Chapter-18 Body Fluids and Circulation
You have learnt that all living cells have to be provided with nutrients, O2 and other essential substances. Also, the waste or harmful substances produced, have to be removed continuously for healthy functioning of tissues. It is therefore, essential to have efficient mechanisms for the movement of these substances to the cells and from the cells. Different groups of animals have evolved different methods for this transport. Simple organisms like sponges and coelenterates circulate water from their surroundings through their body cavities to facilitate the cells to exchange these substances. More complex organisms use special fluids within their bodies to transport such materials. Blood is the most commonly used body fluid by most of the higher organisms including humans for this purpose. Another body fluid, lymph, also helps in the transport of certain substances. In this chapter, you will learn about the composition and properties of blood and lymph (tissue fluid) and the mechanism of circulation of blood is also explained herein.
18.1 BLOOD
Blood is a special connective tissue consisting of a fluid matrix, plasma, and formed elements.
18.1.1 Plasma
Plasma is a straw coloured, viscous fluid constituting nearly 55 per cent of the blood. 90-92 per cent of plasma is water and proteins contribute 6-8 per cent of it. Fibrinogen, globulins and albumins are the major proteins. Fibrinogens are needed for clotting or coagulation of blood. Globulins primarly are involved in defense mechanisms of the body and the albumins help in osmotic balance. Plasma also contains small amounts of minerals like Na+, Ca++, Mg++, HCO3–, Cl–, etc. Glucose, amino acids, lipids, etc., are also present in the plasma as they are always in transit in the body. Factors for coagulation or clotting of blood are also present in the plasma in an inactive form. Plasma without the clotting factors is called serum.
18.1.2 Formed Elements
Erythrocytes, leucocytes and platelets are collectively called formed elements (Figure 18.1) and they constitute nearly 45 per cent of the blood.
Erythrocytes or red blood cells (RBC) are the most abundant of all the cells in blood. A healthy adult man has, on an average, 5 millions to 5.5 millions of RBCs mm–3 of blood. RBCs are formed in the red bone marrow in the adults. RBCs are devoid of nucleus in most of the mammals and are biconcave in shape. They have a red coloured, iron containing complex protein called haemoglobin, hence the colour and name of these cells. A healthy individual has 12-16 gms of haemoglobin in every 100 ml of blood. These molecules play a significant role in transport of respiratory gases. RBCs have an average life span of 120 days after which they are destroyed in the spleen (graveyard of RBCs).
Leucocytes are also known as white blood cells (WBC) as they are colourless due to the lack of haemoglobin. They are nucleated and are relatively lesser in number which averages 6000-8000 mm–3 of blood. Leucocytes are generally short lived. We have two main categories of WBCs - granulocytes and agranulocytes. Neutrophils, eosinophils and basophils are different types of granulocytes, while lymphocytes and monocytes are the agranulocytes. Neutrophils are the most abundant cells (60-65 per cent) of the total WBCs and basophils are the least (0.5-1 per cent) among them. Neutrophils and monocytes (6-8 per cent) are phagocytic cells which destroy foreign organisms entering the body. Basophils secrete histamine, serotonin, heparin, etc., and are involved in inflammatory reactions. Eosinophils (2-3 per cent) resist infections and are also associated with allergic reactions. Lymphocytes (20-25 per cent) are of two major types - ‘B’ and ‘T’ forms. Both B and T lymphocytes are responsible for immune responses of the body.
Figure 18.1 Diagrammatic representation of formed elements in blood
Platelets also called thrombocytes, are cell fragments produced from megakaryocytes (special cells in the bone marrow). Blood normally contains 1,500,00-3,500,00 platelets mm–3. Platelets can release a variety of substances most of which are involved in the coagulation or clotting of blood. A reduction in their number can lead to clotting disorders which will lead to excessive loss of blood from the body.
18.1.3 Blood Groups
As you know, blood of human beings differ in certain aspects though it appears to be similar. Various types of grouping of blood has been done. Two such groupings - the ABO and Rh - are widely used all over the world.
18.1.3.1 ABO grouping
ABO grouping is based on the presence or absence of two surface antigens (chemicals that can induce immune response) on the RBCs namely A and B. Similarly, the plasma of different individuals contain two natural antibodies (proteins produced in response to antigens). The distribution of antigens and antibodies in the four groups of blood, A, B, AB and O are given in Table 18.1. You probably know that during blood transfusion, any blood cannot be used; the blood of a donor has to be carefully matched with the blood of a recipient before any blood transfusion to avoid severe problems of clumping (destruction of RBC). The donor’s compatibility is also shown in the Table 18.1.
TABLE 15.1 Blood Groups and Donor Compatibility
Blood Group | Antigens on RBCs |
Antibodies in Plasma |
Donor’s Group |
---|---|---|---|
A | A | anti-B | A, O |
B | B | anti-A | B, O |
AB | A, B | nil | AB, A, B, O |
O | nil | anti-A, B | O |
From the above mentioned table it is evident that group ‘O’ blood can be donated to persons with any other blood group and hence ‘O’ group individuals are called ‘universal donors’. Persons with ‘AB’ group can accept blood from persons with AB as well as the other groups of blood. Therefore, such persons are called ‘universal recipients’.
18.1.3.2 Rh grouping
Another antigen, the Rh antigen similar to one present in Rhesus monkeys (hence Rh), is also observed on the surface of RBCs of majority (nearly 80 per cent) of humans. Such individuals are called Rh positive (Rh+ve) and those in whom this antigen is absent are called Rh negative (Rh-ve). An Rh-ve person, if exposed to Rh+ve blood, will form specific antibodies against the Rh antigens. Therefore, Rh group should also be matched before transfusions. A special case of Rh incompatibility (mismatching) has been observed between the Rh-ve blood of a pregnant mother with Rh+ve blood of the foetus. Rh antigens of the foetus do not get exposed to the Rh-ve blood of the mother in the first pregnancy as the two bloods are well separated by the placenta. However, during the delivery of the first child, there is a possibility of exposure of the maternal blood to small amounts of the Rh+ve blood from the foetus. In such cases, the mother starts preparing antibodies against Rh antigen in her blood. In case of her subsequent pregnancies, the Rh antibodies from the mother (Rh-ve) can leak into the blood of the foetus (Rh+ve) and destroy the foetal RBCs. This could be fatal to the foetus or could cause severe anaemia and jaundice to the baby. This condition is called erythroblastosis foetalis. This can be avoided by administering anti-Rh antibodies to the mother immediately after the delivery of the first child.
18.1.4 Coagulation of Blood
You know that when you cut your finger or hurt yourself, your wound does not continue to bleed for a long time; usually the blood stops flowing after sometime. Do you know why? Blood exhibits coagulation or clotting in response to an injury or trauma. This is a mechanism to prevent excessive loss of blood from the body. You would have observed a dark reddish brown scum formed at the site of a cut or an injury over a period of time. It is a clot or coagulam formed mainly of a network of threads called fibrins in which dead and damaged formed elements of blood are trapped. Fibrins are formed by the conversion of inactive fibrinogens in the plasma by the enzyme thrombin. Thrombins, in turn are formed from another inactive substance present in the plasma called prothrombin. An enzyme complex, thrombokinase, is required for the above reaction. This complex is formed by a series of linked enzymic reactions (cascade process) involving a number of factors present in the plasma in an inactive state. An injury or a trauma stimulates the platelets in the blood to release certain factors which activate the mechanism of coagulation. Certain factors released by the tissues at the site of injury also can initiate coagulation. Calcium ions play a very important role in clotting.
18.2 LYMPH (TISSUE FLUID)
As the blood passes through the capillaries in tissues, some water along with many small water soluble substances move out into the spaces between the cells of tissues leaving the larger proteins and most of the formed elements in the blood vessels. This fluid released out is called the interstitial fluid or tissue fluid. It has the same mineral distribution as that in plasma. Exchange of nutrients, gases, etc., between the blood and the cells always occur through this fluid. An elaborate network of vessels called the lymphatic system collects this fluid and drains it back to the major veins. The fluid present in the lymphatic system is called the lymph. Lymph is a colourless fluid containing specialised lymphocytes which are responsible for the immune responses of the body. Lymph is also an important carrier for nutrients, hormones, etc. Fats are absorbed through lymph in the lacteals present in the intestinal villi.
18.3 CIRCULATORY PATHWAYS
The circulatory patterns are of two types - open or closed. Open circulatory system is present in arthropods and molluscs in which blood pumped by the heart passes through large vessels into open spaces or body cavities called sinuses. Annelids and chordates have a closed circulatory system in which the blood pumped by the heart is always circulated through a closed network of blood vessels. This pattern is considered to be more advantageous as the flow of fluid can be more precisely regulated.
All vertebrates possess a muscular chambered heart. Fishes have a 2-chambered heart with an atrium and a ventricle. Amphibians and the reptiles (except crocodiles) have a 3-chambered heart with two atria and a single ventricle, whereas crocodiles, birds and mammals possess a 4-chambered heart with two atria and two ventricles. In fishes the heart pumps out deoxygenated blood which is oxygenated by the gills and supplied to the body parts from where deoxygenated blood is returned to the heart (single circulation). In amphibians and reptiles, the left atrium receives oxygenated blood from the gills/lungs/skin and the right atrium gets the deoxygenated blood from other body parts. However, they get mixed up in the single ventricle which pumps out mixed blood (incomplete double circulation). In birds and mammals, oxygenated and deoxygenated blood received by the left and right atria respectively passes on to the ventricles of the same sides. The ventricles pump it out without any mixing up, i.e., two separate circulatory pathways are present in these organisms, hence, these animals have double circulation. Let us study the human circulatory system.
18.3.1 Human Circulatory System
Human circulatory system, also called the blood vascular system consists of a muscular chambered heart, a network of closed branching blood vessels and blood, the fluid which is circulated.
