书城童书身体里的那点事:奇妙而有趣的生理常识
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第9章 身体里的"永动机"--心血管系统与循环系统(1)

人体的循环系统是一个由心血管系统和淋巴系统构成的整体运行体系,如果把循环系统比做大江,那么,心血管系统就是它的红色主干;淋巴系统则是它的白色支流。在心血管系统中,心脏是血液循环的动力中心,血压是推动血液运行的推进器。如果说血管、血浆是繁忙的运输线,那红细胞就是大江上满载的点点帆船。正是这个复杂循环系统的正常运转,我们才有了活力充沛的身体。

一、人体神奇管道:心血管系统

心血管系统是一个封闭的管道系统,由心脏和血管所组成。心脏是动力器官,血管是运输血液的管道。通过心脏有节律性收缩与舒张,推动血液在血管中按照一定的方向不停地循环流动,称为血液循环。血液循环是机体生存最重要的生理机能之一。

由于血液循环,血液的全部机能才得以实现,并随时调整分配血量,以适应活动着的器官、组织的需要,从而保证了机体内环境的相对恒定和新陈代谢的正常进行。循环一旦停止,生命活动就不能正常进行,最后将导致机体的死亡。

心脏位于胸腔内,两肺之间,它昼夜不停地收缩和舒张,推动血液在心血管内循环流动。它的大小与本人的拳头相似。

心脏的内腔被房间隔和室间隔分隔为左右不相通的两半,它分为左心房、左心室、右心房、右心室四个部分。左心房和左心室借左房室口相通,右心房和右心室借右房室口相通,同时在左房室口周围附有二尖瓣,右房室口周围附有三尖瓣,膜瓣的主要作用是防止血液从心室倒流回心房。右心室发出肺动脉,左心室发出主动脉。在主动脉和肺动脉的起始处分别有主动脉瓣和肺动脉瓣,能防止血液从动脉逆流入心室。营养心脏本身的血管为左右冠状动脉。冠状动脉如发生病变(痉挛、硬化、血栓形成)可因其供血区供血不足而引起心绞痛,严重时可发生心肌梗死。

心脏是由心肌组成的动力器官。心肌具有自动节律性,即心肌本身具有产生节律性兴奋与收缩的功能,不受中枢神经所支配。

心脏有节律的收缩或舒张活动称为心搏。每分钟心搏的次数叫心率。成人安静时的心率平均为75次/分钟,儿童的心率较快,15~16岁以后才接近成人,一般女子的心率较男子稍快,经常参加体育锻炼的人安静时的心率较慢。

心脏在收缩和舒张的过程,每一次心室收缩所射出的血量称为每搏输出量;每分钟所射出的血量称为每分输出量,是每搏输出量和心率的乘积,也是衡量心脏工作能力的一项重要指标。一般来说,正常人安静时每搏输出量为60~80毫升,每分输出量为4500~5000毫升左右。

人体循环系统的血管分为动脉、静脉和毛细血管三大部分。动脉是血液由心脏射出后流往全身各器官时所经过的管道,它的管壁较厚而有弹性,能承受内部的压力;静脉是血液由全身各器官流回心脏时所经过的血管,静脉的容量很大,通常可容纳全部循环血量的60%~70%,所以有"容量血管"之称;毛细血管是介于动脉和静脉末梢之间的管道,几乎分布于全身的各个器官。毛细血管管径细小,管壁薄,通透性大,有利于血液和周围组织细胞进行物质交换。

人体血液循环分为体循环和肺循环。

1.肺循环

肺循环指血液由右心室射出后,经肺动脉入肺脏,到达肺泡壁的毛细血管网,再经过肺静脉回到左心房的过程。在这一循环过程中,肺部毛细血管里的血液通过肺泡与外界进行气体交换,排出二氧化碳,获得氧气。因此肺动脉里流动的是静脉血,而肺静脉里流动的是动脉血。

