真菌学教学课件：血液循环系统

血液循环系统的发现结构静态功能动态血液的作用？血液和疾病的关系？结构生物学古人因为研究技术简陋，对人体生理的了解有很多谬误。古埃及人以为神经和血管都是传输气体的。古代中医以为心脏是管思维的。卓越如盖伦也不能幸免。盖伦的血流理论是这样的：人体里面有动脉和静脉，区别在于，动脉壁厚，静脉壁薄，里面的血液颜色也不一样。动脉和静脉分别管不同的业务，两个系统互不相干。静脉所属的系统叫物脉（naturalsystem）。动脉所属的系统叫元脉（vitalsystem）。物脉管输送营养。物脉里的血，是从肝脏里面不断分泌出来，就好像泉水不断涌出一样。我们吃下去的食物，从肠子进入肝脏，肝脏把食物变成血液，通过静脉输送到身体各个角落，然后被吸收。有的血液变成新的肌肉，剩下的就从毛孔蒸发了。元脉管输送元阳（vitalspirit）和气（pneuma）。“气”从肺脏流到心脏，然后被心脏产生的“热”转化成元阳，然后元脉里的血液带着这种元阳，通过动脉传输到全身各处。物脉的血液是肝脏分泌的。元脉没有类似的产血器官。那么，元脉的血液是哪儿来的呢？

盖伦认为是肝脏的血从物脉（静脉）跑到了元脉（动脉）。问题是，盖伦自己说了，这俩系统是分开的，互不相干。那物脉的血它怎么能跑到元脉的？盖伦经过思考，认定左右心室之间必定要有某种孔洞，能让物脉的血穿越到元脉。

盖伦没能有机会解剖人体心脏。他只解剖过动物的心脏。虽然在动物心脏里没有看到他期待的孔洞，他还是坚决相信心脏有这种孔洞，只不过我们肉眼看不见而已。因为，只有这样，他的这套精致的血脉系统才能说的通。

盖伦的血液理论错得离谱。但是不能太苛责他。他是1800年前的人，当时医学知识积累有限，何况当时罗马帝国不允许解剖人体。在当时的条件下，盖伦其他方面的医学知识和治病能力确实远远超出同代人，所以他在后来的一千多年里如同灯塔在中世纪的欧洲试图质疑盖伦，就类似在60年代的中国试图质疑马克思。彻底推翻盖伦的血液模式的，是哈维。不过，跟各种“史上第一”一样，“哈维是史上第一个描述血液循环的人”这种说法，其实不完全准确。人类知识的获得，其实是一个逐渐积累逐渐完善的过程。在哈维之前，已经有人，提出一套说法，虽然不完善，却在不同程度上窥见了血液循环的侧影。他观察到两个心室的血液颜色明显不同观察到左心房和肺静脉的连接关系观察到肺静脉非常粗大这么粗大的静脉，不会是像盖伦说的，仅仅是为了让肺脏里面的“气”走到心脏。这肯定是血液流动的一个主干道。

