一文了解，人体心脏与循环系统

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血液循环是维持生命的基本条件，生命不息，循环不止。我们的血液循环具体是怎么实现的呢？你了解多少呢？

作者：徐兴浩/星火锅

来源：双鸭山科研小黑屋

事实上，血液循环的实现需要心脏、血液、血管三者的共同协作。其中心脏是发动机，血液是输送载体，而血管则是输送管道。

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一、循环系统

人体血液循环分为体循环和肺循环两个闭合循环（见图1）。

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体循环

体循环又称大循环，从主动脉开始，经过动脉、微血管和静脉系统，最后返回心脏。

体循环起始于主动脉，将含氧血从左心室泵出，先进入大动脉，然后分支为越来越细小的动脉，最后到达体内各组织。组织中的微血管系腔细小，允许氧气、营养物质通过毛细血管壁扩散到组织细胞。细胞代谢产生的二氧化碳和废物穿过毛细血管壁进入血液。

带有代谢废物的静脉血从细小静脉开始，逐步汇集成大静脉，最终都流入右心房。上腔静脉和下腔静脉分别带回头部和下身组织的静脉血。而肝门静脉系统带回肠道吸收的营养物质。

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肺循环

肺循环又为小循环，从肺动脉开始，经过肺血管，最后将血液送回左心房。

肺循环始于右心室，右心室收缩将缺氧血泵入肺动脉，进入肺血管网。通过呼吸运动，肺毛细血管中的氧气扩散入红细胞，二氧化碳离开血液进入肺泡。含氧血液经肺静脉流回左心房，完成肺循环。

图1 人体循环系统

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二、心脏

心脏是由专门的心肌组织组成，在循环系统中起到泵的作用。

咱们人体这个泵的设计非常巧妙，它像一个大房子（房室结构），配有门（瓣膜）、电路（传导系统）和水管（冠脉系统）。在各个系统的完美配合下，最终完成每个心动周期，从而将血液源源不断地泵到我们全身各处。