Heart, the mesodermally derived organ, is situated in the thoracic cavity, in between the two lungs, slightly tilted to the left. It has the size of a clenched fist. It is protected by a double walled membranous bag, pericardium, enclosing the pericardial fluid. Our heart has four chambers, two relatively small upper chambers called atria and two larger lower chambers called ventricles. A thin, muscular wall called the interatrial septum separates the right and the left atria, whereas a thick-walled, the inter-ventricular septum, separates the left and the right ventricles (Figure 18.2). The atrium and the ventricle of the same side are also separated by a thick fibrous tissue called the atrio-ventricular septum. However, each of these septa are provided with an opening through which the two chambers of the same side are connected. The opening between the right atrium and the right ventricle is guarded by a valve formed of three muscular flaps or cusps, the tricuspid valve, whereas a bicuspid or mitral valve guards the opening between the left atrium and the left ventricle. The openings of the right and the left ventricles into the pulmonary artery and the aorta respectively are provided with the semilunar valves. The valves in the heart allows the flow of blood only in one direction, i.e., from the atria to the ventricles and from the ventricles to the pulmonary artery or aorta. These valves prevent any backward flow.
Figure 18.2 Section of a human heart
The entire heart is made of cardiac muscles. The walls of ventricles are much thicker than that of the atria. A specialised cardiac musculature called the nodal tissue is also distributed in the heart (Figure 18.2). A patch of this tissue is present in the right upper corner of the right atrium called the sino-atrial node (SAN). Another mass of this tissue is seen in the lower left corner of the right atrium close to the atrio-ventricular septum called the atrio-ventricular node (AVN). A bundle of nodal fibres, atrioventricular bundle (AV undle) continues from the AVN which passes through the atrio-ventricular septa to emerge on the top of the interventricular septum and mmediately divides into a right and left bundle. These branches give rise to minute fibres throughout the ventricular musculature of the respective sides and are called purkinje fibres. The nodal musculature has the ability to generate action potentials without any external stimuli, i.e., it is autoexcitable. However, the number of action potentials that could be generated in a minute vary at different parts of the nodal system. The SAN can generate the maximum number of action potentials, i.e., 70-75 min–1, and is responsible for initiating and maintaining the rhythmic contractile activity of the heart. Therefore, it is called the pacemaker. Our heart normally beats 70-75 times in a minute (average 72 beats min–1).
18.3.2 Cardiac Cycle
How does the heart function? Let us take a look. To begin with, all the four chambers of heart are in a relaxed state, i.e., they are in joint diastole. As the tricuspid and bicuspid valves are open, blood from the pulmonary veins and vena cava flows into the left and the right ventricle respectively through the left and right atria. The semilunar valves are closed at this stage. The SAN now generates an action potential which stimulates both the atria to undergo a simultaneous contraction - the atrial systole. This increases the flow of blood into the ventricles by about 30 per cent. The action potential is conducted to the ventricular side by the AVN and AV bundle from where the bundle of His transmits it through the entire ventricular musculature. This causes the ventricular muscles to contract, (ventricular systole), the atria undergoes relaxation (diastole), coinciding with the ventricular systole. Ventricular systole increases the ventricular pressure causing the closure of tricuspid and bicuspid valves due to attempted backflow of blood into the atria. As the ventricular pressure increases further, the semilunar valves guarding the pulmonary artery (right side) and the aorta (left side) are forced open, allowing the blood in the ventricles to flow through these vessels into the circulatory pathways. The ventricles now relax (ventricular diastole) and the ventricular pressure falls causing the closure of semilunar valves which prevents the backflow of blood into the ventricles. As the ventricular pressure declines further, the tricuspid and bicuspid valves are pushed open by the pressure in the atria exerted by the blood which was being emptied into them by the veins. The blood now once again moves freely to the ventricles. The ventricles and atria are now again in a relaxed (joint diastole) state, as earlier. Soon the SAN generates a new action potential and the events described above are repeated in that sequence and the process continues.
This sequential event in the heart which is cyclically repeated is called the cardiac cycle and it consists of systole and diastole of both the atria and ventricles. As mentioned earlier, the heart beats 72 times per minute, i.e., that many cardiac cycles are performed per minute. From this it could be deduced that the duration of a cardiac cycle is 0.8 seconds. During a cardiac cycle, each ventricle pumps out approximately 70 mL of blood which is called the stroke volume. The stroke volume multiplied by the heart rate (no. of beats per min.) gives the cardiac output. Therefore, the cardiac output can be defined as the volume of blood pumped out by each ventricle per minute and averages 5000 mL or 5 litres in a healthy individual. The body has the ability to alter the stroke volume as well as the heart rate and thereby the cardiac output. For example, the cardiac output of an athlete will be much higher than that of an ordinary man. During each cardiac cycle two prominent sounds are produced which can be easily heard through a stethoscope. The first heart sound (lub) is associated with the closure of the tricuspid and bicuspid valves whereas the second heart sound (dub) is associated with the closure of the semilunar valves. These sounds are of clinical diagnostic significance.
18.3.3 Electrocardiograph (ECG)
You are probably familiar with this scene from a typical hospital television show: A patient is hooked up to a monitoring machine that shows voltage traces on a screen and makes the sound “… pip… pip… pip….. peeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee” as the patient goes into cardiac arrest. This type of machin (electro-cardiograph) is used to obtain an electrocardiogram (ECG). ECG is a graphical representation of the electrical activity of the heart during a cardiac cycle. To obtain a standard ECG (as shown in the Figure 18.3), a patient is connected to the machine with three electrical leads (one to each wrist and to the left ankle) that continuously monitor the heart activity. For a detailed evaluation of the heart’s function, multiple leads are attached to the chest region. Here, we will talk only about a standard ECG. Each peak in the ECG is identified with a letter from P to T that corresponds to a specific Figure 18.3 lectrical activity of the heart.
Figure 18.3 Diagrammatic presentation of a standard ECG
The P-wave represents the electrical excitation (or depolarisation) of the atria, which leads to the contraction of both the atria. The QRS complex represents the depolarisation of the ventricles, which initiates the ventricular contraction. The contraction starts shortly after Q and marks the beginning of the systole.
The T-wave represents the return of the ventricles from excited to normal state (repolarisation). The end of the T-wave marks the end of systole. Obviously, by counting the number of QRS complexes that occur in a given time period, one can determine the heart beat rate of an individual. Since the ECGs obtained from different individuals have roughly the same shape for a given lead configuration, any deviation from this shape indicates a possible abnormality or disease. Hence, it is of a great clinical significance.
18.4 DOUBLE CIRCULATION
The blood flows strictly by a fixed route through Blood Vessels—the arteries and veins. Basically, each artery and vein consists of three layers: an inner lining of squamous endothelium, the tunica intima, a middle layer of smooth muscle and elastic fibres, the tunica media, and an external layer of fibrous connective tissue with collagen fibres, the tunica externa. The tunica media is comparatively thin in the veins (Figure 18.4).
Figure 18.4 Schematic plan of blood circulation in human
As mentioned earlier, the blood pumped by the right ventricle enters the pulmonary artery, whereas the left ventricle pumps blood into the aorta. The deoxygenated blood pumped into the pulmonary artery is passed on to the lungs from where the oxygenated blood is carried by the pulmonary veins into the left atrium. This pathway constitutes the pulmonary circulation. The oxygenated blood entering the aorta is carried by a network of arteries, arterioles and capillaries to the tissues from where the deoxygenated blood is collected by a system of venules, veins and vena cava and emptied into the right atrium. This is the systemic circulation (Figure 18.4). The systemic circulation provides nutrients, O2 and other essential substances to the tissues and takes CO2 and other harmful substances away for elimination. A unique vascular connection exists between the digestive tract and liver called hepatic portal system. The hepatic portal vein carries blood from intestine to the liver before it is delivered to the systemic circulation. A special coronary system of blood vessels is present in our body exclusively for the circulation of blood to and from the cardiac musculature.
18.5 REGULATION OF CARDIAC ACTIVITY
Normal activities of the heart are regulated intrinsically, i.e., auto regulated by specialised muscles (nodal tissue), hence the heart is called myogenic. A special neural centre in the medulla oblangata can moderate the cardiac function through autonomic nervous system (ANS). Neural signals through the sympathetic nerves (part of ANS) can increase the rate of heart beat, the strength of ventricular contraction and thereby the cardiac output. On the other hand, parasympathetic neural signals (another component of ANS) decrease the rate of heart beat, speed of conduction of action potential and thereby the cardiac output. Adrenal medullary hormones can also increase the cardiac output.
18.6 DISORDERS OF CIRCULATORY SYSTEM
High Blood Pressure (Hypertension): Hypertension is the term for blood pressure that is higher than normal (120/80). In this measurement 120 mm Hg (millimetres of mercury pressure) is the systolic, or pumping, pressure and 80 mm Hg is the diastolic, or resting, pressure. If repeated checks of blood pressure of an individual is 140/90 (140 over 90) or higher, it shows hypertension. High blood pressure leads to heart diseases and also affects vital organs like brain and kidney.
Coronary Artery Disease (CAD): Coronary Artery Disease, often referred to as atherosclerosis, affects the vessels that supply blood to the heart muscle. It is caused by deposits of calcium, fat, cholesterol and fibrous tissues, which makes the lumen of arteries narrower.
Angina: It is also called ‘angina pectoris’. A symptom of acute chest pain appears when no enough oxygen is reaching the heart muscle. Angina can occur in men and women of any age but it is more common among the middle-aged and elderly. It occurs due to conditions that affect the blood flow.
Heart Failure: Heart failure means the state of heart when it is not pumping blood effectively enough to meet the needs of the body. It is sometimes called congestive heart failure because congestion of the lungs is one of the main symptoms of this disease. Heart failure is not the same as cardiac arrest (when the heart stops beating) or a heart attack (when the heart muscle is suddenly damaged by an inadequate blood supply).
Summary
Vertebrates circulate blood, a fluid connective tissue, in their body, to transport essential substances to the cells and to carry waste substances from there. Another fluid, lymph (tissue fluid) is also used for the transport of certain substances.
Blood comprises of a fluid matrix, plasma and formed elements. Red blood cells (RBCs, erythrocytes), white blood cells (WBCs, leucocytes) and platelets (thrombocytes) constitute the formed elements. Blood of humans are grouped into A, B, AB and O systems based on the presence or absence of two surface antigens, A, B on the RBCs. Another blood grouping is also done based on the presence or absence of another antigen called Rhesus factor (Rh) on the surface of RBCs. The spaces between cells in the tissues contain a fluid derived from blood called tissue fluid. This fluid called lymph is almost similar to blood except for the protein content and the formed elements.
