Fetal circulation
মানুষের মধ্যে, জন্মের আগে এবং পরে সংবহনতন্ত্র ভিন্ন হয়। ভ্রূণের সঞ্চালন প্ল্যাসেন্টা, নাভির কর্ড, হৃৎপিণ্ড এবং সিস্টেমিক রক্তনালী দ্বারা আবদ্ধ নাভির রক্তনালী দ্বারা গঠিত। ভ্রূণের সঞ্চালন এবং প্রসবোত্তর সঞ্চালনের মধ্যে একটি প্রধান পার্থক্য হল যে ভ্রূণের পর্যায়ে ফুসফুস ব্যবহার করা হয় না যার ফলে প্ল্যাসেন্টা থেকে ভ্রূণের টিস্যুতে অক্সিজেনযুক্ত রক্ত এবং পুষ্টি সরানোর জন্য শান্টের উপস্থিতি ঘটে। জন্মের সময়, শ্বাস-প্রশ্বাসের শুরু এবং নাভির বিচ্ছিন্নতা বিভিন্ন পরিবর্তনকে প্ররোচিত করে যা দ্রুত ভ্রূণের সঞ্চালনকে প্রসবোত্তর সঞ্চালনে রূপান্তরিত করে। অক্সিজেন, পুষ্টি এবং বর্জ্য বিনিময় প্ল্যাসেন্টা মাতৃ এবং ভ্রূণ সঞ্চালনের মধ্যে পুষ্টি এবং বর্জ্য বিনিময়ের স্থান হিসাবে কাজ করে। জল, গ্লুকোজ, অ্যামিনো অ্যাসিড, ভিটামিন এবং অজৈব লবণ অক্সিজেন সহ প্ল্যাসেন্টা জুড়ে অবাধে ছড়িয়ে পড়ে। দুটি নাভি ধমনী ডিঅক্সিজেনেটেড রক্ত এবং বর্জ্য ভ্রূণ থেকে প্ল্যাসেন্টায় নিয়ে যায় যেখানে বর্জ্য অক্সিজেন এবং পুষ্টির জন্য বিনিময় করা হয়। অক্সিজেনযুক্ত রক্ত তারপর নাভির শিরার মাধ্যমে প্ল্যাসেন্টা থেকে ভ্রূণের কাছে ফিরে আসবে। ভ্রূণের হিমোগ্লোবিনে অক্সিজেন পরিবহন হল লোহিত রক্তকণিকার মধ্যে পাওয়া একটি কাঠামো যা অক্সিজেনকে আবদ্ধ করে এবং বহন করে। ভ্রূণের হিমোগ্লোবিন গর্ভের নাড়ি থেকে অক্সিজেন নেওয়ার ক্ষমতা বাড়ায়। এটি হিমোগ্লোবিন অণু দ্বারা সহজতর হয় যা দুটি আলফা এবং দুটি গামা চেইন (2α2γ) নিয়ে গঠিত। এর অক্সিজেন-হিমোগ্লোবিন বিচ্ছিন্নকরণ বক্ররেখা বাম দিকে স্থানান্তরিত হয়, যার অর্থ এটি প্রাপ্তবয়স্ক হিমোগ্লোবিনের তুলনায় কম ঘনত্বে অক্সিজেন শোষণ করতে সক্ষম। এটি ভ্রূণের হিমোগ্লোবিনকে প্ল্যাসেন্টায় প্রাপ্তবয়স্ক হিমোগ্লোবিন থেকে অক্সিজেন শোষণ করতে সক্ষম করে, যেখানে ফুসফুসের তুলনায় অক্সিজেনের চাপ কম থাকে। জন্মের প্রায় 6 মাস পরে, গামা চেইনগুলি ধীরে ধীরে বিটা চেইন দ্বারা প্রতিস্থাপিত হবে। এই নতুন হিমোগ্লোবিন কাঠামো হিমোগ্লোবিন এ নামে পরিচিত, যা