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2019年9月6日星期五

第六节 人类与哺乳动物循环系统差异




  

多细胞生物体内许多器官联系在一起,共同完成某种连续的基本生理功能,这些器官,就组成了一个系统。人和高等动物有8个系统,即消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统、运动系统、生殖系统、内分泌系统和神经系统。以上系统构成了人体和动物体,并且在神经和内分泌系统调节下,互相联系、互相制约,共同完成整个生物体的全部生命活动,以保证生物体个体生存和种族绵延。


最早有关循环系统的著作是在公元前十六世纪的《埃伯斯氏古医籍(英语:Ebers Papyrus)》,是古埃及医学著作,其中有700处方和补救措施,有生理的,也有灵性的。在古医籍中有提到心脏及动脉之间的连接。埃及人认为空气由嘴巴进入体内,再进入心脏及肺脏。空气再由心脏开始,经血管到身体的各个部位。虽然对于循环系统的概念只有部分正确,这是早期科学思考的证据之一。
约公元前4世纪,希波克拉底学派的物理学家发现心脏瓣膜。
英国医生威廉·哈维 (William Harvey157841日-165763日)根据实验,证实了动物体内的血液循环现象,并阐明了心脏在循环过程中的作用,指出血液受心脏推动,沿着动脉血管流向全身各部,再沿着静脉血管返回心脏,环流不息。他还测定过心脏每博的输出量。
安德烈·弗雷德里克·考南德、沃纳·福斯曼及迪金森·伍德拉夫·理查兹因为“发明心脏导管术和发现循环系统的病态变化”,在1956年获得了诺贝尔医学奖。


哺乳动物的循环系统人体的循环系统有什么区别呢?
生物体内的循环系统(英语:circulatory system)也称为心血管系统或血管系统,是一组让血液循环,在细胞间传送养分(如氨基酸及电解质)、氧气、二氧化碳、荷尔蒙及血球的生物系统,循环系统也可以抵抗疾病,并且维持体温和使体内pH值稳定(动态平衡)。有关血液流动的研究称为血液动力学(英语:hemodynamics),有关血液流动特性的研究称为血液流变学(英语:hemorheology)。
广义的循环系统包括循环血液的心血管系统及循环淋巴的淋巴系统。心血管系统和淋巴系统是二个独立的系统,淋巴的长度较血管要长很多。血液中包括血浆、红血球、白血球及血小板,由心脏及血管循环全身,传送氧气、养份到各细胞,也从各细胞回收代谢废物。淋巴本质上是过剩的血浆,由组织液中经毛细血管过滤,之后回到淋巴系统。心血管系统由血液、心脏及血管组成。淋巴系统由淋巴、淋巴结及淋巴管组成,从组织液中过滤血浆,即为淋巴。
包括人类在内的脊椎动物其循环系统(心血管系统)为闭锁式循环系统,血液只在心脏及血管(包括动脉、静脉及微血管)形成的网络中流动。有些无脊椎动物有开放式循环系统(心血管系统)。而淋巴系统属于开放式循环系统,有辅助路径让多余的组织液回到血液中。更原始的双胚层(英语:diploblastic)动物门没有循环系统。