All vertebrates and a few invertebrates have a closed circulatory system. Our circulatory system consists of a muscular pumping organ, heart, a network of vessels and a fluid, blood. Heart has two atria and two ventricles. Cardiac musculature is auto-excitable. Sino-atrial node (SAN) generates the maximum number of action protentials per minute (70-75/min) and therefore, it sets the pace of the activities of the heart. Hence it is called the Pacemaker. The action potential causes the atria and then the ventricles to undergo contraction (systole) followed by their relaxation (diastole). The systole forces the blood to move from the atria to the entricles and to the pulmonary artery and the aorta. The cardiac cycle is formed by sequential events in the heart which is cyclically repeated and is called the cardiac cycle. A healthy person shows 72 such cycles per minute. About 70 mL of blood is pumped out by each ventricle during a cardiac cycle and it is called the stroke or beat volume. Volume of blood pumped out by each ventricle of heart per minute is called the cardiac output and it is equal to the product of stroke volume and heart rate (approx 5 litres). The electrical activity of the heart can be recorded from the body surface by using electrocardiograph and the recording is called electrocardiogram (ECG) which is of clinical importance.
We have a complete double circulation, i.e., two circulatory pathways, namely, pulmonary and systemic are present. The pulmonary circulation starts by the pumping of deoxygenated blood by the right ventricle which is carried to the lungs where it is oxygenated and returned to the left atrium. The systemic circulation starts with the pumping of oxygenated blood by the left ventricle to the aorta which is carried to all the body tissues and the deoxygenated blood from there is collected by the veins and returned to the right atrium. Though the heart is autoexcitable, its functions can be moderated by neural and hormonal mechanisms.
Exercises
1. Name the components of the formed elements in the blood and mention one major function of each of them.
Show Answer
Answer The component elements in the blood are: (1) Erythrocytes:
They are the most abundant cells and contain the red pigment called haemoglobin. They carry oxygen to all parts of the body. Red blood cells are produced continuously in some parts of the body such as the marrow of long bones, ribs, etc. There are about 4 - 6 million RBCs per cubic millimetre of blood.
(2) Leukocytes
Leucocytes are colourless cells. These cells do not contain haemoglobin. They are the largest cells of the body and are divided into two main categories.
(a) Granulocytes
These leucocytes have granules in their cytoplasm and include neutrophils, eosinophils, and basophiles. Neutrophils are phagocytic cells that protect the body against various infecting agents. Eosinophils are associated with allergic reactions, while basophiles are involved in inflammatory responses.
(b) Agranulocytes
Lymphocytes and monocytes are agranulocytes. Lymphocytes generate immune responses against infecting agents, while monocytes are phagocytic in nature.
(3) Platelets
Platelets are small irregular bodies present in blood. They contain essential chemicals that help in clotting. The main function of platelets is to promote clotting.
2. What is the importance of plasma proteins?
Show Answer
Answer Plasma is the colourless fluid of blood which helps in the transport of food, $CO_2$, waste products, and salts. It constitutes about $55 %$ of blood. About $6.8 %$ of the plasma is constituted by proteins such as fibrinogens, globulins, and albumins.
Fibrinogen is a plasma glycoprotein synthesised by the liver. It plays a role in the clotting of blood.
Globulin is a major protein of the plasma. It protects the body against infecting agents.
Albumin is a major protein of the plasma. It helps in maintaining the fluid volume within the vascular space.
3. Match Column I with Column II :
Column I | Column II |
---|---|
(a) Eosinophils | (i) Coagulation |
(b) RBC | (ii) Universal Recipient |
(c) AB Group | (iii) Resist Infections |
(d) Platelets | (iv) Contraction of Heart |
(e) Systole | (v) Gas transport |
Show Answer
Answer
Column I | Column II |
---|---|
(a) Eosinophils | (iii) Resist infections |
(b) RBC | (v) Gas transport |
(c) AB Group | (ii) Universal Recipient |
(d) Platelets | (i) Coagulation |
(e) Systole | (iv) Contraction of heart |
4. Why do we consider blood as a connective tissue?
Show Answer
Answer Connective tissues have cells scattered throughout an extra-cellular matrix. They connect different body systems. Blood is considered as a type of connective tissue because of two reasons.
(i) Like the other connective tissues, blood is mesodermal in origin.
(ii) It connects the body systems, transports oxygen and nutrients to all the parts of the body, and removes the waste products. Blood has an extra-cellular matrix called plasma, with red blood cells, white blood cells, and platelets floating in it.
5. What is the difference between lymph and blood?
Show Answer
Answer
Lymph | Blood |
---|---|
1. It is a colourless fluid that does not contain RBCs. | 1. It is a red-coloured fluid that contains RBCs. |
2. It contains plasma and lesser number of WBCs and platelets. | 2. It contains plasma, RBCs, WBCs, and platelets. |
3. It helps in body defence and is a part of the immune system. | 3. It is associated with the circulation of oxygen and carbon dioxide. |
4. Its plasma lacks proteins. | 4. Its plasma has proteins, calcium, and phosphorus. |
5. It transports nutrients from the tissue cells to the blood, through lymphatic vessels. | 5. It transports nutrients and oxygen from one organ to another. |
6. The flow of lymph is slow. | 6. The flow of blood in the blood vessels is fast. |
6. What is meant by double circulation? What is its significance?
Show Answer
Answer
Double circulation is a process during which blood passes twice through the heart during one complete cycle. This type of circulation is found in amphibians, reptiles, birds, and mammals. However, it is more prominent in birds and mammals as in them the heart is completely divided into four chambers - the right atrium, the right ventricle, the left atrium, and the left ventricle.
The movement of blood in an organism is divided into two parts:
(i) Systemic circulation
(ii) Pulmonary circulation
Systemic circulation involves the movement of oxygenated blood from the left ventricle of the heart to the aorta. It is then carried by blood through a network of arteries, arterioles, and capillaries to the tissues. From the tissues, the deoxygenated blood is collected by the venules, veins, and vena cava, and is emptied into the left auricle.
Pulmonary circulation involves the movement of deoxygenated blood from the right ventricle to the pulmonary artery, which then carries blood to the lungs for oxygenation. From the lungs, the oxygenated blood is carried by the pulmonary veins into the left atrium.
Hence, in double circulation, blood has to pass alternately through the lungs and the tissues.
Significance of double circulation:
Theseparation of oxygenated and deoxygenated blood allows a more efficient supply of oxygen to the body cells. Blood is circulated to the body tissues through systemic circulation and to the lungs through pulmonary circulation.
7. Write the differences between :
(a) Blood and Lymph
(b) Open and Closed system of circulation
(c) Systole and Diastole
(d) P-wave and T-wave
Show Answer
Answer
(a) Blood and lymph
Blood | Lymph |
---|---|
1. Blood is a red-coloured fluid that contains RBCs. | 1. Lymph is a colourless fluid that lacks RBCs. |
2. It contains plasma, RBCs, WBCs, and platelets. It also contains proteins. | 2. It contains plasma and lesser number of WBCs and platelets. It lacks proteins. |
3. Blood transports nutrients and oxygen from one organ to another. | 3. Lymph plays a role in the defensive system of the body. It is a part of the immune system. |
(b) Open and closed systems of circulation
Open system of circulation | Closed system of circulation |
---|---|
1. In this system, blood is pumped by the heart, through large vessels, into body cavities called sinuses. | 1. In this system, blood is pumped by the heart, through a closed network of vessels. |
2. The body tissues are in direct contact with blood. | 2. The body tissues are not in direct contact with blood. |
3. Blood flows at low pressure. Hence, it is a slower and less efficient system of circulation. | 3. Blood flows at high pressure. Hence, it is a faster and more efficient system of circulation. |
4. The flow of blood is not regulated through the tissues and organs. | 4. The flow of blood can be regulated by valves. |
5. This system is present in arthropods and molluscs. | 5. This system is present in annelids, echinoderms, and vertebrates. |
(c) Systole and diastole
Systole | Diastole |
---|---|
1. It is the contraction of the heart chambers to drive blood into the aorta and the pulmonary artery. | 1. It is the relaxation of the heart chambers between two contractions. During diastole, the chambers are filled with blood. |
2. Systole decreases the volume of the heart chambers and forces the blood out of them. | 2. Diastole brings the heart chambers back into their original sizes to receive more blood. |
(d) P-wave and T-wave
P-wave | T-wave |
---|---|
1. In an electrocardiogram (ECG), the P-wave indicates the activation of the SA node. | 1. In an electrocardiogram (ECG), the T- wave represents ventricular relaxation. |
2. During this phase, the impulse of contraction is generated by the SA node, causing atrial depolarisation. | 2. During this phase, the ventricles relax and return to their normal state. |
3. It is of atrial origin. | 3. It is of ventricular origin. |
8. Describe the evolutionary change in the pattern of heart among the vertebrates.
Show Answer
Answer
All vertebrates possess a heart - a hollow muscular organ composed of cardiac muscle fibres. The function of the heart is to pump oxygen to all parts of the body. The evolution of the heart is based on the separation of oxygenated blood from deoxygenated blood for efficient oxygen transport.
In fishes, the heart was like a hollow tube. This evolved into the four-chambered heart in mammals.
Piscean heart
Fish has only two chambers in its heart - one auricle and one ventricle. Since both the auricle and the ventricle remain undivided, only deoxygenated blood passes through it. The deoxygenated blood enters the gills for oxygenation from the ventricle. It has additional chambers such as sinus venosus and conus arteriosus.
Amphibian heart
Amphibians, such as frogs, have three-chambered hearts, with two auricles and one ventricle. The auricle is divided into a right and a left chamber by an inter-auricular septum, while the ventricle remains undivided.
Additional chambers such as sinus venosus and conus arteriosus are also present. The oxygenated blood from the lungs enters the left auricle and simultaneously, the deoxygenated blood from the body enters the right auricle. Both these auricles empty into the ventricle, wherein the oxygenated and deoxygenated blood get mixed to some extent.
Reptilian heart
Reptiles have incomplete four-chambered hearts, except for crocodiles, alligators, and gharials. They have only one accessory chamber called sinus venosus. The reptilian heart also shows mixed blood circulation.
Avian and mammalian hearts
They have two pairs of chambers for separating oxygenated and deoxygenated bloods. The heart is divided into four chambers. The upper two chambers are called atria and the lower two chambers are called ventricles. The chambers are separated by a muscular wall that prevents the mixing of the blood rich in oxygen with the blood rich in carbon dioxide.
