你还在相信心脏是心形的?其实心脏是个莫比乌斯环,研究者们大受震撼

作者: 七君

来源: 把科学带回家

发布日期: 2021-07-05 11:11:30

心脏的真正形态是个螺旋形的莫比乌斯环,心脏跳动时像悠悠球一样左右旋转,这种螺旋结构使得心脏像绞毛巾一样主动泵入和泵出血液。

心脏是什么形状?许多人会说,这道题我会,不就是心形的嘛。心脏的真正形态是个螺旋形的莫比乌斯环。

早在16世纪就有人发现了心脏整体的圆锥形态,也就是我们以为的心形。但是,为什么心形的心脏能跳动呢?心脏形态和心脏功能之间的关系在500年里一直是个迷,因此这个问题也曾被称为解剖学的戈耳狄俄斯之结,也就是爆难没人知道答案的意思。

后来在17世纪,有人在这个漏洞上打了个补丁,这个补丁版本也成了300年来人类对心脏的主流认识。这个人就是英国医生威廉·哈维。哈维发现了循环系统,将心脏和肺接入了整个循环系统的闭环中。

大约在50年前,解剖学的“心结”终于被一位西班牙医生解开。Francisco Torrent-Guasp在学生时代就对哈维学说中的一些问题感到怀疑,比如他不太相信心脏肌肉放松时血液能大量涌入。

在20世纪50年代,Torrent-Guasp还是西班牙萨拉曼卡大学医学院的一位四年级的学生,那时起他就不断解剖各种动物的心脏。在25年的研究后,Torrent-Guasp有了突破。他发现,心脏整个就像一条筋道宽面一样,是一个由肌肉构成的橡皮带;更有趣的是,这根劲道肌肉条是以螺旋的形态组织成心脏的。

Torrent-Guasp认为,人类心脏的形态意味着心脏的跳动是从心底,也就是心脏最上部开始的,心肌的收缩沿着心肌带传播,最后让心脏的各个部位依次皱缩起来。他的理论和以哈维为代表的经典理论有很多不同。在过去的理论中,心脏的运动是从心尖传到到心底的。但是新的成像证据显示,心脏的运动确实始于心底,符合Torrent-Guasp的观点。

Torrent-Guasp的另一个新发现是,心脏的螺旋结构使得心脏跳动时会像悠悠球一样左右旋转,而心脏的这种扭旋让它像绞毛巾一样主动泵入和泵出血液,而不是像哈维理论描述的那样像气球胀缩一样被动吸入血液。

这些新发现意味着,当心脏不够强大的时候,心脏的螺旋结构开始变形,扭旋的程度减少,泵入和泵出血液的效率也会下降。

比如在2019年,英属哥伦比亚大学的心脏学家Robert Shave和同事发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究发现,人类心脏的扭转程度比人类的近亲黑猩猩的大得多,是黑猩猩的约2倍;人类如果运动量少了躺平活得轻松,心脏的各方面机能,比如扭转程度就会减少,向黑猩猩的心脏转变,心脏本身也会由小V脸转变为又大又圆。

Torrent-Guasp指出,在人类胚胎的发育过程中就可以观察到这种从虫体到鱼心脏、到爬行动物心脏、再到哺乳动物心脏的演变。比如在胚胎20天大的时候,人类心脏看起来就像一条虫——30天大的时候,心脏看起来像鱼心——40天大的时候像爬行动物心——在50天大的时候才成为你左胸口里那颗红心的样子。

Torrent-Guasp认为,人类心脏依旧保留着小虫时代的动态,还延续着类似虫体一浪一浪的运动模式,因此才展现出沿着心肌带的收缩和舒张方式。

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