
שאלה :24
דם עשיר בחמצן זורם:
א .בעורקי הריאות
ב .בוורידי הריאות
ג .בוורידים הכליליים
ד .בוורידי הרגליים
תשובה:
משפט ב.
76
76
שאלה 25
שאלה :25
מעבר החמצן מהדם לתאי רקמת שריר נעשה דרך תאי:
א .דופן העורקים.
ב .דופן הוורידים.
ג .דופן הנימים.
ד .דופן כל כלי הדם.
77
77
תשובה
שאלה :25
מעבר החמצן מהדם לתאי רקמת שריר נעשה דרך תאי:
א .דופן העורקים.
ב .דופן הוורידים.
ג .דופן הנימים.
ד .דופן כל כלי הדם.
תשובה:
משפט ג.
78
78
שאלה 26
שאלה :26
מה נכון לומר על ההבדל בין עורקים לוורידים?
א .יש מעבר חומרים בין העורקים ובין הרקמות ,אך אין מעבר חומרים בין הוורידים ובין
הרקמות.
ב .יש מעבר חומרים בין הוורידים ובין הרקמות ,אך אין מעבר חומרים בין העורקים ובין
הרקמות.
ג .לחץ הדם בוורידים גבוה מלחץ הדם בעורקים.
ד .דופנות העורקים עבות וגמישות מאלה של הוורידים.
79
79
תשובה
שאלה :26
מה נכון לומר על ההבדל בין עורקים לוורידים?
א .יש מעבר חומרים בין העורקים ובין הרקמות ,אך אין מעבר חומרים בין הוורידים ובין
הרקמות.
ב .יש מעבר חומרים בין הוורידים ובין הרקמות ,אך אין מעבר חומרים בין העורקים ובין
הרקמות.
ג .לחץ הדם בוורידים גבוה מלחץ הדם בעורקים.
ד .דופנות העורקים עבות וגמישות מאלה של הוורידים.
תשובה:
משפט ד.
80
80
שאלה 27
שאלה :27
א .נימי הדם מותאמים לתפקודם .הסבר (ציינו שתי התאמות).
ב .הדופן של נימת דם היא חד-שכבתית והקוטר של הנימה דומה לקוטר של תא דם אדום.
הסבירו כיצד כל אחת מן התכונות האלה של נימת הדם היא דוגמה לעיקרון של התאמה
לתפקוד.
בין מבנה ִ
81
81
תשובה
שאלה :27
א .נימי הדם מותאמים לתפקודם .הסבר (ציינו שתי התאמות).
ב .הדופן של נימת דם היא חד-שכבתית והקוטר של הנימה דומה לקוטר של תא דם אדום.
הסבירו כיצד כל אחת מן התכונות האלה של נימת הדם היא דוגמה לעיקרון של התאמה
לתפקוד.
בין מבנה ִ
תשובה:
א .דופן נימי הדם דקה ,היא מורכבת רק משכבת תאים אחת ולכן מעבר החומרים מהדם
לתאים וההיפך ,מהיר כי המרחק שהחומרים צריכים לעבור קצר.
קוטר הנימים קטן ומספרם עצום ,על כן היחס בין שטח הפנים שלהם לנפח גדול .ככל שיחס
זה גדול ,יותר חומרים יעברו מהדם לתאים וההיפך ,כי יש יותר שטח פנים דרכו החומרים
יכולים לעבור.
ב .קוטר נימת הדם קטן מכיוון שהיא חד שכבתית (בנויה משכבת תאים אחת) ולכן המרחק
שהחומרים עוברים מהדם לתאים ולהיפך קצר וזמן המעבר קצר יותר .יש לזכור שהדם
ממשיך לזרום בעודו זורם בנימים והחומרים צריכים לעבור במהירות.
בגלל שקוטר הנימה שווה לקוטר תא הדם ,תא הדם "נדחק" במעבר בנימה והוא צמוד לדופן
הנימה ,כך נוצר מגע קרוב וצמוד בניהן ומעבר החמצן יעיל יותר.
82
82
שאלה 28
שאלה : 28
ספורטאי המתאמן לאורך זמן ואדם שאינו עוסק בפעילות ספורטיבית מתבקשים לבצע אותה
פעילות נמרצת .בבדיקת קצב הלב בזמן הפעילות מתברר שהדופק של הספורטאי נמוך יותר.
הסבירו מדוע .בתשובתכם התייחסו להשפעה של אימון גופני על נפח הפעימה של הלב.
83
83
תשובה
שאלה : 28
ספורטאי המתאמן לאורך זמן ואדם שאינו עוסק בפעילות ספורטיבית מתבקשים לבצע אותה
פעילות נמרצת .בבדיקת קצב הלב בזמן הפעילות מתברר שהדופק של הספורטאי נמוך יותר.
הסבירו מדוע .בתשובתכם התייחסו להשפעה של אימון גופני על נפח הפעימה של הלב.
