שתי משאבות זו לצד זו
הניחו אצבעות על פנים פרק כף היד ותוכלו לספור: כשבעים פעמים בדקה, מאה אלף פעמים ביום, שריר בגודל אגרוף מתכווץ ומרפה. בכל דקה הוא מזרים כחמישה ליטרים של דם, כלומר את כל הדם שיש לכם. הסצנה מראה לב חצוי מלפנים, כאילו אתם עומדים מול האדם שזה הלב שלו, ולכן הצד הימני שלו נמצא משמאלכם.
הלב הוא שתי משאבות שמחוברות בדופן משותפת. הצד הימני קולט דם שעבר בגוף ודל בחמצן, ושואב אותו אל הריאות. הצד השמאלי קולט דם שחוזר מהריאות, עשיר בחמצן, ושואב אותו אל כל הגוף. בכל צד יש שני חללים: פרוזדור דק דופן למעלה, שאוסף את הדם כשהוא מגיע, וחדר שרירי למטה, שעושה את עבודת השאיבה.
הביטו בדפנות החתוכות. הדופן של החדר השמאלי עבה כסנטימטר, פי שלושה מזו של הימני, כי עליו להזרים דם דרך כל איבר מהקרקפת ועד בהונות הרגליים, ואילו החדר הימני צריך לדחוף אותו רק דרך הריאות הסמוכות.
הסצנה צובעת את הדם לפי כמות החמצן שהוא נושא: שזיף בצד הימני, ארגמן בצד השמאלי. דם אמיתי דל בחמצן הוא אדום כהה, אף פעם לא כחול. ורידים נראים כחולים מבעד לעור כי העור מפזר ובולע אור אדום ואור כחול בצורה שונה, לא בגלל הדם שבתוכם.
נסו: עקבו אחרי תא בצבע שזיף מהוריד הנבוב למעלה אל הפרוזדור הימני, למטה אל החדר הימני ולמעלה החוצה דרך עורק הריאה. אחר כך עקבו אחרי תא ארגמני מורידי הריאה שמימין, דרך הפרוזדור והחדר השמאליים, אל אבי העורקים.
מסתמים שומרים על כיוון אחד
משאבה שלוחצת על שקית הייתה דוחפת דם החוצה משני קצותיה. ארבעה מסתמים מונעים את זה: דשים דקים וחזקים של רקמה, שנפתחים כשהדם דוחף אותם בכיוון אחד ונטרקים כשהוא דוחף בחזרה.
שני מסתמים שומרים על הכניסה לחדרים: המסתם התלת־צניפי בצד ימין והמסתם המיטרלי בצד שמאל. הדשים שלהם קשורים בחוטים, מיתרי הגידים, לשרירים קטנים על דופן החדר, כדי שההתכווצות לא תעיף אותם לאחור אל הפרוזדורים. שני מסתמים נוספים שומרים על היציאה: מסתם עורק הריאה בתחילת עורק הריאה ומסתם אבי העורקים בתחילת אבי העורקים. כל אחד מהם הוא שלושה כיסים דמויי ספל, שמתמלאים ונלחצים זה אל זה כשהדם מנסה ליפול בחזרה.
המסתמים הם שמשמיעים את קול פעימת הלב. ה“לאב” הוא מסתמי הכניסה הנטרקים כשהחדרים מתחילים להתכווץ; ה“דאב” הוא מסתמי היציאה הנסגרים כשהם מרפים. רופא שמקשיב בסטטוסקופ שומע מסתם שדולף, או שאינו נפתח עד הסוף, כרחש שוצף, אוושה.
נסו: לחצו על עצירת התנועה ברגעים שונים של הפעימה. שני מסתמי הכניסה זזים תמיד יחד, וכך גם שני מסתמי היציאה, ושני הזוגות אף פעם אינם פתוחים באותו זמן.
פעימה אחת, שלב אחר שלב
לכל פעימה ארבעה חלקים, והתרשים שליד הסצנה מצייר אותם כלולאה: הלחץ בתוך החדר השמאלי מול נפח הדם שבו.
- מילוי. החדרים רפויים ומסתמי הכניסה פתוחים. הדם שהצטבר בפרוזדורים נשפך אל החדרים, ועוד דם זורם ישר מהוורידים. בסוף הפרוזדורים עצמם מתכווצים ומשלימים את המילוי; במנוחה זה מוסיף כחמישית. זה החלק התחתון של הלולאה: הנפח גדל והלחץ נשאר נמוך.
