第一章 冠心病的基本知识
第一节 心脏
一、心脏的内部结构
心脏的内部结构(图1-1)比较复杂,犹如一座两层楼的楼房——上下两层共四个腔,上面是两个心房,下面是两个心室。两心房、两心室之间各有一“隔板”,将其分为左、右两半。右侧的称为右心房、右心室;左侧的则称为左心房、左心室;中间的隔板分别称作房间隔和室间隔。
图1-1 心脏的内部结构
心脏内部的右心房与右心室之间存在三个近似三角形的帆状瓣膜,称三尖瓣。左心房和左心室之间有两个淡乳白色半透明帆状瓣膜,叫做二尖瓣。
连接心脏的出口有两根大血管,其中连接右心室的称为肺动脉,连接左心室的称为主动脉。在右心室与肺动脉之间的三个半月形瓣膜,称为肺动脉瓣。在左心室与主动脉之间又有三个半月形瓣膜,称为主动脉瓣。这些瓣膜都能非常灵巧地、有规律地、自动地开放及关闭。当心室收缩时,心室内的血液冲开主动脉瓣和肺动脉瓣流入主动脉及肺动脉里去。当心室舒张时,心室与大动脉之间的瓣膜就关闭。心室舒张和心房收缩使房室之间二尖瓣、三尖瓣开放,这样左右心房里的血液就能够畅通无阻地流到左右心室里去,而主动脉、肺动脉里的血液却无法流到心室。从而保证血液始终循一方向流动,而不会发生倒流。
二、人体血管网络的构成
血管是血液流动的管道,分为动脉、静脉以及毛细血管三种(图1-2)。动脉起自心脏,不断分支,口径慢慢变细,管壁渐渐变薄,最后分成大量的毛细血管,分布到全身各组织及细胞之间。毛细血管再逐渐汇合成静脉,最后返回心脏。动脉与静脉是输送血液的管道,而毛细血管则是血液和组织进行物质交换的场所。
图1-2 血管
心血管系统是一个“密闭”的管道系统,心脏则是泵血的肌性动力器官,而运输血液的管道系统即为血管系统(图1-3)。它布散全身,无处不至,负责将心脏搏出的血液输送至全身的各个组织器官,以满足机体活动所需的各种营养物质,同时将代谢终产物(或废物)运回心脏,通过肺、肾等器官排出体外。
图1-3 血液循环系统
血管系统按其通过的血液是新鲜的还是用过的,是离开还是返回心脏的特性而分为动脉及静脉。输送新鲜血液离开心脏的血管称为动脉,动脉内血液压力较高,流速较快,因此动脉管壁较厚,富有弹性及收缩性等特点。根据动脉结构和功能的特点,将其分为弹性动脉、肌性动脉以及小动脉。输送用过了的血液回到心脏的血管称为静脉。与同级的动脉相比,管壁较薄,而管腔较大,数目也较多,四肢与肋间静脉还含有静脉瓣,这些形态结构的特点均和静脉压较低、血流缓慢等功能特点相适应的。体动脉血中由于含氧较多,故颜色鲜红;体静脉血中因含有较多的二氧化碳,故而颜色暗红。
小循环和上述的大循环相反,肺动脉中含有静脉血,而肺静脉中却含带氧丰富的动脉血。在动静脉之间有一种极细的血管,叫做毛细血管。其管径很细,管壁薄,通透性较好,血压低,血流缓慢,彼此联结成网,是血液与组织进行物质交换的场所。
一个成人的毛细血管总量在300亿根以上,长约11万千米,足足绕地球2.7圈。可见,人体的血管系统是多么庞大,涵盖了所有的动脉、静脉和毛细血管。
三、心脏将血液输送到全身各处
心血管系统是一个封闭的管道系统,由心脏与血管组成。心脏是动力器官,血管是运输血液的管道。通过心脏有节律性的收缩与舒张,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。
血液循环根据其循环路径不同可分为体循环和肺循环两种。
(1)体循环:是由左心室收缩,血液(动脉血)进入主动脉;然后沿着升主动脉、主动脉弓以及降主动脉各级分支到达身体各部的毛细血管。由于毛细血管壁非常薄,通透性强,血液流动速度缓慢,就能够与周围的组织、细胞进行物质交换,血流中的营养物及氧气被组织和细胞吸收,而组织、细胞的代谢产物的二氧化碳则进入血液,如此,血液由鲜红色的动脉血变成暗红色的静脉血。毛细血管逐渐汇集成各级静脉,最后汇成上、下腔静脉流回右心房再进入右心室。因为体循环在身体内路程长,流经的组织和细胞范围广,所以又称大循环。其主要作用是将营养物质及氧气运送到身体各部位的组织及细胞,又将组织、细胞的代谢产物转运至排泄器官,保证组织和细胞的新陈代谢正常进行。
(2)肺循环(图1-4):由体循环流回右心房的静脉血(暗红色),在心室收缩时,由右心室将血液注入肺动脉,肺动脉进入肺后反复分支,最后在肺泡之间移行成为毛细血管,肺毛细血管内氧的浓度低而二氧化碳浓度较高。通过气管、支气管从空气中吸入到肺泡内的氧气浓度高而二氧化碳浓度低,所以肺泡内的氧气压力大于肺泡周围毛细血管内的氧气压力,而肺泡内的二氧化碳压力小于肺泡周围毛细血管内的二氧化碳压力。正常情况下,气体是从压力高向压力低处弥散。故而肺泡间毛细血管内的二氧化碳扩散到肺泡内,肺泡内的氧气弥散到毛细血管内。血液在肺部经过气体交换后,使静脉血变成含氧量高的动脉血(鲜红色)。肺内小静脉汇集成左、右各一对肺静脉,出肺后注入左心房,血液再由左心房流入左心室。血液沿上述途径循环称肺循环。肺循环在体内路程短,因此又称小循环。其主要功能是使人体内含氧量低的静脉血转变为含氧丰富的动脉血,使血液得到氧气,排出二氧化碳。
图1-4 肺循环
四、心脏能夜以继日跳动的原因
平时,我们无论运动还是休息,都不曾有意识地指挥自己的心脏跳动,可是心脏却总是不知倦怠夜以继日地跳动,这是为什么?
原来,心脏具有一种非凡的性能即自律性。在动物试验中我们可以看到,即使把心脏从动物躯体中拿出来,心脏还能继续跳动一段时间。
那么,心脏的这种自律性又是从何而来?为了了解心脏的自律性,我们先认识心肌细胞。
心脏中的心肌细胞包括两种类型:一是大多数的普通心肌细胞,这些细胞受到刺激将产生收缩,刺激消失后又舒张开来。这样的一次收缩与一次舒张合起来,便组合成了心脏的一次跳动。二是特殊心肌细胞,它们可以按自身固有的规律即自律性,不断地产生兴奋并传导给普通心肌细胞,自律细胞就如同一个小发电站,不需任何外来刺激或神经刺激就可以自动地有节律地发出一股股微小电流,刺激心肌收缩进而产生跳动。
心脏的这种自律细胞集中在右心房的上腔静脉入口处,形成窦房结。窦房结(图1-5)如同一个脉冲发生器,其强有力的自律性兴奋,经由传导系统的传播,决定着整个心脏的跳动频率,即心率,所以窦房结是心脏的起搏点。
图1-5 窦房结位置
正常心脏由窦房结发起激动,然后一面经由前结间束的一支从右心房到左心房,另一面通过前结间束的另一支及中、后结间束到房室结。心脏每跳动一次的具体步骤,简单地说,先是两个心房收缩,这时两个心室舒张;接着两个心房舒张,随后两个心室收缩;最后全心舒张。心脏就是这样有节律地活动的,每次收缩之后均有一定的舒张时间。可见,心脏每跳动一次,心房、心室的舒张期比收缩期长一些,这才使心肌有充分的时间休息,并使血液充分返回到心脏。这样一来,在人的一生中,心脏可以昼夜不停地、有规律地跳动而不疲倦。
五、心跳指令的传导
心脏有节律地跳动,并将这个跳动的指令传递下去,是由于心脏本身含有一种特殊的心肌纤维,具有自动节律性兴奋的能力,组成心脏的传导系统,它包括窦房结、房室结、房室束以及浦肯野纤维。
正常人的心脏由窦房结发起跳动。窦房结是心脏正常的起搏点,居于右心房壁内,窦房结内的起搏细胞发生的兴奋经由过渡细胞传至心房肌,使心房肌收缩。同时兴奋可经结间束传递至房室结,并在房室结有一个短暂的生理延搁(约为0.05秒的时间),继而由房室结发出房室束进入心室。房室结将窦房结发出的冲动传递至心室引起心室收缩。房室束进入室间隔分为左、右束支,分别沿心室内膜下行,最后快速经细小分支即浦肯野纤维而到达心室肌,引起心室收缩,然后经过短暂的调整(舒张期)后重复下一次搏动过程。
近年的研究发现表明,具体组成心脏传导系统的心肌纤维类型有下列三型细胞。
