心臟是人體最為重要的器官之一,作為人體的動力源泉,它將血液源源不斷地輸送到全身各個部分。
在人的一生中,心臟的平均跳動次數超過25億次,也就是說,它每天的跳動次數要超過10萬次。
對於身體其他肌肉而言,如果進行10萬次的運動怕是要累癱瘓了,那為什麼心臟卻具有如此強的耐力呢?
人體的肌肉
無論是心臟的跳動還是人體的其他運動,其背後都是肌肉的收縮與伸展,在說心臟之前我們先了解下人體的肌肉。
人體的肌肉看似繁多複雜,但其實細分的話只有三種類型,分別是骨骼肌、平滑肌以及心肌。
圖註:骨骼肌
骨骼肌,顧名思義是附着在骨骼和其他結締組織上的有條紋的肌肉,它們的伸縮可以牽動骨骼的運動。
也就是說,骨骼肌是我們用來運動或執行特定運動的肌肉,它們在接收到大腦的指令後開始移動。
平滑肌位於中空的內臟器官(心臟除外)中,像名字展示的一樣,它是平滑的,沒有條紋的。
圖註:平滑肌
通常,它是不受大腦控制的,它會自動在腸道中蠕動幫助我們消化食物或改變瞳孔的大小。
內臟中平滑肌的收縮是有節律的,這種節律在胃中是每分鐘3次,而在小腸中則是每分鐘12次。
心肌就是我們所說的心臟肌肉了,與骨骼肌一樣,它也屬於橫紋肌,與平滑肌一樣,它也不受大腦控制。
圖註:心肌
為什麼心肌不疲勞?
對於人的肌肉而言,吃太多平滑肌會難以承受,運動太多骨骼肌會酸痛,只有心臟任何時候都在砰砰跳動。
為什麼心肌伸縮那麼多次,仍然不會疲勞呢?其實本質原因就是能量充足,我們從三方面來講。
圖註:能量工廠線粒體
首先是線粒體的數量。線粒體被稱為細胞的能量工廠,因為它是細胞進行有氧呼吸的主要場所。
在有氧呼吸過程中,一個葡萄糖分子可產生多達38個ATP,而後者是細胞生命能量的直接來源。
對於細胞來說,如果線粒體的數量越多,那產生ATP的效率也就越高,能量供應也就更充足。
在骨骼肌中,線粒體約佔整個肌肉體積的2%-8%,平滑肌與之相似,線粒體約佔3%-5%,那心肌中是多少呢?
是35%!心肌中的線粒體約佔心肌體積的35%,這大概是其他兩種肌肉的十倍,能量問題算是解決了。
圖註:冠脈循環
其次是獨有的血液循環。所有的肌肉都需要穩定的血液供應來為它們提供氧氣和營養,也就是為有氧呼吸提供原料。
心肌的耗氧量遠比骨骼肌和平滑肌高,即便是休息時,心臟消耗的氧氣也是同期骨骼肌的20倍。
骨骼肌和平滑肌的氧氣供應是通過血液的體循環和肺循環實現的,這可以說是廣泛的供氧方式。
而心臟卻有「精準」的血液循環——冠脈循環,冠脈循環中的血液不流向全身,而只在心臟中循環。
而且,值得注意的是,當心臟需要更多的氧氣時,心臟處的血管還會變寬,以使更多的「燃料」進入。
圖註:腎上腺素結構
另外還有腎上腺素的原因。當人體運動後感到疲憊時,喝一點能量飲料會讓我們較快地恢復體力。
類似的,當心臟需要更快地跳動的時候,其表面的神經末梢會分泌腎上腺素,同時腎上腺也會分泌腎上腺素。
最後
總的來說,心肌之所以不會疲憊是因為大量的原料維持了大量的能量,如果需要再加把勁還可以產生腎上腺素。
這就好比,一個人跑馬拉松時,可以隨時地吃飯並消化(當然是假設),還可以在衝刺的時候喝一些功能飲料。
不過,雖然心臟的跳動是不停息的,但有時疾病、生活方式、遺傳或傳染會讓心臟無法將足夠的血液泵到全身,以至於人體出現呼吸困難,疲勞等症狀,這種情況被稱為心力衰竭。
心臟衰竭有許多藥物可以治療,或者更嚴重的時候還可以進行心臟手術,你可能也聽過這樣的事情,科學家們已經在全人工心臟方面取得了一些成功。
但就像人工智能目前並不能達到人腦的智力一樣,人造心臟無論如何也是比不上人類原生的心臟的。
所以,保護好我們身體的「永動機」很重要。