心脏是如何工作的北京大学人民医院王立群郭继鸿你知道营养物质被消化系统吸收后如何输送到各系统器官的？氧气进入呼吸系统后如何输送到全身？机体代谢产物如何运送至排泄器官？内分泌腺体产生的激素如何输送至相应的靶器官，使其发挥生理功能的吗？这些功能主要依靠心血管系统和淋巴系统完成。一、心血管系统的概况心血管系统由心脏、动脉、静脉和毛细血管构成（图1）。
图1心血管系统（红色代表血管内流动的是富含氧的动脉血，蓝色代表血管内流动的是低氧的静脉血，下同）1.心脏是血液循环的动力器官，最勤劳。有个谜语的迷面是这样描述的：“胸中有个大桃子，拳头大小差不离。劳逸结合巧安排，任劳任怨干到底。”它的迷底是什么呢？就是心脏。心脏位于胸腔内，有些“偏心眼”，2/3位于身体正中线的左侧。心脏的大小和人体的拳头大小相似，形状就像个桃子。心脏是一个中空的肌性器官，分为四个腔：两个心房（左心房和右心房）和两个心室（左心室和右心室）（图2）。心房在上、心室在下；两个心房之间为房间隔，两个心室之间为室
间隔。同侧的心房和心室相通，不同侧的心房和心室不相通。右心房和上、下腔静脉相连，左心房与肺静脉相连。右心室与肺动脉相连，左心室与主动脉相连。房室之间有房室瓣：右侧为三尖瓣，左侧为二尖瓣。心室与动脉之间有动脉瓣：右侧为肺动脉瓣，左侧为主动脉瓣。这些瓣膜能开能闭，控制着血流方向。房室瓣只能朝向心室开，保证血液只能从心房流向心
室。动脉瓣只能朝向动脉开，保证血液只能从心室流向动脉而不能倒流。
心室的壁比心房的壁厚，左心室的壁比右心室的壁厚。心脏壁越厚，肌肉越发达，收缩和舒张就越有力。心室或心房每收缩和舒张一次，就构成一个心动周期（图3）。正常情况下，左右两心房或两心室的活动是一致的，即几乎同时收缩同时舒张。在一个心动周期中，首先可见两心房收缩，继而心房舒张。当心房开始舒张时，两心室也几乎同时收缩，然后心室舒张。接着心房又发生收缩，即下一个心动周期开始。如果不特指，一般把心室的收缩期或舒张期称为心脏的收缩期或舒张期。
图3心动周期内心脏的收缩舒张与血流方向2.动脉将血液从心脏输送到身体各部分去的血管。3.静脉将血液从身体各部分送回心脏的血管。4.毛细血管是连接动、静脉末梢间的细小血管，是进行物质交换的场所。5.动脉血含氧丰富、二氧化碳少、颜色鲜红的血。6.静脉血含氧少，二氧化碳多，颜色暗红的血。二、血液循环血液循环分为体循环（也称大循环）和肺循环（小循环）。
图2心脏结构示意图
1.体循环：左心室将动脉血射入主动脉，经过主动脉的各级分支，到肺以外的毛细血管网进行物质交换，血液变成静脉血，再经过各级静脉聚集到上、下腔静脉，最后回流到右心房。2.肺循环：右心室将静脉血（由右心房流回的）射入肺动脉，经过各级分支到肺泡毛细血管网进行气体交换（血液卸下所带的二氧化碳，带走新鲜的氧气，成为动脉血），动脉血经过肺静脉，最后回流到左心房。
图4血液循环途径体循环和肺循环通过心脏而联系在一起（图5）。舒张期，右心房的静脉血流回右心室，左心房的动脉血流回左心室；收缩期，右心室的静脉血被射入肺动脉，左心室的动脉血被射入主动脉。
图5心肺循环路径示意图三、心脏的电机械耦联心脏是人体内的一个不知疲倦的循环泵，她的工作就是不停将缺少氧气、养料的静脉血回收，将富含氧气、养料的泵入主动脉输送到全身。心脏不断地收缩舒张完成这些功能，而
指挥心脏的机械活动是电活动。心脏的基本活动就是电活动和机械活动，在每个心动周期中都是电活动在前，机械活动在后，两者相差40~60ms，这称为电机械耦联。电-机械耦联的介导因子是钙离子。耦联过程包括了四个步骤：①钙跨膜：钙离子顺浓度差流入细胞内，同时产生跨膜的电活动（除极）。
②钙火花：经Ca2＋跨膜，细胞内游离Ca2＋升高，并触发肌浆网将储存的Ca2＋瞬间大量释放，最终使细胞内游离Ca2＋升高100倍。
图7电机械耦联③去位阻效应：心肌细胞的收缩亚单位为肌动蛋白和肌凝蛋白，但必须两者接触后产生收缩，舒张期肌钙蛋白隔开二者，阻扰收缩，称为“位阻效应”。游离的大量钙离子将和肌钙蛋白形成复合物，使肌钙蛋白移位，使“位阻效应”消失，这一过程称为“去位阻效应”。
图6钙跨膜
图8心肌舒张收缩过程④横桥滑动（机械活动）：去位阻效应后，肌凝蛋白的横桥原位滑动，带动肌动蛋白向肌节中央移位，产生收缩。收缩后，肌浆网回收钙离子，产生舒张。心脏的电活动具有节律性，并且按照从心房到心室的顺序传导。经过电机械耦联，心脏的搏动具有很强的节律性，也有心房先收缩、心室后收缩的顺序。并且心脏的舒张期比收缩期长一些，从而使心脏有充分的时间休息。因此，在人的一生中，心脏能够不停地搏动而不疲倦。
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