Fetal circulation
મનુષ્યોમાં, જન્મ પહેલાં અને પછી રુધિરાભિસરણ તંત્ર અલગ હોય છે. ગર્ભનું પરિભ્રમણ સ્તન્ય પ્રાણીઓમાં ગર્ભમાં રહેલા બચ્ચાની રક્ષા માટેનું આચ્છાદન, નાભિની દોરી, હૃદય અને પ્રણાલીગત રક્તવાહિનીઓ દ્વારા આવરિત નાભિની રક્તવાહિનીઓથી બનેલું છે. ગર્ભના પરિભ્રમણ અને જન્મ પછીના પરિભ્રમણ વચ્ચેનો મોટો તફાવત એ છે કે ગર્ભના તબક્કા દરમિયાન ફેફસાનો ઉપયોગ થતો નથી, પરિણામે ગર્ભમાં રહેલા બચ્ચાની રક્ષા માટેનું આચ્છાદનમાંથી ગર્ભના કોષોમાં ઓક્સિજનયુક્ત લોહી અને પોષક તત્ત્વોને ખસેડવા માટે શંટની હાજરીમાં પરિણમે છે. જન્મ સમયે, શ્વાસ લેવાની શરૂઆત અને નાભિની દોરીનું વિચ્છેદ વિવિધ ફેરફારોને પ્રોત્સાહન આપે છે જે ઝડપથી ગર્ભના પરિભ્રમણને જન્મ પછીના પરિભ્રમણમાં પરિવર્તિત કરે છે. પ્રાણવાયુ, પોષકતત્વો અને કચરાનું આદાનપ્રદાન ગર્ભમાં રહેલા બચ્ચાની રક્ષા માટેનું આચ્છાદન માતા અને ગર્ભના પરિભ્રમણ વચ્ચે પોષકતત્વો અને કચરાના આદાનપ્રદાન સ્થળ તરીકે કાર્ય કરે છે. પાણી, ગ્લુકોઝ, એમિનો એસિડ, વિટામિન્સ અને અકાર્બનિક ક્ષાર ઓક્સિજન સાથે સ્તન્ય પ્રાણીઓમાં ગર્ભમાં રહેલા બચ્ચાની રક્ષા માટેનું આચ્છાદનમાં મુક્તપણે ફેલાય છે. બે નાભિની ધમનીઓ ગર્ભમાંથી નિર્જલીકૃત લોહી અને કચરો સ્તન્ય પ્રાણીઓમાં ગર્ભમાં રહેલા બચ્ચાની રક્ષા માટેનું આચ્છાદન સુધી લઈ જાય છે જ્યાં ઓક્સિજન અને પોષક તત્ત્વો માટે કચરાનું વિનિમય થાય છે. ઓક્સિજનયુક્ત લોહી પછી ગર્ભમાં રહેલા બચ્ચાની રક્ષા માટેનું આચ્છાદનમાંથી નાભિ નસ દ્વારા ગર્ભમાં પાછું આવશે. ગર્ભમાં હિમોગ્લોબિનમાં ઓક્સિજનનું પરિવહન એ લાલ રક્તકણોની અંદર જોવા મળતી રચના છે જે ઓક્સિજન સાથે જોડાય છે અને વહન કરે છે. ગર્ભના હિમોગ્લોબિન ગર્ભમાં રહેલા બચ્ચાની રક્ષા માટેનું આચ્છાદનમાંથી ઓક્સિજન ખેંચવાની ગર્ભની ક્ષમતામાં વધારો કરે છે. આ હિમોગ્લોબિન પરમાણુ દ્વારા સરળ બને છે જે બે આલ્ફા અને બે ગામા સાંકળો (2α2γ) થી બનેલો છે. તેનો ઓક્સિજન-હિમોગ્લોબિન વિયોજન વળાંક ડાબી બાજુએ ખસેડવામાં આવે છે, જેનો અર્થ છે કે તે પુખ્ત હિમોગ્લોબિન કરતાં ઓછી સાંદ્રતામાં ઓક્સિજનને શોષી શકે છે. આ ગર્ભના હિમોગ્લોબિનને સ્તન્ય પ્રાણીઓમાં ગર્ભમાં રહેલા બચ્ચાની રક્ષા