2.体循环

体循环是指血液由左心室射出后,经主动脉及其各级分支,到达全身各部的毛细血管,再经小静脉、大静脉最后汇合成上、下腔静脉流回右心房的过程。在这一过程中,血液把氧和营养物质运送到全身各组织;同时,又运走组织内的二氧化碳和其他代谢产物。

体循环的动脉主干是主动脉,从主动脉上分出各级分支分布到全身所有的器官中。体循环静脉分为上腔静脉系、下腔静脉系和心静脉系。

上腔静脉系是收集头颈、上肢和胸背部等处的静脉血回到心脏的管道;下腔静脉系是收集腹部、盆部、下肢部静脉血回到心脏的一系列管道;心静脉系是收集心脏的静脉血液管道。

二、人体卫士:淋巴系统

淋巴系统由淋巴管道、淋巴器官、淋巴组织构成。它是人体的重要防卫体系,它与心血管系统密切相关。淋巴系统能制造白细胞和抗体,滤出病原体,对于液体和养分在体内的分配也有重要作用。

像遍布全身的血液循环系统一样,淋巴系统也是一个网状的液体系统。淋巴系统里流通的淋巴液,由血浆变成,但比血浆清,水分较多,能从微血管壁渗入组织空间。淋巴液里没有红细胞,但有大量的淋巴细胞,具有重要的免疫作用。

脾脏是最大的淋巴器官,占全身淋巴组织总量的25%。脾能过滤血液,除去衰老的红细胞,平时作为一个血库储备多余的血液。

淋巴系统有许多管道和淋巴结,毛细淋巴管遍布全身,收集多余的液体。淋巴系统没有一个像心脏那样的泵来压送淋巴液。新的组织液流入细胞间空隙中的液体挤入淋巴管,动脉和肌肉的张缩也对淋巴液施加向前的压力,呼吸作用则在胸导管内造成负压,使淋巴液向上流而回到血液中去。

人受伤以后组织会肿胀,要靠淋巴系统来排除积聚的液体,恢复正常的液体循环。

沿着毛细淋巴管有100多个淋巴结或淋巴腺,身体的颈部、腹股沟和腋窝特别密集。每个淋巴结里有一连串纤维质的瓣膜,淋巴液就从此流过,滤出微生物和毒素,并加以消灭,以阻止感染蔓延。

当病毒侵入人体发生感染时,淋巴结会肿大疼痛。像喉咙发炎时,会在下巴颏下摸到两个肿快。那就是淋巴结。炎症消失后淋巴肿块也会自然缩小。

三、川流不息的运输工--血液

血液是流动在心脏和血管内的不透明红色液体,主要成分为血浆、血细胞和血小板三种。血细胞又分为红细胞和白细胞。血液中含有各种营养成分,如无机盐。氧、代谢产物、激素、酶和抗体等,有营养组织、调节器官活动和防御有害物质的作用。人体各器官的生理和病理变化,往往会引起血液成分的改变,所以生病后常常要通过验血来诊断疾病。

人体内的血液量大约是体重的7%~8%,如体重60公斤,则血液量约4200~4800毫升。各种原因引起的血管破裂部可导致出血,如果失血量较少,不超过总血量的10%,则通过身体的自我调节,可以很快恢复;如果失血量较大,达总血量的20%时,则出现脉搏加快,血压下降等症状;如果在短时间内丧失的血液达全身血液的30%或更多,就可能危及生命。

血液由四种成分组成:血浆、红细胞、白细胞、血小板。血浆约占血液的55%,是水、糖、脂肪、蛋白质、钾盐和钙盐的混合物。也包含了许多止血必需的血凝块形成的化学物质。血细胞和血小板组成血液的另外45%。

血细胞有两种:红细胞和白细胞。红细胞占大部分,看起来像凹下的圆环,不能到处穿梭,它没有细胞核。红细胞里含有一种特殊的含铁的蛋白质称为血红蛋白,使红细胞看起来是红色的,它能携带吸收肺内的氧至全身,集中全身的二氧化碳到肺。虽然血液含有很多非红细胞成分,但红细胞数目太大了,以至于血液本身也呈现红色。

