循环系统

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每当我教授关于循环系统的知识时，我就会想起我在初中认识的一个叫虹膜的女孩。不是因为我对她有好感，每次看到她我都会心跳。她和我都看不起对方。相反，我发现她很容易被心跳声吓坏。我练习了那么多让她恶心的方法，我已经很擅长发出心跳的声音了。当孩子们做心脏解剖时，我可以在他们身上玩一些非常有趣的把戏。

除了了解我的习惯，研究循环系统对于AP生物考试是非常重要的。12个官方实验室之一是关于如何评估某人的心血管健康?在选择题部分，你经常会看到这样的问题:给心脏的各个部位贴上标签，或者血液是如何输送氧气的?

幸运的是，在你打开课本之前，你可能已经对循环系统有了一定的了解。为了确保我们一开始都是40，但是，我将从循环系统的组成部分开始讲起?还有一些用来描述其功能的术语。然后，我会讲讲血液是如何运输氧气和二氧化碳的，最后讲讲影响循环系统功能的一些因素。

虽然很多人都知道循环系统的各个部分;血液，血管和心脏，很多时候有些细节是模糊的。让我们从血液开始。血液实际上被认为是结缔组织。血液细胞漂浮在液体中，考虑到细胞外基质，这是结缔组织的识别特征。

这种液体叫做等离子体。而且主要是水。大概是一半的血，再多一点。液体血浆中含有凝血蛋白、抗体、葡萄糖、钠、激素等物质。

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其余的血液大约45%是形成的元素或者仅仅是细胞。其中大部分是我们在这里看到的红细胞，大家都知道。还有白细胞，就像这些家伙，还有凝血细胞或血小板。白细胞的正确术语是白细胞，其中leuk是白色的意思。

血液所做的基本上就是运输血液气体二氧化碳和氧气。生产身体所需的营养物质。同时也为你的免疫系统成分和激素提供了运输路线。

很多人没有想到，但这是血液的一个非常重要的功能，它将热量从产生热量的地方，如肌肉，输送到需要热量的地方，如大脑。或者到你的皮肤表面，这样它就可以排出到环境中。

血液通过血管运输。虽然大多数人都听说过动脉和静脉，但由于某种原因，很多人都没有听说过毛细血管。就是那些连接动脉和静脉的血管。让我们来看看。

动脉就是这些大的血管。发生的事情是，动脉开始分支成越来越小的动脉直到你进入所谓的小动脉。最后是单细胞壁毛细血管。在这里你可以进行气体交换;氧气和二氧化碳，以及身体组织中的营养物质。

最终，这些毛细血管开始融合在一起形成小静脉，最终形成静脉。动脉是所有血管中壁最厚的。这是因为它们承受着最大的压力。

毛细血管，就像我说的，它们的壁只有一个细胞厚。静脉的壁也比较厚，但没有其他血管那么厚。静脉的另一个不同之处在于，它们有瓣膜。为什么动脉没有而静脉有呢?

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关于动脉的问题是，它们是将血液从心脏带走的器官。这是我教给孩子们的技巧之一。很多人认为动脉是含氧的血管而静脉则不含氧。大多数时候是这样，但也不总是这样。所以我告诉我的孩子们，带“A”的动脉会“远离”心脏。如果你仔细想想，当心脏跳动时，它们会处于最高的压力下。

一旦血管分支进入毛细血管，血压就会下降很多。当我们开始回忆静脉的时候你可以回来，但是静脉会有很小的压力。很多时候，这意味着血液没有足够的动力回到心脏。

为什么要有阀门呢?这些瓣膜就在那里它们只允许血液向一个方向流动。所以血液可以在这里流动，但如果血液开始倒流这就是所谓的反射，这些瓣膜就会关闭。

那么如何让血液回流到心脏呢?幸运的是，这些静脉大部分在哪里?它们通过血液骨骼肌肉比如大腿肌肉肱二头肌。当你走路和运动时，你的肌肉在收缩。这是对静脉的挤压。就像你踩在番茄酱包上一样，它会挤压静脉里的血液，然后增加压力。这种增强压缩足以将其推向心脏，特别是因为瓣膜再次阻止了回流。

如果出于某种不知道的原因，你的奶奶穿着比基尼走来走去，你可能会注意到那些蜘蛛状静脉和她腿后面的静脉曲张。这通常是由所谓的脱垂引起的，当一些瓣膜向后翻转时，血液就会流入。

从血管开始，现在我们来看看心脏。这是你们经常会在AP生物测试中，或者其他生物测试中看到的一类问题，人们喜欢问关于心脏部位的问题。

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当你研究心脏的时候要记住的是，图表就是病人的心脏。孩子们会看着这个说这是左边，这是右边。

对你来说是，但躺在手术台上的是病人。这是我的右边，这是我的左边。这是心脏的右侧，这是心脏的左侧。我要看一下心脏的各个部分。当我这样做的时候，我也会描述流经心脏的血液流动，因为这是另一个在测试中经常被问到的问题。