માટેનું આચ્છાદનમાં પુખ્ત હિમોગ્લોબિનમાંથી ઓક્સિજન શોષવા માટે સક્ષમ બનાવે છે, જ્યાં ઓક્સિજનનું દબાણ ફેફસાં કરતાં ઓછું હોય છે. જન્મ પછી લગભગ 6 મહિનાની ઉંમરે, ગામા સાંકળો ધીમે ધીમે બીટા સાંકળો દ્વારા બદલાઈ જશે. આ નવા હિમોગ્લોબિન માળખાને હિમોગ્લોબિન એ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જે બે આલ્ફા અને બે બીટા સાંકળો (2α2β) થી બનેલું છે. હિમોગ્લોબિન એ એ પુખ્ત વયના લોકોમાં જોવા મળતું મુખ્ય સ્વરૂપ છે. જન્મ પહેલાં સ્તન્ય પ્રાણીઓમાં ગર્ભમાં રહેલા બચ્ચાની રક્ષા માટેનું આચ્છાદનમાંથી ઓક્સિજનયુક્ત લોહી ગર્ભમાં નાભિની નસ દ્વારા વહન કરવામાં આવે છે, જે ડક્ટસ વેનોસસ અથવા યકૃત દ્વારા ઇન્ફીરિયર વેના કાવા (IVC) માં વહે છે. જ્યારે ઓક્સિજનયુક્ત રક્ત આઈવીસીમાં પ્રવેશ કરે છે, ત્યારે તે ગર્ભની પ્રણાલીગત નસોમાંથી નિર્જલીકૃત રક્ત સાથે સમાંતર ફરે છે, જે જમણા કર્ણકમાં પ્રવેશતા બિલામિનર રક્ત પ્રવાહની સ્થાપના કરે છે. ગર્ભના હૃદયમાં બે ઉપલા એટ્રિયા અને બે નીચલા ક્ષેપક હોય છે. તેમાં બે વધારાની રચનાઓ પણ છે, ફોરામેન ઓવેલ અને ડક્ટસ આર્ટેરિયોસસ, જે ઓક્સિજનયુક્ત રક્ત માટે શંટ તરીકે કાર્ય કરે છે. આ શન્ટ્સનું કાર્ય ફેફસાંને બાયપાસ કરવાનું અને ગર્ભની મહત્વપૂર્ણ પેશીઓમાં યોગ્ય પરિભ્રમણ જાળવવાનું છે. ગર્ભના તબક્કામાં, ફેફસાં પ્રવાહીથી ભરાઈ જાય છે અને તૂટી જાય છે કારણ કે ગર્ભ એમ્નિયોટિક કોથળીમાં હોય છે અને સ્તન્ય પ્રાણીઓમાં ગર્ભમાં રહેલા બચ્ચાની રક્ષા માટેનું આચ્છાદન તેને વધવા માટે જરૂરી ઓક્સિજન પૂરું પાડે છે. ફેફસાના પતન સાથે, ફેફસામાં લોહીના પ્રવાહને રોકવા માટે ગર્ભના તબક્કા દરમિયાન પલ્મોનરી વેસ્ક્યુલર પ્રતિકાર ઊંચો રહે છે. જેમ જેમ ઓક્સિજનયુક્ત લોહી જમણા એટ્રિયમમાં આવે છે, તેમ યુસ્ટેશિયન વાલ્વ ઓક્સિજનયુક્ત લોહીને ફોરામેન અંડકોશમાં નિર્દેશિત કરવામાં મદદ કરે છે, જે જમણા અને ડાબા એટ્રિયમ વચ્ચેનું દ્વાર છે. જેમ જેમ લોહી ડાબા એટ્રિયમમાંથી વહે છે, તે મિટ્રલ વાલ્વમાંથી ડાબી ક્ષેપકમાં જશે અને મહાધમની દ્વારા શરીરમાં પમ્પ કરવામાં આવશે. જમણાથી ડાબા કર્ણકમાંથી ઓક્સિજનયુક્ત લોહીનું સંકોચન ઉપલા હાથપગમાં ઓક્સિજન અને પોષક તત્ત્વોથી ભરપૂર લોહી