心臟是人體最為重要的器官之一,作為人體的動(dòng)力源泉,它將血液源源不斷的輸送到全身各個(gè)部分。 在人的一生中,心臟的平均跳動(dòng)次數(shù)超過25億次,也就是說,它每天的跳動(dòng)次數(shù)要超過10萬(wàn)次。 對(duì)于身體其他肌肉而言,如果進(jìn)行10萬(wàn)次的運(yùn)動(dòng)怕是要累癱瘓了,那為什么心臟卻具有如此強(qiáng)的耐力呢? 人體的肌肉 無(wú)論是心臟的跳動(dòng)還是人體的其他運(yùn)動(dòng),其背后都是肌肉的收縮與伸展,在說心臟之前我們先了解下人體的肌肉。 人體的肌肉看似繁多復(fù)雜,但其實(shí)細(xì)分的話只有三種類型,分別是骨骼肌、平滑肌以及心肌。 圖注:骨骼肌 骨骼肌,顧名思義是附著在骨骼和其他結(jié)締組織上的有條紋的肌肉,它們的伸縮可以牽動(dòng)骨骼的運(yùn)動(dòng)。 也就是說,骨骼肌是我們用來(lái)運(yùn)動(dòng)或執(zhí)行特定運(yùn)動(dòng)的肌肉,它們?cè)诮邮盏酱竽X的指令后開始移動(dòng)。 平滑肌位于中空的內(nèi)臟器官(心臟除外)中,像名字展示的一樣,它是平滑的,沒有條紋的。 圖注:平滑肌 通常,它是不受大腦控制的,它會(huì)自動(dòng)在腸道中蠕動(dòng)幫助我們消化食物或改變瞳孔的大小。 內(nèi)臟中平滑肌的收縮是有節(jié)律的,這種節(jié)律在胃中是每分鐘3次,而在小腸中則是每分鐘12次。 心肌就是我們所說的心臟肌肉了,與骨骼肌一樣,它也屬于橫紋肌,與平滑肌一樣,它也不受大腦控制。 圖注:心肌 為什么心肌不疲勞? 對(duì)于人的肌肉而言,吃太多平滑肌會(huì)難以承受,運(yùn)動(dòng)太多骨骼肌會(huì)酸痛,只有心臟任何時(shí)候都在砰砰跳動(dòng)。 為什么心肌伸縮那么多次,仍然不會(huì)疲勞呢?其實(shí)本質(zhì)原因就是能量充足,我們從三方面來(lái)講。 圖注:能量工廠線粒體 首先是線粒體的數(shù)量。線粒體被稱為細(xì)胞的能量工廠,因?yàn)樗羌?xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所。 在有氧呼吸過程中,一個(gè)葡萄糖分子可產(chǎn)生多達(dá)38個(gè)ATP,而后者是細(xì)胞生命能量的直接來(lái)源。 對(duì)于細(xì)胞來(lái)說,如果線粒體的數(shù)量越多,那產(chǎn)生ATP的效率也就越高,能量供應(yīng)也就更充足。 在骨骼肌中,線粒體約占整個(gè)肌肉體積的2%-8%,平滑肌與之相似,線粒體約占3%-5%,那心肌中是多少呢? 是35%!心肌中的線粒體約占心肌體積的35%,這大概是其他兩種肌肉的十倍,能量問題算是解決了。 圖注:冠脈循環(huán) 其次是獨(dú)有的血液循環(huán)。所有的肌肉都需要穩(wěn)定的血液供應(yīng)來(lái)為它們提供氧氣和營(yíng)養(yǎng),也就是為有氧呼吸提供原料。 心肌的耗氧量遠(yuǎn)比骨骼肌和平滑肌高,即便是休息時(shí),心臟消耗的氧氣也是同期骨骼肌的20倍。 骨骼肌和平滑肌的氧氣供應(yīng)是通過血液的體循環(huán)和肺循環(huán)實(shí)現(xiàn)的,這可以說是廣泛的供氧方式。 而心臟卻有“精準(zhǔn)”的血液循環(huán)——冠脈循環(huán),冠脈循環(huán)中的血液不流向全身,而只在心臟中循環(huán)。 而且,值得注意的是,當(dāng)心臟需要更多的氧氣時(shí),心臟處的血管還會(huì)變寬,以使更多的“燃料”進(jìn)入。 圖注:腎上腺素結(jié)構(gòu) 另外還有腎上腺素的原因。當(dāng)人體運(yùn)動(dòng)后感到疲憊時(shí),喝一點(diǎn)能量飲料會(huì)讓我們較快的恢復(fù)體力。 類似的,當(dāng)心臟需要更快地跳動(dòng)的時(shí)候,其表面的神經(jīng)末梢會(huì)分泌腎上腺素,同時(shí)腎上腺也會(huì)分泌腎上腺素。 最后 總的來(lái)說,心肌之所以不會(huì)疲憊是因?yàn)榇罅康脑暇S持了大量的能量,如果需要再加把勁還可以產(chǎn)生腎上腺素。 這就好比,一個(gè)人跑馬拉松時(shí),可以隨時(shí)的吃飯并消化(當(dāng)然是假設(shè)),還可以在沖刺的時(shí)候喝一些功能飲料。 不過,雖然心臟的跳動(dòng)是不停息的,但有時(shí)疾病、生活方式、遺傳或傳染會(huì)讓心臟無(wú)法將足夠的血液泵到全身,以至于人體出現(xiàn)呼吸困難,疲勞等癥狀,這種情況被稱為心力衰竭。 心臟衰竭有許多藥物可以治療,或者更嚴(yán)重的時(shí)候還可以進(jìn)行心臟手術(shù),你可能也聽過這樣的事情,科學(xué)家們已經(jīng)在全人工心臟方面取得了一些成功。 但就像人工智能目前并不能達(dá)到人腦的智力一樣,人造心臟無(wú)論如何也是比不上人類原生的心臟的。 所以,保護(hù)好我們身體的“永動(dòng)機(jī)”很重要。 |
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