从心脏的奇妙看上帝的伟大
陈振威
我们的生命须臾离不开心跳,可是我们对自己的心脏究竟了解多少?我们只在意它不要发病,却是否知道它的奇妙?
心脏的运输无比独特
身体每一个器官都很重要,都有它的独特功能。循环系统也不例外,是一个惊人的运输系统。这系统有长达六万英里(9.7万公里)的血管,它的任务是把肺部的氧气,小肠吸收进来的营养和内分泌腺生产的激素,运送给体内每一个细胞;然后再把每一个细胞新陈代谢之后的废物,运送到肝或肾去化解或排出体外。除了运送氧气、养分和废物之外,血液的循环不息让身体保持适当温度、酸碱度和免疫系统的部署,这都是细胞存活的必要条件。
人体循环系统的原动力是什么?心脏。心脏每天跳动约八万到十万次,输送约两千加仑(7,600公升)血液,通过血管来运输。如果一个人的寿命是80岁,心脏在他一生会输送约五百亿加仑(1,900亿公升)血液!如此大的负荷,心脏却80年如一日,从无间断,自行运作,不用维修,任何人造的机器都不能与之相比!
每一个器官都要靠心脏输送血液才可生存,运送氧气、养分和激素才能发挥它的功能,保持温度和酸碱度平衡才能运作,调动细胞免疫成分才能保护它们不受病菌侵袭。当心脏停止跳动,循环系统便立刻关闭,所有器官因缺氧而停止运作,然后细胞因缺乏氧气供应,在半小时内开始死亡。
心脏的形成不可思议
心脏和血管形成的过程真不可思议!新的生命由卵子与精子结合开始,叫做受精卵。受精卵立刻进行细胞分裂,一个细胞变成两个,两个变四个,四个变八个,形成了一个细胞群叫做原始胚胎(primitive embryo)。在三星期内原始胚胎已长出三层原始细胞:外胚层(ectoderm)、中胚层(mesoderm)和内胚层(endoderm)。大体上,外胚层发展成为神经系统、眼睛、内耳、皮肤和结缔组织(connective tissue)。中胚层发展成为循环系统、骨骼、肌肉和肾脏。内胚层发展成为呼吸系统、消化系统和膀胱等等。各细胞层按部就班,从不混乱,仿佛都接到指令要发展成某一个器官和系统一样。至于同一胚层的细胞如何发展成不同的器官和系统,仍是科学家一个未解之谜,正如圣经上说:“上帝造万物,各按其时成为美好,又将永生安置在世人心里。然而上帝从始至终的作为,人不能参透。”(传道书3:11)
循环系统是胎儿第一个形成的系统,而心脏是胎儿第一个形成的器官,是从中胚层的细胞发展出来的。受孕两周内,中胚层其中一些细胞会发展成为原始心脏细胞。经过一连串的细胞分裂,两个原始心脏管便成形。受孕一个月内,两个原始心脏管会融合在一起成为一个心脏管,经过折、扭和转动,心脏管的中段发展成雏形心脏,两端则发展成雏形血管。受孕两个月后,左右心房和心室及四个心瓣已成形。同时,血管也继续生长,成为胎儿各部位的动脉和静脉,完成了循环系统的初步发展。受孕三个月内,胎儿的心脏已完全运作自如,跟新生婴儿的心脏一样。
心脏的构造独具匠心
心脏收缩时有庞大的推动力,其关键是它特殊的结构提供了良好的机械优势(mechanical advantage):
1.血液从身体各部流回心脏时,先聚积在右心房。右心房收缩,使血液流入右心室,然后右心室收缩,把血液送往肺部。血液充氧后返回左心房,左心房收缩,使血液流入左心室,然后左心室收缩,把血液送往大动脉,然后到全身。在实际情况下,左、右心房同时收缩,0.12至0.2秒后左右心室跟着收缩。心房和心室这样轮流收缩更有效地推动血液向前,大大提高了心脏的推动力,太早或太迟都会大幅减少它的效力。
2.左、右心室呈圆锥形。当心脏收缩时,是从尖端的心脏肌肉先开始收缩,然后其他部分的心脏肌肉紧随,前后只相差百分之一秒,此协调的收缩进一步增加了心脏的推动力。如果左、右心室是圆筒形,或全部心脏肌肉同时收缩,心脏的推动力会大幅减少。
3.心脏有四个心瓣膜,全是单方向的活门。血液从左、右心房流到左、右心室,再流到主动脉和肺动脉。因为心瓣膜的单方向活门特色,血液在正常情况下绝对不会倒流,保持了心脏推动力的最高效率。
心脏推动力来自心脏肌肉,它是由无数长形又分叉的心肌细胞(myocyte)所组成。每个细胞与其他心肌细胞首尾相连,重叠交错地织成一个非常结实和厚厚的网络。每个心肌细胞内有很多肌原纤维(myofibrils),每段肌原纤维由两种收缩蛋白(contractile protein)井井有条地排列而成,其特殊排列方式可以让收缩蛋白收缩时,每个心肌细胞能够缩短一半的长度。因为心肌细胞是首尾相连,重叠交错地排列,加起来的收缩度非常大,这就是为什么心脏肌肉收缩时有如此大的推动力。
虽然我们对心脏还有很多方面不了解,但从已知结论中,我们不应该否认,无论是心脏的结构和肌肉,或血液和神经的供应,都有其精心设计,使它能够发挥令人难以置信的功能和耐力。我们因之不得不惊叹造物主上帝精心设计的奇妙!正如以色列大卫王曾向上帝赞叹:“我的肺腑是祢所造的;我在母腹中,祢已覆庇我。我要称谢祢,因我受造,奇妙可畏;祢的作为奇妙,这是我心深知道的。”(诗篇139:13-14)
(作者是心脏科医生,获美国哈佛医学院医学博士后,曾任美国加州大学旧金山分校的临床医学教授及凯撒永久医疗集团医院的副院长兼心内科主任多年;提前退休后做慈善服务。本文节录自作者Guard Your Heart: Ancient Wisdom for Heart Health(Chinese Edition)《保守你心:祖传养心之道》一书,欢迎在Amazon.com上浏览。)
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