परिसंचरण तंत्र और हृदय

पशु शरीर में रक्त या हीमोलिम्फ को कैसे प्रवाहित करते हैं, और हृदय दबाव तथा प्रवाह कैसे उत्पन्न करते हैं जो ऊतकों की मांगों के अनुरूप आपूर्ति को सुनिश्चित करता है।

Definition

परिसंचरण तंत्र पंप, द्रव और वाहिकाओं की वह व्यवस्था है जो गैसों, पोषक तत्वों, अपशिष्टों, हार्मोन और गर्मी को एक जानवर के शरीर के माध्यम से परिवहन करती है, और हृदय वह मांसपेशी पंप है जिसका लयबद्ध संकुचन उस प्रवाह को चलाने वाले दबाव को उत्पन्न करता है।

Scope

यह विषय आंतरिक परिवहन के तुलनात्मक शरीर विज्ञान को शामिल करता है: खुले और बंद परिसंचरण तंत्र, एकल और दोहरे परिपथ, कशेरुकी और अकशेरुकी हृदयों की संरचना और विद्युत गतिविधि, हृदय चक्र, और हृदय निर्गम तथा रक्तचाप का विनियमन। यह बताता है कि वाहिका प्रतिरोध और धारिता प्रवाह को कैसे वितरित करते हैं और परिसंचरण को शरीर के आकार, गतिविधि और श्वसन रणनीति के अनुरूप कैसे बनाया जाता है। कवरेज नैदानिक ​​के बजाय तुलनात्मक और यांत्रिक है।

Core questions

• खुले और बंद परिसंचरण तंत्रों में क्या अंतर है, और उनके फायदे-नुकसान क्या हैं?
• हृदय की धड़कन कैसे उत्पन्न होती है और फैलती है, और हृदय चक्र कैसे व्यवस्थित होता है?
• शरीर की बदलती जरूरतों को पूरा करने के लिए हृदय निर्गम को कैसे विनियमित किया जाता है?
• पक्षियों और स्तनधारियों में दोहरा परिसंचरण क्यों विकसित हुआ, और यह क्या लाभ देता है?

Key theories

फ्रैंक-स्टारलिंग संबंध

हृदय के संकुचन की शक्ति हृदय के भरने की डिग्री के साथ बढ़ती है, इसलिए कुछ सीमाओं के भीतर हृदय स्वचालित रूप से उसमें वापस आने वाले रक्त की मात्रा को पंप करता है, जिससे निर्गम शिरापरक वापसी के अनुरूप होता है।

हृदय की धड़कन की मायोजेनिक उत्पत्ति

कशेरुकी हृदयों में लय विशेष पेसमेकर मांसपेशी कोशिकाओं के भीतर उत्पन्न होती है न कि तंत्रिकाओं से, और आवेग संकुचन को समन्वित करने के लिए हृदय की मांसपेशी के माध्यम से फैलता है, जिसमें तंत्रिका और हार्मोनल इनपुट दर और बल को संशोधित करते हैं।

Mechanisms

बंद प्रणालियाँ रक्त को वाहिकाओं तक सीमित रखती हैं और उच्च दबाव तथा वितरण का सूक्ष्म नियंत्रण बनाए रख सकती हैं, जबकि खुली प्रणालियाँ कम दबाव पर ऊतकों को हीमोलिम्फ में स्नान कराती हैं। कशेरुकी हृदय मायोजेनिक रूप से धड़कते हैं: पेसमेकर कोशिकाएँ स्वतः ही विध्रुवित होती हैं और आवेग चालन ऊतक तथा मांसपेशी के माध्यम से फैलता है, जिससे भरने और निष्कासन का समन्वित हृदय चक्र उत्पन्न होता है। स्ट्रोक आयतन भरने (फ्रैंक-स्टारलिंग तंत्र) और संकुचनशीलता द्वारा निर्धारित होता है, और हृदय गति स्वायत्त और हार्मोनल इनपुट द्वारा निर्धारित होती है, इसलिए हृदय निर्गम उनके उत्पाद के बराबर होता है। धमनियां, धमनिकाएं, केशिकाएं और शिराएं दबाव को विनियमित करने और प्रवाह को वितरित करने के लिए प्रतिरोध और अनुपालन में भिन्न होती हैं, और मछली का एकल परिपथ, उभयचर और सरीसृप के मध्यवर्ती हृदय, तथा पक्षियों और स्तनधारियों का पूरी तरह से विभाजित दोहरा परिसंचरण गैस विनिमय और चयापचय मांग के अनुरूप क्रमिक समाधानों का प्रतिनिधित्व करते हैं।

Clinical relevance

तुलनात्मक हृदय शरीर विज्ञान, जिसमें गोता लगाने वाले जानवरों की अत्यधिक ब्रैडीकार्डिया और छोटे एंडोथर्म्स के उच्च निर्गम शामिल हैं, हृदय संबंधी प्रदर्शन और उसके विनियमन के पीछे के सिद्धांतों को प्रकाशित करता है। यह प्रविष्टि शैक्षिक संदर्भ सामग्री है न कि चिकित्सा मार्गदर्शन।

History

विलियम हार्वे द्वारा 1628 में रक्त परिसंचरण के प्रदर्शन ने हृदय संबंधी शरीर विज्ञान की नींव रखी, और फ्रैंक और स्टारलिंग ने बाद में हृदय निर्गम के लंबाई-तनाव आधार को स्थापित किया। तुलनात्मक शरीर विज्ञान ने इन सिद्धांतों को जानवरों के हृदयों और परिपथों की विविधता में विस्तारित किया, परिसंचरण डिजाइन को शरीर के आकार, जीवन शैली और श्वसन रणनीति से संबंधित किया।

Key figures

• William Harvey
• Otto Frank
• Ernest Starling
• Knut Schmidt-Nielsen

Seminal works

• hill2016
• randall2002
• schmidtnielsen1997

Frequently asked questions

खुले और बंद परिसंचरण में क्या अंतर है?

बंद प्रणालियों में रक्त वाहिकाओं के भीतर रहता है और उनके माध्यम से हृदय में लौटता है; खुली प्रणालियों में पंप हीमोलिम्फ को शरीर के स्थानों में खाली करता है जो ऊतकों को सीधे स्नान कराते हैं इससे पहले कि वह वापस निकल जाए।

फ्रैंक-स्टारलिंग तंत्र क्या है?

यह हृदय की अधिक बलपूर्वक संकुचित होने की प्रवृत्ति है जब वह अधिक भरा होता है, ताकि वह बाहरी नियंत्रण की आवश्यकता के बिना लगभग उतना ही रक्त पंप करे जितना उसे प्राप्त होता है।