紅血球高速公路:走訪心血管系統

心血管系統

您應該很熟悉您的心臟卜通卜通跳的聲音,也感覺過手腕上的脈搏,這一切都表明您的身體還在運作。但是血液在動脈中快速流動,同時在靜脈裡緩緩流動,都不是偶然的。您的血液、血管、心臟和肺臟一起合作,把您吸入的氧氣帶到身體其他部位,這種整個運作關係被稱為心血管系統,它24小時全年無休地工作,讓您的身體持續運轉。

您的心血管系統非常了不起。為充分了解它為您付出多少努力,讓我們一起來溫習一些關於心血管的詞彙。

  • 心血管系統:負責輸送氧氣和血液運動的器官和血管的複雜網絡。心血管系統由心臟、肺臟、以及全部的血管所組成。
  • 心臟:位於肋骨(胸骨)下方的四腔室肌肉。心臟將富含氧氣的血液幫碰泵送到身體,並將缺氧的血液送到肺臟。心肌收縮通常稱為心跳。
  • 心率:也叫脈搏,這是完整的臟肌肉收縮的頻率。我們通常以每分鐘的心跳來計算心率。一個健康成年人的平均心率,在平靜狀態下大約每分鐘60次到100次。
  • 肺臟:盤踞在胸腔內,佔據左右兩側絕大多數空間的一對器官。肺是非常好的網囊,能使血液散開以增加其表面積,表面積增加則使更多氣體滲入和排出血液(二氧化碳排出而氧氣滲入)。
  • 肺臟的:與肺有關的。
  • 全身性的:與身體其他器官有關的,包括肝、腸、腦、腎等
  • 血管:血液流過的管子。有兩種主要類型的血管—動脈和靜脈。就人體的大部分部位而言,動脈輸送含氧的血液,靜脈輸送缺氧的血液。但是在連接心臟與肺臟的血管系統中,卻是相反的。
  • 血液:這種紅色液態物質會被泵送通過整個心血管系統。血液主要成份是水,負責運送營養素給您的身體。它還含有許多類型的細胞:紅血球、白血球、血漿、血清和血小板。

紅血球(RBC)會攜帶氧氣和二氧化碳進出身體,白血球主要與您的免疫反應有關。血漿是血液中含有脂肪成份的無色液體。血清是血液中含有大部分血液蛋白質的琥珀色成份。而血小板是半月形的,是一種類似細胞的結構,負責讓血液凝結(通常在血管受損時)。

  • 血壓:血液在血管裡流動的壓力,計數單位為mmHg(毫米汞柱)。臨床上,血壓的數值通常收縮壓高於舒張壓。動脈血壓最高,靜脈血壓最低。
  • 心臟舒張:與膨脹,放鬆或擴張有關。
  • 收縮壓:心臟泵送出血液後,血液積極通過血管時的壓力。正常收縮壓應低於120mgHg。
  • 舒張壓:當血液不流動,血管和心臟靜止,即兩次心跳之間血管內的壓力。正常舒張壓應低於80mmHg。
  • 微血管:微小的血管相互交織的小網絡。微血管可以讓氧氣和其他營養素逸出血液,進入細胞、組織和器官,同時把缺乏氧氣和營養素的血液送回心臟。這些網絡是動脈的末端和靜脈的入口。

心血管系統

您知道您的心血管系統是很重要的,但它可能比您想像的要龐大多了。如果把血管拉直,總長度超過6萬哩(或10萬公里);這代表您的血管可以繞地球兩圈半左右。

心血管系統微觀

心血管系統最簡單的定義,就是推動血液通過血管的一系列器官。但這其實漏掉了一些有益的資訊。心血管系統將氧氣和其他營養素輸送到組織,並透過循環作用移除廢物和二氧化碳。

這當中有很多重要的工作,必須通過一系列相互連接的導管(動脈和靜脈)引導血液流經全身來完成。心臟是泵浦,會將血液向前推動。肺循環和體循環是心血管系統中的兩條迴路,引導血液先經過心臟,再通過您的身體。

人類心臟的結構

心臟主要負責泵送血液進出人體的各個部位。人類心臟由於其本身的獨特構造,才能完成這個艱鉅的任務。

心臟是由平滑的心肌細胞組成,能以驚人的力量收縮。其中有一些心肌細胞與神經之間會有電流傳導。當您運動或情緒變動時,電流脈衝會通過您的神經到達心臟。這些信號可以改變心臟肌肉收縮的速度—或者它跳動的速度。

或許您已經知道,心臟分成四個獨立的腔室:左右心房和左右心室。心臟的腔室是由閥門隔開的肌肉袋。他們從循環中收集血液,並通過心臟將其擠壓至肺臟或從肺臟送至全身。心臟的左右兩側在結構上互相對稱,但是每側的作用都不相同,並且執行著泵送血液所必需的特定功能。

心臟的右邊收集循環全身後的血液,這種血液迫切需要加入氧氣恢復活力。在進入肺臟吸收氧氣之前,必須首先進入右心房(收集室)並下降至右心室(泵送室)。右心室負責將血液推送到肺臟以獲得氧氣。

心臟左側接受通過肺臟之後的含氧血液。左心房是這個充氧血液的收集室,含氧的血液會從兩室之間的單向閥下降到左心室。左心室是心臟最強的腔室,當左心室的心肌收縮時,血液就會從心臟被推出送往整個身體。

每一分鐘,就會有五公升(約1.5加侖)的血液通過心臟泵送往您的全身。您的心臟每天可以輸送7,200公升血液到您身體的每一個角落。理論上每次泵送都會將新鮮的氧氣和營養素送到您身體的每個細胞,以維持健康的組織和器官功能。

血流:它到底去哪裡?