দুটি আলফা এবং দুটি বিটা চেইন (2α2β) নিয়ে গঠিত। হিমোগ্লোবিন এ হল প্রাপ্তবয়স্কদের মধ্যে পাওয়া প্রধান রূপ। জন্মের আগে প্ল্যাসেন্টা থেকে অক্সিজেনযুক্ত রক্ত নাভি শিরা দ্বারা ভ্রূণের মধ্যে বহন করা হয়, যা ডক্টাস ভেনোসাস বা লিভারের মাধ্যমে নিম্নতর ভেনা কাভা (আইভিসি)-তে নিষ্কাশিত হয়। অক্সিজেনযুক্ত রক্ত যখন আই. ভি. সি-তে প্রবেশ করে, তখন এটি ভ্রূণের সিস্টেমিক শিরা থেকে ডিঅক্সিজেনেটেড রক্তের সমান্তরালে চলে যায়, এটি ডান অলিন্দে প্রবেশ করার সাথে সাথে একটি বিলামিনার রক্ত প্রবাহ স্থাপন করে। ভ্রূণের হৃদপিণ্ডে দুটি উপরের অ্যাট্রিয়া এবং দুটি নীচের ভেন্ট্রিকল থাকে। এটিতে দুটি অতিরিক্ত কাঠামো রয়েছে, ফোরামেন ডিম্বাশয় এবং ডক্টাস আর্টেরিওসাস, যা অক্সিজেনযুক্ত রক্তের জন্য শান্ট হিসাবে কাজ করে। এই শান্টগুলির কাজ হল ফুসফুসকে বাইপাস করা এবং গুরুত্বপূর্ণ ভ্রূণের টিস্যুতে সঠিক সঞ্চালন বজায় রাখা। ভ্রূণের পর্যায়ে, ফুসফুস তরল দিয়ে ভরে যায় এবং ভেঙে যায় কারণ ভ্রূণটি অ্যামনিয়োটিক থলির মধ্যে থাকে এবং প্ল্যাসেন্টা তার বৃদ্ধির জন্য প্রয়োজনীয় অক্সিজেন সরবরাহ করে। ফুসফুস ভেঙে যাওয়ার সাথে সাথে ফুসফুসে রক্ত প্রবাহ রোধ করতে ভ্রূণের পর্যায়ে পালমোনারি ভাস্কুলার প্রতিরোধের মাত্রা বেশি থাকে। অক্সিজেনযুক্ত রক্ত যখন ডান অলিন্দে আসে, তখন ইউস্ট্যাচিয়ান ভালভ অক্সিজেনযুক্ত রক্তকে ফোরামেন ডিম্বাশয়ে নিয়ে যেতে সাহায্য করে, যা ডান এবং বাম অলিন্দের মধ্যে একটি ছিদ্র। রক্ত বাম অলিন্দের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হওয়ার সাথে সাথে এটি মাইট্রাল ভালভের মধ্য দিয়ে বাম ভেন্ট্রিকলের মধ্যে চলে যাবে এবং মহাধমনীর মাধ্যমে শরীরে পাম্প করা হবে। ডান থেকে বাম অ্যাট্রিয়াম থেকে অক্সিজেনযুক্ত রক্তের সংকোচন উপরের প্রান্তগুলিতে অক্সিজেন এবং পুষ্টির পরিমাণে উচ্চ রক্ত সরবরাহ করবে, যার মধ্যে গুরুত্বপূর্ণ অঙ্গঃ মস্তিষ্ক রয়েছে। কিছু রক্ত মহাধমনী থেকে অভ্যন্তরীণ ইলিয়াক ধমনীর মধ্য দিয়ে নাভি ধমনীতে চলে যায় এবং প্ল্যাসেন্টায় পুনরায় প্রবেশ করে, যেখানে ভ্রূণ থেকে কার্বন ডাই অক্সাইড এবং অন্যান্য বর্জ্য পদার্থ নেওয়া হয় এবং মাতৃ সঞ্চালনে প্রবেশ করে। ডান অলিন্দে প্রবেশ করা কিছু রক্ত ফোরামেন ডিম্বাশয়ের মধ্য দিয়ে সরাসরি বাম অলিন্দে যায় না, বরং ডান নিলয়ে প্রবেশ করে। এই রক্তটি অক্সিজেনযুক্ত প্ল্যাসেন্টাল রক্ত এবং ভ্রূণের সঞ্চালন থেকে ফিরে আসা ডিঅক্সিজেনেটেড রক্ত নিয়ে গঠিত। এই রক্ত ফুসফুসের ধমনীতে পাম্প করা হয়। পালমোনারি ধমনীতে, এটি ফুসফুস এবং পালমোনারি কৈশিকগুলির পতনের ফলে উচ্চ পালমোনারি ভাস্কুলার প্রতিরোধের সম্মুখীন হয়। ভ্রূণের মধ্যে, পালমোনারি ধমনী এবং মহাধমনীর মধ্যে একটি বিশেষ সংযোগ রয়েছে, যাকে ডক্টাস আর্টেরিওসাস বলা হয়। যেহেতু মহাধমনীতে পালমোনারি ধমনীর তুলনায় কম চাপ থাকে, তাই বেশিরভাগ রক্ত ফুসফুস থেকে দূরে ডক্টাস আর্টেরিওসাস জুড়ে প্রবাহিত হয়। একবার রক্ত ডক্টাস আর্টেরিওসাসের মধ্য দিয়ে গেলে, এটি মহাধমনী থেকে রক্তের সাথে মিশে যায়। এর ফলে মিশ্র রক্তের অক্সিজেন স্যাচুরেশন হয় যা ভ্রূণের দেহের নীচের অর্ধেকের বেশিরভাগ কাঠামো সরবরাহ করে। জন্মের পরে যখন নাভির বাহিকাগুলি নিশ্চিহ্ন হয়ে যায় এবং শিশু জন্মের সময় শ্বাস নিতে শুরু করে, তখন প্ল্যাসেন্টা থেকে ফুসফুসে অক্সিজেনের উৎস পরিবর্তিত হয়। এই প্রধান ট্রিগারটি বিভিন্ন উপায়ে ভ্রূণ থেকে প্রসবোত্তর সঞ্চালনে রূপান্তরকে সহজতর করবে। প্রথমত, নাভির শিরা থেকে রক্ত প্রবাহের মাধ্যমে ডক্টাস ভেনোসাসকে আগে খোলা রাখা হত। জন্মের সময় নাভির শিরায় রক্ত প্রবাহ কমে গেলে তা ভেঙে গিয়ে ডক্টাস ভেনোসাসকে বন্ধ করে দেয়। অতএব, আইভিসি শুধুমাত্র শিশুর অঙ্গ এবং নিচের অংশ থেকে ডিঅক্সিজেনেটেড রক্ত বহন করবে। দ্বিতীয়ত, শিশু শ্বাস নেওয়ার সাথে সাথে ফুসফুস প্রসারিত হবে এবং অ্যালভিওলিকে অক্সিজেন দিয়ে পূর্ণ করবে। অক্সিজেনের পরিমাণ বৃদ্ধি ফুসফুসের কৈশিকগুলিকে প্রসারিত করবে এবং নাইট্রিক অক্সাইডের নিঃসরণকে ট্রিগার করবে, যা ফুসফুসের মধ্যে রক্তনালীগুলিকে আরও প্রসারিত করে। এই শক্তিগুলি একসঙ্গে পালমোনারি ভাস্কুলার প্রতিরোধকে হ্রাস করবে। ফুসফুসে