9. Why do we call our heart myogenic?
Show Answer
Answer
Inthe human heart, contraction is initiated by a special modified heart muscle known as sinoatrial node. It is located in the right atrium. The SA node has the inherent power of generating a wave of contraction and controlling the heart beat. Hence, it is known as the pacemaker. Since the heart beat is initiated by the SA node and the impulse of contraction originates in the heart itself, the human heart is termed myogenic. The hearts of vertebrates and molluscs are also myogenic.
10. Sino-atrial node is called the pacemaker of our heart. Why?
Show Answer
Answer
The sino-atrial (SA) node is a specialised bundle of neurons located in the upper part of the right atrium of the heart. The cardiac impulse originating from the SA node triggers a sequence of electrical events in the heart, thereby controlling the sequence of muscle contraction that pumps blood out of the heart. Since the SA node initiates and maintains the rhythmicity of the heart, it is known as the natural pacemaker of the human body.
11. What is the significance of atrio-ventricular node and atrio-ventricular bundle in the functioning of heart?
Show Answer
Answer
The atrioventricular (AV) node is present in the right atrium, near the base of the inter-auricular septum that separates the right auricle from the ventricle. It gives rise to the bundle of His that conducts the cardiac impulses from the auricles to the ventricles. As the bundle of His passes the ventricle along the inter-ventricular septum, it divides into two branches - the right ventricle and the left ventricle.
The end branches of this conducting system then forms a network of Purkinje fibres that penetrate into the myocardium. The auricular contraction initiated by the wave of excitation from the sino-atrial node (SA node) stimulates the atrio-ventricular node, thereby leading to the contraction of ventricles through the bundle of His and Purkinje fibres. Hence, the atrio-ventricular node and the atrioventricular bundle play a role in the contraction of ventricles.
12. Define a cardiac cycle and the cardiac output.
Show Answer
Answer
Cardiac cycle is defined as the complete cycle of events in the heart from the beginning of one heart beat to the beginning of the next. It comprises three stages - atrial systole, ventricular systole, and complete cardiac diastole.
Cardiac output is defined as the amount of blood pumped out by the ventricles in a minute.
13. Explain heart sounds.
Show Answer
Answer
Heart sounds are noises generated by the closing and opening of the heart valves. In a healthy individual, there are two normal heart sounds called luband dub. Lub is the first heart sound. It is associated with the closure of the tricuspid and bicuspid valves at the beginning of systole. The second heart sound dubis associated with the closure of the semilunar valves at the beginning of diastole.
These sounds provide important information about the condition and working of the heart.
14. Draw a standard ECG and explain the different segments in it.
Show Answer
Answer
Electrocardiogram is a graphical representation of the cardiac cycle produced by an electrograph.
The diagrammatic representation of a standard ECG is shown below.
A typical human electrocardiogram has five waves- $P, Q, R, S$, and $T$. The $P, R$, and $T$-waves are above the base line and are known as positive waves. The $Q$ and $S$-waves are below the base line and are known as negative waves. The P-wave is of atrial origin, while the Q, R, S, and T-waves are of ventricular origin.
(a) The P-wave indicates atrial depolarisation. During this wave, the impulse of contraction is generated by the SA node. The PQ-wave represents atrial contraction.
(b) The QR-wave is preceded by ventricular contraction. It represents the spread of the impulse of contraction from the AV node to the wall of the ventricle. It leads to ventricular depolarisation.
(c) The RS-wave represents ventricular contraction of about $0.3 sec$.
(d) The ST-wave represents ventricular relaxation of about $0.4 sec$. During this phase, the ventricles relax and return to their normal state.
(e) The T-wave represents ventricular relaxation.
अब तक आप यह सीख चुके हैं कि जीवित कोशिकाओं को ऑक्सीजन पोषण अन्य आवश्यक पदार्थ उपलब्ध होने चाहिए। ऊतकों के सुचारु कार्य हेतु अपशिष्ट या हानिकारक पदार्थ जैसे कार्बनडाइऑक्साइड $\left(\mathrm{CO}_{2}\right)$ का लगातार निष्कासन आवश्यक है। अतः इन पदार्थों के कोशिकाओं तक से चलन हेतु एक प्रभावी क्रियाविधि का होना आवश्यक था। विभिन्न प्राणियों में इस हेतु अभिगमन के विभिन्न तरीके विकसित हुए हैं। सरल प्राणी जैसे स्पंज व सिलेंट्रेट बाहर से अपने शरीर में पानी का संचरण शारीरिक गुहाओं में करते हैं, जिससे कोशिकाओं के द्वारा इन पदार्थों का आदान-प्रदान सरलता से हो सके। जटिल प्राणी इन पदार्थों के परिवहन के लिए विशेष तरल का उपयोग करते हैं। मनुष्य सहित उच्च प्राणियों में रक्त इस उद्देश्य में काम आने वाला सर्वाधिक सामान्य तरल है। एक अन्य शरीर द्रव लसीका भी कुछ विशिष्ट तत्वों के परिवहन में सहायता करता है। इस अध्याय में आप रुधिर एवं लसीका (ऊतक द्रव्य) के संघटन एवं गुणों के बारे में पढ़ेंगे। इसमें रुधिर के परिसंचरण को भी समझाया गया है।
15.1 रुधिर
रक्त एक विशेष प्रकार का ऊतक है, जिसमें द्रव्य आधात्री (मैट्रिक्स) प्लाज्मा (प्लैज्मा) तथा अन्य संगठित संरचनाएं पाई जाती हैं।
15.1.1 प्लाज्मा ( प्लैज्मा )
प्रद्रव्य एक हल्के पीले रंग का गढ़ा तरल पदार्थ है, जो रक्त के आयतन लगभग 55 प्रतिशत होता है। प्रद्रव्य में 90-92 प्रतिशत जल तथा $6-8$ प्रतिशत प्रोटीन पदार्थ होते हैं। फाइब्रिनोजन, ग्लोबुलिन तथा एल्बूमिन प्लाज्मा में उपस्थित मुख्य प्रोटीन हैं। फाइब्रिनोजेन की आवश्यकता रक्त थक्का बनाने या स्कंदन में होती है। ग्लोबुलिन का उपयोग शरीर के प्रतिरक्षा तंत्र तथा एल्बूमिन का उपयोग परासरणी संतुलन के लिए होता है। प्लाज्मा में अनेक खनिज आयन जैसे $\mathrm{Na}^{+}, \mathrm{Ca}^{++}, \mathrm{Mg}^{++}, \mathrm{HCO} _{3}, \mathrm{Cl}^{-}$इत्यादि भी पाए जाते हैं। शरीर में संक्रमण की अवस्था में होने के कारण ग्लूकोज, अमीनो अम्ल तथा लिपिड भी प्लाज्मा में पाए जाते हैं। रुधिर का थक्का बनाने अथवा स्कंदन के अनेक कारक प्रद्रव्य के साथ निष्क्रिय दशा में रहते हैं। बिना थक्का/स्कंदन कारकों के प्लाज्मा को सीरम कहते हैं।
15.1.2 संगठित पदार्थ
लाल रुधिर कणिका (इरिश्रोसाइट),श्वेताणु (ल्युकोसाइट) तथा पट्टिकाणु (प्लेटलेट्स) को संयुक्त रूप से संगठित पदार्थ कहते हैं (चित्र 15.1) और ये रक्त के लगभग 45 प्रतिशत भाग बनाते हैं।
