شاید سرانجام دانشمندان یکی از پایه‌ای‌ترین ولی رازآلودترین جنبه‌های تپش قلب را یافته باشند.
یکی از جنبه‌های بسیار مهم چگونگی تپش قلب‌مان شاید کشف شده باشد.
وقتی پای چیزی به مهمی و فراگیری تپش قلب به میان می‌آید، شاید فکر کنید که دانشمندان تا کنون همه‌ی زیر و بم آن را یافته‌اند
ولی قرن هاست، که پژوهشگران نتوانسته اند به چگونگی کارکرد فیزیکی قلب پی ببرند. پمپاژ شدن خون از قلب حس می‌شود، ولی هیچ کسی تا کنون نتوانسته است چگونگی پر شدن قلب از خون را بطور کامل توضیح بدهد.
اکنون پژوهشی توانسته است پاسخ را در یکی از قانون‌های فیزیکی بیابد.
برای یادآوری باید بگوییم که اندازه‌ی قلب ما نزدیک به اندازه‌ی یک مشت انسان بزرگ است، و از چهار حفره ساخته شده است. دو تای بالایی دهلیز، و دو تای پایینی بطن هستند.
خون بدون اکسیژن (که اکسیژن آن توسط سلول‌ها دریافت شده) بطن راست قلب را ترک می‌کند و به ریه‌ها سفر می‌کند، و سپس به صورت خون اکسیژن دار از طریق دهلیز چپ باز می‌گردد.
سپس این خون اکسیژن دار پیش از آنکه دوباره وارد دهلیز راست قلب شود، برای رساندن اکسیژن به بخش‌های دیگر بدن، از بطن چپ پمپ می‌شود.
تا اینجا همه چیز خوب است. و دانشمندان نیز تا اینجای فرآیند را خوب می‌فهمند، ولی آنچه روشن نیست چگونگی و چرایی این رخداد است. چه فرآیند فیزیکی‌ای، بطن‌ها را از خون پر می‌کند؟
اکنون، پژوهشگرانی به سرپرستی موسسه فنآوری KTH Royal در سوئد از چیزی به نام تصویربرداری تشدید مغناطیسی (ام آر آی) قلب و عروق (cardiovascular magnetic resonance imaging) برای پایش اندازه‌ی حفره‌های قلب در هنگام تپش، بهره گرفته‌اند، و نشان داده‌اند که این روند به خاطر نیروهای هیدرولیکی پدیدار می‌شود – درست مانند آنچه که به سیستم ترمز ماشین و لیفتراک توان می‌دهد.
این نه تنها بینشی نو و شگفت‌انگیز نسبت به یکی از فرآیندهای بسیار مهم در بدن ما است – بلکه می‌تواند راه را برای درمان‌های تازه‌ای برای نارسایی‌ها و بیماری‌های قلبی نیز هموار سازد.
سرپرست پژوهشگران، Martin Ugander می‌گوید: "اگر این را پدیده‌ای ساده و بدیهی ببینید، تاثیر نیروی هیدرولیک بر الگوی پر شدن قلب را نادیده گرفته‌اید. یافته‌های ما شگفت‌انگیز است. زیرا می‌تواند به درمان‌های نوینی برای نارسایی‌هایی، مانند گشادی دهلیز قلب بیانجامد."
پس این همه سال چه می‌کردیم که به این موضوع پی نبرده‌ایم؟ سالهاست، تنها به بخشی از این جورچین پی برده‌ایم.
زیست شناسان می‌دانند که پروتئینی به نام titin (تایتین) در سلول‌های ماهیچه‌ی قلب، کارکرد فنری دارد و می‌تواند انرژی کشسانی، آزاد کرده، و بطن‌ها را به پر شدن با خون وادارد. ولی این کارکرد فنری نیز نمی تواند سرعت پرشدن خون را توضیح دهد.