প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পেলে, ফুসফুসীয় ধমনীর মাধ্যমে হৃৎপিণ্ডের ডান ভেন্ট্রিকল থেকে ফুসফুসে রক্ত প্রবাহ বৃদ্ধি পাবে, যা নবজাতকের ফুসফুসীয় সঞ্চালন প্রতিষ্ঠা করবে। নবজাতকের প্রতিটি নিঃশ্বাসের সাথে, রক্ত ফুসফুসের কৈশিক বিছানাকে পারফিউস করে এবং ফুসফুসের শিরাগুলির মাধ্যমে ফুসফুস থেকে বেরিয়ে হৃৎপিণ্ডে ফিরে আসার আগে অক্সিজেনের মধ্য দিয়ে যায়। সুতরাং, ফুসফুসীয় সঞ্চালনের মাধ্যমে যত বেশি রক্ত প্রবাহিত হবে, ফুসফুস থেকে বাম অলিন্দে রক্তের পরিমাণ তত বেশি হবে। শিরার বর্ধিত প্রত্যাবর্তন বাম অলিন্দের চাপকে ততক্ষণ পর্যন্ত বাড়িয়ে দেবে যতক্ষণ না এটি ডান অলিন্দের চাপ অতিক্রম করে। হৃৎপিণ্ডের এই দুটি চেম্বারের মধ্যে চাপের পার্থক্য ফোরামেন ডিম্বাশয়কে বন্ধ করে দেবে। সবশেষে, পালমোনারি ভাস্কুলার প্রতিরোধের হ্রাসের কারণে, পালমোনারি ধমনীর চাপ কমে যাবে যতক্ষণ না এটি মহাধমনীর চাপের চেয়ে কম হয়। যেহেতু রক্ত উচ্চ চাপ থেকে নিম্ন চাপের দিকে প্রবাহিত হয়, তাই ডক্টাস আর্টেরিওসাস জুড়ে রক্ত প্রবাহের দিকটি বিপরীত হয়। মহাধমনী থেকে অক্সিজেন সমৃদ্ধ রক্ত যখন ডক্টাস আর্টেরিওসাস জুড়ে পালমোনারি ধমনীতে প্রবাহিত হয়, তখন রক্তের উচ্চ অক্সিজেন সামগ্রীর প্রতিক্রিয়ায় ডক্টাস আর্টেরিওসাস সংকুচিত হয়। অক্সিজেন ডক্টাস আর্টেরিওসাসের ভাসোকনস্ট্রিক্টর হিসাবে কাজ করে, প্রোস্টাগ্ল্যান্ডিনগুলি হাইপোপ্লাস্টিক লেফট হার্ট সিনড্রোমের ক্ষেত্রে নিম্ন প্রান্তে রক্ত প্রবাহ বজায় রাখতে ডক্টাস আর্টেরিওসাসকে খোলা রাখতে পারে যেখানে মাইট্রাল ভালভ বন্ধ থাকে। প্রোস্টাগ্ল্যান্ডিনের একটি উৎস, প্লাসেন্টা অপসারণ হল আরেকটি প্রক্রিয়া যার দ্বারা জন্মের সময় ডক্টাস আর্টেরিওসাস বন্ধ হয়ে যায়। পরবর্তী 2 থেকে 3 সপ্তাহের মধ্যে, সংকোচনের ফলে কাঠামোতে রক্ত প্রবাহ হ্রাস পায় যা কাঠামোকে স্থায়ীভাবে বন্ধ রাখতে টিস্যুর মৃত্যুকে প্ররোচিত করে। এই পরিবর্তনগুলির ফলস্বরূপ, প্রসবোত্তর সঞ্চালন নিম্ন এবং উচ্চতর ভেনা ক্যাভা থেকে ডিঅক্সিজেনেটেড রক্তকে ডান হৃদপিণ্ডে পরিচালিত করবে, যেখান থেকে রক্ত