2014年8月23日 星期六

心臟推擠產生的血壓 The Pumping of the Heart Creates the Blood Pressure

探索生命《生物學》183
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1.     左心室收縮產生的高壓力,將血液壓縮到大動脈,流往每一條較小的動脈。動脈壁有彈性,湧入的血液將會撐開血管,造成一波沿著動脈移動的血壓,移動的速率約每秒88公尺,這是動脈搏arterial pulse。我們可在靠近身體表面的大動脈偵測到「動脈搏」。
2.     在心臟循環的放鬆期—心舒期,心臟沒有對動脈的血液施壓,所以動脈的血液壓力下降,但是先前血液湧入血管,伸展血管壁的後座力,仍維持部分血壓。
3.     上述過程即為大動脈的規律循環,在心縮期systole,血壓達到最高點;在心舒期diastole,血壓處於最低點。
4.     人類循環系統的動脈血壓,通常在上臂測量。年輕成年男性的收縮壓systolic values120mmHg,舒張壓約80mmHg。特別留意,下手臂、腿或身體其他地方的血壓值是不同的。
5.     基本上,血液愈遠離心臟,血壓值愈低,唯一的例外是人體的腳動脈。腳動脈的血液平均壓力大於心臟的血壓,大約高了80mmHg,這是因為血管內血柱的重量施加到腳的關係。
6.     頭部的血壓低於心臟約40mmHg,這是因為地心引力將血液往下拉,使得頭部的血壓下降。要使血液抵達頭部,必須有足夠的血壓跨越地心引力的作用。
7.     以長頸鹿來說,要將血液輸送到頭部就是一大挑戰,因為長頸鹿的脖子約有2公尺長,因此,長頸鹿的平均血壓高達260mmHg,是人類血壓的2倍。如同你合理預期的,長頸鹿的動脈比人類厚,這是適應高血壓而演化出的特徵。
8.     因此,靠近心臟的大動脈血壓最高。隨著動脈與其分支距離心臟愈來愈遠,血壓也穩定地下降。在小動脈與靜脈,血壓下降得更多,主要是因為這些血管的半徑變小了。血液到了靜脈,血壓持續價降,靜脈最靠近心臟的地方,也是血壓最低的地方。
9.     循環系統的血液,從左心室到右心房的過程,血壓逐漸下降,這是因為流動的血液與血管壁間有摩擦力。要讓血液持續流動,血管必須存在這種「壓力差/壓力梯度」,這樣液體才能從高壓區域,流往低壓區域。

n   翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton Biology

2014年8月14日 星期四

人類心臟各區塊排列井然有序The Parts of the Human Heart Normally Contact in an Orderly Sequence