- התכווצות כשכל המסתמים סגורים. החדרים מתחילים להתכווץ. מסתמי הכניסה נסגרים מיד, אבל הלחץ עדיין נמוך מהלחץ בעורקים, ולכן גם מסתמי היציאה נשארים סגורים. במשך כחלק העשרים של שנייה הלחץ מטפס והנפח אינו יכול להשתנות: הצד הימני של הלולאה.
- פליטה. כשהלחץ בחדר השמאלי עובר את הלחץ באבי העורקים, כ־80 מילימטר כספית, מסתם אבי העורקים נפתח והדם יורה החוצה. הלחץ מגיע לשיא של כ־120 והחדר מתרוקן עד כשני חמישים ממנו: החלק העליון של הלולאה.
- הרפיה כשכל המסתמים סגורים. השריר מרפה, הלחץ יורד מתחת ללחץ באבי העורקים ומסתם אבי העורקים נסגר. הלחץ ממשיך לרדת עד שהוא נמוך מהלחץ בפרוזדור, המסתם המיטרלי נפתח, והמילוי מתחיל מחדש.
רוחב הלולאה הוא נפח הפעימה, הדם שנדחף החוצה בפעימה אחת: כ־70 מיליליטר במנוחה. הגובה שלה מראה מאין בא לחץ הדם המוכר של “120 על 80”: 120 הוא השיא בעורקים בזמן שהלב מתכווץ, 80 הוא הנמוך ביותר שאליו הם יורדים לפני הפעימה הבאה.
כל פעימה מתחילה באות חשמלי מקבוצה של תאי קוצב בדופן הפרוזדור הימני, הקשרית הסינוטריאלית. האות מתפשט על שני הפרוזדורים, ממתין כעשירית שנייה בקשרית שנייה, הקשרית הפרוזדורית־חדרית, כדי שהפרוזדורים יספיקו להתרוקן, ואז דוהר במורד הדופן שבין החדרים ומתפשט מלמטה, כך שהם מתכווצים מהקודקוד כלפי מעלה. עצבים וההורמון אדרנלין משנים את קצב הירי של הקוצב.
שתי לולאות
בחרו פועל תחת הצגת שתי הלולאות, והלב מתכווץ לתוך המעגלים שהוא מניע. הצד הימני שואב דם דרך מחזור הדם הקטן, הלולאה הריאתית: החוצה בעורקי הריאה, דרך הריאות ובחזרה בורידי הריאה אל הצד השמאלי. הצד השמאלי שואב אותו דרך מחזור הדם הגדול: החוצה באבי העורקים ובענפיו לכל שאר האיברים, ובחזרה אל הצד הימני דרך שני הוורידים הגדולים, הוורידים הנבובים, אחד מהראש והידיים ואחד משאר הגוף.
העבודה עצמה נעשית בנימים, כלי הדם הצרים ביותר, שהדופן שלהם היא שכבה אחת של תאים. בריאות החמצן עובר מהאוויר אל הדם ופחמן דו־חמצני עובר החוצה, כל אחד מהם בדיפוזיה, והתאים הופכים משזיף לארגמן כבר בחלק הראשון של הנים. בגוף קורה ההפך: החמצן עוזב את הדם אל תאים ששורפים בעזרתו דלק בנשימה התאית, ופחמן דו־חמצני חוזר. איך הריאות מכניסות ומוציאות אוויר זה כבר סיפור בפני עצמו.
שתי הלולאות עובדות בזו אחר זו, כך שכל טיפת דם עוברת בשתיהן, ושני צדי הלב חייבים לשאוב אותו נפח בכל דקה. אבל הלחצים שבהן שונים מאוד. הריאות קרובות, והנימים הדקים שלהן היו דולפים בלחץ גבוה, ולכן הלולאה הריאתית עובדת בכ־25 על 10. מחזור הדם הגדול צריך כ־120 על 80 כדי להגיע לכל הגוף.
נסו: כשהצגת שתי הלולאות פועלת, צפו בתאים משנים צבע ברשתות הנימים של הריאות למעלה ובאלה של הגוף מעל הלב ומתחתיו. אחר כך לחצו על מאמץ מרבי וראו את כל המעגל מאיץ.