ফুসফুসের সঞ্চালনের মাধ্যমে ফুসফুসে প্রবাহিত হবে। রক্ত ফুসফুসে অক্সিজেনযুক্ত হবে এবং বাম হৃদপিণ্ডে ফিরে আসবে, যা অক্সিজেন সমৃদ্ধ রক্ত মহাধমনীর মাধ্যমে পাম্প করে শরীরের বাকি অংশকে সিস্টেমিক সঞ্চালনের মাধ্যমে সরবরাহ করবে। কিছু কিছু ক্ষেত্রে, ভ্রূণ থেকে প্রসবোত্তর সঞ্চালনে রূপান্তরটি উপরে বর্ণিত জটিলতার কারণে ঘটতে পারে না যা ক্রমাগত উচ্চ পালমোনারি ভাস্কুলার প্রতিরোধের দিকে পরিচালিত করে। অপরিণত সময়ের শিশুরা সম্পূর্ণরূপে পরিপক্ক ফুসফুস ছাড়াই জন্মগ্রহণ করে যার মধ্যে সার্ফ্যাক্ট্যান্ট নামক একটি যৌগের অভাব থাকে যা জলের পৃষ্ঠের টানকে অতিক্রম করে অ্যালভিওলিকে খোলা রাখতে দেয়। ফুসফুস সম্প্রসারণের ফলে অসুবিধা শিশুর জন্য স্বাভাবিক কার্ডিওপালমোনারি রূপান্তর করতে পালমোনারি ভাস্কুলার প্রতিরোধের প্রয়োজনীয় হ্রাসকে বাধা দেয়, যার ফলে শিশু শ্বাসযন্ত্রের সমস্যা সিন্ড্রোম হয়। উপরন্তু, জন্মের সময় মাঝে মাঝে, শিশুরা পর্যাপ্ত শ্বাসপ্রশ্বাস রোধ করে মেকোনিয়াম নামে পরিচিত তাদের মলের অবশিষ্টাংশ শ্বাস নিতে পারে। ফুসফুসের মধ্যে মেকোনিয়ামের উপস্থিতি, যা মেকোনিয়াম অ্যাসপিরেশন সিন্ড্রোম নামে পরিচিত, শ্বাসনালীকে বাধা দিতে পারে এবং নবজাতকের সার্ফ্যাক্ট্যান্টকেও নিষ্ক্রিয় করতে পারে। মেকোনিয়ামের শ্বাস-প্রশ্বাসের ফলে যে প্রদাহ হয় তাও শ্বাসনালীর সংকোচন ঘটায়, যার ফলে অ্যালভিওলির দুর্বল বায়ুচলাচল এবং পালমোনারি ক্যাপিলারি বেডের অপর্যাপ্ত অক্সিজেন হয়। ফুসফুসে প্রবেশকারী অক্সিজেনের অভাবে, ফুসফুসের ভাস্কুলার প্রতিরোধ ক্ষমতা বেশি থাকবে এবং নবজাতকের রক্ত আর অক্সিজেনযুক্ত হবে না, যা ভ্রূণের শান্ট বন্ধ হওয়া রোধ করে। ইনফ্যান্ট রেসপিরেটরি ডিস্ট্রেস সিনড্রোম এবং মেকোনিয়াম অ্যাসপিরেশন সিনড্রোম উভয় ক্ষেত্রেই, উচ্চ পালমোনারি ভাস্কুলার প্রতিরোধের কারণে ভ্রূণের শান্টগুলি খোলা থাকবে যতক্ষণ না শিশুকে তার নিজের উপর শ্বাস নিতে সহায়তা করার জন্য সার্ফ্যাক্ট্যান্ট বা যান্ত্রিক বায়ুচলাচল প্রশাসনের মতো যথাযথ ব্যবস্থা নেওয়া হয়। যদি সমস্যাটি সংশোধন না করা হয়, তবে