学习心脏、血管和血液构成的完整指南,通过3D模型和心血管系统解剖生理学解析掌握专业知识。
作者:Tim Taylor
解剖与生理学高级撰稿人,宾夕法尼亚大学生物学学士及教育学硕士。现任Innerbody Research人体解剖学研究专员。
解剖结构
心脏
心脏是位于胸部中线区域的肌性泵状器官,毗邻肺部中线分布。其尖端(心尖)偏向左侧,约2/3位于左侧胸腔,1/3位于右侧。心脏基底部连接大血管:主动脉、腔静脉、肺动脉干和肺静脉。
循环通路
人体存在两大主要循环通路:
- 肺循环:将右心脱氧血输送至肺部氧合后返回左心。右心房和右心室负责肺循环
- 体循环:输送左心高氧血至全身组织(心肺除外),清除废物并返回脱氧血至右心。左心房和左心室执行体循环
血管系统
血管系统由动脉、毛细血管和静脉三大类构成,通过管腔实现血液运输。所有血管内壁覆盖单层鳞状上皮(内皮),防止血细胞外渗和血栓形成。
动脉与小动脉
- 运送血液离开心脏(肺动脉例外)
- 管壁厚、弹性强、肌层发达,适应高压血流
- 小动脉通过平滑肌收缩调节血流和血压
- 动脉末梢分支为小动脉,连接毛细血管
毛细血管
- 人体最细小的血管,广泛分布于组织
- 端连小动脉,端接小静脉,形成毛细血管网
- 单层内皮构成管壁,实现气体交换和物质运输
- 前毛细血管括约肌调节组织血流量
静脉与小静脉
- 运送血液回心的低压系统
- 管壁薄、弹性差、肌层不发达
- 依赖骨骼肌收缩和单向瓣膜促进回流
- 小静脉连接毛细血管和静脉
特殊循环
- 冠状循环:左/右冠状动脉供应心肌,冠状窦静脉回收脱氧血
- 肝门静脉循环:胃肠静脉血经肝门静脉输送肝脏解毒代谢
血液成分
成人血量约4-5升,由血细胞和血浆组成:
- 红细胞(45%体积):双凹圆盘状无核细胞,每秒生成200万个,含血红蛋白运输氧气
- 白细胞:免疫防御系统组成,包括粒细胞(中性/嗜酸/嗜碱)和无粒细胞(淋巴/单核)
- 血小板(血栓细胞):骨髓巨核细胞碎片,参与凝血止血
- 血浆(55%体积):90%水基液,含白蛋白(维持渗透压)、抗体(免疫防御)、葡萄糖、电解质和代谢物
生理功能
核心功能
- 物质运输:氧气、营养素、激素及代谢废物的全身输送
- 免疫防护:白细胞清除病原体,血小板凝血止血,抗体特异性免疫
- 稳态调节:
- 皮肤血流量控制体温
- 碳酸氢盐缓冲维持pH平衡
- 白蛋白调节细胞渗透压
心脏动力学
四腔室双泵系统,左右心通过室间隔隔离。右心接收体静脉脱氧血泵入肺循环,左心接收肺静脉氧合血泵入体循环。每次心跳实现双侧同步泵血。
血压调控
- 心脏因素:心率和心肌收缩力增强提升血压
- 血管机制:
- 交感神经收缩血管(血管收缩)升高局部血压
- 激素作用舒张血管(血管扩张)降低阻力
- 血容量影响:血量增加或血液黏稠度升高均致血压上升
止血机制
血小板激活过程:
- 接触损伤组织后转变为棘球形态
- 释放凝血因子并合成纤维蛋白网
- 形成血小板栓临时封闭伤口
- 等待血管内皮修复完成最终愈合
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