第10课 · 人体结构与功能
心脏如何完成一次跳动
手指轻轻搭在手腕上,可以感到一下又一下的搏动。但仅凭这个节奏,我们还不知道心脏每次送出了多少血,也看不到内部的瓣膜怎样开关。要理解一次心跳,需要把心脏的结构、电活动、肌肉收缩和血液流动联系起来。
学完这堂课,你能做什么
- 根据瓣膜两侧的压力,解释血流方向和瓣膜状态。
- 把心动周期、电活动与收缩机制联系起来。
- 计算心输出量,并说明单一数字的局限。
本课内容
四个心腔,共同维持两条循环瓣膜为什么会打开和关闭把一次心跳放慢来看电信号怎样引起收缩跳得快,就一定送血多吗心肌也需要自己的供血用三个问题检查理解中英术语资料来源四个心腔,共同维持两条循环
心脏分为右心房、右心室、左心房和左心室。心房接收回流的血液,心室把血液送入动脉。这里的左右以人的身体为准;面对一张正面示意图时,图左往往是人的右侧。
全身静脉回流的血液进入右心房,再经右心室送往肺。在肺部毛细血管中,血液释放二氧化碳并获得氧气,随后经肺静脉回到左心房。这一部分称为肺循环。血液再进入左心室,经主动脉及其分支送到全身各处,最后沿静脉回到右心房,这一部分称为体循环。两条循环首尾相接。
氧气在组织中的毛细血管与周围细胞之间进行交换。正常情况下,红细胞仍在血管内流动。图中用红色和蓝色区分含氧较多和较少的血液,蓝色只是标记,人体内的血液并不是蓝色。
这条路线描述的是血液经过各处的顺序。实际工作中,左右心室在每次心跳中基本同步收缩,分别向肺循环和体循环射血。心脏结构与循环:OpenStax
瓣膜为什么会打开和关闭
四个瓣膜分别位于右心房与右心室之间、左心房与左心室之间,以及两个心室通向动脉的出口,依次称为三尖瓣、二尖瓣、肺动脉瓣和主动脉瓣。三尖瓣和二尖瓣合称房室瓣。
理解瓣膜如何开闭,关键是看瓣膜两侧的压力。心肌收缩会改变心腔内的压力。当压力差推动血液向前时,相应瓣膜打开。当压力关系逆转、血液有倒流趋势时,瓣膜关闭。瓣膜本身不会主动把血液泵出去。
例如,左心室压力超过左心房压力时,二尖瓣关闭。此后,左心室还要继续建立压力,直到足以打开主动脉瓣,血液才能射入主动脉。连接房室瓣的腱索和乳头肌帮助瓣叶在心室收缩时保持位置,防止它们翻向心房;它们并不负责把瓣膜拉开。瓣膜位置:美国国家心肺血液研究所;瓣膜与支持结构:OpenStax
把一次心跳放慢看
心脏结构示意图
Heart diagram-en.svg · ZooFari · CC BY-SA 3.0
原图保留;视频由原GIF转为MP4。
观察一次心跳
CG Heart.gif · DrJanaOfficial · CC BY-SA 4.0
原图保留;视频由原GIF转为MP4。
图中压力是虚构的瞬间示例,单位为mmHg,忽略血流惯性和瓣膜开关细节。四个阶段不能按等长时间理解。左右心室实际基本同步工作。
把一次心跳放慢来看
心脏一次收缩和舒张的完整过程称为心动周期。下面以左心室为例,把连续过程分成四段。右心室经历相似的变化,但两侧压力不同,瓣膜打开和关闭的时刻也并非完全相同。
充盈:血液进入心室。左心室压力低于左心房,二尖瓣开放,主动脉瓣关闭。血液先沿压力差流入心室;接近充盈结束时,心房收缩,再增加一部分充盈。
等容收缩:压力升高,血量暂不改变。心室开始收缩,二尖瓣关闭,主动脉瓣尚未打开。此时两个瓣膜都关闭,心室内的血液量基本不变。“等容”就是容积基本不变,并不表示心肌没有活动。
射血:血液进入主动脉。左心室压力升高到足以打开主动脉瓣,血液流出,心室内血量减少。一次收缩并不会把心室完全排空。
等容舒张:压力下降,尚未重新进血。射血结束后,主动脉瓣关闭,而二尖瓣还没有打开。心室继续舒张,血量暂时不变。当左心室压力降到低于左心房时,二尖瓣重新打开,下一轮充盈开始。
因此,“收缩”不意味着始终在射血,“舒张”也不意味着立即开始进血。观察动画时,应同时看心腔压力、瓣膜状态和血液量,才能理解这些变化为何发生。心动周期:OpenStax
电信号怎样引起收缩