শিশুটি হাইপোক্সিয়া, অ্যাসিডোসিস এবং অন্যান্য গুরুতর জটিলতার মধ্য দিয়ে যাবে, যেমন খিঁচুনি। প্রাপ্তবয়স্কদের মধ্যে ভ্রূণ সঞ্চালনের অবশিষ্টাংশ পাওয়া যায়। ফিজিওলজি ভ্রূণ সঞ্চালনের পিছনে মূল ধারণাটি হল যে প্রাপ্তবয়স্ক হিমোগ্লোবিনের তুলনায় ভ্রূণের হিমোগ্লোবিনের (এইচবিএফ) অক্সিজেনের প্রতি বেশি অনুরাগ রয়েছে, যা অক্সিজেনের আংশিক চাপের পার্থক্যের সাথে মায়ের সংবহনতন্ত্র থেকে ভ্রূণের মধ্যে অক্সিজেন ছড়িয়ে দেওয়ার অনুমতি দেয়। রক্তচাপ হল ভ্রূণের হৃদয়, মায়ের হৃদয় নয় যা ভ্রূণের রক্ত সঞ্চালনের মাধ্যমে তার রক্ত চালানোর জন্য ভ্রূণের রক্তচাপ তৈরি করে। মানব ভ্রূণের ডান এবং বাম ভেন্ট্রিকলের মধ্যে ইন্ট্রাকার্ডিয়াক চাপ একই থাকে। ভ্রূণের মহাধমনীতে রক্তচাপ গর্ভাবস্থার 20 সপ্তাহের মধ্যে প্রায় 30 মিমি এইচজি হয় এবং গর্ভাবস্থার 40 সপ্তাহের মধ্যে 45 মিমি এইচজিতে বৃদ্ধি পায়। গর্ভাবস্থার 20 সপ্তাহে ভ্রূণের নাড়ির চাপ সিএ 20 মিমি এইচজি হয়, গর্ভাবস্থার 40 সপ্তাহে সিএ 30 মিমি এইচজিতে বৃদ্ধি পায়। প্লাসেন্টার মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় রক্তচাপ কমে যায়। আর্টেরিয়া অম্বিলিকালিসে, এটি সিএ 50 মিমি এইচজি। এটি ভিলির কৈশিকগুলিতে 30 মিমি এইচজি পর্যন্ত পড়ে। পরবর্তীকালে, নাভি শিরায় চাপ 20 মিমি এইচজি হয়, যা হৃৎপিণ্ডে ফিরে আসে। নাভির মাধ্যমে রক্ত প্রবাহ 20 সপ্তাহে প্রায় 35 মিলি/মিনিট এবং গর্ভাবস্থার 40 সপ্তাহে 240 মিলি/মিনিট হয়। ভ্রূণের ওজনের সঙ্গে খাপ খাইয়ে নিয়ে এটি 20 সপ্তাহে 115 মিলি/মিনিট/কেজি এবং 40 সপ্তাহে 64 মিলি/মিনিট/কেজি হয়। এটি 10 সপ্তাহে ভ্রূণের সম্মিলিত কার্ডিয়াক আউটপুটের 17 শতাংশ এবং গর্ভাবস্থার 20 সপ্তাহে 33 শতাংশের সাথে মিলে যায়। এন্ডোথেলিন এবং প্রোস্টানয়েডগুলি প্ল্যাসেন্টাল ধমনীতে ভাসোকনস্ট্রিকশন ঘটায়, অন্যদিকে নাইট্রিক অক্সাইড ভাসোডিলেশন ঘটায়। অন্যদিকে, কোনও স্নায়বিক ভাস্কুলার নিয়ন্ত্রণ নেই এবং ক্যাটেকোলামাইনের খুব কম প্রভাব রয়েছে। অতিরিক্ত ছবি রেফারেন্স কার্ডিওভাসকুলার সিস্টেমের ভ্রূণবিদ্যা