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心脏的房室结构

心脏由两个心房和两个心室组成（见图2）。包括右心房、右心室，左心房和左心室。

右心房收集上下腔静脉和冠状窦（即全身静脉）回流的血液。它通过心房间隔与左心房相连，下方通过三尖瓣与右心室相通。

右心室接受来自右心房的血液，并泵血进入肺动脉。它通过心室间隔与左心室相连。右心室肌层较薄，其内壁有肌肉组成的乳头肌与瓣膜相连。

左心房收集肺静脉回流的血液。它通过心房间隔与右心房相连，下方通过二尖瓣与左心室相通。

左心室肌肉最厚，接受来自左心房的血液，负责将血液泵入主动脉送到全身。它通过心室间隔与右心室相连，其内壁同样有肌肉组成的乳头肌与瓣膜相连。

图2 心脏的房室结构

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心脏的瓣膜结构

心脏内部的瓣膜主要有四个（见图2），它们打开和关闭具有一定规律，可以保证血液单向流动，不会反流。

二尖瓣位于左心房和左心室之间，因由两片瓣叶组成而得名，打开可以使血液从左心房流入左心室，闭合可以防止血液从左心室反流回左心房。

主动脉瓣位于左心室与主动脉之间，由三片半月瓣构成，打开时血液从左心室射入主动脉，关闭时防止血液重新流入左心室。

三尖瓣位于右心房和右心室之间，因由三片瓣叶组成而得名，控制右心房血液流入右心室，防止反流。

肺动脉瓣控制右心室和肺动脉之间的血流，同样是由三片半月瓣构成，防止血液从肺动脉反流入右心室。

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心脏的传导系统

心脏的传导系统由产生和传导激动的特殊心肌组成，它调控心肌的节律性放电，使心室能连续有序地激动和收缩。包括窦房结、结间束、房室结、房室束、左右束支和浦肯野纤维。

窦房结：位于右心房壁，是心脏正常起搏点，产生心脏激动的起始点。

结间束：窦房节点产生的激动信号是如何传导到房室节点，目前仍存在着争论。研究证实，心房内有些心肌细胞具不同的电生理特征，这些细胞连接窦房结与房室结，称为结间束。

房室结：位于右心房和右心室之间，是心房激动信号传到心室的唯一途径，并且房室结是次级起搏点，许多心律失常多发生于此处。

房室束、左右束支和浦肯野纤维则组成心室快速传导系统，使来自心房的激动信号可以有序地刺激左右心室的同步收缩。它们在心脏传导系统中发挥重要作用。

图3 心脏传导系统

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心脏冠状动脉系统

冠状动脉为心脏供血的动脉（见图4），为心脏的后勤供应。它发源于主动脉根部，分为左右两支。

左冠状动脉位于左心室前的冠状沟内，分为左前降支和左回旋支。左前降支供血左心室前壁和心尖。左回旋支供血左心室侧壁。

右冠状动脉位于右心室前的冠状沟内，分为右冠状动脉和后降支。右冠状动脉供血右心室。后降支沿心室后间沟向下，供血左心室后壁。

图4 心脏的冠状动脉

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心动周期

心动周期是指从一次心跳的起始到下一次心跳的起始。可以扼要地归纳为三个主要阶段：心房收缩期，心室收缩期和心室舒张期（图5）。

第一阶段：心房收缩期

心房收缩期是心动周期的第一个阶段。它开始于心房的自发性去极化，心房肌细胞内外跨膜电位的变化导致心房肌肉收缩。心房收缩使心房内压力升高，二尖瓣和三尖瓣打开，心房血液被推入相通的左右心室，从而使心室被动充盈。

第二阶段：心室收缩期

心室收缩期是心动周期的第二个阶段，发生在心房收缩期之后，心房舒张期之时。它始于心室快速的去极化，心室肌细胞跨膜动作电位的变化导致心室肌肉迅速地收缩。

心室收缩使心室内压力显著增加，当心室压力超过心房压力时，二尖瓣和三尖瓣会被压闭，并防止血液逆流回心房（收缩第一期）。当压力超过主动脉和肺动脉压力时，半月瓣打开，心室血液被射入主动脉和肺动脉（收缩第二期）。

第三阶段：心室舒张期

心室舒张期是心动周期的第三个阶段，在心室收缩期结束后开始。

心室肌肉进行复极化，心室肌细胞内钙浓度下降，肌纤维松弛，心室舒张。

心室容积增大，内压迅速下降，半月瓣关闭防止血液从动脉回流，当心室压低于心房和静脉时，二尖瓣和三尖瓣打开，血液被动流入心室。

心室舒张期血液充盈为下一心动周期心室有效射血做准备。

图5 心动周期

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三、小结

心脏传导系统产生激动，并在心房和心室传导，控制心房心室的同步收缩。

冠状动脉系统则为心肌供氧营养，维持心肌收缩功能。冠状静脉系统回收心肌代谢产物。

心房收缩将血推入心室，心室强力收缩泵血进入体循环和体循环。心脏瓣膜控制血流的方向，防止逆流。

体循环将营养和氧气输送全身，肺循环实现氧合作用。

通过心房室结构、传导系统、冠状动脉静脉的配合，最终实现心脏节律性收缩，推动血液完成体循环和肺循环。

参考文献：

1. Frederic H. Martini, et al: human anatomy seventh edition. 2012.

2. Frank H. Netter, et al: Netter’s atlas of human anatomy. 2015.

3. 王庭槐，生理学（第3版）. 2015.

小黑屋作者简介

徐兴浩/星火锅

中山大学附属第一医院心血管内科八年制博士在读，主要围绕代谢性心血管疾病相关方面展开研究。以第一/共同第一作者在Cardiovascular Diabetology，J Am Heart Assoc等国际高水平期刊发表SCI论文3篇。

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