心脏的功能和结构
摘要:心脏是人体最重要的器官之一,是循环系统的动力。人的心脏如本人的拳头,外形像桃子,位于横膈之上,两肺间而偏左。主要由心肌构成,有左心房、左心室、右心房、右心室四个腔。左右心房之间和左右心室之间均由间隔隔开,故互不相通,心房与心室之间有瓣膜,这些瓣膜使血液只能由心房流入心室,而不能倒流。心脏的作用是推动血液流动,向器官、组织提供充足的血流量,以供应氧和各种营养物质,并带走代谢的终产物(如二氧化碳、尿素和尿酸等),使细胞维持正常的代谢和功能。
关键词:心脏 结构 功能
人类的心脏大小,约和拳头相近,重量450克左右,位于胸腔的中央,两肺之间,胸骨后面,横隔之上,食道和脊柱的前方,形似桃子,心脏的外面有一层灰白色的薄膜,叫做心包,心包和心脏表面之间的空隙叫做心包腔,腔内有少许淡黄色液体,在心脏跳动时起润滑作用。
心脏外观可分为心底和心尖,两面和两缘。心底朝向右后上方,较宽大,与出入心脏的大血管相连,心尖朝向左前下方。心脏的前面为胸肋面,大部分被两肺遮盖,仅小部分与胸骨和肋软骨相邻;后面为膈面,贴在膈上。右缘锐利,左缘钝圆。心脏表面近心底处有一环形的冠状沟,分隔心房和心室。心脏有四个腔,分别叫右心房、右心室、左心房和左心室。左右心房或左右心室不能直接相通,由房间隔和室间隔隔开。如果心房之间或心室之间相通,就叫先天性房间隔缺损或室间隔缺损。从脑部和上肢流回心脏的静脉血,经过一根叫上腔静脉的管道回流到右心房;从身体下部回流心脏的静脉血,通过叫下腔静脉的管道回流到右心房。右心房与右心室之间有三扇“门”,叫三尖瓣。右心室血液流出口的“门”,叫肺动脉瓣,血液通过这些“门”被泵入肺动脉再进入肺部;在肺部,氧和新鲜化了的血液,通过四根叫肺静脉的管道,被送入左心房。左心房与左心室之间的二扇“门”,叫二尖瓣。左心室血液流出口的三扇“门”,叫主动脉瓣。血液通过这些“门”,被泵到外周全身。如果这些门发生狭窄或关闭不严,就会得一种心脏病,分别叫二尖瓣、主动脉瓣和三尖瓣狭窄和/或关闭不全。
右心房通过上、下腔静脉口,接纳全身静脉血液的回流,还有一小的冠状窦口,是心脏本身静脉血的回流口。右心房内的血液经右房室口流入右心室,在右房室口生有三尖瓣(右房室瓣),瓣尖伸向右心室,尖瓣藉腱索与右心室壁上的乳头肌相连。当心室收缩时,瓣膜合拢封闭房室口以防止血液向心房内逆流。右心室的出口叫肺动脉口,通过向肺动脉。在肺动脉口的周缘附有三片半月形的瓣
膜,叫肺动脉瓣,其作用是当心室舒张时,防止肺动脉的血液返流至右心室。
左心房通过四个肺静脉口收纳由肺回流的血液,然后经左房室口流入左心室,在左房室口处生有二尖瓣(左房室瓣)。左心室的出口叫主动脉口,左心室的血液通过此口入主动脉,向全身各组织器官分布,在主动脉口的周缘也附有三片半月形的瓣膜,叫主动脉瓣。二尖瓣和主动脉瓣的形状、结构及作用与三尖瓣和肺动脉瓣的基本一致。
房室口和动脉口的瓣膜,是保证心腔血液定向流动的装置,当心室肌舒张时,房室瓣(三尖瓣、二尖瓣)开放,而动脉瓣(肺动脉瓣,主动脉瓣)关闭,血液由左、右心房流向左、右心室;心室肌收缩时则相反,房室瓣关闭,动脉瓣开放,血液由左、右心室泵入主动脉和肺动脉。这样形成了心脏内血液的定向循环,即:上、下腔静脉和冠状静脉窦→右心房→右房室口(三尖瓣开放)→右心室→肺动脉口(肺动肺瓣开放)→肺动脉→肺(经肺泡壁周围的毛细血管进行气体交换)→肺静脉→左心房→左房室口(二尖瓣开放)→左心室→主动脉口(主动瓣开放)
→主动脉(通过各级动脉分布至全身)。
