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BIOLOGY / THE LIVING BODY

心脏:两台同步的泵

身体里的许多细胞,会在叫作线粒体的细小结构中释放能量,这需要源源不断的氧气和养料。动物细胞页面可以看到它们,但那页不用先读。身体深处的细胞离空气太远,光靠氧气自己慢慢扩散根本来不及,所以身体用一个运输网络来解决:血液,由心脏推动,大约每秒一次,持续一生。心脏必须同时维持两段旅程,一段经过肺,一段经过身体其他部分。血管变窄时,血更难通过,心脏也要更用力;流速和压力的问题,等你想深入时再看管道中的水页面就可以。

身体里的许多细胞不断需要氧气,血液需要先去肺部,再把氧气送到身体各处。心脏怎样让这两段路持续进行?我们先跟随一股回到心脏的血液,认清它进入哪个腔室、又从哪里离开。路线清楚以后,再观察心肌的收缩与瓣膜的开合,解释一次心跳怎样推动血液。

两条循环路线怎样同时运送血液,又不互相混合?

我们面对人体前方,所以人体的右侧在你的左边。打开四个心腔:上面接收血液的空间叫心房,下面主要负责泵出的空间叫心室;右侧和左侧之间有壁隔开。暗红表示含氧较少,亮红表示含氧较多,两者都是血液。移动圆盘是放大的红细胞,浅色薄片是瓣膜。入口瓣连着的细绳叫腱索,心室壁上的小肌肉拉紧腱索,避免压力上升时瓣膜翻向心房。找到这些部分后,按播放观察它们怎样配合;你可以暂停,单独跟随一次开合。

内部过程ECG · 72 bpmP · QRS · T
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01 · 先跟随回流的血液

我们跟随从身体回来的血液。两条大静脉叫上、下腔静脉,把它带进右心房。从肺回来的血液则经肺静脉进入左心房。静脉的意思是把血带向心脏的血管,并不说明里面含氧多少。此时心室舒张。当心房内压力高于相连心室,血液就推动入口瓣开放,进入心室。右侧入口叫三尖瓣,左侧叫二尖瓣。沿一侧看清这条血流路线,就能在另一侧找到同样的安排:心房接收血液,开放的瓣膜让血液进入心室。把两条路线各走一遍。右心室把血送进肺动脉,去肺;血再从肺经肺静脉回到左心房。左心室把血送进主动脉,去全身;血再从全身经上、下腔静脉回到右心房。左右之间有壁隔开,所以两边的血不会混在一起。

右心房

通过上、下腔静脉接收来自身体各处的血液。

缺氧血富氧血瓣叶

把两侧情况放在一起比较

“>”表示左边所写位置的压力较高。每行把压力差、瓣膜反应和血流放在一起,显示压力差怎样影响瓣膜和血流。比较的是压力,不是心腔大小。

阶段压力比较瓣膜反应结果
充盈心房 > 心室入口瓣开放血液进入心室
压力上升心室 > 心房入口瓣关闭阻止向心房倒流
射血心室 > 动脉出口瓣开放血液进入动脉
舒张动脉 > 心室出口瓣关闭阻止从动脉倒流

一次心跳是一串压力变化

心室开始收缩时,若所有瓣膜都关闭,压力会升高,而容积暂时不变。等心室压力超过动脉内压力、出口瓣膜打开后,血液才流出,心室容积随之减小。舒张后,压力降低;入口瓣膜在合适的压差下打开,心室重新充盈。左右心室一起收缩,但一滴血不会在一次心跳内完成肺循环。

读懂心电图与心率控制

现在把顺序读一遍:PP 是心房收到电信号,QRS 是心室收到电信号,TT 是心室恢复。电信号先改变心肌细胞膜两侧的电压,也就是膜内外的电性差别。随后才发生收缩。符号不用背,只要记住这个先后顺序。这条曲线是理想化教学记录,不是泵血力的测量,也不是诊断记录。

心率控制表示每分钟多少拍。一分钟有 60 秒,所以每分钟 72 拍时,一拍用时为 60÷72=5/660 \div 72 = 5/6 秒,约 0.83 秒。心率增大,同一分钟里要容纳更多拍,每拍时间就缩短。慢动作只延长画面的播放时间,不改变选定的心率。

检查理解 · 为什么左心室壁比右心室壁厚?

从心脏到肺再回到心脏的路线叫肺循环;从心脏到身体各处再返回的路线叫体循环。血液流经体循环时遇到的总阻力比肺循环大,因此左心室要产生较高压力才能维持流动。较厚的肌肉壁支持这项较大的泵血工作。