心臟生命的律動，來自一個小小的「電擊」

孩子們總是滿懷好奇，為了幫助爸爸媽媽們回答這些包羅萬象稀奇古怪的疑問，童學館開啟了「好奇的孩子」專題。

心臟，對每個人來說都很重要。好奇的你一定想知道它是如何工作的吧？

心臟是如何跳動的？

提問者：Aarav，9歲，孟買

解答者：Adam Taylor，蘭卡斯特大學臨床解剖學教學中心

翻譯：八荒

編輯：果醬

「不自主的」心臟

一定程度上，我們身體中所有肌肉都承擔著「運動」的職責。比如當你在看這篇文章時，一些肌肉控制我們的眼球轉動，還有一些肌肉能夠幫助我們的手來上下滑動頁面。這些肌肉都是「自主的」，也就是說你能夠按照自己的意願控制它們。但身體中還有一些肌肉是「不自主的」，你無法控制它們。

心臟就是由「不自主的」的肌肉構成的，這種肌肉叫做心肌。心肌又由心肌細胞組成。

我們無法自由地控制心肌和心肌細胞，它們會自動根據身體需求作出該有的反應：供應走路時腿部肌肉需要消耗的氧氣，或者通過呼氣消除血液中不需要的二氧化碳——這些情況下，心臟一刻不停都在工作。

顯微鏡下經過染色的心肌細胞，圖中放大為兩個心肌細胞的連接處，被稱為閏盤。圖片來源：Dr. S. Girod, Anton Becker / wikimedia

一切源自小小「電擊」

心臟中有一種特殊的細胞，被稱為「自律心肌細胞」。如果你用顯微鏡觀察它們，會發現它們與心臟里其他的肌肉細胞都不一樣。正是這些「自律心細胞」讓心臟按照一定節奏不停跳動，它們分布在右心房壁中，也就是心臟右上方的那個「小房間」。

心臟跳動時，「自律心肌細胞」會產生電刺激——你可以理解為一次小小的電擊——通過心臟里一條特殊的路徑傳導出來，使其他心肌都能以波動的形式收縮，血液就這樣被泵出心臟，流到肺部和身體其他各個地方。

這種電信號導致收縮的過程，是由細胞中許多微小的粒子來回移動引起的，而這些來自日常食物中的粒子（比如鈣），正是保證我們心臟正常工作的重要角色。這也是為什麼我們要吃足夠的水果、蔬菜以及含鈣食物。

心臟生物電信號傳導示意圖。圖片來源：giphy

然而，有些人的「自律心肌細胞」存在一些問題，電刺激不能成功傳導到心臟其他肌肉上，所以ta們的心臟也就無法正常收縮。

好在有一種叫做「心臟起搏器」的微型機器可以代替「自律心肌細胞」工作，幫助心臟跳動。

心臟變奏曲

細心的寶寶應該能發現，心臟並不總是以同樣的節奏跳動。我們的心臟會受到大腦發出的神經信號以及身體中分泌的化學物質的影響，對我們看到、聽到或者聞到的東西做出反應。

比如好朋友扮鬼突然嚇你一跳時，大腦和身體就會向心臟發出神經信號和一些化學物質，使心跳加快。這樣有什麼用呢？心跳一旦加快，你的手和腿部細胞都能夠得到更多的血液和氧氣，這就有助於遇到危險時快速逃跑了。

再比如，當你晚上懶洋洋地躺在沙發上看電視，與剛才的例子相反的事情發生了：此時你很放鬆，心臟就不需要那麼努力地工作了，它會歇一歇，恢復到正常的跳動速度。這時候大部分血液會流向腸道，而不是四肢。這同樣也受到神經信號和化學物質的影響。

心臟血液流動示意圖：藍色顯示來自大靜脈的靜脈血通過右側房、室進入肺部；紅色顯示由肺而來的動脈血通過左側房、室「壓力泵」的作用，送至全身各處。圖片來源：josi?o / wikimedia

心臟能跳多快？

正常的心跳速度大約是每分鐘60～70次，當我們劇烈運動時，心臟能夠在一分鐘內跳動220次。小朋友的心跳會比大人的更快。

如果想弄清楚心臟一分鐘最多能跳多少下，可以用220減去你的年齡來計算：如果你今年10歲，當你儘可能進行劇烈運動時，每分鐘心跳最快能達到220－10＝210（當然這是比較粗略的計算方法）。

如果你願意感受一下心臟工作有多麼努力，可以嘗試在一分鐘內快速握緊然後放鬆自己的拳頭60次。感覺怎麼樣？

最後再來感受下這生命的律動吧。圖片來源：James Heilman, MD / wikimedia

本文來自果殼童學館

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！