正常心跳通常起始于右心房的窦房结,其中的起搏细胞能够自发产生有节律的电活动。电信号先传遍心房,在房室结处传导减慢,再沿专门的传导组织到达心室。这种安排有助于协调心房与心室收缩的先后。自主神经和激素还会根据身体需要调节心率等活动。心脏的电传导:美国国家心肺血液研究所
电活动到达心室肌细胞后,会引起细胞膜上的钙通道开放。少量钙离子进入细胞,又促使细胞内部储存的钙释放出来。增加的钙使收缩蛋白能够相互作用,利用ATP提供的能量产生力量。钙被重新收回储存部位或移出细胞后,肌肉才能舒张。
这段把电活动转变为收缩的过程称为“兴奋—收缩耦联”。心电图记录的是体表检测到的心脏电活动,并不直接测量每次射出的血量。研究泵血功能,还需要结合结构和机械活动等方面的信息。心肌电活动与收缩:OpenStax
跳得快,就一定送血多吗
一个心室每次射出的血量称为每搏量,每分钟射出的血量称为心输出量。两者的关系是:
心输出量=心率×每搏量。
假设某个教学模型的心率为每分钟70次,每搏量为70毫升,算得心输出量是每分钟4900毫升,即4.9升。这组数值只是演算示例,不是用来判断个人健康的标准。
若只知道心率,就缺少了每搏量这一项。每搏量会受到充盈情况、心肌收缩能力和射血时所需克服的负荷等因素影响。心率很快时,每次心跳可用于充盈的时间也会缩短。因此,不能把“跳得更快”直接等同于“泵得更好”。在稳定状态下,左右心室长期平均输出的血量应当相匹配;不能把两侧输出量相加,算成全身获得了双倍供血。心输出量及其调节:OpenStax
心肌也需要自己的供血
心腔里不断有血液经过,心肌却主要依靠冠状动脉及其分支获得氧气和营养。这些血管从主动脉起始部附近分出,继续分支,在心肌内部形成毛细血管。血液经过心肌毛细血管、完成物质交换后,再经静脉回流。
所以,“血液能流过心腔”与“心肌获得充足供血”是两个需要分别判断的问题。理解这一点,才能进一步理解冠状动脉疾病为什么会影响心脏自身的工作。心肌供血:美国国家心肺血液研究所
用三个问题检查理解
1.左心室正在收缩,主动脉瓣却还关闭着,是否矛盾?
不矛盾。在等容收缩阶段,心室已开始建立压力,但尚未达到打开主动脉瓣的条件。判断能否射血,要比较心室与主动脉的压力。
2.某人的心率与示例相同,能否算出他的心输出量?
不能。还需要知道他的每搏量。把示例中的70毫升直接套用到一个真实的人身上,计算虽然可以完成,依据却不成立。
3.看见心电活动,是否就证明心肌供血和泵血功能正常?
不能。电活动、心肌获得的供血以及收缩产生的机械效果彼此相关,但不等同。应说明每项观察能提供什么信息,还缺少什么信息。
运用本课知识
在一个简化模型中,左心房、左心室、主动脉压力分别为8、40、80 mmHg。假设瓣膜正常并忽略血流惯性。两瓣膜是什么状态?只凭这些数值,能分清收缩与舒张吗?
查看解析
二尖瓣和主动脉瓣都关闭。左室压力高于左房、低于主动脉。仅凭瞬间数值,不能区分等容收缩与等容舒张,还要知道压力变化趋势及前后阶段。这组数值是虚构教学条件。
中英术语
- 心房 · Atrium
- 接收回流血液的心腔。
- 心室 · Ventricle
- 将血液泵入动脉的心腔。
- 二尖瓣 · Mitral valve
- 左心房与左心室之间的瓣膜。
- 每搏量 · Stroke volume
- 一侧心室每次搏动射出的血液量。
- 心输出量 · Cardiac output
- 一侧心室每分钟泵出的血液量。
- 心肌 · Myocardium
- 心壁的肌肉组织。
资料来源与延伸阅读
- NHLBI: How Blood Flows through the Heart
- NHLBI: How the Heart Beats
- OpenStax: Heart anatomy
- OpenStax: Cardiac muscle and electrical activity
- OpenStax: Cardiac cycle
- OpenStax: Cardiac physiology
课程原有资料核对记录:2026年9月9日。本轮中英文逐句语言审读:2026年9月14日。AI编辑与语言复核不等同于真人医学审核;来源机构未参与或认可本课程。