પૂરું પાડશે, જેમાં નિર્ણાયક અંગઃ મગજનો સમાવેશ થાય છે. કેટલાક લોહી એઓર્ટામાંથી આંતરિક ઇલિયાક ધમનીઓમાંથી નાભિની ધમનીઓમાં જાય છે, અને સ્તન્ય પ્રાણીઓમાં ગર્ભમાં રહેલા બચ્ચાની રક્ષા માટેનું આચ્છાદનમાં ફરીથી પ્રવેશ કરે છે, જ્યાં ગર્ભમાંથી કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને અન્ય કચરાના ઉત્પાદનો લેવામાં આવે છે અને માતાના પરિભ્રમણમાં પ્રવેશ કરે છે. જમણા એટ્રિયમમાં પ્રવેશતા કેટલાક લોહી ફોરામેન અંડાશયમાંથી સીધા ડાબા એટ્રિયમમાં પસાર થતું નથી, પરંતુ જમણા ક્ષેપકમાં પ્રવેશ કરે છે. આ લોહીમાં ગર્ભના પરિભ્રમણમાંથી પરત આવતા ઓક્સિજનયુક્ત ગર્ભસ્થ રક્ત અને નિર્જલીકૃત રક્તનો સમાવેશ થાય છે. આ લોહી પલ્મોનરી ધમનીમાં પમ્પ કરવામાં આવે છે. પલ્મોનરી ધમનીમાં, તે તૂટી ગયેલા ફેફસાં અને પલ્મોનરી રુધિરકેશિકાઓના પરિણામે ઉચ્ચ પલ્મોનરી વેસ્ક્યુલર પ્રતિકાર સાથે મળે છે. ગર્ભમાં, પલ્મોનરી ધમની અને મહાધમની વચ્ચે એક વિશેષ જોડાણ હોય છે, જેને ડક્ટસ આર્ટેરિયોસસ કહેવાય છે. કારણ કે એઓર્ટામાં પલ્મોનરી ધમની કરતાં ઓછું દબાણ હોય છે, મોટાભાગનું લોહી ફેફસાંથી દૂર ડક્ટસ આર્ટેરિયોસસમાં વહે છે. એકવાર લોહી ડક્ટસ આર્ટેરિયોસસમાંથી પસાર થાય છે, તે એઓર્ટામાંથી લોહી સાથે ભળી જાય છે. આ મિશ્ર રક્ત ઓક્સિજન સંતૃપ્તિમાં પરિણમે છે જે ગર્ભના શરીરના નીચલા અડધા ભાગની મોટાભાગની રચનાઓનો પુરવઠો પૂરો પાડે છે. જન્મ પછી જેમ જેમ નાભિની વાહિનીઓ નાબૂદ થાય છે અને શિશુ જન્મ સમયે શ્વાસ લેવાનું શરૂ કરે છે, ત્યારે ઓક્સિજનનો સ્રોત સ્તન્ય પ્રાણીઓમાં ગર્ભમાં રહેલા બચ્ચાની રક્ષા માટેનું આચ્છાદનથી ફેફસાંમાં બદલાય છે. આ મુખ્ય ટ્રિગર ગર્ભમાંથી પ્રસવોત્તર પરિભ્રમણમાં પરિવર્તનને ઘણી રીતે સરળ બનાવશે. પ્રથમ, ડક્ટસ વેનોસસ અગાઉ નાભિની નસમાંથી લોહીના પ્રવાહ દ્વારા ખુલ્લું રાખવામાં આવતું હતું. જન્મ સમયે નાભિની નસમાંથી લોહીનો પ્રવાહ ઘટવાથી તે તૂટી જશે અને ડક્ટસ વેનોસસ બંધ થઈ જશે. તેથી, આઈ. વી. સી. માત્ર શિશુના અંગો અને નીચલા હાથપગમાંથી ડીઓક્સીજેનેટેડ લોહી વહન કરશે. બીજું, જેમ જેમ શિશુ શ્વાસ લે છે, ફેફસાં વિસ્તૃત થશે અને એલ્વિઓલીને ઓક્સિજનથી ભરી દેશે. ઓક્સિજનની માત્રામાં વધારો પલ્મોનરી