心脏如何泵血:简明解析
心脏其实是一个器官里的两个泵:右侧把血液送往肺部,左侧把血液送往身体其余部位,瓣膜与反复进行的收缩舒张周期使血液只朝一个方向流动。
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四个腔室,一个器官里的两个泵
心脏有四个腔室,右心房、右心室、左心房与左心室。一道名为室间隔的肌肉壁贯穿中央,把右侧与左侧完全隔开。
这一点很重要,因为右侧只处理从身体回流的缺氧血,左侧只处理从肺部回流的含氧血。只要室间隔完整,这两股血液就不会混合。
每一侧都像自己独立的小泵,由两个腔室组成:上方接收血液的心房,以及下方把血液压出的心室。两侧的血液都固定先经心房、再经心室。
把心脏看作共用一个躯体的两个泵,而不是单一的一个泵,会更容易理解其余的结构。
瓣膜:血液的单向门
每个心房与其心室之间都有一个房室瓣,右侧是三尖瓣,左侧是二尖瓣(僧帽瓣)。它们打开让血液从心房流入心室,然后在心室收缩时立即关闭,防止血液倒流。
第二组瓣膜是半月瓣,位于每个心室的出口处,即肺动脉离开右侧、主动脉离开左侧的地方。它们打开让血液流出,并在心室舒张时关闭以阻止血液倒流回来。
如果没有这些瓣膜,每次收缩都会把部分血液推向前方、部分血液推向后方,循环几乎会立刻变得低效。心跳时熟悉的“扑通”声,其实就是这些瓣膜依序关闭的声音,房室瓣先关闭,片刻后半月瓣才关闭。
一次心跳,逐步拆解
- 两个心房都充满回流的血液,右侧是缺氧血,左侧是含氧血。
- 两个心房一起收缩(心房收缩期),把血液经打开的房室瓣推入下方的心室。
- 心室收缩(心室收缩期);房室瓣立即关闭,阻止血液被推回心房。
- 升高的压力把半月瓣推开,血液被压出,右心室的血液进入肺动脉,左心室的血液进入主动脉。
- 心室舒张(舒张期);半月瓣关闭以阻止血液倒流回来,整个心脏重新充血,为下一次心跳做好准备。
为什么左心室壁更厚
若观察心脏的横截面,左心室的肌肉壁明显比右心室的壁厚。这种差异是因为两个心室的任务截然不同。
右心室只需把血液泵向邻近的肺部,路程短,因此在较低压力下靠较薄、力量较弱的壁就能完成任务。左心室则要把含氧血泵向全身,上至脑部,下至双脚,输送到每一个器官,需要高得多的压力才能克服整个血管网络的阻力。
更厚、更富肌肉的壁使左心室能产生这额外的力量。
双循环:经过同一颗心脏的两条回路
由于心脏其实是两个独立的泵,血液每完成一次全身循环,实际上要经过心脏两次,这种模式称为双循环。在肺循环中,心脏右侧把缺氧血泵向肺部,血液在那里获取氧气,然后返回心脏左侧。
在体循环中,心脏左侧接着把这些含氧血泵向身体其余部位,随后返回的缺氧血则回到心脏右侧,准备再次开始这一循环。在这两条回路之间重新经过心脏,使血液能重新获得压力,因此能以高压到达身体组织,而不是在流经肺部后压力已减弱才抵达。
哪些血管与心脏相连,它们又运送什么?
有四条大血管与心脏相连,每一条都把某个特定的腔室连到某个特定的去处。两条把血液带进来,两条把血液送出去;分清哪条是哪条,以及其中的血液是含氧血还是缺氧血,既是常见的得分点,也是常见的失分点。
| 血管 | 连接 | 所运血液 |
|---|---|---|
| 腔静脉 | 身体到右心房 | 缺氧血 |
| 肺动脉 | 右心室到肺部 | 缺氧血(唯一如此的动脉) |
| 肺静脉 | 肺部到左心房 | 含氧血(唯一如此的静脉) |
| 主动脉 | 左心室到身体 | 含氧血 |
是什么让心脏无需受命令就能跳动?
与大多数肌肉不同,心肌是肌源性的,也就是说它能在没有大脑信号的情况下自行收缩。跳动的节律由右心房壁上一小块组织设定,这块组织称为窦房结,常被形容为心脏的天然起搏器。
它发出一波电兴奋,扩散到两个心房使其收缩,再传到心室,使心室在片刻之后收缩,从而让心跳的各个环节保持正确的先后顺序。
心脏设定自己的基本节律,但心率仍能随身体的活动而调整。运动时,神经信号和肾上腺素会加快心跳,让更多含氧血到达工作中的肌肉;休息时,心率又会降回来。
这就是为什么一开始跑步几秒钟内脉搏就上升,而一停下用力脉搏又会回落。
心脏自身的血液供应是怎么来的?
尽管每次跳动时心脏里都充满血液,但流经腔室的血液并不供养心肌本身,心壁太厚,氧气无法从内部通过扩散到达内层肌肉。心脏靠的是它自己的一套血管,即冠状动脉;这些血管从主动脉分出,行经心脏表面,把氧气和葡萄糖输送给心肌。
由于心脏从不停止工作,这份供应必须持续不断。
如果冠状动脉变窄或被堵塞,它所供养的肌肉就会缺氧并可能受损,这正是冠心病与心脏病发作的基础。这也是为什么冠状动脉会与心脏的泵血作用一起出现在课纲中,而不是作为一个单独的课题。
关于心脏需要记住的关键事实
- 心脏有四个腔室:两个接收血液的心房和两个把血液泵出的心室。
- 室间隔把右侧与左侧隔开,因此含氧血与缺氧血永不混合。
- 瓣膜使血液只朝一个方向流动,从心房到心室,再流出到动脉。
- 左心室的壁较厚,因为它要把血液泵向全身,而不只是泵向肺部。
- 动脉把血液带离心脏,静脉把血液带回心脏,肺部血管是其中的例外。
- 血液每完成一次全身循环要经过心脏两次,这称为双循环。
常见问题
心脏瓣膜到底有什么作用?
为什么左心室壁比右心室壁厚?
用简单的话说,什么是双循环?
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