白细胞是圆形的,它有细胞核,比红细胞大得多,能产生一种称为抗体的蛋白质,帮助机体抵抗细菌、病毒、外来物质引起的感染。

血小板其实不是细胞,只是细胞的碎片,它没有细胞核。当我们受伤后,血小板就聚集起来,粘附在伤口周围,产生启动凝血机制的化学物质,血液就止住了。

血液分静脉血和动脉血。动脉血是在体循环(大循环)的动脉中流动的血液以及在肺循环(小循环)中从肺回到左心房的肺静脉中的血液。动脉血含氧较多,含二氧化碳较少,呈鲜红色,静脉血血液中含较多的二氧化碳,呈暗红色。注意,并不是静脉中流的血是静脉血,动脉血中流的是动脉血,因为肺动脉中流的是静脉血,肺静脉中流的是动脉血。

血液是流体性的结缔组织,充满于心血管系统(循环系统)中,在心脏的推动下不断循环流动。如果流经体内任何器官的血流量不足,可造成严重的损伤,人体大量失血或血液循环严重障碍,将危及生命。

人体内血液的总量称为血量,是血浆量和血细胞的总和,但除红细胞外,其它血细胞数量很少,常忽略不计。每个人体内的血液量,是根据各人的体重来决定的,正常人的血液总量约相当于体重的7%~8%,或相当于每公斤体重70~80ml,其中血浆量为40~50ml。每立方毫米血液中有400~500万个红血球,4000~11000个白血球,15~40万个血小板,另外,同样体重的人,瘦者比肥胖人的血量稍多一点,男人比女人的血量要多一些。

血液是人体中最宝贵的东西,它有着十分重要的作用。

白血球是"人体的卫士"。我们每时每刻都要呼吸空气,都会接触这样那样的东西,而细菌是无处不在的,因此,总不可避免地要碰上细菌。细菌一有机会进入血液,就要在那里繁殖后代,放出毒素,使血液变坏。

这么说来,我们岂不是天天要害病吗?其实不然,我们在一年里得病的机会终究是少数的。这是因为人体的血液里,有一支数量很大的"卫戍部队"在不断地跟细菌战斗、不断地在消灭各种细菌。

这支"卫戍部队"就是白细胞,也叫白血球。白细胞和血小板总共占总血量的0.5%,在正常情况下,每立方毫米的血液中有5000~10000个白细胞。它没有固定的形状,为的是便于跟细菌战斗。

如果不小心划破了皮肤、细菌就会侵入伤口,这时血液中的白细胞就向细菌冲锋包围,同细菌作战,吞食它们,并能释放多种酶杀死和溶解细菌。此后它自己也会死亡。死亡的细胞和细菌就形成了脓液。红肿的地方就是跟细菌作战的战场。

如果在战斗中白细胞全歼了入侵者,那么,红肿就会很快消失,伤口也就很快痊愈:如果白细胞力不能攻克,人就会害病,这就要借助外援,去医院吃药打针消灭细菌。正因为白血球有这样的本能,因此,白细胞就成为"人体的卫士"。

红血球是人体内的"运输队"。红血球非常小,在1立方毫米的血液里含有500万个红血球,一个人体内的红血球数可达250亿个!红血球里有血红素。血红素的性格可十分活跃,它既能和氧结合在一起,也能和二氧化碳结合。和氧结合时,血液就变得鲜红;和二氧化碳结合时,血液就变得暗红。

血红素既能和它们很快地结合,而且还能够和它们分开。当红血球流经肺里的时候,它就跟氧结合在一起,并把氧运送到人体全身的各个角落里,让肌肉、骨骼、神经等细胞得到氧气,能够正常地工作。红血球把氧气送出后就很快地和氧气分离,立刻带走了这些细胞排出的二氧化碳,运回肺部,呼出体外。

