你了解自己的”生命之泵‘嗎?
想必各位小天使們,早已對心梗、心衰、心臟性猝死、心源性休克等醫學術語不再陌生,可是知道了這么多有關心臟的疾病之后,你真的完全了解心臟了嗎?
吃過動物心臟的寶寶們,當你們撕咬下來那一條條強健的心肌的時候,有沒有突然驚醒——心臟,其實本質只是一塊再平凡不過的肌肉,那它為什么能如此自覺、持久地跳動,直到我們生命的盡頭呢?
其實,這一切的驅動者,是普遍但又如此重要的老朋友——電。世間所有細胞進行生命活動的時候,電都深入其中,因此它又有一個專門的學名——細胞生物電。可別小看這種微乎其微的電流,不僅我們身體的每個信號都需要它來傳送(餓了、冷了、疼了……),而且我們現代醫學中必不可少的心電圖、腦電圖、肌電圖、胃腸電圖、和視網膜電圖,也都是在描述這一個個器官里的生物電的總和。
每一次電流的出現,都如平地驚雷一般,在風平浪靜的細胞膜上,突然爆發出一串電流,瞬間蔓延過整個細胞、又緊接著趕往下一個細胞,最后像點亮一連串的燈泡一樣,越傳越遠……
有多遠呢?沒錯,我們的大腦就是通過這樣遠道而來的電流,感受到我們腳趾尖的每一種感覺的。
不過這種電流的產生,并不是像上圖中一樣,靠連接插頭,而是通過一些不安分的帶電的離子進進出出細胞而出現。參與我們心臟跳動的,主要有三種離子出場率最高:鈣離子、鉀離子、鈉離子~~
這些離子、電流,到底和我們心臟跳動有什么樣的關系呢?說到這里,小花還要再仔細說說我們的心臟。
組成我們心臟的肌肉,分成兩種,一種是“自律心肌細胞”:可以自嗨(發出節律,讓別的細胞跟著他的節拍一起跳);
一種是“普通心肌細胞”,組成我們的心房和心室壁——老實人,負責收縮心臟,所以又叫“工作心肌細胞”。
我們心臟跳動的主宰者——“竇房結”大哥,隱匿在右心房附近的心外膜下面,人送英文名pacemaker cell(感覺一聽就不是什么正經細胞的樣子耶~~)。當然“大哥”、“老二”、“小弟”是千古標配,在這里簡單介紹一下。“老二”主要負責把“大哥”傳來的“一起high”的節律傳遞給心室,并且保證心房和心室不能同時收縮(不然我們會死的啦~~),“小弟”像樹根一樣,遍布在心臟的各個角落,負責把上頭的命令傳到心臟的四面八方。它們是我們當之無愧的自律心肌細胞。
所有的心臟肌肉細胞從安靜狀態到活躍,基本的套路都是一樣的——然后終于輪到我們的離子和電流登場啦!
我們的細胞膜上,有很多道門。有的門必須在一定電壓的情況下,才會開,像是密碼鎖,摁對了密碼,誰都可以進;有的門像指紋鎖,只有這一種特定的離子才可以進。
安靜狀態下,心肌細胞有一道為鉀離子專門開放的門。由于鉀離子自己帶正電,而且細胞外面的鉀離子數量遠遠少于細胞里面,所以門一開,細胞里面的鉀離子就破門而出,這種帶電離子的移動,就產生了電流。當細胞里面外面的鉀離子達到了數量和電量勢均力敵的時候,我們的心肌這才風平浪靜了下來。
但這個時候大哥心里不爽了:“怎么可以這么安靜?我要搞事!搞事!搞事!”,于是大哥內部的細胞膜上,為鉀離子專門開放的門開始限制客流量,出去的帶正電的鉀離子減少了,就相當于細胞內進來了帶正電的離子,同時鈉離子與鈣離子也從不同的門中涌入,當電壓達到了一定的值的時候,細胞膜上由電壓控制開關的門開放,鈣離子蜂擁而入,再次產生了電流,激起了平地一聲雷。
這聲雷,就是大哥的號召:“燥起來吧兄弟們!”。小弟跟著大哥的節律將號角吹遍心臟的每個角落,心房肌、心室肌在收到這個電信號之后,開始先后收縮,完成心臟的泵血。不過和大哥不一樣之處在于觸發它們開始行動的離子,不是鈣離子,而是鈉離子。
當完成一次使命之后,上述的那些門有的關閉、有的限流,這種電流與電壓的衰減,又會激發相應的門打開,把剛剛為了搞事而聚散的離子們復位,這便完成了一個動作的周期。下一個周期的開始,便又是大哥寂寞的想著:“好安靜啊……我要搞事!!”的時候啦~
就這樣,竇房結這位大哥,在周而復始的寂寞之下,循環往復地發放著節律,我們的心臟也在一個個細胞兢兢業業地配合之下,供養著我們全身的器官,直到我們去另一個世界。
說了這么多但是我們目前還沒有研究明白起搏的具體機制,只能提出幾個假說,人體真的很奇妙,如此樸素、卻又如此實用,請珍惜自己的身體哦~
本文指導:鄭大附一 邢軍輝老師