要瞭解心血管系統的血液流動路徑,就像在看一張地圖。把紅血球想像成是在繁忙公路上奔馳的車輛,您可以輕鬆地跟著他們通過心臟和身體的其他部位。

健康、快樂、富含氧氣的血球離開心臟的左心室後,開始沿心血管系統的路徑前進。左心室收縮後,在左心室裡面的血液就會通過主動脈瓣進入主動脈。

主動脈是人體內最大的動脈,是運輸血液的高速公路。由於高壓和厚厚的動脈壁肌肉,血流在主動脈中會快速通過。較小的動脈從主動脈分支出來。這些是血液可以跳出這個繁忙的通道,前往身體不同位置的出口。

血液之旅的道路離心臟越遠就越狹窄;就像從高速公路到城市街道和各個社區一樣,道路變得越來越小。動脈再分支成小血管,最終連接到微血管。這些小血管圍繞著重要的器官和組織,微血管則輸送營養和氧氣到器官和組織。

到達最終目的地後,紅血球需要回到心臟和肺臟。但是,跟通過主動脈的快節奏旅程相比,回往心臟的旅程就慢了許多。

如果動脈是血液運送的高速公路,靜脈就是觀景道路。由於壓力較低,它們的速限就比動脈來得低。動脈的緊密結構有助於推動血液通過人體;另一方面,靜脈則較為寬鬆。血液慢慢地穿過靜脈,與身體各處回流的血液匯合,流回心臟。

所有來自靜脈的血液會通過下腔靜脈或上腔靜脈進入心臟。從下半身而來的血液會被引導到下腔靜脈—身體中最大的靜脈,上半身的血液則通過上腔靜脈引導,最後全都進入心臟的右心房。

右心房會收集血液,並通過三尖瓣引導至右心室。血液從右心室迅速排出,通過稱為肺動脈瓣的半月形瓣膜進入肺動脈。

進入肺動脈之後,血液就會流經肺臟,透過微血管網絡來補充氧氣,接著血液才通過肺靜脈回流到心臟並進入左心房。二尖瓣是血液必須通過的最後一道閘門,然後才回到心血管系統的高速公路,在全身形成一個完整的迴路。

過一個心臟健康的生活方式

您的血液必須流到很多角落。如果有一個健康的心臟能在您這輩子的每一天都正常工作,實在是很棒的事。但儘管您的心臟一生都要如此工作,您還是可以做很多事情來保護它,也保護所有心血管系統的健康。

到目前為止,日常運動是維持健康心臟和良好心血管健康的最佳方式。運動時會讓心臟工作得辛苦一點,這樣您就可以維持這個重要肌肉的正常,並為長期的心臟保健做好準備。

體力活動不僅能使您的手腳更強壯,也會增強您的心臟和心血管系統。運動員通常比不常運動的人有更健康的心臟。您不必成為一名職業運動員,但要定期鍛煉並維護心臟和心血管的健康。

每天走走路可能是保持心臟健康最簡單的運動。每天快速行走30到60分鐘,可以使心率達到「最佳點」。保持高心率(在最大值的50-85%之間)應該是您對心臟健康有益的運動的指標。以下數據供您參考:散步會使您的心率達到最大值的50-70%;而打一場網球,或在跑步機上鍛鍊,會將您的心率提高到最大值的70%到85%之間。

飲食中若是反式脂肪和鹽的含量低、而蔬菜和瘦蛋白質含量高,對您的心臟健康也很有用。

對於血壓正常的人士,調節飲食中的鹽分和不健康的脂肪含量,可以加強身體維持健康血壓的能力。除了對您的心臟有益之外,少吃這些不健康的脂肪和鹽,也能讓您維持健康體重。

下列是您可以做的一些事:用具有自然風味的水果和蔬菜取代太鹹的食物,同時也能攝取到許多重要的營養素,如茄紅素和維生素C;而這些都已經證實可以維持心血管系統健康。另外要確保您飲食中的脂肪是來自更自然的植物—可以考慮堅果、橄欖油和椰子油。

保持身體的引擎平穩運轉,並藉著運動和健康的飲食來讓血液健康地泵送。

關於作者

Sydney Sprouse是住在奧勒岡州Forest Grove的自由科學作家。她擁有猶他州州立大學人類生物學的學士學位,並曾在那裡擔任研究生和寫作人員。Sydney是科學的終身學習者,她的目標是盡可能有效地翻譯當前的科學研究。她的寫作主題特別偏重於人類生物學、健康學和營養學。

參考資料

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https://oli.cmu.edu/jcourse/workbook/activity/page?context=b880f13c80020ca6014d4c7646e82bcc

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http://sydney.edu.au/science/biology/learning/blood_composition/