探索生命《生物學》182
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1.     人類的心臟其實是由2個心臟合併成一個。因為左側心臟的血液與右側心臟是完全分開的,並且左右兩個區域也分為上下兩個腔室,心臟總共區隔成四個腔室。左右心臟獨立,這樣的心臟構造是哺乳動物和鳥類的特徵。
2.     哺乳動物鳥類是是兩大內溫endothermic脊椎動物,他們也是恆溫動物,不論環境的溫度如何變動,鳥類和哺乳動物的溫度都維持穩定在較高溫度下;這類有機體,新陳代謝的速率高,有非常精準的內控制機制,來調控身體的溫度。
3.     要維持高速率的新陳代謝,穩定供應含氧的血液給組織有其必要,如果動物從肺循環而來的含氧血,與體循環而來的缺氧血混合,對動物是不利的。
4.     大部分脊椎動物的體溫與代謝速率,會隨環境溫度而變動,他們的心臟左右側並沒有完全分離;爬蟲類動物與兩棲動物就是這樣的動物。
5.     爬蟲類動物與兩棲動物有少量含氧血與去氧血混合,因此,變溫動物循環系統提供給組織的氧氣較少,這種循環系統不適合鳥類或哺乳動物,鳥類和哺乳動物每公克體重所需的氧氣,比變溫動物高,變溫動物可在比較低的溫度下生存。
6.     人類的心臟分為左右兩個區塊,左右兩半的心跳基本上是一致的,並且是有秩序的。某些心肌細胞是自動節律的auto-rhythmic,他們自動以自己的節奏跳動,無須中樞神經系統的刺激。
7.     心跳速率由二組神經系統刺激,一組神經加速心跳,另一組神經減慢心跳
8.     運動時,身體對氧氣和營養的需求很高,神經系統導致心臟速率加速;當身體處於休息狀態,神經系統使心跳速率下降。
9.     如果神經與心臟的所有連結都切斷,心臟仍會持續跳動,不過跳動的速率可能會改變,其中最顯著的例子是,青蛙和烏龜的心臟,他們的心臟從身體移除,放入等張溶液,還會跳動一陣子。
10. 如果將心臟的細胞分離出來,離析出來的心臟細胞,仍會自動持續跳動,但是會以不同的速率跳動。
11. 心跳啟動點來自於竇房結sino-atrial node,或稱為SA node,通常稱為心臟的節律點pacemaker,竇房結是右心房壁上的結組織nodal tissue,竇房結的位置在前大靜脈將血液灌注到心房的附近。
12. 結組織是心臟的特徵,結組織具有肌肉的收縮性,但是能像神經系統那樣傳遞衝動。
13. 第二個結組織是房室結the atrio-ventricular node or A-V node。房室結位於分隔心臟兩半的肌肉上,從房室結延伸的結締組織纖維束,稱為房室束bundle of His,穿入兩個心室間的牆壁,然後再分支到心室各區域的肌肉。
14. 在正常的跳動間隔,竇房結S-A node產生的衝動傳遞到兩側心臟壁上,引起心臟收縮。
15. 當竇房結的衝動傳遞到房室結A-V node,房室結受到刺激,神經衝動迅速從房室結,沿著房室束,往下傳遞到心室壁上的浦金耶纖維Purkinje fibers,浦金耶纖維很快地將衝動傳遞到心室各部分,引發心室各區域同時收縮。
16. 心跳指心室收縮與心室放鬆的交替變化。心室收縮稱為心室收縮期systole,心室放鬆稱為心室擴張期diastole。人類在休息狀態下的正常心跳是每分鐘70下,但不同個體存在個別差異。
17. 在每次的心跳程序,心臟皆會釋放數種聲音,聽診器便能從胸部聽到。
18. 每輪心跳程序,首先出現的是一個長的聲音lub,這是心室收縮時,心房與心室間的瓣膜關閉產生的聲音。接著是比較短、比較大聲與高音的心跳聲(dup),這是心室與靜脈間瓣膜關閉的聲音(這應該是心室放鬆,準備讓心房的血液流進來的時機)。
19. 正常的心跳聲lib-dup代表所有的瓣膜功能正常。當瓣膜前方的壓力高於後方,正常的心臟瓣膜會打開。
20. 在心臟擴張期diastole晚期,血液流入心臟,填滿心室與心房,此時,二尖瓣(左心房與心室之間的瓣膜)與三尖瓣(右心房與心室之間的瓣膜)都打開,這是因為靜脈的血液流入心房,使心房的血壓高於心室;接著,心房收縮,將血液從心房擠壓到心室。
21. 一旦心房鬆弛,心房的壓力降到比心室低,三尖瓣和二尖辦就會關閉。接著,心室收縮,心室的壓力超過前面動脈的壓力,使半月瓣semilunar valves(心室與動脈之間的瓣膜)打開,心室的血液流入動脈。當心室放鬆,半月瓣便關閉,防止動脈血液回流到心室。
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22. 當心臟瓣膜受損,沒有辦法完全關閉,血液經由受損的瓣膜回流時,會出現嘶聲等心跳雜音hidding or murmuring sound。這種情況稱為「舒張期雜音diastolic heart murmur」。
23. 有時受損的瓣膜會在心臟收縮時,阻礙血液流動,產生雜音,稱為收縮期心雜音systolic murmur
24. 風濕熱rheumatic fever和其他疾病會導致心雜音。心臟瓣膜損害程度愈大,心臟運作愈沒有效率,心臟變形得愈嚴重。有時心臟瓣膜受損太嚴重,必須以人工瓣膜替代。
25. 在收縮期間,心臟肌肉歷經一連串的電改變electrical changes。這些改變可經由連接在皮膚上的電極偵測,並用儀器繪製成圖,稱為「心電圖electrocardiograph」。
26. 心臟運動異常會改變心電圖的圖像,心電圖electrocardiogram簡稱為ECG。這些變化讓醫師能診斷出心臟異常。舉例來說,心臟組織可能因為疾病受損,而無法將電流傳遞到心臟其他部分,造成部分或全部的心堵塞。這些堵塞對心臟的影響大小要看堵塞對傳導系統有何影響。
27. 心臟傳導系統另一種異常是,持續與不規則收縮,或心房與心室的纖維化fibrillation,心室纖維化(通常會造成心臟病)會導致死亡,是因為血液無法有效地幫浦輸送,我們可用胸外心臟按摩,維持病人的循環系統,直到胸部電擊停止了纖維化。
28. 電擊器發送的短暫電流,穿越心室,阻斷所有的衝動傳導,心臟維持35秒的安靜,然後再開始規律地跳動,「竇房結S-A node」發揮心律調整器的功能。
29. 成年人類的心臟每分鐘幫浦輸送5公升血液,這個份量大約等於全身血液的量。運動期間,心跳的速率和每次心跳輸送的血液量都增加。
30. 心跳速率加快與每次心跳的血液輸出量上升,二者結合,會使運動狀態下心臟血液的輸出量(每分鐘心臟幫浦輸送量),比休息狀態下多47倍。

n   翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton Biology》;圖片來源/studyblue.combio1152.nicerweb.com