塞尔维图的见解相当准确，如果他能推广他这个见解，“发现血液循环的人”这个桂冠说不定就落在他头上而不是哈维头上了。

可惜他还没来得及推广就被烧死了。

原因是他太博学了。

他除了研究解剖学，还研究十几种不同的学。不过，他的本行是神学。提出了一些违背主旋律的宗教见解，比如他反对基督教三位一体的说法。16世纪是基督教教廷权势开始动摇的时候。通常越是根基摇晃的权势集团就越怕有人反对自己。所以当时教廷对“异端”的打击非常严厉。塞尔维图的新颖见解被教廷定性为异端，然后给他判了火刑，所有著作全部焚毁。幸亏有个别粉丝悄悄收藏了三本他的书，于是多年之后大家知道，居然曾经有个神学家塞尔维图提出过这么准确的肺循环解说。哈维是一位16世纪的英国医生，1578年出生。那一年李时珍刚好写完《本草纲目》。哈维天资不凡，15岁进入剑桥大学一个分校，19岁毕业。21岁到意大利帕杜瓦大学学医，当时伽利略正在那里教天文学。24岁那年，哈维拿到医学博士学位。各位导师对哈维的评价极高：“虽然我们因为他的出色才华而大大提高了对他的要求，他的表现仍然远超我们的期望”。如此美誉太有说服力，以至于哈维回到家乡之后，剑桥大学直接就白送他一个医学博士学位。哈维主要的研究方法是做动物活体解剖，然后根据观察到的现象，得出血液循环的结论。但他知道质疑盖伦不是小事一桩。为了能出手就有说服力，他要找一个最有效的切入点。哈维发表他的血液循环理论之后，有一个骨灰级盖伦派教授，公开发表过一句著名的宣言：“我宁愿跟着盖伦错也不能跟着哈维对”（rathererrwithGalenthanproclaimthetruthwithHarvey）。做研究，正确的科学研究方法是至关紧要的。古代圣贤，比如希波克拉底和盖伦，提倡严谨的观察，这个确实很重要。但是单纯肉眼观察，缺点是不够精密，不够客观。要得到客观的观察结果，就应该有精密的测定，比如，只说一种物质是“凉”的或是“热”的还不够，必须准确测定出各种具体物质的温度。然后对测定出来的数据做计算，从中找出规律。而且，找出的规律，还应该用实验进一步证实，以保证它们不是巧合，不是观察错误。（统计学）哈维知道人的心跳频率，心室的容积，每次心跳泵出的血量。根据这些，他做了一些简单计算，按照最保守的估算，人的心脏每天会泵出245升的血液。物脉管输送营养。物脉里的血，是从肝脏里面不断分泌出来，就好像泉水不断涌出一样。我们吃下去的食物，从肠子进入肝脏，肝脏把食物变成血液，通过静脉输送到身体各个角落，然后被吸收。有的血液变成新的肌肉，剩下的就从毛孔蒸发了。盖伦理论如果正确，人的肝脏每天就必须分泌出这么多血液（实际上必须比这要多很多。因为，根据盖伦说的，心脏泵出的血只是肝脏分泌血的一小部分）。而这显然是天方夜谭。就算肝脏真的能分泌这么多血液，一天245升血液，大致相当于4个成年人的体重。这么多血，怎么可能被肌肉吸收，或者从毛孔挥发？成年人体内只能容纳5升血液。如果肝脏真的能一天产生245升血液，也就是一小时10升。假设肝脏从半夜12点开始干活，那么还没到1点这人的身体就要被血液撑爆了。盖伦理论错了，那么正确理论应该是怎么样的呢？

这需要用更准确的解剖发现来阐明。

哈维把《论心脏和血液的运动》的其他章节用来讲解他的证据，其中大部分证据来自活体解剖。他前后花了十几年的时间，大量解剖各种活体动物的心脏，观察血液流动的情况，这让他收集到足够的解剖学依据，来支持他的血液循环理论。我们列举一下其中的一些关键观察结果。血管和心脏的关系：动脉和静脉以心脏为中心连成一个不可分割的体系。心脏不是附加在血管上的“化气为精”的配件，而是动静脉系统的枢纽。

两个心室同步搏动，而不是像盖伦说的，各干各的。

心脏搏动不是因为“气”（来自肺脏）的冲击，而是自己在搏动。搏动的目的是推动血液流动。

左心室收缩的时候，会把血液泵入动脉系统，这个时候动脉会出现膨胀（脉搏）。显然动脉的膨胀是因为心脏泵血的冲击力，而不是如盖伦所说，动脉膨胀是在从皮肤吸收空气。

如果把动脉切开一个口子，血液会以脉冲的节奏喷出来，喷射的时间正好是动脉膨胀的时候，也就是心室收缩的时候。这就更说明盖伦的“动脉膨胀是在吸收空气”的说法是错误的。这种喷射节奏恰恰说明心脏以极高的压力把血液泵入动脉，造成动脉的搏动。

右心室收缩的时候，会通过肺动脉把血液泵入肺脏，于是会看到肺脏血液充盈。

我们能观察到血液被右心室泵入肺动脉。然后，我们能看到血液从肺静脉进入左心房然后进入左心室。肺动脉去往肺脏。肺静脉来自肺脏。对于这样的血液出没，最自然的解释就是：肺动脉的血液进入肺脏之后，经过无数微孔，渗透到了肺静脉，然后返回左心室。

把活体动物剖开胸腔，暴露心脏和大血管，这时候如果结扎大静脉，心脏就变得空虚；而结扎大动脉，心脏就出现膨胀。这说明血液是从心脏被泵入大动脉，从大静脉返回心脏。

静脉血流动方向以心脏为中心。找一段明显的浅表静脉，比如胳膊弯内侧的一段静脉，用两个手指头压住静脉之后，手指头向两边分开，这段静脉就会是瘪的，因为里面的血液被挤空了。这时候如果松开靠近心脏这边的手指头，静脉仍然是瘪的。但是如果松开远端的手指头，这段静脉立刻恢复充盈状态。用这样的方法可以判断静脉血液的流动方向。按照盖伦的理论，血液从肝脏产生，然后通过静脉流向全身。就是说，肝脏是血液流动的中心。肝脏以上的静脉（比如胸腹部），血都是向上流动；肝脏以下的静脉（比如腿），血都是向下流动。肝脏不是中心，心脏才是：心脏以下的静脉，血液往上流动。心脏以上的静脉，比如头、肩膀和脖子，血液往下流动。就是说，静脉血液不是以肝脏为起点向肢体排出，而是身体血液向心脏这个中心集中。结合前面一条观察结果，就可以知道，盖伦说的静脉把血液送往身体各处是说法是错误的。静脉不是把血送出去，而是从身体各处把血收回来。

人类手臂血管结扎实验：如果用胶带在上臂轻度结扎，结扎的力度足以阻断静脉血流，但不会阻断动脉血流（静脉处于皮下，容易被阻断；动脉在肌肉深层，需要很大压力才能阻断）。这样的结扎导致静脉血流受阻，而动脉血仍然持续流入前臂（手腕仍可以摸到脉搏），于是结扎点之下的前臂会出现肿胀，静脉明显膨胀，皮肤温热。如果在同样的地方结扎，但是结扎非常紧，以至于动静脉血流都被阻断（手腕部位不再能摸到脉搏），那么结扎点之下的前臂变得缺血苍白，皮肤变凉，而结扎点之上却出现肿胀。这说明动脉把血液送入肢体末端，而静脉则把血液送回心脏。这就进一步支持前面一条观察结果，就是说动脉的作用是向身体各处输送血液，而静脉的工作是从身体各处回收血液。这是个循环过程。不过，哈维没能发现毛细血管，因为他在世的时候显微技术还没普及。所以，哈维没有明确的观察结果来说明血液是怎么从动脉进入静脉的。他只是猜想，血液经动脉来到身体各处的组织之后，会被静脉“吸取”，就像海绵吸水那样吸入静脉系统里。至于血液被吸入静脉之后，依靠什么动力来流向心脏，哈维猜想是肌肉收缩挤压的结果。这个错误，属于可以谅解的错误。毕竟他不知道动脉和静脉通过毛细血管直接连通，于是心脏对动脉施加的推力，是可以延伸到静脉，然后继续推动血液流动的。哈维去世不久，1661年，33岁的年轻生物学家马尔皮基（MarcelloMalpighi）用自己研制的显微镜观察青蛙的肺脏，发现了动脉血返回静脉的真正通道，也就是毛细血管。这就给哈维的血液循环通路补上了那个关键的缺环。

哈维虽然根据解剖观察，确定了血液是处于循环状态，但是那时人们不知道氧气，更不知道人体细胞需要靠氧气生存。所以哈维并不知道循环的生理意义，尤其是肺循环吸收氧气的意义。因为当时现代科学仍处于起步状态，哈维试图解释血液循环的意义的时候，没能完全摆脱古代的那种浪漫解读，比如，他曾经说，血液循环就像水在自然界的循环。在自然界，雨落地变成地面的水，地面的水被太阳加热，蒸发变成云，云酿造了雨，如此循环。这是宏宇宙（macrocosm）。而血液在我们身体这个微宇宙（microcosm）里也经历类似的过程：动脉血营养组织，就像雨水滋润大地。静脉吸收血液带回心脏，就像地上的水蒸发，返回天空。哈维认为这是造物主的设计。

你解剖的动物都还活着，肯定是动物在痛苦之中生理过程发生了扭曲，才会出现你说的那些现象。那根本不能说明血液在循环。再说，你怎么肯定动物身上发现的事可以用来解释人类的身体功能。你说动脉血到了末端组织时候能穿过微孔回到静脉，我们怎么看不到这样的微孔？血液循环现象的发现，有什么重大意义吗？21世纪，至少在工业化国家里，最常见的两大死亡原因就是癌症和心血管疾病。而这两者，癌症只占12.49%，心血管疾病导致的死亡就高得多，占29.34%。心血管疾病有哪些？先天和后天的心脏结构损坏，高血压，冠心病，中风，动脉硬化和各种血管栓