红血球就是这样忠诚地把氧气运输给人身体组织的各部位,再从各部位运送出代谢产物二氧化碳,所以我们说,红血球是我们人体内不可缺少的"运输队"。

血小板能与血浆中的其他凝血物质--钙离子和凝血酶等,共同促进止血和加速凝血,人体一旦受伤流血,血小板就会成群结队奔赴现场,迅速聚集粘着在伤口和附近血管上,在十几秒钟内形成血栓,堵住伤口。如果血小板数量减少,伤口流血就不易凝固。当每立方毫米的血中血小板少到3~5万个以下时,皮肤上有时出现不定形的淡紫色斑块(紫癜),就是血小板减少的一种表现。

总之,只有血液永不停息地在我们体内奔流,我们才可能生存在世界上。所以,古今中外的人们都承认:"生命就是血。"

四、循环系统动力泵--心脏

如果思维是情感的源泉,心脏事实上就是血液循环的动力器官。心脏是一个中空的肌肉器官。它能将血液泵到全身各处,将氧和营养物质运送到全身的各个器官和组织。如果没有心脏,血液就不能到达人体的各个部位,人的心脏如同人的拳头般大小,它一般位于胸部正中的左侧。在胸骨的下面,肋骨的内侧。而胸骨和肋骨可以保护心脏免受伤害。

心脏堪称"人体的太阳",那么,它又有着怎样的组织结构呢?心脏被组织壁分为左右两边,每边各有两个腔,一个在上,另一个在下。上面的主腔叫做心房,接受来自静脉的血液;下面的空腔叫做心室,它将血液推出心脏。心房和心室之间被瓣膜分隔开,瓣膜是一片能够阻止血液倒流的组织,在心室和动脉之间也具有瓣膜。

冠脉循环是指心脏本身的血液循环。冠状动脉位于主动脉基部的左右两侧,它们逐渐分支,深入到心肌内部,形成毛细血管网,然后汇集到静脉,最后通入右心房。冠脉循环能够给心脏本身带来氧和营养物质,并且运走心脏的废弃物。

心肌骨架由四个坚韧的纤维环构成,它为心脏瓣膜和心肌提供了附着点。其中,心肌是一种只发现于心脏中的肌肉。心肌纤维分支和其他分支形成结合点,产生互相联结的网络,可以迅速传递脉冲。心肌自发而强有力地进行收缩和舒张,即使不从大脑中获取任何信号,也不会疲劳。心肌纤维的环状排列有利于心室将血液从心脏内挤出,就像紧握的拳头能将球囊里的水挤出来一样。

脑子是掌管思想的机器,因此它具有智能。然而,目前有些学者认为:心是人体的支配者,又是精神活动的主管,心脏也可能被列入"智能器官"。据说,美国加州一位72岁的老人在接受心脏手术后,竟然失去部分记忆,把过去20多年的事都忘了。因此,中国学者认为,可能是因为心脏参与了脑的工作,两者一起主宰着人的思维活动的缘故。

心脏是动力泵,它一刻不停地搏动着,每次心脏搏动时,心脏的两边都会先放松,让血液流进心脏,接着心脏收缩把血液挤入动脉然后到身体的其他部位。随着每次心跳,心脏瓣膜都会关闭以阻止血液流往错误的方向。这时如果凑近胸口仔细地倾听,就会听到"怦怦"的心跳声。

心脏每收缩和舒张一次为一个心动周期,每个心动周期都包括心房舒张、心室收缩、心室舒张和心房收缩四个阶段。正常心动周期的顺序为:首先两心房收缩,继而心房舒张。当心房收缩时,心室处于舒张状态,心房进入舒张后不久,心室开始收缩,随后又进入舒张状态。

窦房结是心脏的天然起搏器,它能发出有规律的电脉冲,促使心脏收缩搏动,从而调控着整个心动周期。首先,窦房结发出的电脉冲先传导到心房,引起心房收缩;而后再传导到房室结,短暂廷搁0.2秒后,电脉冲沿着特殊的心肌传导纤维到达心室,引起心室收缩。而这就是一个心动周期。