2014年8月9日 星期六

右心室將血液壓往肺循環,左心室則是系統循環

探索生命《生物學》181
The Right Ventricle Pumps Blood Through the Pulmonary Circuitthe Left Ventricle Through the Systemic Circuit
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1.     我們將追蹤人體血液循環路徑。首先討論血液從腿或手臂流回心臟的過程,血液先進入右上方的心房,稱為右心房right atrium,or right auricle
2.     輸送血液進右心房的是兩條靜脈管;前大靜脈the anterior vena cava後大靜脈posterior vena cava
3.     接著,血液穿越瓣膜valve(三尖瓣tricuspid valve),進入右心室right ventricle,這是心臟右下方的腔室。到這一步,血液通過組織,從循環系統回到心臟,這些血液含氧量低,二氧化碳含量高。
4.     這些含氧量低的血液,再送回組織,對身體來說沒有意義,因此,右心室壓縮,將血液經由瓣膜壓送到肺動脈幹pulmonary trunk,肺動脈幹很快地分為左右兩條肺動脈 right and left pulmonary arteries,這是流往肺臟的血管。
5.     在肺臟,肺動脈反覆分支,愈岔愈細,末端連接肺泡alveoli,肺泡壁滿布微血管網絡,氣體在肺泡進行交換。
6.     在肺泡,血液的紅血球的血紅素吸收氧後,從肺泡的微血管,流入小靜脈,各條小靜脈再匯集成粗大的肺靜脈pulmonary veins,將血液從肺帶往心臟。
7.     4條肺靜脈將血液排到左心房left ventricle or left auricle。血液從左心房通過瓣膜(二尖瓣the bicuspid or mitral valve)到左心室left ventricle,這是心臟左下方的腔室。左心室能壓縮出剛吸收大量氧氣的血液。
8.     當左心室收縮,它會將含氧血推擠通過心瓣(大動脈瓣 the aortic semilunar valve),進入一條非常大的動脈,稱為主動脈aorta,主動脈再將血液分配到各條動脈,以滿足身體各部分所需。
9.     主動脈從心臟前端伸出來後,形成一個弧度往下凹折,沿著胸腔與腹腔的背側延伸,從主動脈分岔出無數的動脈分支,每一條動脈分支再分岔出更小的動脈,直到變成最小的微血管動脈,與埋在組織裡的微血管相連。
10. 微血管的數量龐大,因此每個細胞只間隔少量的細胞,便可接觸到微血管。唯有透過微血管,氧氣、營養、荷爾蒙和其他物質,才能從血液轉移到組織。
11. 身體的廢棄物—二氧化碳含氮廢棄物—被微血管的血液帶走,而應當運輸的物質,例如組織分泌的荷爾蒙,小腸和肝臟分泌的營養物,也同樣由微血管的血液帶走。
12. 這些血液從微血管網路進入小靜脈venules,這些小靜脈匯流成愈來愈大的靜脈,最後變成一條或多條粗大的靜脈,從器官伸出,這些從器官而來的血液,再排到兩條大靜脈,將血液排入右心房
13. 前大靜脈anterior vena cava/superior vena cava,將頭、頸、手臂的血液排入右心房,後大靜脈posterior vena cava,將身體其餘部分的血液排入右心房。
14. 血液與其他組織之間的物質交換,很少經由動脈或靜脈的血管壁,因為,動脈和靜脈的血管壁很厚,血液和組織的物質無法穿透。相反地,微血管壁只有一層薄薄的內皮細胞endothelial cells,物質能穿越微血管的薄壁交換。
15. 整個血液循環路徑摘要如下:身體的血液進入右側心臟,心臟再將血液擠壓到,血液在肺吸收,排除二氧化碳,然後血液從肺回到心臟左側,這套循環系統稱為肺循環pulmonary circulation
16. 在肺循環,肺動脈從心臟運輸「去氧血」到肺,肺靜脈從肺運輸「含氧血」到心臟;
17. 這批血液接著,從左側心臟擠壓到大動脈與其分支動脈,再從小動脈進入微血管,從微血管進入靜脈,再進入到前大靜脈後大靜脈,最後返回心臟右側,這段循環系統稱為系統循環/體循環 systemic circulation
18. 體循環的動脈運輸「含氧血」,與肺循環的動脈運輸缺氧血的情況正好相反。

n   翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton Biology》;圖片來源/thegeekcity.comaokainc.com