این گروه پژوهشی به فیزیک روی آورد. ایشان از "ام آر آی" برای اندازه گیری اندازه‌ی هر دو حفره، در هنگام دیاستول - گامی که در آن ماهیچه‌ی قلب، از حالت فنری رها می‌شود تا بطن‌ها از خون پر شود- در قلب‌های سالم، بهره گرفتند.
با این کار توانستند مدل‌های فیزیکی - بیشتر مانند یک پیستون - از حفره‌های قلب بسازند، و بر پایه ی قوانین فیزیک، آنچه که رخ می دهد را بررسی کنند.
ایشان دریافتند که ۱۰ تا ۶۰ درصد از بیشینه‌ی نیروی پیشرانی که در زمان دیاستول بطن چپ را پر می‌کند به خاطر آزاد شدن حالت فنری ماهیچه‌ی قلب نیست. بلکه این کار با نیروی هیدرولیک انجام می‌گیرد – این نیرو، فشاری است که یک سیال بر سطح وارد می‌کند.
نیروی هیدرولیک همان نیرویی است که به خاطر اصل پاسکال به ترمز خودرو توان می‌دهد.
این نیرو در قلب، بر اساس نسبت اندازه‌ی حفره‌های قلب با یکدیگر به وجود می‌آید. در هنگام دیاستول، دهلیز بالایی کوچکتر از بطن است، و این گروه نشان داد که به این خاطر، هنگامی که دریچه‌ی بین دو حفره باز می‌شود، خون پر فشار، به بطن می‌ریزد تا فشار یکنواخت شود.
در فیلم زیر می توانید چگونگی این کار را هم در قلب و هم در یک بالون دستی ببینید:
بنا به اعلام این دانشگاه: " هندسه‌ی قلب مقدار نیرو را مشخص می‌کند"
"این نیروهای هیدرولیکی که به حفره‌های قلب، یاری می رسانند تا از خون پر شوند، به خاطر این واقعیت طبیعی که دهلیز از بطن کوچکتر است، بوجود می‌آیند."
بسیاری از بیمارانی که نارسایی قلبی دارند، در مرحله‌ی دیاستول – یا پرشدن – مشکلاتی دارند. به گفته‌ی این گروه، در بیشتر این موارد نیز، هم‌زمان با این نارسایی، اندازه‌ی دهلیز نیز بزرگ است.
اکنون این پژوهش تازه، روشن کرده است که هر چه دهلیز در تناسبی که با بطن دارد بزرگتر شود، نیروی هیدرولیکی کاهش یافته و توانایی قلب در پر شدن از خون نیز کاهش می‌یابد.
Elira Maksuti یکی از پژوهشگران می‌گوید: "تا کنون در درمان بیمارانی که نارسایی قلبی داشته‌اند بیشتر تمرکز بر روی کارکرد بطن آنان بوده است"
"ولی ما گمان می‌کنیم که اندازه‌گیری هر دوی "دهلیز" و "بطن"، برای یافتن نسبت اندازه‌ی آنها به هم، می‌تواند در تشخیص و درمان این بیماران، با اهمیت باشد."
این تنها یک مقاله است و پیش از آنکه بتوانیم با اطمینان دیدگاهمان را نسبت به کارکرد و نارسایی‌های قلب، به طور کامل دگرگون کنیم، باید بررسی‌های بیشتری انجام شود. ولی جالب است که بدانیم، هنوز، رازهای ناگشوده‌ی بسیاری درباره‌ی برخی از بنیادی‌ترین فرایندهای بدن ما وجود دارد که باید فاش شود.
شاید اینها را نیز بپسندید:
دستگاه تازه‌ای برای تقویت قلب
استنت های زیستی جذب شونده
ساخت سلول‌های ضربان‌ساز قلب با بهره از سلول‌های بنیادی
برچسب هوشمند پوستی برای پایشِ صداهای بدن
آموزش جراحان آینده با دریچه‌ی ساخته‌شده قلب
لینک منبع خبر: