五、循环系统
循环系统起到运输体内物质的作用,把细胞所需要的氧和养料运进来,把细胞所排出的二氧化碳和废物运出去。消化系统所吸收的营养物质,呼吸系统所交换的氧,都要经过循环系统运输给细胞使用,而细胞产生的二氧化碳和废物也需要循环系统运输到排泄系统排出体外。循环系统包括血液系统和淋巴系统。英国的哈维(1578-1657)发现血液循环。血液循环系统包括血、心脏和血管,心脏是血泵,是血液循环的动力器官,起到泵送血液的作用,血液在血管内循环流动;淋巴循环系统包括淋巴、淋巴管和淋巴器官。
1、血液。
血液是一种红色粘稠的液体,有运输氧、二氧化碳、营养物质和废物作用,还有防御保护和调节体温的作用。成人的血液占体重的7~8%。
血液的成分:血液由血浆(约占55%)和血细胞(约占45%)组成。血浆以水分为主,含有91~92%的水分,其它有7%的蛋白质、0.1%是葡萄糖(叫做血糖)、0.9%的无机盐等重要物质。细胞是依靠血浆生存的,血浆成分对细胞的成长发育有决定性作用。血浆的主要功能是起到运送血细胞、养料和废物的作用,有利于细胞的生存。血浆中含有纤维蛋白原,当流血时,它与血小板和破损细胞释放的凝血物质作用形成不溶性的纤维蛋白,使血液凝固封住伤口,阻止流血。血细胞也叫做血球,由红细胞(红血球,RBC)、白细胞(白血球,WBC)和血小板(PLT)组成。血细胞是由红骨髓制造的,淋巴器官也能够形成白细胞。
红细胞无细胞核,像一个两面凹的圆饼,直径约7.7微米,平均寿命为120天。成年人1立方毫米血液里平均约含有红细胞500万个(男)、420万个(女)。红细胞里面有血红蛋白,使血液呈现红色,具有携氧和运输二氧化碳的能力。与氧结合时呈鲜红色,这是动脉血,与二氧化碳结合时呈暗红色,这种血叫做静脉血。正常人每100毫升动脉血里含氧19毫升,其中溶解在血浆里的只有0.3毫升,绝大多数氧是与血红蛋白结合的。成年人100毫升血液里平均约含有血红蛋白男人为14(12~16)克,女人为12(11~15)克。人体内每秒钟约有300万个红细胞老死,也有相同数量的红细胞诞生,大约120天全部更换一次。红细胞或者血红蛋白含量过少就叫做贫血,就会出现贫血症状(面色苍白、头晕、疲乏、食欲不振、心慌等),经常吃蛋白质和多铁食物。
白细胞有细胞核,形体比红细胞大,但是数量少,1立方毫米血液中只有5千~1万个。能够做变形运动穿出毛细血管去吞食病菌,保护健康。白细胞吞噬细菌后就会死亡,形成脓液。脓液主要就是由死亡的白细胞组成的。白细胞的寿命从几小时到几年不等。白细胞也是由红骨髓产生的。
血小板比红细胞和白细胞小得多,无细胞核,形状多样,平均寿命为3~5天。每立方毫米血液中含有10~30万个。主要功能是使血液加速凝固,纤维蛋白和血细胞一起形成血块,起到凝血和止血作用。血液凝固后剩下的叫做血清,和血浆不同的是,血清不含纤维蛋白元和凝血物质。
血型和血型系统是由奥地利医生卡尔-兰德斯坦纳在1900年发现并且确立的。血型主要有四种:A型(实际是AO型)、B型(实际是BO型)、AB型和O型。血型是根据红细胞含有的凝集原决定的,含有凝集原A的叫做A型血,不含凝集原的叫做O型血。血清中含有凝集素:A型、B型、AB型和O型分别含有抗B(凝集素B)、抗A(凝集素A)、无和抗A、B。除了ABO血型系统之外,还发现了其它14种血型系统。
输血是失血过多的应急手段。正常成人的血量大约占体重的7~8%(约4500ml),当一次失血5~10%(200~400毫升)时不会影响健康,很快就能够自我恢复,当失血超过正常血量的20%以上时,生命活动就会受到比较大的影响,就需要输血了,超过30%(约1200~1500ml)就会有危险,需要及时补充血液。输血时要考虑献血者的红细胞是否和受血者的血清发生凝聚作用。血型是输血的主要依据,应该输同型血,O型血可以输给任何血型。为了防止意外,一般需要进行交叉配血试验。献血5%(约250ml)对身体是没有损害的,还能够刺激造血功能。
血液里的物质含量对生物有重大影响,例如蛋白质过少就会出现水肿,尿素过多就会出现尿中毒。
血液里含有来自身体各处的物质(细胞、化学物质),因此通过血液可以检测身体的健康情况。例如血液中的激素浓度是判断内分泌功能的重要方法。同位素示踪法是检测血液质量的有效方法。
2、血管。
血管是血液的管道。血管分为动脉、静脉和毛细血管三种。动脉和静脉是由外层的结缔组织、中间层的平滑肌、内层的上皮组织组成的。由心脏泵送出来的血液进入血管形成了动脉,然后从毛细血管流入静脉,再流回心脏,形成一个循环过程。动脉的管壁厚,弹性大,管腔小,血流速度快,多数深埋体内,只有个别地方(腕部桡动脉、颈动脉)能够触摸得到。静脉管壁薄,弹性小,管腔大,有静脉瓣,血流速度慢,内外都有。青筋就是表面的静脉。一些静脉管腔中有瓣膜,防止血液倒流。毛细血管是连通动脉和静脉的血管,管腔极小,内径只有8~10微米,红细胞只能够单个通过,血流速度很慢(只有主动脉血速的1/800),管壁极薄,是由一层扁平的上皮细胞构成的,利于血液和细胞之间进行物质交换,分布到全身各处。血脂过高容易引起血管堵塞,形成血栓病,造成瘫痪。
图6.33血管
3、心脏。
心脏是血液运输的动力器官。血液从心脏流出,流经动脉和毛细血管,从静脉流入心脏,完成一个循环。
心脏主要是由心肌构成的,被分隔成四个腔:左心房和左心室、右心房和右心室。心房连接静脉,心室连接动脉,其中左心房连接肺静脉,右心房连接上下腔静脉,左心室连接主动脉,右心室连接肺动脉。心房和心室之间、心室和动脉之间有瓣膜,所以血液只能够单向流动。心脏的心肌有节律地张缩,形成心脏的搏动,推动血液流动。
炁学提示:西学没有揭示心脏的能量来源问题。不是血液使心脏搏动,也不是心脏自己搏动,而是炁流使心脏搏动的。使心脏搏动的炁流就是手少阴心经之心气,属于火气,就是热炁流。
图6.34心脏的基本构造和血液循环
心率是心脏每分钟跳动的次数,随着年龄、性别、健康状况、运动情况而变化。在安静状态,成年人平均为75次/分钟,变动范围是60~100次。低于60次的叫做心动过慢,高于100次的叫做心动过速。一般讲,男人比女人的心率稍微慢些,经常锻炼的人比少锻炼的人的心率慢些。新生儿心率大于120次,约15岁接近成人。运动时心率会加速。
心动周期是心脏跳动一次所需要的时间,分心缩期和心舒期。四个心腔的心动周期是不同的,以心室的心动周期比较重要,作为心动周期的指标。心动周期由心率决定(心率的倒数,以秒为单位),如果心率是75次,则心动周期是0.8秒,其中心缩期约为0.3秒,心舒期约为0.5秒(其实就是心室的心动周期),心房收缩期约为0.1秒,舒张期约为0.7秒。心房收缩则心室舒张。
心输出量是指心脏泵送血液的流量,标志着心脏的工作能力。正常人左右心室的输出量是相等的。一个心室跳动一次输出的血量叫做每搏输出量,安静状态下,约为70(60~80)毫升。因此每分钟输出量约为5250(4500~6000)毫升,这就是通常所说的心输出量。心输出量变化比较大,上面的输出量是指安静时的输出量,吃饭后约增加30%,快步行走时增加50%,情绪激动时增加50~100%,出力比较大时可增加到安静时的5~7倍。
猝死是没有先兆的突然死亡现象。引起猝死的主要原因是心脏,尤其是严重的心律紊乱(心律失常)。这些病人在日常检查中是正常的,现在用连续心电监测器(Holter。这是由美国人在1957年发明的)可以24小时对心脏进行监测,发现心脏停跳、心动过速等心跳异常现象。
电击心脏治病。心脏一天搏动10余万次,每次输出血液约70毫升,每天共计血液流量达7吨。1774年瓦沙利发明了电击心脏技术,使一个死人的心脏重新跳动了,叫做心脏起搏术。1932年海曼采用心脏起搏器治疗心脏停止跳动的病人。1940年代发明交流电除颤器。1952年朱尔改进了起搏器,使体积大大减少。1962年发明直流电除颤器。利用几千伏的高电压、低电流的瞬间放电(几毫秒)使心脏恢复正常活动的治疗方法。
1907年发现了窦房结,这是心脏搏动的策源地,它处于右心房静脉处,约15毫米长、7毫米宽、厚度为2毫米。此处病变合引起心脏搏动异常(心跳减慢),导致心脑肾等供血不足,叫做病窦综合症,表现为轻者头晕、心慌、无力、记忆力减退、食欲下降、失眠、怕冷等,严重的心绞痛、心力衰竭、休克、意识障碍、晕厥,就需要人工心脏起搏术。心电图是检查该病的主要手段,尤其是连续心电图。
经常参加体育锻炼可以提高心脏机能,防止冠心病、心绞痛、心肌梗塞等心脏病的发生。1982年,美国制造出了人工心脏,能够代替损坏的心脏,为心脏功能严重受损的患者带来了福音。
4、血液循环。
分为体循环和肺循环,是同时进行并且连通的。血液从左心室流出,进入主动脉,通过毛细管流入静脉,流回右心房,完成了体循环,使动脉血变成静脉血。动脉血含氧丰富,是鲜红的,是血红蛋白跟氧结合形成的氧合血红蛋白的颜色;静脉血含氧少,是暗红的,是氧离开了血红蛋白的缘故,血红蛋白是暗红色的。当血中的氧减少时,血液中的氧合血红蛋白减少,血液呈现暗红色,就会在毛细血管多的地方呈现青紫色,称为发绀。血液在体循环中,把养料和氧带给细胞,把细胞产生的二氧化碳和废物带走;血液从右心室流进肺动脉,通过肺毛细管流入肺静脉,流回左心房,完成了肺循环,使静脉血变成动脉血。血液在肺循环中,静脉血中的二氧化碳进入肺泡,肺泡的氧进入血液,成为动脉血,进行气体交换;还有一个叫做冠脉循环,是体循环的一条分支,血液从主动脉流入冠状动脉,经过心肌毛细血管流入静脉,流回右心房,使动脉血变成静脉血,使心脏细胞获得氧气和营养并且把废物运走,起到养护心脏的作用。如果冠状动脉发生病变,就会使心肌缺血,造成心肌梗塞,危及生命;门静脉是腹腔大静脉,由内脏上的小静脉汇合而成,流入肝脏后进入微血管再进入肝静脉。内脏吸收的养料进入血液,这些血液流入门静脉,因此门静脉的血液是营养最丰富的。安静时,血液经过约20多秒钟流经全程。
血管破裂出血时,动脉流出的是呈喷射状的鲜红血,应该在近心端止血;静脉流出的是呈稳定流动状的暗红血,应该在远心端止血;毛细血管流出的是呈渗出状的血,应该在出血处止血。
血压一般是指体循环的动脉血压,有收缩压和舒张压。成年人的收缩压和舒张压的正常值分别为90~140和50~90毫米汞柱。舒张压经常超过90毫米汞柱,或者收缩压经常超过140毫米汞柱,叫做高血压病。舒张压经常低于50毫米汞柱,或者收缩压经常低于90毫米汞柱,叫做低血压病。心脏是血液流动的动力,但是光靠心脏还不能够把血液输送到毛细血管里,还要靠血压作用。血压是血液流入毛细血管的动力。
脉搏是血液在主动脉里的一种波动现象,是心脏泵送血液引起的血流现象。正常人的脉搏次数和心跳次数是一样的。脉搏同身体健康状态有直接的关系,中医把脉就是通过脉搏了解身体是否有病的。
图6.35体液循环
5、淋巴系统。
淋巴系统由淋巴管和淋巴器官(淋巴结、扁桃体、脾等)组成。淋巴管里流动的液体叫做淋巴液,简称淋巴。淋巴是细胞间液流入淋巴管形成的。淋巴毛细管同毛细血管一样分布在全身各处,是一种盲管(没有开口的管子),细胞组织液通过渗透压进入毛细淋巴管,成为淋巴,淋巴比组织液多了淋巴细胞。细胞是生活在细胞组织液里的,组织液是血液、细胞和淋巴进行物质交换的场所。血液渗透到组织液里,组织液的成分与血液不同的是蛋白质少些,其余相同。很显然,淋巴系统是血液系统的一个重要的组成部分。
图6.36淋巴系统和淋巴循环
淋巴结是淋巴管上的结块,里面有吞食细胞,能够把病菌吞食掉,保护身体健康。淋巴结吞食病菌后,有时会病变(肿大、疼痛、化脓、溃烂)。根据淋巴结的变化可以作为看病的依据。
图6.37淋巴结
脾是最大的淋巴器官,能够生产白细胞和淋巴细胞。脾内含有大量的巨噬细胞,能够吞食衰老的细胞和异物。脾还有储存血液的作用。
扁桃体能够生产淋巴细胞,还具有防御机能。
6、循环系统的锻炼。
经常参加体育锻炼对心脏等循环系统是很有好处的,例如使心脏壮实有力。