(1)起搏细胞:简称P细胞。这种细胞组成窦房结与房室结,生理学研究表明,这些细胞是心肌兴奋的起搏点。
(2)移行细胞:主要存在于窦房结与房室结的周边及房室束,起传导冲动的作用。居于窦房结的移行细胞,有的和心房的心肌纤维相连,将冲动传到心房。
(3)浦肯野纤维:或称束细胞。生理学研究证明,这种细胞能快速传导冲动。房室束分支末端的细胞和心室肌纤维相连。将冲动传到心室各处。
六、情志对心脏的影响
七情是内伤杂病的主要原因之一,包括喜、怒、忧、思、悲、恐、惊七种情志活动。通常情况下七情并不致病,只是人的精神意识对外界事物的反应。作为病因是指这些活动太过强烈、突然或持久,引起脏腑气血功能紊乱而致病。七情致病虽可伤及五脏,但主要以影响心、肝、脾为多见。情志的异常变化,首先影响心脏的功能,然后累及其他脏腑,出现种种不同的功能失调。
比如,喜是心的情志的表现。常言说:“人逢喜事精神爽。”当人喜乐、高兴的时候,就会觉得精神愉快,全身舒畅。因为它可以促使气血流畅,营卫通调,所以适度喜乐有益身心健康,是健康人正常的情志活动。但是,如果过度开心,不仅无益,反而使心气散乱,精神无法集中,所谓“喜伤心”。过分的喜,不仅伤心,而且会伤肺,因为心肺同属上焦。除了喜乐,其他情志也会对心形成一定影响。
七、心脏的工作量
心脏从胚胎2~3周开始跳动直至寿终才停止工作。
初生婴儿每分钟跳动约180次,6岁至成年人每分钟为60~90次不等,每分钟按75次算,一昼夜跳动10800次。心脏每跳一次就是一次脉搏(图1-6)。心脏每次跳动由收缩和舒张两个动作来完成。健康的成年男性在静息状态下,心脏每搏动一次所泵出的血量约为70毫升(60~70毫升),如果以每分钟平均心跳75次计算,那么每分钟心脏共输出血量约为5升(5~6升)。女性比同体重男性心输出量约低10%。青年时期心输出量大于老年时期。心脏每分钟共输出约5升(即5千克)血量,就相当于全身血液的总量,所以,心脏每分钟差不多要将体内的血液全部环流一遍。照此计算,每24小时健康成年人的心脏,要排出血液约8000千克,是心脏本身重量的30000倍。若在从事体力劳动或体育活动,心脏血液输出量是安静状态的6倍之多,也就是说,心脏每天要泵出48000升血液,重约48吨。如果用东风卡车进行运输,需装8卡车。
图1-6 心脏的搏动
如果将心脏收缩力作为起重动力,有人计算,在20天时间内心脏收缩力的总和,就能够把整个身体高举到5547米的高山顶上去。一个人活到70岁时,其心脏总共跳了29.4亿多次,输送到全身的血液共达20多万吨,相当于一个约40万人口的现代化城市一天的生活用水量。
八、心脏的营养供给
一切生命活动均需要依靠基本的营养和能量才能维持。心脏不停地跳动,就是要将养分输送到全身各器官,以满足它们必需的营养及能量。那么心脏本身也需要营养和能源,它所需的这些营养与能量又是从哪里来的呢?事实上,心脏也有一套供给自己营养的血管系统,即冠状动脉与冠状静脉,也称冠状循环。
冠状动脉是提供心肌血液的动脉,分左、右两支,起源于主动脉根部,也是升主动脉的第一对分支。左心室排出的血液是含氧量最高的新鲜血液,排到升主动脉后首先提供给冠状动脉,这就充分保证了心脏对各种营养及能源的需要。
左右冠状动脉在心脏表面游走,并分出许多小支由心外膜进入心肌,在心肌纤维间构成丰富的毛细血管网,供给心肌血液。左冠状动脉主要供应左心室前壁及侧壁;右冠状动脉主要供应左心室下壁、后壁、室间隔和右心室。两者还有丰富的吻合支。冠状动脉虽小,但血流量极大。它的血量要占每次心搏出量的1/10。这就确保了心脏有足够的养料和氧气维持有力的昼夜不停的跳动。
冠状静脉伴随冠状动脉收集代谢后的静脉血液,回到心脏后面的冠状静脉窦,留至右心房。
如果冠状动脉发生了堵塞,导致供给心肌营养的血流中断,心肌就会发生缺血坏死,临床上称为心肌梗死。