心脏的设计图纸

经过数亿年漫长的演化,人类已经设计出了最为高效而实用的心脏图纸。按照这一图纸设计的心脏,分分秒秒为全身各个系统、器官输送养分,带走代谢废物,并且不出一点差错,这如同一场持久的“战斗”。有了心脏,全身各器官才能正常运转,生命活动才能保持。为了打好这场“战斗”,心脏的装备精良而齐全,就像“集团军”一样。

俗语言:兵马未动粮草先行。要照顾好别人,首先要照顾好自己,负责心脏本身营养的是冠状血管系统。从主动脉分出的两条动脉像“皇冠”一样围绕着心脏,这就是大名鼎鼎的冠状动脉。冠状动脉发出后,分为两支,一支向左走行,一支向右走行,再反复分支,深入心脏内部,供给心肌细胞营养。如果冠状动脉系统狭窄或者堵塞,影响了心肌的血液供应,就会引发一系列严重的后果。

“集团军”的指挥部,也就是心脏的传导系统,位于心壁内,由窦房结开始,经结间束、房室结、希氏束、浦肯野纤维网密布于整个心肌。窦房结相当于“司令”,结间束、房室结、希氏束相当于“师长”“旅长”“团长”,浦肯野纤维大概相当于“司号兵”,吹起冲锋号。战场上的指挥部往往是最为隐蔽的,这样敌人才不容易发现。心脏的设计也是如此,传导系统也很隐蔽,不经过特殊处理或借助显微镜,肉眼很难察见。窦房结是指挥部的最高将领,是正常心律的起搏点,它的命令经下级层层传达到整个心肌。

心肌细胞是冲锋在第一线的“士兵”,他们排列有序且训练有素,接受来自传导系统的命令后,同步收缩和舒张,收缩时将血液泵出。心肌细胞有一个重要的特性,那就是“全或无”式的收缩,也就是说,接收到命令后整个心房和心室肌以“全”的形式进行同步收缩,即发生最强的收缩,此时即使应用更强的“命令”也就是刺激,心肌的收缩强度也不发生改变。而如果刺激达不到一定强度,心肌就不发生收缩,也就是“无”。要么一起收缩,要么就不收缩,这种同步性非常重要,这是心脏搏血的保证。如果心肌细胞各自为政,不再跳集体舞,只顾自己扭动,则足以致命,因为肌肉无序扭动的力量不足以将血液输送到全身各处。

心脏还有一个重要的装置系统,相当于“门卫”或“哨兵”,那就是心脏的瓣膜。左心房、左心室之间有二尖瓣,右心房、右心室之间有三尖瓣。二尖瓣、三尖瓣将心房、心室之间的通路变成了“单行道”,血液由心房向心室流动时,瓣膜开放,如果血液要“逆行”,瓣膜则关闭,防止血液由心室流向心房。主动脉和心脏交界处有主动脉瓣,肺动脉和心脏交界处有肺动脉瓣。肺动脉瓣和主动脉瓣的作用也是让血液“勇往直前”,一直向前走,只能从心室流向主动脉、肺动脉,而不能回流。这就保证了在收缩期,心室将全部的血液射向动脉。左心室射血进入主动脉,右心室射血进入肺动脉,从而进入全身循环。如果把门的“哨兵”出了问题,把关不严,就会有血液反流,从心室流向心房,或者从主动脉、肺动脉流向心室,这样就会导致疾病。

有了精良的装备,还需要协调的调度和指挥,心脏——这不过拳头大小的器官是如何保证全身血液供应的?全身的动脉血和静脉血如何不相混?这要从心脏的分化发育说起。