מהר יותר וחזק יותר
כמות הדם שהלב שואב בדקה, תפוקת הלב, היא קצב הלב כפול נפח הפעימה. במנוחה זה כ־70 פעימות בדקה כפול 70 מיליליטר, בערך חמישה ליטרים בדקה: כל הדם שלכם עובר בלב בערך פעם בדקה. שרירים שעובדים קשה צריכים פי כמה וכמה יותר חמצן, ולכן במאמץ שני המספרים עולים. עצבים ואדרנלין גורמים ללב לפעום מהר יותר ולהתכווץ חזק יותר, כך שבכל פעימה נשאר בו פחות דם, ושרירים עובדים לוחצים על הוורידים שלהם ודוחפים יותר דם בחזרה אליו. לב טיפוסי של מבוגר צעיר יכול לשאוב כ־18 ליטרים בדקה במאמץ מרבי.
למהירות יש גבול. ההתכווצות נמשכת בערך אותו זמן בכל קצב, ולכן פעימה מהירה יותר נוגסת בחלק הרפוי שלה, שבו החדרים מתמלאים. במנוחה הם רפויים כשני שלישים מכל פעימה; ב־150 פעימות בדקה פחות ממחצית; ב־190, קצת יותר מעשירית שנייה. קצב הלב המרבי יורד עם הגיל, בערך כמו 220 פחות הגיל בשנים.
נסו: עברו בקצב הלב מבמנוחה אל הליכה מהירה, ריצה ומאמץ מרבי. הלולאה בתרשים נעשית רחבה וגבוהה יותר, הפס הצבעוני שמתחתיה מראה את ההתכווצות תופסת חלק גדל והולך מכל פעימה, והתפוקה עולה מכחמישה לכ־18 ליטרים בדקה.
הלב של ספורטאי
אימוני סבולת מגדילים את החדרים, והם מתמלאים ומתרוקנים בצורה מלאה יותר. הלב של ספורטאי מאומן דוחף החוצה כמאה מיליליטר בפעימה במנוחה, ולכן הוא צריך רק כחמישים פעימות בדקה לאותם חמישה ליטרים. במאמץ מרבי הוא יכול לשאוב 25 ליטרים בדקה ויותר, בקצב מרבי דומה לזה של לב לא מאומן באותו גיל: האימון מגדיל את נפח הפעימה, לא את המהירות המרבית.
נסו: בחרו ספורטאי סבולת תחת לב וגררו את קצב הלב אל 50. התרשים מראה אותם חמישה ליטרים בדקה כמו לב טיפוסי ב־70, מלולאה רחבה יותר.
מה המודל הזה משמיט
הפעימה מחושבת במודל קטן, לא בהדמיה של שריר הלב. ההתכווצות תופסת תמיד חלק קבוע מהפעימה, המילוי עוקב אחרי עקומה פשוטה, הפרוזדורים מוסיפים חמישית מהמילוי במנוחה, והלחצים הם עקומות חלקות דרך ערכים אופייניים למבוגר צעיר ובריא. לבבות אמיתיים שונים מאדם לאדם ומפעימה לפעימה.
המודל מתייחס לקצב לב מהיר יותר כמאמץ קשה יותר, ולכן גם גורם ללב להתכווץ חזק יותר ולהתמלא יותר. לב שדוהר מסיבות אחרות, מפחד, מחום או מתקלה חשמלית, לא מקבל את העזרה הזאת, ונפח הפעימה שלו יורד ככל שהוא מאיץ. התרשים מראה רק את החדר השמאלי; הימני מזרים אותו נפח בכחמישית מהלחץ.
הלב פרוש במישור אחד כמו ציור בספר לימוד, אספקת הדם של הלב עצמו דרך העורקים הכליליים הושמטה, וכל דסקית אדומה מייצגת מיליארדי תאי דם אדומים שקוטרם כ־7 מיקרומטר. שתי הלולאות הן תרשים: בגוף אמיתי עשרות איברים יושבים זה לצד זה במחזור הדם הגדול, כל אחד לוקח את חלקו מהתפוקה, והדם מוצג נע מהר יותר ממה שהוא נע באמת.