કેશિકાઓને ફેલાવશે અને નાઇટ્રિક ઓક્સાઇડના પ્રકાશનને પણ ટ્રિગર કરશે, જે ફેફસાંની અંદરની રક્તવાહિનીઓને વધુ ફેલાવે છે. એકસાથે, આ બળો પલ્મોનરી વેસ્ક્યુલર પ્રતિકારમાં ઘટાડો કરશે. ફેફસામાં પ્રતિકારમાં ઘટાડા સાથે, પલ્મોનરી ધમનીઓ દ્વારા હૃદયના જમણા ક્ષેપકમાંથી ફેફસાંમાં લોહીનો પ્રવાહ વધશે, જે નવજાતના પલ્મોનરી પરિભ્રમણને સ્થાપિત કરશે. નવજાત શિશુના દરેક શ્વાસ સાથે, રક્ત પલ્મોનરી કેશિલરી બેડને પરફ્યુઝ કરે છે અને પલ્મોનરી નસો દ્વારા ફેફસાંમાંથી બહાર નીકળતા પહેલા અને હૃદયમાં પાછા ફરતા પહેલા ઓક્સિજનકરણમાંથી પસાર થાય છે. આમ, જેમ જેમ વધુ લોહી પલ્મોનરી પરિભ્રમણમાંથી વહે છે, ફેફસાંમાંથી ડાબા એટ્રિયમમાં લોહીનું વધુ પ્રમાણ પાછું આવશે. શિરાનું વધેલું વળતર ડાબા કર્ણકનું દબાણ ત્યાં સુધી વધારશે જ્યાં સુધી તે જમણા કર્ણકનું દબાણ ઓળંગે નહીં. હૃદયના આ બે ચેમ્બર વચ્ચેના દબાણમાં તફાવત ફોરામેન અંડકોશને બંધ કરશે. છેલ્લે, પલ્મોનરી વેસ્ક્યુલર પ્રતિકારમાં ઘટાડાને કારણે, પલ્મોનરી ધમનીનું દબાણ ત્યાં સુધી ઘટશે જ્યાં સુધી તે એઓર્ટાના દબાણ કરતા ઓછું ન હોય. લોહી ઉચ્ચ દબાણ પ્રણાલીઓમાંથી નીચા દબાણ પ્રણાલીઓ તરફ વહેતું હોવાથી, ડક્ટસ આર્ટેરિયોસસમાં લોહીના પ્રવાહની દિશા વિપરીત થાય છે. જેમ જેમ એઓર્ટામાંથી ઓક્સિજનથી સમૃદ્ધ લોહી ડક્ટસ આર્ટેરિયોસસમાંથી પલ્મોનરી ધમનીમાં વહે છે, તેમ ડક્ટસ આર્ટેરિયોસસ લોહીની ઉચ્ચ ઓક્સિજન સામગ્રીના જવાબમાં સંકોચાય છે. જ્યારે ઓક્સિજન ડક્ટસ આર્ટેરિયોસસના વેસોકોન્સ્ટ્રિક્ટર તરીકે કામ કરે છે, ત્યારે પ્રોસ્ટાગ્લાન્ડિન હાયપોપ્લાસ્ટિક લેફ્ટ હાર્ટ સિન્ડ્રોમના કિસ્સાઓમાં નીચલા હાથપગમાં રક્ત પ્રવાહ જાળવવા માટે ડક્ટસ આર્ટેરિયોસસને ખુલ્લું રાખી શકે છે જ્યાં મિટ્રલ વાલ્વ બંધ હોય છે. પ્રોસ્ટાગ્લાન્ડિનના સ્ત્રોત, સ્તન્ય પ્રાણીઓમાં ગર્ભમાં રહેલા બચ્ચાની રક્ષા માટેનું આચ્છાદન દૂર કરવું એ બીજી પદ્ધતિ છે જેના દ્વારા ડક્ટસ આર્ટેરિયોસસ જન્મ સમયે બંધ થાય છે. આગામી 2 થી 3 અઠવાડિયાની અંદર, સંકોચનના પરિણામે માળખામાં રક્ત પ્રવાહમાં ઘટાડો થાય છે જે માળખાને કાયમી ધોરણે બંધ રાખવા માટે પેશીઓના મૃત્યુને પ્રેરિત કરે છે. આ ફેરફારોના પરિણામે, જન્મ પછીનું