心髒病科普 02:我們的心髒是如何供血的(下)
上一篇,我們(men) 用一個(ge) 簡單的故事講了心髒可以為(wei) 我們(men) 提供精準供血,很重要的一點就是有一個(ge) 非常完善的係統在調節,那就是神經-體(ti) 液係統。
簡單來說,心髒供血,就是按需分配,那麽(me) 需求要靠誰來反饋呢,就靠身體(ti) 內(nei) 的各種體(ti) 液、激素等等。但是光有係統還不夠,要把這套係統完美實現,還得靠調節。
兩個調節維度:變時和變力
現在,我們(men) 知道了心血管是靠一套“工業(ye) 4.0版本”的控製係統,完成了它的功能。那麽(me) ,具體(ti) 來看,這個(ge) 控製係統都調節了什麽(me) 呢?
你可能會(hui) 想,那還不得是數不清的任務啊。你看,我們(men) 在高鐵上可以訂餐,用滴滴也可以社交,連淘寶上都可以選秀了。
如果深入思考這件事情,你會(hui) 發現,心血管實際上隻調節了兩(liang) 個(ge) 維度。
一個(ge) 是時間維度,高冷醫學把它稱做“變時功能”。說白了,就是心髒每分鍾跳多少次。
另一個(ge) 是力的維度,醫學上叫“變力功能”。換一種說法,就是心髒每次用多大力量,射出多少血。
血壓是心髒從(cong) 力的維度來實現供血的體(ti) 現
這很像物理學上的兩(liang) 個(ge) 最基本的維度,時間和力。時間和力相乘,叫做“功”,而在心血管就意味著每分鍾射出多少血量。這也是評價(jia) 心血管功能的核心指標。
我們(men) 還是用剛才那個(ge) 例子,解釋一下這兩(liang) 個(ge) 維度的調節。當你的眼角掠過獅子的瞬間,心髒在一係列的調控下,就完成了變時和變力兩(liang) 個(ge) 動作。
一是在瞬間讓你的心跳達到150次/分,是平常的2倍左右;二是讓心肌收縮力達到正常的4倍,二者相乘,提升了8倍的供血能力。
這兩(liang) 個(ge) 維度,無論哪一個(ge) 出了問題,都會(hui) 導致心血管係統的故障。
如果時間調節維度出了問題,無論是快了,慢了,不均勻了,時快時慢,都是我們(men) 熟悉的心律失常。如果力的調節維度出問題,就更好理解了,各種原因導致的心髒無力就是心衰,不匹配的力度過大,就是高血壓,都是疾病。
一個(ge) 健康的心血管功能,必須能夠實現變時和變力兩(liang) 個(ge) 維度健康調節。說到這,我想插個(ge) 題外話。這兩(liang) 個(ge) 維度的優(you) 化其實很有意思,它跟人類的兩(liang) 次工業(ye) 革命非常類似。
為(wei) 了達到力這個(ge) 維度上最大的優(you) 化,心血管係統和整個(ge) 機體(ti) 都選擇了化學供能,就是通過物質轉化生成能量。這剛好是人類第一次工業(ye) 革命的偉(wei) 大發現,即利用煤炭燃燒這種化學供能,來提高能效供應。
另一方麵,為(wei) 達到時間維度上的最快,心髒選擇了“電”。心跳在心髒內(nei) 傳(chuan) 遞和改變的時間,是以心電來實現的。巧合的是,人類工業(ye) 2.0時代就是電力革命。
一套基本動作:收縮和舒張
我們(men) 再說回心血管的功能。它的實現,依靠一套複雜的係統來控製兩(liang) 個(ge) 調節維度。也許你覺得,這聽起來還是有些繁瑣和抽象。
如果我們(men) 再往下挖一層,就會(hui) 發現,心血管係統終其一生實現這麽(me) 多複雜的供血功能,隻用了一套基本動作,那就是收縮——舒張——再收縮——再舒張。
這套基本動作不斷地循環罔替,完成了全身的供血。不同層級血管的收縮和舒張匹配調控了各個(ge) 部位的供血。所有的變時與(yu) 變力功能,就是為(wei) 了收縮和舒張的快與(yu) 慢,有力與(yu) 無力,僅(jin) 此而已。是不是簡單得不能再簡單了?
日本體(ti) 檢中檢查四肢血壓的儀(yi) 器
就像計算機一樣,無論它能實現多複雜功能,其語言基礎都是二進製的“0”和“1”。熟悉計算機技術的人會(hui) 知道,這裏的“0”和“1”並不代表數字,而是開和關(guan) 。
所謂大道至簡,莫過於(yu) 此。你看道家哲學中的“陰”與(yu) “陽”,意指世間所有的事物。佛家觀點中的“有”和“無”代表了世間事物的所有狀態。
為(wei) 什麽(me) 複雜的係統能用這麽(me) 簡單的邏輯來實現呢?我仔細思考過這個(ge) 問題,覺得原因有三:
一、這最容易實現。就像二進製,就是電器元件的開和關(guan) 。而對於(yu) 有彈性的心髒和血管,收縮和舒張是其最基本的特性,最容易實現、也最直接,中間沒有不必要的能量損耗;
二、越簡單越不容易出錯。這個(ge) 我們(men) 都有經驗,越是複雜的事物,出錯的概率越大。而如此複雜的功能如果沒有任何中間環節,就大大降低了出錯的概率;
三、抽絲(si) 剝繭,事物的本質都很簡單。得到老師的課,基本都是在深入淺出地講知識;世界上最複雜的宗教哲學體(ti) 係,要解決(jue) 的都是最簡單的命題,例如“我從(cong) 哪裏來,將向哪裏去”之類。
完