什么是无循环系统
一个没有循环系统的动物的例子是扁形虫(扁形动物门)。它们的体腔没有内层或流动性。它们有一个口直通错综复杂的消化系统。因为这种虫子太扁平了,消化的物质可以扩散到所有的细胞中。氧气可以从水中扩散到扁形虫的细胞中。因此无需循环系统,每一个细胞也能获得营养、水和氧气。细菌和原核生物也没有循环系统。
淋巴系统是开放的循环系统,淋巴主要由水、无机盐(主要是Na+Cl-K+Mg2+Ca2+)和有机化合物(主要是碳水化合物、蛋白质和脂类)组成。氧气主要由血红蛋白运输。他们在节肢动物的免疫系统中发挥作用。
闭锁式循环系统与无循环系统不同。
循环系统主要由心脏、血液和血管组成。所有脊椎动物,以及环节动物(例如蚯蚓)和头足动物(如乌贼和章鱼)的循环系统都是闭循环系统,血液不会离开血管,包括动脉、毛细血管和静脉。
鱼、两栖动物、爬行动物、鸟和哺乳动物显示了演化的不同阶段。
循环系统的发育是由胚胎的血管发生(英语:vasculogenesis)开始。人体的动脉及静脉是由胚胎的不同部位生成。胎儿在出生前,是由母体透过胎盘及脐带提供氧气及营养。
人体的动脉是自胚胎的第四周开始,由主动脉弓及背主动脉(英语:dorsal aortae)发育。背主动脉位置在胚胎的背部,一开始是在胚胎的两侧,之后会发育成动脉的基础。几乎有三十条较小的背部及两侧的动脉会从这里发育。这些分支会形成肋间动脉(英语:intercostal arteries)、手臂和腿的动脉、腰动脉及骶外侧的动脉。分支背部的动脉会形成肾动脉(英语:Renal artery)、肾上腺动脉(英语:Inferior suprarenal artery)和性腺动脉。最后正面的动脉分支会形成卵黄动脉及脐动脉(英语:umbilical arteries)。卵黄动脉形成消化道的腹腔动脉、肠系膜上动脉(英语:Inferior suprarenal artery)及肠系膜下动脉(英语:inferior suprarenal artery)。在出生后,脐动脉将形成髂内动脉(英语:Internal iliac artery)。
人类的静脉系统是由卵黄静脉(英语:vitelline vein)、尿囊静脉(英语:umbilical vein)及主静脉(英语:cardinal veins)开始发育。
哺乳动物的循环系统包括血液、心脏、血管及淋巴系统。其显著特征是在维持快速循环方面十分突出,以保证有足够的氧气和养料来维持体温的恒定。


血液
哺乳动物的血液与其他脊椎动物不同的是:红细胞无核,呈两凹扁圆盘状,仅骆驼科和长颈鹿科的红细胞呈椭圆形;红细胞体积较其他各纲脊椎动物小,如蛙、鸽、麝;红细胞的数量,哺乳也较其他脊椎动物为多,如兽类达6001300万个。这些特征大大增加其表面积,并提高了与氧气结合的能力。

心脏
哺乳动物的心脏位于胸腔中部偏左处的心包腔内,腔内有少量液体,可减少心脏搏动时的摩擦。心脏的内部结构与鸟类基本一样,也为四腔,完全的双循环(最先出现,哺乳类比鸟类起源早)动静脉血不在心脏内混合。右心房、右心室与肺动静脉构成肺循环。右侧心房与心室壁均较薄,内贮静脉血,房室间有三尖瓣。左心房、左心室与体动静脉构成体循环。左侧心房与心室壁较厚,内贮动脉血,房室间具二尖瓣。所有这些瓣膜的功能,是保证血液沿一个方向流动,防止血液逆流。心脏肌肉的血液供应是由冠状循环完成的。

血管
包括动脉、静脉和毛细血管。哺乳动物动脉系统的突出特征是:仅具有左体动脉弓。左体动脉弓弯向背方为背大动脉直达尾部,沿途发出各个分支到达全身。哺乳动物的静脉系统趋于简化,以单一的前大静脉(上腔静脉)和后大静脉(下腔静脉)代替了低等四足动物的成对的前主静脉和后主静脉。肾门静脉消失,尾部及后肢的血液直接注入后大静脉回心。这样减少了一次通过微细血管的步骤,有助于加快血流速度和提高血压。此外,哺乳类的腹静脉在成体消失。奇静脉(右侧)与半奇静脉(左侧)代替了后主静脉。

淋巴
哺乳动物的淋巴系统十分发达,这可能与动、静脉内血管压力较大,组织液难于直接经静脉回心有关。淋巴管发源于组织间隙间,先端为盲端的毛细淋巴管,部分组织液通过渗透方式进入毛细淋巴管。进入毛细淋巴管的组织液,其成分与血浆近似,但蛋白质含量少,无红细胞和血小板。毛细淋巴管汇集为较大的淋巴管,后主要通过胸导管注入前大静脉回心。故淋巴液只作从组织到静脉到心脏的单向流动。淋巴管内有瓣膜可防止淋巴液逆流。淋巴管辅助组织液回流,对维持血量有重要作用。此外,淋巴管也是脂肪运输的主要途径,小肠的淋巴管(乳糜管)携带脂肪经胸导管输入前大静脉回心。淋巴结节是生成淋巴细胞的主要器官,并具有阻截异物、保护机体的功能。哺乳类淋巴节极为发达,遍布全身淋巴系统的通路上,尤其在颈部、腋下、鼠溪部、肠系膜等部位较集中。
此外,扁桃体、脾脏和胸腺也是一种淋巴器官。

     

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