इरिश्रोसाइट (रक्ताणु) या लाल रुधिर कणिकाएं अन्य सभी कोशिकाओं से संख्या में अधिक होती है। एक स्वस्थ मनुष्य में ये कणिकाएं लगभग 50 से 50 लाख प्रतिघन मिमी. रक्त ( 5 से 5.5 मिलियन प्रतिघन मिमी.) होती हैं। वयस्क अवस्था में लाल रुधिर कणिकाएं लाल अस्थि मज्जा में बनती हैं। अधिकतर स्तनधारियों की लाल रुधिर कणिकाओं में केंद्रक नहीं मिलते हैं तथा इनकी आकृति उभयावतल (बाईकोनकेव) होती है। इनका लाल रंग एक लौहयुक्त जटिल प्रोटीन हीमोग्लोबिन की उपस्थिति के कारण है। एक स्वस्थ मनुष्य में प्रति 100 मिली. रक्त में लगभग 12 से 16 ग्राम हीमोग्लोबिन पाया जाता है। इन पदार्थों की श्वसन गैसों के परिवहन में महत्वपूर्ण भूमिका है। लाल रक्त कणिकाओं की औसत आयु 120 दिन होती है। तत्पश्चात इनका विनाश प्लीहा (लाल रक्त कणिकाओं की कब्रिस्तान) में होता है।
ल्युकोसाइट को हीमोग्लोबिन के अभाव के कारण तथा रंगहीन होने से श्वेत रुधिर कणिकाएं भी कहते हैं। इसमें केंद्रक पाए जाते हैं तथा इनकी संख्या लाल रक्त कणिकाओं की अपेक्षा कम, औसतन 6000-8000 प्रति घन मिमी. रक्त होती है। सामान्यतः ये कम समय तक जीवित रहती हैं। इनको दो मुख्य श्रेणियों में बाँटा गया है-कणिकाणु (ग्रेन्यूलोसाइट) तथा अकण कोशिका (एग्रेन्यूलोसाइट)। न्यूट्रोफिल, इओसिनोफिल व बेसोफिल कणिकाणुओं के प्रकार हैं, जबकि लिफोसाइट तथा मोनोसाइट अकणकोशिका के प्रकार हैं। श्वेत रुधिर कोशिकाओं में न्यूट्रोफिल संख्या में सबसे अधिक (लगभग 60-65 प्रतिशत) तथा बेसोफिल संख्या में सबसे कम (लगभग 0.5-1 प्रतिशत) होते हैं। न्यूट्रोफिल तथा मोनोसाइट (6-8 प्रतिशत) भक्षण कोशिका होती है जो अंदर प्रवेश करने वाले बाह्य जीवों को समाप्त करती है। बेसोफिल, हिस्टामिन, सिरोटोनिन, हिपैरिन आदि का स्राव करती है तथा शोथकारी क्रियाओं में सम्मिलित होती है। इओसिनोफिल (2-3 प्रतिशत) संक्रमण से बचाव करती है तथा एलर्जी प्रतिक्रिया में सम्मिलित रहती है। लिंफोसाइट ( $20-25$ प्रतिशत) मुख्यतः दो प्रकार की हैं - बी तथा टी। बी और टी दोनों प्रकार की लिंफोसाइट शरीर की प्रतिरक्षा के लिए उत्तरदायी हैं।
चित्र 15.1 रक्त में संगठित पदार्थ
पट्टिकाणु (प्लेटलेट्स) को श्रोम्बोसाइट भी कहते हैं, ये मैगाकेरियो साइट (अस्थि मज्जा की विशेष कोशिका) के टुकड़ों में विखंडन से बनती हैं। रक्त में इनकी संख्या 1.5 से 3.5 लाख प्रति घन मिमी. होती हैं। प्लेटलेट्स कई प्रकार के पदार्थ स्रवित करती हैं जिनमें अधिकांश रुधिर का थक्का जमाने (स्कंदन) में सहायक हैं। प्लेटलेट्स की संख्या में कमी के कारण स्कंदन (जमाव) में विकृति हो जाती है तथा शरीर से अधिक रक्त स्राव हो जाता है।
15.1.3 रक्त समूह ( ब्लड ग्रुप )
जैसा कि आप जानते हैं कि मनुष्य का रक्त एक जैसा दिखते हुए भी कुछ अर्थों में भिन्न होता है। रक्त का कई तरीके से समूहीकरण किया गया है। इनमें से दो मुख्य समूह $\mathrm{ABO}$ तथा $\mathrm{Rh}$ का उपयोग पूरे विश्व में होता है।
15.1.3.1 ABO समूह
$\mathrm{ABO}$ समूह मुख्यतः लाल रुधिर कणिकाओं की सतह पर दो प्रतिजन/एंटीजन की उपस्थिति या अनुपस्थित पर निर्भर होता है। ये ऐंटीजन $\mathrm{A}$ और $\mathrm{B}$ हैं जो प्रतिरक्षा अनुक्रिया को प्रेरित करते हैं। इसी प्रकार विभिन्न व्यक्तियों में दो प्रकार के प्राकृतिक प्रतिरक्षी/एंटीबोडी (शरीर प्रतिरोधी) मिलते हैं। प्रतिरक्षी वे प्रोटीन पदार्थ हैं जो प्रतिजन के विरुद्ध पैदा होते हैं। चार रक्त समूहों, $\mathbf{A}, \mathbf{B}, \mathbf{A B}$, और $\mathbf{O}$ में प्रतिजन तथा प्रतिरक्षी की स्थिति को देखते हैं, जिसको तालिका 15.1 में दर्शाया गया है। दाता एवं ग्राही/आदाता के रक्त समूहों का रक्त चढाने से पहले सावधानीपूर्वक मिलान कर लेना चाहिए जिससे रक्त स्कंदन एवं $\mathrm{RBC}$ के नष्ट होने जैसी गंभीर परेशानियां न हों। दाता संयोज्यता (डोनर कंपेटिबिलिटी) तालिका 15.1 में दर्शायी गई है।
तालिका 15.1 रक्त समूह तथा रक्तदाता सुयोग्यता
रक्त समूह | लाल रुधिर कणिकाओं पर प्रतिजन | प्लाज्मा में प्रतिरक्षी (एंटिबोडीज) | रक्तदाता समूह |
---|---|---|---|
$\mathrm{A}$ | $\mathrm{A}$ | एंटी $\mathrm{B}$ | $\mathrm{A}, \mathrm{O}$ |
$\mathrm{B}$ | $\mathrm{B}$ | एंटी $\mathrm{A}$ | $\mathrm{B}, \mathrm{O}$ |
$\mathrm{AB}$ | $\mathrm{AB}$ | अनुपस्थित | $\mathrm{AB}, \mathrm{A}, \mathrm{B}, \mathrm{O}$ |
$\mathrm{O}$ | अनुपस्थित | एंटी $\mathrm{A}, \mathrm{B}$ | $\mathrm{O}$ |
उपरोक्त तालिका से यह स्पष्ट है कि रक्त समूह $O$ एक सर्वदाता है जो सभी समूहों को रक्त प्रदान कर सकता है। रक्त समूह $\mathrm{AB}$ सर्व आदाता (ग्राही) है जो सभी प्रकार के रक्त समूहों से रक्त ले सकता है।
15.1.3.2 $\boldsymbol{R h}$ समूह
एक अन्य प्रतिजन/एंटीजन $\mathrm{Rh}$ है जो लगभग 80 प्रतिशत मनुष्यों में पाया जाता है तथा यह $\mathrm{Rh}$ एंटीजेन रीसेस बंदर में पाए जाने वाले एंटीजेन के समान है। ऐसे व्यक्ति को जिसमें $\mathrm{Rh}$ एंटीजेन होता है, को $\mathbf{R h}$ सहित $(\mathrm{Rh}+\mathrm{ve})$ और जिसमें यह नहीं होता उसे $\mathbf{R h}$ हीन ( $\mathrm{Rh}-\mathrm{ve})$ कहते हैं। यदि $\mathrm{Rh}$ रहित ( $\mathrm{Rh}-\mathrm{ve})$ के व्यक्ति के रक्त को आर एच सहित $(\mathrm{Rh}+\mathrm{ve})$ पॉजिटिव के साथ मिलाया जाता है तो व्यक्ति मे $\mathrm{Rh}$ प्रतिजन $\mathrm{Rh}-\mathrm{ve}$ के विरूद्ध विशेष प्रतिरक्षी बन जाती हैं, अतः रक्त आदान-प्रदान के पहले $\mathrm{Rh}$ समूह को मिलना भी आवश्यक है। एक विशेष प्रकार की $\mathrm{Rh}$ अयोग्यता को एक गर्भवती (Rh-ve) माता एवं उसके गर्भ में पल रहे भ्रूण के $\mathrm{Rh}+\mathrm{ve}$ के बीच पाई जाती है। अपरा द्वारा पृथक रहने के कारण भ्रूण का $\mathrm{Rh}$ एंटीजेन सगर्भता में माता के $\mathrm{Rh}$-ve को प्रभावित नहीं कर पाता, लेकिन फिर भी पहले प्रसव के समय माता के Rh-ve रक्त से शिशु के Rh+ve रक्त के संपर्क में आने की संभावना रहती है। ऐसी दशा में माता के रक्त में $\mathrm{Rh}$ प्रतिरक्षी बनना प्रारंभ हो जाता है। ये प्रतिरोध में एंटीबोडीज बनाना शुरू कर देती है। यदि परवर्ती गर्भावस्था होती है तो रक्त से (Rh-ve) भ्रुण के रक्त (Rh+ve) में $\mathrm{Rh}$ प्रतिरक्षी का रिसाव हो सकता है और इससे भ्रूण की लाल रुधिर कणिकाएं नष्ट हो सकती हैं। यह भ्रूण के लिए जानलेवा हो सकती हैं या उसे रक्ताल्पता (खून की कमी) और पीलिया हो सकता है। ऐसी दशा को इरिश्रोक्लास्टोसिस फिटैलिस (गर्भ रक्ताणु कोरकता) कहते हैं। इस स्थिति से बचने के लिए माता को प्रसव के तुरंत बाद $\mathrm{Rh}$ प्रतिरक्षी का उपयोग करना चाहिए।
15.1.4 रक्त-स्कंदन (रक्त का जमाव )
किसी चोट या घात की प्रतिक्रिया स्वरूप रक्त स्कंदन होता है। यह क्रिया शरीर से बाहर अत्यधिक रक्त को बहने से रोकती है। क्या आप जानते हैं ऐसा क्यों होता है? आपने किसी चोट घात या घाव पर कुछ समय बाद गहरे लाल व भूरे रंग का झाग सा अवश्य देखा होगा। यह रक्त का स्कंदन या थक्का है, जो मुख्यतः फाइब्रिन धागे के जाल से बनता है। इस जाल में मरे तथा क्षतिग्रस्त संगठित पदार्थ भी उलझे हुए होते हैं। फाइब्रिन रक्त प्लैज्मा में उपस्थित एंजाइम थ्रोम्बिन की सहायता से फाइब्रिनोजन से बनती है। थ्रोम्बिन की रचना प्लाज्मा में उपस्थित निष्क्रिय प्रोथोबिंन से होती है। इसके लिए थ्रोंबोकाइनेज एंजाइम समूह की आवश्यकता होती है। यह एंजाइम समूह रक्त प्लैज्मा में उपस्थित अनेक निष्क्रिय कारकों की सहायता से एक के बाद एक अनेक एंजाइमी प्रतिक्रिया की शृंखला (सोपानी प्रक्रम) से बनता है। एक चोट या घात रक्त में उपस्थित प्लेटलेट्स को विशेष कारकों को मुक्त करने के लिए प्रेरित करती है जिनसे स्कंदन की प्रक्रिया शुरू होती है। क्षतिग्रस्त ऊतकों द्वारा भी चोट की जगह पर कुछ कारक मुक्त होते हैं जो स्कंदन को प्रारंभ कर सकते हैं। इस प्रतिक्रिया में कैल्सियम आयन की भूमिका बहुत महत्वपूर्ण होती है।