心脏主要由心肌细胞组成,每个心肌细胞之间靠一种叫闰盘的相互连接,齐心协力地一起收缩和舒张,从而构成心脏的跳动。人类经过幼年、少年期后,成年人的心肌细胞在生理状态下已失去了增殖能力,就是说心肌细胞数量将不会再增加。成熟的心肌细胞逸出细胞周期,成为终末化细胞。但心肌内没有能够增生心肌细胞的干细胞,因此,心肌细胞最后就成为终末化组织,成年后就定型了,不能再生再长。一旦心肌受到损伤,心肌细胞将发生玻璃样变性、纤维化,只能进行瘢痕修复,心肌梗死后坏死的心肌必然被纤维组织代替。当前我们的内科药物、导管介入及外科搭桥手术,均不能修复及逆转已经坏死的心肌,最终就会发展为充血性心力衰竭。即心肌收缩力减弱,从而使心脏的射血功能下降。这必然导致全身供血不足。随着 “干细胞生物工程”的蓬勃展开,人们发现骨髓中含有多分化潜能和自我复制的干细胞,为细胞移植重建坏死心肌提供了理想的细胞源。如果将骨髓干细胞作为增加心肌细胞的细胞源,则可以通过移植骨髓干细胞来增加心肌细胞,修复因坏死而减少的心肌细胞。目前已有研究选用骨髓干细胞作为供体细胞,应用创伤性小的临床内科介入方法,经冠状动脉移植,使急性心肌梗死患者重建坏死心肌,改善心脏功能。这种新的治疗方法,已经取得一定疗效。
心脏的作用是推动血液流动,向器官、组织提供充足的血流量,以供应氧和各种营养物质,并带走代谢的终产物(如二氧化碳、尿素和尿酸等),使细胞维持正常的代谢和功能。体内各种内分泌的激素和一些其它体液因素,也要通过血液循环将它们运送到靶细胞,实现机体的体液调节,维持机体内环境的相对恒定。此外,血液防卫机能的实现,以及体温相对恒定的调节,也都要依赖血液在血管内不断循环流动,而血液的循环是由于心脏“泵”的作用实现的。成年人的心脏重约300克,它的作用是巨大的,例如一个人在安静状态下,心脏每分钟约跳70次,每次泵血70毫升,则每分钟约泵5升血,如此推算一个人的心脏一生泵血所作的功,大约相当于将3万公斤重的物体向上举到喜马拉雅山顶峰所作的力。
心脏的每一次搏动,都是依靠心脏的电信号而运作的(见心脏的电传导路径示意图)。最高指挥部是一个叫窦房结的东西,它发出的指令,控制着心脏的节律和次数;这种指令,通过电话线似的传导系统,把电信号传送至心脏的各个位置。当信号传送到心房时,就引起心房收缩,于是把血液泵到舒张的心室中;当信号传送到心室时,心室就会收缩,使右心室把血液泵向肺部,而左心室则把血泵向全身。心房的电信号,要通过叫房室结的类似变电站的结构,再通过叫左右束支的类似传导电线的结构,传导到左右心室。所有这些,组成了心脏的指挥联络系统。如果由于种种原因引起了心脏指挥联络系统发生问题,就会出现心律紊乱,也叫心律失常。
心脏本身对人体内部的需要很敏感,心脏跳动的快慢原本会根据人体的需要而自动调整;运动时需要更多的氧和各种营养物质,心脏跳动就会加快;出现发热或其它需要消耗更多的氧和营养物质的疾病(如癌症)时,也会出现心跳加快的现象。在休息或睡眠时,心脏跳动就会减慢。正常情况下,健康的心脏每分钟跳动在60~140次之间,它会根据身体需要而调整每分钟的心跳次数。平均每天跳动120000次。当身体运动、需要泵血量增加时,心脏可在数秒之内使泵血量增加4倍。
心脏是一个将血液和营养输送到全身的器官,但它自身也需要营养。它是通过冠状动脉获得营养的。冠状动脉分为左冠状动脉和右冠状动脉。左冠状动脉从开口处到分叉前的那一段叫左主干,其情况各个人常不相同,有的长一点,有的短一点;左冠状动脉分叉后,主要分为两支,一支叫前降支,另一支叫左旋支,右冠脉主要是一支,到最后分为后降支和左室后侧支。如果病变斑块在这些冠脉内形成而造成狭窄,运送到心脏的血流量就会减少,从而出现轻微的胸痛到心跳骤停等症状,严重时可以危及生命。
心脏和胰腺、甲状腺等腺体一样也是一个内分泌器官,分泌许多种激素。肾素-血管紧张素-醛固酮系统也存在于心脏内,它还分泌出多种多肽,其中研究最早的为心房钠尿因子、心房利钠肽又叫心钠素或心房钠尿激素。能与其它激素相互作用精确地调控血压和容量。它所分泌的脑钠肽,对于诊断是否有心力衰竭有很大作用。这些激素在治疗心力衰竭等方面,都具有重要意义。
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