長頸鹿為什么血壓高?
春荷
理論上任何動(dòng)物在生理狀態(tài)下,血壓的高低首先得滿足腦部供血。作為陸地上最高的動(dòng)物,長頸鹿的頭部和心臟的距離在2.5-3米,如果沒有高壓力是沒有辦法給頭部供血的,因此,長頸鹿是典型的“高血壓”,動(dòng)脈收縮壓約300mmHg。
大腦是絕大部分動(dòng)物最重要的器官,動(dòng)物的大腦越大,腦部血管越多,血容量越大,所需的腦灌注壓就越高,因此,理論上任何動(dòng)物生理狀態(tài)下,血壓的高低首先要滿足腦部的供血。
成年長頸鹿身高4.5-6.1米,心臟位置距頭部2.5-3米,而人類心臟到頭部的距離不足0.5米,心臟與頭部的距離越大,為了滿足頭部血供,所需要的壓力就越高。人體動(dòng)脈收縮壓約120mmHg,滿足了大腦的血液灌注,而長頸鹿為了滿足大腦的血供,動(dòng)脈收縮壓約300mmHg。如此高的血壓就需要長頸鹿有一顆非常強(qiáng)大的心臟,長頸鹿心臟長60厘米,重11公斤,約是人類心臟的30倍大。為了維持血壓,不僅需要如此巨大的心臟,還需要快速的心率來維持血壓,長頸鹿的心率為150次/分。
現(xiàn)在有一個(gè)問題,當(dāng)長頸鹿低頭時(shí),血壓會(huì)不會(huì)沖爆它的腦血管。我們設(shè)想一下,當(dāng)我們倒立時(shí),人會(huì)覺得有輕微痛苦,會(huì)覺得頭和面部非常漲,臉的顏色也會(huì)變紅,這是由于大腦充血的原因。我們把大腦想象成一個(gè)罐子,里面充滿了水,連接著兩個(gè)管子,就是我們的動(dòng)脈和靜脈。一個(gè)管子從下向上供水(動(dòng)脈),一個(gè)罐子從上向下排水(靜脈),壓力一定的情況下罐子里的水量保持不變。當(dāng)我們把整個(gè)裝置倒立過來,供水壓力不變的情況下,供水變成從上向下,不需要克服重力,變得更輕松,排水時(shí)需要克服重力作用,此時(shí)罐子里的水會(huì)逐漸變多,這就意味著我們倒立時(shí)大腦要比直立時(shí)容納更多的血液。當(dāng)然人體要比這復(fù)雜得多,當(dāng)人倒立時(shí),處在下腔靜脈的血液(可簡單理解為心臟水平以下的大靜脈)會(huì)大量流回心臟,一部分血液會(huì)倒灌入上腔靜脈(可簡單理解為心臟水平以上的大靜脈),增加上腔靜脈壓力,同時(shí)增加頸靜脈壓力,造成腦部靜脈壓力更高,腦部的血更難流回心臟,所以出現(xiàn)頭漲和臉紅的情況。
如果是長頸鹿呢,當(dāng)長頸鹿低頭喝水時(shí),相當(dāng)于將頭從5米左右的高度放到地面,由于頭部處于心臟水平以下,大量下腔靜脈的血液同樣會(huì)有部分流向頸靜脈,造成頸靜脈壓力升高,這種壓力的變化可比人類要大很多倍,理論上長頸鹿的腦血管一定會(huì)應(yīng)為過高的壓力而被沖破,造成出血,這就是人們常說的腦出血。
是什么讓長頸鹿能有長長的脖子龐大的軀體,而又不會(huì)出現(xiàn)腦出血呢?這是由于在長頸鹿的頸靜脈中有7個(gè)閥門,這7個(gè)閥門(靜脈瓣)通過感受器控制長頸鹿的頸靜脈流量。當(dāng)長頸鹿低頭時(shí),為了防止下腔靜脈的血流倒灌入頸靜脈,頸靜脈的閥門會(huì)關(guān)閉,使得所有的血液流回心臟。靜脈瓣的關(guān)閉一定會(huì)造成頸靜脈的壓力升高,因?yàn)槟X部靜脈的血液無法流回心臟。相信長頸鹿在低頭喝水時(shí)一定也會(huì)腦部充血,也許會(huì)有和人類倒立時(shí)同樣的感受,但由于有了頸靜脈的閥門,可以防止長頸鹿的腦血管被壓爆。
另外一個(gè)問題,當(dāng)長頸鹿突然站起時(shí),會(huì)不會(huì)應(yīng)為腦缺血而暈厥。設(shè)想一下,當(dāng)人長時(shí)間保持蹲姿時(shí),突然站起會(huì)有頭暈的感覺,甚至有的人會(huì)出現(xiàn)暈厥,這是由于長時(shí)間的蹲姿,人體靜脈的血液會(huì)聚集在下肢靜脈,突然站起后,聚集在下肢的血壓無法瞬間流回心臟,造成心臟血流量不足,心臟無法泵出足夠的血流,造成短暫的低血壓,這樣的低血壓引起暫時(shí)的腦缺血,引起頭暈,嚴(yán)重時(shí)甚至引起暈厥。
那么如果是長頸鹿呢,如果想滿足長頸鹿的腦部血供,理論上即使是長頸鹿那樣強(qiáng)大的心臟也無法實(shí)現(xiàn)。
那么是什么原因讓長頸鹿突然站起時(shí)不會(huì)出現(xiàn)腦缺血呢?人類的皮膚軟而有彈性,血液供應(yīng)豐富,蹲下時(shí)下肢會(huì)由于回流不暢,聚集過多的血液。而長頸鹿的皮膚又厚又緊,當(dāng)長頸鹿蹲下后不會(huì)想人類一樣有過多的血液聚集在下肢,所以長頸鹿不會(huì)出現(xiàn)我們假設(shè)的情況