15.2 लसीका ( ऊतक द्रव)
रक्त जब ऊतक की कोशिकाओं से होकर गुजरता है तब बड़े प्रोटीन अणु एवं संगठित पदार्थों को छोड़कर रक्त से जल एवं जल में घुलनशील पदार्थ कोशिकाओं से बाहर निकल जाते हैं। इस तरल को अंतराली द्रव या ऊतक द्रव कहते हैं। इसमें प्लैज्मा के समान ही खनिज लवण पाए जाते हैं। रक्त तथा कोशिकाओं के बीच पोषक पदार्थ एवं गैसों का आदान प्रदान इसी द्रव से होता है। वाहिकाओं का विस्तृत जाल जो लसीका तंत्र ( लिंफैटिक सिस्टम) कहलाता है इस द्रव को एकत्र कर बड़ी शिराओं में वापस छोड़ता है। लसीका तंत्र में उपस्थित यह द्रव/तरल को लसीका कहते हैं। लसीका एक रंगहीन द्रव है जिसमें विशिष्ट लिंफोसाइट मिलते हैं। लिंफोसाइट शरीर की प्रतिरक्षा अनुक्रिया के लिए उत्तरदायी है। लसीका पोषक पदार्थ, हार्मोन आदि के संवाहन के लिए महत्वपर्ण होते हैं। आंत्र अकुंर में उपस्थित लैक्टियल वसा को लसीका द्वारा अवशोषित करते हैं।
15.3 परिसंचरण पथ
परिसंचरण दो तरह का होता है, जो खुला एवं बंद होता है। खुला परिसंचरण तंत्र आर्थोपोडा (संधिपाद) तथा मोलस्का में पाया जाता है। जिसमें हद्य द्वारा रक्त को रक्त वाहिकाओं में पंप किया जाता है, जो कि रक्त स्थान (कोटरों) में खुलता है। एक कोटर वस्तुतः देहगुहा होती है। ऐनेलिडा तथा कशेरुकी में बंद प्रकार का परिसंचरण तंत्र पाया जाता है, जिसमें हृदय से रक्त का प्रवाह एक दूसरे से जुड़ी रक्त वाहिनियों के जाल में होता है। इस तरह का रक्त परिसंचरण पथ ज्यादा लाभदायक होता है क्योंकि इसमें रक्त प्रवाह आसानी से नियमित किया जाता है।
सभी कशेरुकी में कक्षों से बना हुआ पेशी हृदय होता है। मछलियों में दो कक्षीय हृदय होता है, जिसमें एक अलिंद तथा एक निलय होता है। उभयचरों तथा सरीसृपों रेप्टाइल का (मगरमच्छ को छोड़कर) हृदय तीन कक्षों से बना होता है, जिसमें दो अलिंद तथा एक निलय होता है। जबकि मगरमच्छ, पक्षियों तथा स्तनधारियों में हृदय चार कक्षों का बना होता है जिसमें दो अलिंद तथा दो निलय होते हैं। मछलियों में हृदय विऑक्सीजनित रुधिर बाहर को पंप करता है जो क्लोम द्वारा ऑक्सीजनित होकर शरीर के विभिन्न भागों में पहुँचाया जाता है तथा वहाँ से विऑक्सीजनित रक्त हृदय में वापस आता है। इस क्रिया को एकलपरिसंचरण कहते हैं। उभयचरों व सरीसृपों में बांया अलिंद क्लोम / फेफड़ों / त्वचा से ऑक्सीजन युक्त रक्त प्राप्त करता है तथा दाहिना आलिंद शरीर के दूसरे भागों से विऑक्सीजनित रुधिर प्राप्त करता है, लेकिन वे रक्त को निलय में मिश्रित कर बाहर की ओर पंप करते हैं। इस क्रिया को अपर्ण दोहरा परिसंचरण कहते हैं। पक्षियों एवं स्तनधारियों में ऑक्सीजनित विऑक्सीजनित रक्त क्रमशः बाएं व दाएं आलिंदों में आता है, जहाँ से वह उसी क्रम से बाएं दाएं एवं बाएं निलयों में जाता है। निलय बिना रक्त को मिलाए इन्हें पंप करता है अर्थात् दो तरह के परिसंचरण पथ इन प्राणियों में मिलते हैं। अतः इन प्राणियों में दोहरा परिसंचरण पाया जाता है। अब हम मानव के परिसंचरण तंत्र का अध्ययन करते हैं।
15.3.1 मानव परिसंचरण तंत्र
मानव परिसंचरण तंत्र जिसे रक्तवाहिनी तंत्र भी कहते हैं जिसमें कक्षों से बना पेशी हृदय, शाखित बंद रक्त वाहिनियों का एक जाल, रक्त एवं तरल समाहित होता हैं। (रक्त इनमें बहने वाला एक तरल है जिसके बारे में आप विस्तृत रूप से इस अध्याय के पूर्ववर्ती पृष्ठों में पढ़ चुके हैं)।
हृदय- की उत्पत्ति मध्यजन स्तर (मीसोडर्म) से होती है तथा यह दोनों फेफड़ों के मध्य, वक्ष गुहा में स्थित रहता है यह थोडा सा बाईं तरफ झुका रहता है। यह बंद मुट्ठी के आकार का होता है। यह एक दोहरी भित्ति के झिल्लीमय थैली, हदययावरणी द्वारा सुरक्षित होता है जिसमें हृदयावरणी द्रव पाया जाता है। हमारे हृदय में चार कक्ष होते हैं जिसमें दो कक्ष अपेक्षाकृत छोटे तथा ऊपर को पाए जाते हैं जिन्हें अलिंद (आर्ट्रिया) कहते हैं तथा दो कक्ष अपेक्षाकृत बड़े होते हैं जिन्हें निलय (वेंट्रिकल) कहते हैं। एक पतली पेशीय भित्ति जिसे अंतर अलिंदी (पट) कहते हैं, दाएं एवं बाएं आलिंद को अलग करती है जबकि एक मोटी भित्ति, जिसे अंतर निलयी (पट) कहते हैं, जो बाएं एवं दाएं निलय को अलग करती है (चित्र 15.2)। अपनी-अपनी ओर के आलिंद एवं निलय एक मोटे रेशीय ऊतक जिसे अलिंद निलय पट द्वारा पृथक रहते हैं। हालांकि; इन पटों में एक-एक छिद्र होता है, जो एक ओर के दोनों कक्षों को जोड़ता है। दाहिने आलिंद और दाहिने निलय के (रंध्र) पर तीन पेशी पल्लों या वलनों से (फ्लैप्स या कप्स) से युक्त एक वाल्व पाया जाता है। इसे ट्राइकसपिड (त्रिवलनी) कपाट या वाल्व कहते हैं। बाएं अलिंद तथा बाएं निलय के रंध्र (निकास) पर एक द्विवलनी कपाट / मिट्रल कपाट पाया जाता है। दाएं तथा बाएं निलयों से निकलने वाली क्रमशः फुप्फुसीय धमनी तथा महाधमनी का निकास द्वार अर्धचंद्र कपाटिकर (सेमील्युनर वाल्व) से युक्त रहता है। हृदय के कपाट रुधिर को एक दिशा में ही जाने देते हैं अर्थात् अलिंद से निलय और निलय से फुप्फुस धमनी या महाधमनी। कपाट वापसी या उल्टे प्रवाह को रोकते हैं।
चित्र 15.2 एक मानव हृदय का काट
यह हद पेशीयों से बना है। निलयों की भित्ति अलिंदों की भित्ति से बहुत मोटी होती है। एक विशेष प्रकार की हृद पेशीन्यास, जिसे नोडल ऊतक कहते हैं, भी हृदय में पाया जाता है (चित्र 15.2)। इस ऊतक का एक धब्बा दाहिने अलिंद के दाहिने ऊपरी कोने पर स्थित रहता है, जिसे शिराअलिंदंपर्व (साइनों-आट्रियल नॉड SAN) कहते हैं। इस ऊतक का दूसरा पिण्ड दाहिने अलिंद में नीचे के कोने पर अलिंद निलयी पट के पास में स्थित होता है जिसे अलिंद निलय पर्व (आट्रियो-वेटीकुलर नॉड/ AVN) कहते हैं। नोडल (ग्रंथिल) रेशों का एक बंडल, जिसे अलिंद निलय बंडल ( $A V$ बंडल) भी कहते हैं। अंतर निलय पट के ऊपरी भाग में अलिंद निलय पर्व से प्रारंभ होता है तथा शीघ्र ही दो दारं एवं बाईं शाखाओं में विभाजित होकर अंतर निलय पट के साथ पश्च भाग में बढ़ता है। इन शाखाओं से संक्षिप्त रेशे निकलते हैं जो पूरे निलयी पेशीविन्यास में दोनों तरफ फैले रहते हैं, जिसे पुरकिंजे तंतु कहते हैं। नोडल ऊतक बिना किसी बाह्य प्रेरणा के क्रियाविभव पैदा करने में सक्षम होते हैं। इसे स्वउत्तेजनशील (आटोएक्साइटेबल) कहते हैं। हालांकि; एक मिनट में उत्पन्न हुए क्रियाविभव की संख्या नोडल तंत्र के विभिन्न भागों में घट-बढ़ सकती है। शिराअलिंदपर्व (गांठ) सबसे अधिक क्रियाविभव पैदा कर सकती है। यह एक मिनट में 70-75 क्रियाविभव पैदा करती है तथा हृदय का लयात्मक संकुचन (रिदमिक कांट्रेक्शन) को प्रारंभ करता है तथा बनाए रखता है। इसलिए इसे गतिप्रेरक (पेश मेकर) कहते हैं। इससे हमारी सामान्य हृदय स्पंदन दर $70-75$ प्रति मिनट होती है। (औसतन 72 स्पंदन प्रति मिनट)।
15.3.2 हृद चक्र