પરિભ્રમણ નીચલા અને ઉચ્ચ વેના કાવામાંથી જમણા હૃદયમાં નિર્જલીકૃત રક્તને દિશામાન કરશે, જેમાંથી રક્ત પલ્મોનરી પરિભ્રમણ દ્વારા ફેફસાંમાં વહેશે. લોહી ફેફસાંમાં ઓક્સિજનયુક્ત થશે અને ડાબા હૃદયમાં પાછું આવશે, જે પ્રણાલીગત પરિભ્રમણ દ્વારા શરીરના બાકીના ભાગને પુરવઠો પૂરો પાડવા માટે એઓર્ટા દ્વારા ઓક્સિજનથી સમૃદ્ધ લોહીને બહાર કાઢશે. અમુક કિસ્સાઓમાં, ગર્ભમાંથી પ્રસવોત્તર પરિભ્રમણમાં સંક્રમણ ઉપર વર્ણવ્યા મુજબ સતત ઉચ્ચ પલ્મોનરી વેસ્ક્યુલર પ્રતિકાર તરફ દોરી જતી ગૂંચવણોને કારણે ન પણ થઈ શકે. અકાળ શિશુઓ સંપૂર્ણપણે પરિપક્વ ફેફસાં વિના જન્મે છે જેમાં સર્ફેક્ટન્ટ નામના સંયોજનનો અભાવ હોય છે જે પાણીના સપાટીના તણાવને દૂર કરીને એલ્વિઓલીને ખુલ્લી રાખવાની મંજૂરી આપે છે. ફેફસાના વિસ્તરણમાં પરિણામી મુશ્કેલી શિશુને સામાન્ય કાર્ડિયોપલ્મોનરી સંક્રમણ કરવા માટે પલ્મોનરી વેસ્ક્યુલર પ્રતિકારમાં જરૂરી ઘટાડાને અટકાવે છે, જેના પરિણામે શિશુ શ્વસન તકલીફ સિન્ડ્રોમ થાય છે. વધુમાં, જન્મ દરમિયાન પ્રસંગોપાત, શિશુઓ મેકોનિયમ તરીકે ઓળખાતા તેમના ફેકલ પદાર્થના અવશેષોને શ્વાસમાં લઈ શકે છે, જે પૂરતા પ્રમાણમાં શ્વાસ લેવાથી અટકાવે છે. ફેફસામાં મેકોનિયમની હાજરી, જેને મેકોનિયમ એસ્પિરેશન સિન્ડ્રોમ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે વાયુમાર્ગને અવરોધે છે અને નવજાતના સર્ફેક્ટન્ટને પણ નિષ્ક્રિય કરી શકે છે. મેકોનિયમના ઇન્હેલેશનના પરિણામે થતી બળતરા પણ વાયુમાર્ગના સંકોચનનું કારણ બને છે, જેના પરિણામે એલ્વિઓલીનું નબળું વેન્ટિલેશન અને પલ્મોનરી કેશિલરી બેડનું અપૂરતું ઓક્સિજનકરણ થાય છે. ફેફસાંમાં પ્રવેશતા ઓક્સિજનના અભાવ સાથે, પલ્મોનરી વેસ્ક્યુલર પ્રતિકાર ઊંચો રહેશે અને નવજાતનું લોહી હવે ઓક્સિજનયુક્ત રહેશે નહીં, જે ગર્ભના શંટને બંધ થતા અટકાવશે. શિશુ શ્વસન તકલીફ સિન્ડ્રોમ અને મેકોનિયમ એસ્પિરેશન સિન્ડ્રોમના બંને કિસ્સાઓમાં, ઉચ્ચ પલ્મોનરી વેસ્ક્યુલર પ્રતિકારને કારણે ગર્ભના શંટ ત્યાં સુધી ખુલ્લા રહેશે જ્યાં સુધી શિશુને તેના પોતાના પર શ્વાસ લેવામાં મદદ કરવા માટે યોગ્ય પગલાં લેવામાં ન આવે, જેમ કે સર્ફેક્ટન્ટ અથવા યાંત્રિક વેન્ટિલેશનનું સંચાલન. જો સમસ્યાને