תשובה:
שריר הלב של ספורטאי מפותח יותר בשל האימונים ולכן הוא חזק יותר ומסוגל להתרחב יותר
ולקלוט יותר דם וכן התכווץ חזק יותר ולהזרים יותר דם ,ולכן נפח הפעימה של ספורטאי גדול
יותר .אדם שאינו ספורטאי יגביר בזמן הפעילות באופן יחסי יותר את מספר התכווצויות הלב
(הדופק) על מנת להגיע לאותה תפוקת לב ,בעוד שהספורטאי מגביר באופן יחסי יותר את
נפח הפעימה ופחות את הדופק.
האדם הלא ספורטאי מתעייף מהר יותר כי הגברת ההתכווצויות היא על חשבון זמן המנוחה
של הלב .הלב נח בין ההתכווצויות.
84
84
שאלה :29רמות ארגון
שאלה :29
הטבלה הבאה עוסקת ברמות ארגון שונות .מלאו אותה ע"י מתן דוגמאות ממערכת ההובלה:
רמת ארגון
מולקולה
אברונים
תאים
רקמות
איברים
מערכת
דוגמה ממערכת ההובלה
85
85
תשובה
שאלה :29
הטבלה הבאה עוסקת ברמות ארגון שונות .מלאו אותה ע"י מתן דוגמאות ממערכת ההובלה:
רמת ארגון
מולקולה
אברונים
תאים
רקמות
איברים
מערכת
דוגמה ממערכת ההובלה
גלוקוז ,חמצן
מיטוכונדריה
תאי שריר הלב
רקמת שריר הלב
לב
ההובלה
86
86
שאלה :30רעיונות מרכזיים בביולוגיה
שאלה :30
בטבלה מוצגים הרעיונות המרכזיים בביולוגיה כפי שנוסחו בתוכנית הלימודים .בצד שמאל
מופיעים משפטים הקשורים למערכת ההובלה .קשרו בעזרת קווים בין כל אחד מהמשפטים
לבין הרעיון הקשור אליו.
משפטים:
א .חוקרים בארה"ב גילו גן שמשפיע על התפתחות
רעיונות יסוד
מחלות לב והתקפי לב אצל בני משפחה שאצלם
ארגון ברמות ארגון שונות
במשך מספר דורות שכיחות מחלות אלו הייתה
ויסות והומיאוסטזיס
גבוהה מהרגיל באוכלוסייה.
יחסי גומלין וקיום שיווי משקל דינמי
אחידות בעקרונות המבנה והתפקוד
ושוני בצורה
התאמה בין מבנה לתפקוד
המשכיות תורשתיות ורבייה
העברת המידע מדור לדור
גדילה והתפתחות
תיאוריית האבולוציה
ב .חוקרים הפיקו במעבדה תאי גזע ממוח עצם של
עכברים .לאחר מכן הם השרו התקף לב אצל
העכברים ,שבו נגרם נזק לרקמות הלב .לאחר מכן
הם החדירו את תאי הגזע ללב העכברים .התברר
שתאי הגזע התמיינו והתפתחו לתאי שריר לב
והחליפו את הרקמות שנפגעו .יתכן שבעתיד
תיושם טכניקה זו לטיפול בבני אדם.
ג .לדגים זוחלים ודו-חיים אין הפרדה בלב לשני
חלקים נפרדים .במהלך האבולוציה התפתחה אצל
העופות והיונקים מחיצה המחלקת את הלב לשני
חלקים נפרדים ומאפשרת הפרדה בין זרמי הדם.
87
87
תשובה
שאלה :30
בטבלה מוצגים הרעיונות המרכזיים בביולוגיה כפי שנוסחו בתוכנית הלימודים .בצד שמאל
מופיעים משפטים הקשורים למערכת ההובלה .קשרו בעזרת קווים בין כל אחד מהמשפטים
לבין הרעיון הקשור אליו.
משפטים:
א .חוקרים בארה"ב גילו גן שמשפיע על התפתחות
רעיונות יסוד
מחלות לב והתקפי לב אצל בני משפחה שאצלם
ארגון ברמות ארגון שונות
במשך מספר דורות שכיחות מחלות אלו הייתה
ויסות והומיאוסטזיס
גבוהה מהרגיל באוכלוסייה.
יחסי גומלין וקיום שיווי משקל דינמי
אחידות בעקרונות המבנה והתפקוד
ושוני בצורה
התאמה בין מבנה לתפקוד
המשכיות תורשתיות ורבייה
העברת המידע מדור לדור
גדילה והתפתחות
תיאוריית האבולוציה
ב .חוקרים הפיקו במעבדה תאי גזע ממוח עצם של
עכברים .לאחר מכן הם השרו התקף לב אצל
העכברים ,שבו נגרם נזק לרקמות הלב .לאחר מכן
הם החדירו את תאי הגזע ללב העכברים .התברר
שתאי הגזע התמיינו והתפתחו לתאי שריר לב
והחליפו את הרקמות שנפגעו .יתכן שבעתיד
תיושם טכניקה זו לטיפול בבני אדם.
ג .לדגים זוחלים ודו-חיים אין הפרדה בלב לשני
חלקים נפרדים .במהלך האבולוציה התפתחה אצל
העופות והיונקים מחיצה המחלקת את הלב לשני
חלקים נפרדים ומאפשרת הפרדה בין זרמי הדם.
88
88