हृदय काम कैसे करता है? आओ हम जानें। प्रारंभ में माना कि हृद्य के चारों कक्ष शिथिल अवस्था में हैं अर्थात् हृदय अनुशिथिलन अवस्था में है। इस समय त्रिवलन या द्विवलन कपाट खुले रहते हैं, जिससे रक्त फुप्फुस शिरा तथा महाशिरा से क्रमशः बाएं तथा दाएं अलिंद से होता हुआ बाएं तथा दाएं निलय में पहुँचता है। अर्ध चंद्रकपाटिका इस अवस्था में बंद रहती है। अब शिराअलिंदपर्व (SAN) क्रियाविभव पैदा करता है, जो दोनों अलिंदों को प्रेरित कर अलिंद प्रकुंचन (atrial systole) पैदा करती है। इस क्रिया से रक्त का प्रवाह निलय में लगभग 30 प्रतिशत बढ़ जाता है। निलय में क्रियाविभव का संचालन अलिंद निलय (पर्व) तथा अलिंद निलय बंडल द्वारा होता है जहाँ से हिज के बंडल इसे निलयी पेशीन्यास (ventricular musculatire) तक पहुँचाता है। इसके कारण निलयी पेशियों में संकुचन होता है अर्थात् निलय प्रकुंचन इस समय अलिंद विश्राम अवस्था में जाते हैं। इसे अलिंद को अनुशिथिलन कहते हैं जो अलिंद प्रकुंचन के साथ-साथ होता है। निलयी प्रकुंचन, निलयी दाब बढ़ जाता है, जिससे त्रिवलनी व द्विवलनी कपाट बंद हो जाते हैं, अतः रक्त विपरीत दिशा अर्थात् अलिंद में नहीं आता है। जैसे ही निलयी दबाव बढ़ता है अर्ध चंद्रकपाटिकाएं जो फुप्फुसीय धमनी (दाईं ओर) तथा महाधमनी (बाईं ओर) पर स्थित होते हैं, खुलने के लिए मजबूर हो जाते हैं जिसके रक्त इन धमनियों से होता हुआ परिसंचरण मार्ग में चला जाता है। निलय अब शिथिल हो जाते हैं तथा इसे निलयी अनुशिथिलन कहते हैं। इस तरह निलय का दाब कम हो जाता है जिससे अर्धचंद्रकपाटिका बंद हो जाती है, जिससे रक्त का विपरीत प्रवाह निलय में नहीं होता। निलयी दाब और कम होता है, अतः अलिंद में रक्त का दाब अधिक होने के कारण त्रिवलनी कपाट तथा द्विवलनी कपाट खुल जाते हैं। इस तरह शिराओं से आए हुए रक्त का प्रवाह अलिंद से पुनः निलय में शुरू हो जाता है। निलय तथा अलिंद एक बार पुनः (जैसा कि ऊपर लिखा गया है), शिथिलावस्था में चले जाते हैं। शिराआलिंदपर्व (कोटरालिंद गांठ) पुनः क्रियाविभव पैदा करती है तथा उपरोक्त वर्णित से सारी क्रिया को दोहराती है जिससे यह प्रक्रिया लगातार चलती रहती है।
एक हृदय स्पंदन के आरंभ से दूसरे स्पंदन के आरंभ (एक संपूर्ण हृदय स्पंदन) होने के बीच के घटनाक्रम को हद्ध चक्र (cardiac cycle) कहते हैं तथा इस क्रिया में दोनों अलिंदों तथा दोनों निलयों का प्रकुंचन एवं अनुशिथिलन सम्मिलित होता है। जैसा कि ऊपर वर्णन किया जा चुका है कि हृद्य स्पंदन एक मिनट में 72 बार होता है अर्थात् एक मिनट में कई बार हृद चक्र होता है। इससे एक चक्र का समय 0.8 सेकेंड निकाला जा सकता है। प्रत्येक हृद चक्र में निलय 70 मिली. रक्त पंप करता है, जिसे प्रवाह आयतन कहते हैं। प्रवाह आयतन को हृदय दर से गुणा करने पर हृद निकास कहलाता है, इसलिए हृद निकास प्रत्येक निलय द्वारा रक्त की मात्रा को प्रति मिनट बाहर निकालने की क्षमता है, जो एक स्वस्थ मात्रा में औसतन 5 हजार मिली. या 5 लीटर होती है। हम प्रवाह आयतन तथा हृदय दर को बदलने की क्षमता रखते हैं इससे हृदनिकास भी बदलता है। उदाहरण के तौर पर खिलाड़ी/धावकों का हृद निकास सामान्य मनुष्य से अधिक होता है। हद चक्र के दौरान दो महत्वपूर्ण ध्वनियाँ स्टेथेस्कोप द्वारा सुनी जा सकती है। प्रथम ध्वनि (लब) त्रिवलनी तथा द्विवलनी कपाट के बंद होने से संबंधित है, जबकि दूसरी ध्वनि (डब) अर्ध चंद्रकपाट के बंद होने से संबंधित है। इन दोनों ध्वनियों का चिकित्सीय निदान में बहुत महत्व है।
15.3.3 विद्युत हृद लेख ( इलैक्ट्रोकार्डियोग्राफ)
आप शायद अस्पताल के टेलीविजन के दृश्य से चिरपरिचित होंगे। जब कोई बीमार व्यक्ति हृद्याघात के कारण निगरानी मशीन (मोनीटरिंग मशीन) पर रखा जाता है तब आप पीप.. पीप… पीप और पीपीपी की आवाज सुन सकते हैं। इस तरह की मशीन (इलैक्ट्रोकार्डियोग्राफ) का उपयोग विद्युत हृद लेख (इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम) (ईसीजी) प्राप्त करने के लिए किया जाता है (चित्र 15.3)। ईसीजी हृदय के हृद्यी चक्र की विद्युत क्रियाकलापों का आरेखीय प्रस्तुतीकरण है। बीमार व्यक्ति के मानक ईसीजी से प्राप्त करने के लिए मशीन से रोगी को तीन विद्युत लीड से (दोनों कलाईयाँ तथा बाईं ओर की एड़ी) जोड़कर लगातार निगरानी करके प्राप्त कर सकते हैं। हद्य क्रियाओं के विस्तृत मूल्यांकन के लिए कई तारों (लीड्स) को सीने से जोड़ा जाता है। यहाँ हम केवल मानक ईसीजी के बारे में बताएंगे। ईसीजी के प्रत्येक चर्मोत्कर्ष को $\mathrm{P}$ (पी) से $\mathrm{T}$ (टी) तक दर्शाया जाता है, जो हृदय की विशेष विद्युत क्रियाओं के प्रदर्शित करता है।
चित्र 15.3 मानव ईसीजी का रेखांकित चित्रण
पी तरंग को आलिंद के उद्दीपन/विध्रुवण के रूप में प्रस्तुत किया जाता है, जिससे दोनों अलिंदों का संकुचन होता है। QRS (क्यूआरएस) सम्मिश्र निलय के अध्रुवण को प्रस्तुत करता है जो निलय के संकुचन को शुरू करता है। संकुचन क्यू तरंग के तुरंत बाद शुरू होता है। जो प्रकुंचन (सिस्टोल) की शुरुआत का द्योतक है।
‘टी’ तरंग निलय का उत्तेजना से सामान्य अवस्था में वापिस आने की स्थिति को प्रदर्शित करता है। टी तरंग का अंत प्रकुंचन अवस्था की समाप्ति का द्योतक है। स्पष्टतया, एक निश्चित समय में $\mathrm{QRS}$ सम्मिश्र की संख्या गिनने पर एक मनुष्य के हृदय स्पंदन दर भी निकाली जा सकती है। यद्यपि तरह-तरह के व्यक्तियों की ईसीजी संरचना एवं आकृति सामान्य होती है। इस आकृति में कोई परिवर्तन किसी संभावित असामान्यता अथवा बीमारी को इंगित करती हैं। अतः यह इसकी चिकित्सीय महत्ता बहुत ज्यादा है।
15.4 द्विसंचरण ( डबल सरकुलेशन )
रक्त अनिवार्य रूप से एक निर्धारित मार्ग से रक्तवाहिनियों - धमनी एवं शिराओं में बहता है। मूल रूप से प्रत्येक धमनी और शिरा में तीन परतें होती हैं - अंदर की परत शल्की अंतराच्छादित ऊतक - अंतःस्तर कंचुक, चिकनी पेशियों एवं लचीले रेशे से युक्त मध्य कंचुक एवं कोलेजन रेशे से युक्त रेशेदार संयोजी ऊतक - बाह्य कंचुक। शिराओं में मध्य कंचुक अपेक्षाकृत पतला होता है (चित्र 15.4)।
चित्र 15.4 मानव रक्त परिसंचरण का आरेखीय चित्र
जैसा कि पहले बताया जा चुका है कि दाहिने निलय द्वारा पंप किया गया रक्त फुप्फुसीय धमनियों में जाता है जबकि बाएं निलय से रक्त महाधमनी में जाता है। ऑक्सीजन रहित रक्त, फेफड़ों में ऑक्सीजन युक्त होकर फुप्फुस शिराओं से होता हुआ बाएं अलिंद में आता है। यह संचरण पथ फुप्फुस संचरण कहलाता है। ऑक्सीजनित रक्त महाधमनी से होता हुआ धमनी, धमनिकाओं तथा केशिकाओं (केपिलरीज) से होता हुआ ऊतकों तक जाता है। और वहाँ से ऑक्सीजन रहित होकर शिरा, शिराओं तथा महाशिरा से होता हुआ दाहिने अलिंद में आता है। यह एक क्रमबद्ध परिसंचरण है। यह क्रमबद्ध परिसंचरण पोषक पदार्थ, ऑक्सीजन तथा अन्य जरूरी पदार्थों को ऊतकों तक पहुँचाता है तथा वहाँ से कार्बनडाइऑक्साइड $\left(\mathrm{CO}_{2}\right)$ तथा अन्य हानिकारक पदार्थों को बाहर निकालने के लिए ऊतकों से दूर ले जाता है। एक अनूठी संवहनी संबर्द्धता आहार नाल तथा यकृत के बीच उपस्थित होती है जिसे यकृत निवाहिका परिसंचरण तंत्र ( हिपेटिकपोर्टल सिस्टम) कहते हैं। यकृत निवाहिका शिरा रक्त को इसके पहले कि वह क्रमबद्ध परिसंचरण में आंत्र से यकृत तक पहुँचाती है। हमारे शरीर में एक विशेष हद परिसंचरण तंत्र (कोरोनरी सिस्टम) पाया जाता है, जो रक्त सिर्फ को हद पेशी न्यास तक ले जाता है तथा वापस लाता है।
15.5 हृद क्रिया का नियमन
हद्य की सामान्य क्रियाओं का नियमन अंतरिम होता है अर्थात् विशेष पेशी ऊतक (नोडल ऊतक) द्वारा स्व नियमित होते हैं, इसलिए हृदय को पेशीजनक (मायोजनिक) कहते हैं। मेड्यूला ओबलांगाटा के विशेष तंत्रिका केंद्र स्वायत्त तंत्रिका के द्वारा हदय की क्रियाओं को संयमित कर सकता है। अनुकंपीय तंत्रिकाओं से प्राप्त तंत्रीय संकेत हृदय स्पंदन को बढ़ा देते हैं व निलयी संकुचन को सुदृढ़ बनाते हैं, अतः हृद निकास बढ़ जाता है। दूसरी तरफ परानुकंपी तंत्रिकय संकेत (जो स्वचालित तंत्रिका केंद्र का हिस्सा है) हदय स्पंदन एवं क्रियाविभव की संवहन गति कम करते हैं। अतः यह हृद निकास को कम करते हैं। अधिवृक्क अंतस्था (एडीनल मेड्यूला) का हार्मोन भी हद निकास को बढ़ा सकता है।