સુધારવામાં નહીં આવે, તો શિશુ હાયપોક્સિયા, એસિડોસિસ અને અન્ય ગંભીર ગૂંચવણોમાંથી પસાર થશે, જેમ કે હુમલા. ગર્ભ પરિભ્રમણના પુખ્ત અવશેષો પુખ્ત વયના લોકોમાં મળી શકે છે. ફિઝિયોલોજી ગર્ભના પરિભ્રમણ પાછળનો મુખ્ય ખ્યાલ એ છે કે ગર્ભના હિમોગ્લોબિન (એચ. બી. એફ.) માં પુખ્ત હિમોગ્લોબિનની તુલનામાં ઓક્સિજન માટે વધુ આકર્ષણ હોય છે, જે ઓક્સિજનના આંશિક દબાણમાં તફાવત સાથે, માતાની રુધિરાભિસરણ પ્રણાલીમાંથી ગર્ભમાં ઓક્સિજનના પ્રસારને મંજૂરી આપે છે. બ્લડ પ્રેશર એ ગર્ભનું હૃદય છે અને માતાનું હૃદય નથી જે ગર્ભના રક્ત પરિભ્રમણ દ્વારા તેના લોહીને ચલાવવા માટે ગર્ભના બ્લડ પ્રેશરનું નિર્માણ કરે છે. માનવ ગર્ભના જમણા અને ડાબા ક્ષેપક વચ્ચે ઇન્ટ્રા-કાર્ડિયાક દબાણ સમાન રહે છે. ગર્ભની મહાધમનીમાં લોહીનું દબાણ ગર્ભાવસ્થાના 20 અઠવાડિયા પર આશરે 30 એમએમએચજી હોય છે, અને ગર્ભાવસ્થાના 40 અઠવાડિયા પર સીએ 45 એમએમએચજી સુધી વધે છે. ગર્ભાવસ્થાના 20 અઠવાડિયામાં ગર્ભની નાડીનું દબાણ સી. એ. 20 એમ. એમ. એચ. જી હોય છે, જે ગર્ભાવસ્થાના 40 અઠવાડિયામાં સી. એ. 30 એમ. એમ. એચ. જી સુધી વધે છે. જ્યારે સ્તન્ય પ્રાણીઓમાં ગર્ભમાં રહેલા બચ્ચાની રક્ષા માટેનું આચ્છાદન પસાર થાય છે ત્યારે લોહીનું દબાણ ઘટે છે. ધમની નાભિમાં, તે સીએ 50 એમએમએચજી છે. તે વિલીમાં રુધિરકેશિકાઓમાં 30 એમએમએચજી સુધી પડે છે. ત્યારબાદ, નાભિની નસમાં દબાણ 20 મીમી એચજી હોય છે, જે હૃદયમાં પાછું આવે છે. નાભિની દોરીમાંથી લોહીનો પ્રવાહ 20 અઠવાડિયામાં આશરે 35 મિલી/મિનિટ અને ગર્ભાવસ્થાના 40 અઠવાડિયામાં 240 મિલી/મિનિટ હોય છે. ગર્ભના વજનને અનુરૂપ, આ 20 અઠવાડિયામાં 115 મિલી/મિનિટ/કિલો અને 40 અઠવાડિયામાં 64 મિલી/મિનિટ/કિલોને અનુરૂપ છે. તે 10 અઠવાડિયામાં ગર્ભના સંયુક્ત કાર્ડિયાક આઉટપુટના 17 ટકા અને ગર્ભાવસ્થાના 20 અઠવાડિયામાં 33 ટકાને અનુરૂપ છે. એન્ડોથેલિન અને પ્રોસ્ટાનોઇડ્સ પ્લેસેન્ટલ ધમનીઓમાં વેસોકોન્સ્ટ્રિક્શનનું કારણ બને છે, જ્યારે નાઈટ્રિક ઓક્સાઇડ વેસોડિલેશનનું કારણ બને છે. બીજી બાજુ, ત્યાં કોઈ ન્યુરલ વેસ્ક્યુલર રેગ્યુલેશન નથી, અને કેટેકોલામાઇન્સની માત્ર થોડી અસર હોય છે. વધારાની છબીઓ સંદર્ભો રક્તવાહિની તંત્રની ગર્ભવિજ્ઞાન