15.6 परिसंचरण की विकृतियाँ
उच्च रक्त दाब (अति तनाव ) : अति तनाव रक्त दाब की वह अवस्था है, जिसमें रक्त चाप सामान्य (120/80) से अधिक होता है। इस मापदंड में 120 मिमी. एच जी (मिलीमीटर में मर्करी दबाव) को प्रकुंचन या पंपिंग दाब और 80 मिमी. एच जी को अनुशिथिलन या विराम काल (सहज) रक्त दाब कहते हैं। यदि किसी का रक्त दाब बार-बार मापने पर भी व्यक्ति $140 / 90$ या इससे अधिक होता है तो वह अति तनाव प्रदर्शित करता है। उच्च रक्त चाप हृदय की बीमारियों को जन्म देता है तथा अन्य महत्वपूर्ण अंगों जैसे मस्तिष्क तथा वृक्क जैसे अंगों को प्रभावित करता है।
हृद धमनी रोग ( $\mathrm{CAD}$ ) : हृद धमनी बीमारी या रोग को प्रायः एथिरोकाठिंय (एथिरोस सक्लेरोसिस) के रूप में संदर्भित किया जाता है, जिसमें हृदय पेशी को रक्त की आपूर्ति करने वाली वाहिनियाँ प्रभावित होती हैं। यह बीमारी धमनियों के अंदर कैल्सियम, वसा तथा अन्य रेशीय ऊतकों के जमा होने से होता है, जिससे धमनी की अवकाशिका संकरी हो जाती है।
हृदशूल ( एंजाइना ) : इसको एंजाइना पेक्टोरिस ( हृदशूल पेक्टोरिस) भी कहते हैं। हृद पेशी में जब पर्याप्त ऑक्सीजन नहीं पहुँचती है तब सीने में दर्द (वक्ष पीड़ा) होता है जो एंजाइना (हदशूल) की पहचान है। हृदशूल स्त्री या पुरुष दोनों में किसी भी उम्र में हो सकता है, लेकिन मध्यावस्था तथा वृद्धावस्था में यह सामान्यतः होता है। यह अवस्था रक्त बहाव के प्रभावित होने से होती है।
हृदपात (हार्ट फेल्योर) : हदपात वह अवस्था है जिसमें हृदय शरीर के विभिन्न भागों को आवश्यकतानुसार पर्याप्त आपूर्ति नहीं कर पाता है। इसको कभी-कभी संकुलित हृदपात भी कहते हैं, क्योंकि फुप्फुस का संकुलन हो जाना भी उस बीमारी का प्रमुख लक्षण है। हदपपात ठीक हदघात की भाँति नहीं होता (जहाँ हदघात में हदय की धड़कन बंद हो जाती है जबकि, हृदपात में हदयपेशी को रक्त आपूर्ति अचानक अपर्याप्त हो जाने से यकायक क्षति पहुँचती है।
सारांश
कशेरुकी रक्त (द्रव संयोजी ऊतक) को पूरे शरीर में संचारित करते हैं जिसके द्वारा आवश्यक पदार्थ कोशिकाओं तक पहुँचाते हैं तथा वहाँ से अवशिष्टों को शरीर से बाहर निकालते हैं। दूसरा द्रव, जिसे लसीका ऊतक द्रव कहते हैं, भी कुछ पदार्थो को अभिगमित करता है।
रक्त, द्रव आधात्री (मैट्रिक्स) प्लैज्मा (प्लाज्मा) तथा संगठित पदार्थों से बना होता है। लाल रुधिर कणिकाएं ( $\mathrm{RBCs} /$ इरिश्रोसाइट), श्वेत रुधिर कणिकाएं (ल्यूकोसाइट) और प्लेट्लेट्स (थ्रोम्बोसाइट), संगठित पदार्थों का हिस्सा है। मानव का रक्त चार समूहों $\mathrm{A}, \mathrm{B}, \mathrm{AB}, \mathrm{O}$ में वर्गीकृत किया गया है। इस वर्गीकरण का आधार लाल रुधिर कणिकाओं की सतह पर दो एंटीजेन $\mathrm{A}$ अथवा $\mathrm{B}$ का उपस्थित अथवा अनुपस्थित होना है। दूसरा वर्गीकरण लाल रुधिर कणिकाओं की सतह पर $\mathrm{Rh}$ घटक की उपस्थिति अथवा अनुपस्थिति पर किया गया है। ऊतक की कोशिकाओं के मध्य एक द्रव पाया जाता है जिसे ऊतक द्रव कहते हैं। इस द्रव को लसीका भी कहते हैं जो रक्त के समान होता है, परंतु इसमें प्रोटीन कम होती है तथा संगठित पदार्थ नहीं होते हैं।
सभी कशेरुकियों तथा कुछ अकशेरुकियों में बंद परिसंचरण तंत्र होता है। हमारे परिसंचरण तंत्र के अंतर्गत पेशीय पंपिंग अवयव, हृद, वाहिकाओं का जाल तंत्र तथा द्रव, रक्त आदि सम्मिलित होते हैं। हृदय में दो आलिंद) तथा दो निलय होते हैं। हद्द पेशीन्यास स्व-उत्तेजनीय होता है। शिराअलिंद पर्व (कोटरालिंद गाँठ SAN अधिकतम संख्या में प्रति मिनट ( $70 / 75$ मिनट) क्रियविभव को उत्पन्न करती है और इस कारण यह हृद्य की गतिविधियों की गति निर्धारित करती है। इसलिए इसे पेश मेकर (गति प्रेरक) कहते हैं। आलिंद द्वारा पैदा किया विभव और इसके बाद निलयों की आकुंचन (प्रकुंचन) का अनुकरण अनुशिथिलन द्वारा होता है। यह प्रकुंचन रक्त के अलिंद से निलयों की ओर बहाव के लिए दबाव डालता है और वहाँ से फुप्फुसीय धमनी और महाधमनी तक ले जाता है। हद्यय की इस क्रमिक घटना को एक चक्र के रूप में बार-बार दोहराया जाता है जिसे हृद चक्र कहते हैं। एक स्वस्थ व्यक्ति प्रति मिनट ऐसे 72 चक्रों को प्रदर्शित करता है। एक हद चक्र के दौरान प्रत्येक निलय द्वारा लगभग 70 मिली रक्त हर बार पंप किया जाता है। इसे स्ट्रोक या विस्पंदन आयतन कहते हैं। हृद्य के निलय द्वारा प्रति मिनट पंप किए गए रक्त आयतन को हृद निकास कहते हैं और यह स्ट्रोक आयतन तथा स्पंदन दर के गुणक बराबर होता है। यह प्रवाह आयतन प्रति मिनट हृदय दर (लगभग 5 लीटर) के बराबर होता है। हृदय में विद्युत क्रिया का आलेख इलैक्ट्रोकार्डियोग्राफ (विद्युत हृद आलेख मशीन) के द्वारा किया जा सकता है तथा विद्युत हद्द आलेख को $\mathrm{ECG}$ कहते हैं, जिसका चिकित्सीय महत्व है।
हम पूर्ण दोहरा संचरण रखते हैं अर्थात् दो परिसंचरण पथ मुख्यतः फुप्फुसीय तथा दैहिक होते हैं। फुप्फुसीय परिसंचरण में ऑक्सीजनरहित रक्त को दाहिने निलय से फेफड़ों में पहुँचाया जाता है, जहाँ पर यह रक्त ऑक्सीजनित होता है तथा, फुप्फुसीय शिरा द्वारा बांए अलिंद में पहुँचता है। दैहिक परिसंचरण में बाएं निलय से ऑक्सीजन युक्त रक्त को महाधमनी द्वारा शरीर के ऊतकों तक पहुँचाया जाता है तथा वहाँ से ऑक्सीजन रहित रक्त को ऊतकों से शिराओं के द्वारा दाहिने अलिंद में वापस पहुँचाया जाता है। यद्यपि हृदय स्व उत्तेज्य होता है, लेकिन इसकी क्रियाशीलता को तंत्रिकीय तथा होर्मोन की क्रियाओं से नियमित किया जा सकता है।
अभ्यास
1. रक्त के संगठित पदार्थों के अवयवों का वर्णन करें तथा प्रत्येक अवयव के एक प्रमुख कार्य के बारे में लिखें।
Show Answer
#Content Missing2. प्लाज्मा (प्लैज्मा) प्रोटीन का क्या महत्व है?
Show Answer
#Content Missing3. स्तंभ I का स्तंभ II से मिलान करें
स्तंभ I | स्तंभ II |
---|---|
(i) इयोसिनोफिल्स | (क) रक्त जमाव (स्कंदन) |
(ii) लाल रुधिर कणिकाएं | (ख) सर्व आदाता |
(iii) $\mathrm{AB}$ रक्त समूह | (ग) संक्रमण प्रतिरोधन |
(iv) पट्टिकाणु प्लेट्लेट्स | (घ) हृदय सकुंचन |
(v) प्रकुंचन (सिस्टोल) | (च) गैस परिवहन (अभिगमन) |
Show Answer
#Content Missing4. रक्त को एक संयोजी ऊतक क्यों मानते हैं?
Show Answer
#Content Missing5. लसीका एवं रुधिर में अंतर बताएं?
Show Answer
#Content Missing6. दोहरे परिसंचरण से क्या तात्पर्य है? इसकी क्या महत्ता है?
Show Answer
#Content Missing7. भेद स्पष्ट करें- (क) रक्त एवं लसीका (ख) खुला व बंद परिसंचरण तंत्र (ग) प्रकुंचन तथा अनुशिथिलन (घ) $\mathrm{P}$ तरंग तथा $\mathrm{T}$ तरंग
Show Answer
#Content Missing8. कशेरुकी के हदयों में विकासीय परिवर्तनों का वर्णन करें?
Show Answer
#Content Missing9. हम अपने हृदय को पेशीजनक (मायोजेनिक) क्यों कहते हैं?
Show Answer
#Content Missing10. शिरा अलिंद पर्व (कोटरालिंद गाँठ SAN) को हृदय का गति प्रेरक (पेशमेकर) क्यों कहा जाता है?
Show Answer
#Content Missing11. अलिंद निलय गाँठ (AVN) तथा आलिंद निलय बंडल (AVB) का हृदय के कार्य में क्या महत्व है।
Show Answer
#Content Missing12. हद चक्र तथा हृदनिकास को पारिभाषित करें?
Show Answer
#Content Missing13. हृदय ध्वनियों की व्याख्या करें।
Show Answer
#Content Missing14. एक मानक ईसीजी को दर्शाएं तथा उसके विभिन्न खंडों का वर्णन करें।
Show Answer
#Content Missing#Content Missing
#Content Missing
#Content Missing
#Content Missing