所以血液在流经全身后进入心脏，而身体一直在获取氧气。这是低氧血，也叫缺氧血。它富含二氧化碳和e，氧气很少。它来自上半身，通过上腔静脉。从下半身开始，我们用这个词表示低于下半身。下腔静脉，这些是静脉。

你是怎么记住静脉的?我告诉过你动脉的意思。静脉，学过法语或西班牙语的同学经常在法语或西班牙语中听到“来”这个词，法语中的“jouvien”意思是我来了。静脉流向心脏。动脉离开，静脉来到心脏。这里血液进入心脏，进入右心房。

右心房是心脏的一个腔室。这是心脏的第一个腔室，用来收集缺氧的血液。然后挤压到右心室。右心室是下面这个大的心室。它的工作是将血液从肺动脉泵到肺部。

当你听到某人的心跳时，那是什么声音?那个声音不是心脏跳动的声音。因为如果你移动二头肌，它就会收缩。你听不到你的二头肌“泵”的声音，除非你像当年的阿诺德一样，而不是现在的阿诺德。

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你现在听到的是这扇门的声音。这些也是瓣膜，因为你不想让你的血液从心室逆流而出。心房是一个比心室弱得多的房间。因为心房确实有从这里到那里的泵。这有点像一个幼儿园的孩子，这是一个相扑手。

所以当这些家伙挤压时，血液会朝这个方向流动。当这家伙挤压那些门的时候，那些阀门就会关闭。在心脏的右边，实际上有三个瓣膜。1 2 3 3的词根是什么?三。这些皮瓣叫做尖瓣，所以这叫做三尖瓣。

记住，在右边是三尖瓣。所以当心室开始第一次收缩时，当这些门关闭时，你会听到第一次心跳的声音。当它挤压，吹开这些门，这些阀门被称为半月阀。或者在这种情况下，因为它流向了肺，它被称为肺瓣。

它们打开，让血液从肺动脉从心脏流向肺部。注意，这是一条远离心脏的动脉，但它是低氧的。这是大多数人遵循的规则的例外动脉有氧气，静脉没有。

从肺中，它排出二氧化碳，吸收氧气，然后通过肺静脉返回。有些人可能不知道，pulmon的意思是肺。就像在CPR中一样，心肺复苏意味着你在推动心脏让它跳动。肺部，你在给病人的嘴吹气，让他们的肺工作。

从肺部流出的是含氧血液，富含氧的血液进入左心房。这两个可以帮助心室做好准备。左心房挤压含氧血液，然后它进入心室。

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左心室挤压并将血液挤出主动脉。主动脉是人体内最大的血管。它有非常厚的肌肉壁。原因是血管处于最高的压力下。你可能在想，肺动脉也和心室相连?是的。这两个泵的血量是一样的，但是这个家伙要泵得更远。他把右心室泵到肺里再泵回来。从这里到那里。

另一方面，左心室，当他泵血时，他必须逆重力将血液推到我的头顶，这比到我的肺部要远得多。所以左心室壁更强因此它给主动脉施加了更大的压力。

主动脉有分支为我的大脑和上半身供血。然后曲线向下。这被称为主动脉冲动，为下半身供血。

我告诉过你，第一个心跳的声音是由这些门的沉闷声引起的。是什么引起了第二种声音?这时这些门就会关闭因为心室开始放松。所以(声音)是贫民窟。如果爱瑞丝因为某种原因在看这个视频，我真的希望你现在被吓坏了。对于其他人来说，你们现在知道了循环系统的基本组成部分。

肺里的血怎么了?它是如何吸收那么多氧气和二氧化碳的呢?让我们来看看。当血液流向肺部时，肺部有一层薄薄的囊状结构叫做肺泡。它的单数形式是肺泡。

和毛细血管一样，它们的细胞也很薄。它们只有一个细胞厚。当肺动脉来到肺的时候，它开始形成一层毛细血管围绕着每个肺泡。

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这就是简单的扩散。假设一切正常，进入你肺部的空气含有大量氧气。但是从肺动脉流出的血液，氧气含量较低，因为它是由你的身体吸收的。这就是简单的扩散。肺部浓度高，毛细血管浓度低。所以氧气会扩散到血液中。然后二氧化碳，在这些动脉中浓度非常高，因为你的身体正在产生它，它扩散到肺部的空气中。再次形成浓度梯度。然后这些毛细血管回到肺静脉，到达心脏。左心室将血液泵到主动脉，当血液流经身体组织时，毛细血管也发生了类似的过程。

稍微补充一下，流向肺部的血管和毛细血管，叫做肺循环。传导到身体其他部位，或身体系统的电流，通常被称为系统回路。

但是，当水不能溶解那么多的二氧化碳和氧气时，氧气和二氧化碳是如何被血液很好地携带的呢?它通过一些特殊的技巧和一些蛋白质来做到这一点。

第一种蛋白质叫做血红蛋白。让我们来看看这个YouTube视频，它很好地介绍了血红蛋白的外观和功能。

这里我们看到一些红细胞通过动脉或毛细血管，吸收氧气。你会注意到它们在变颜色。这是因为一种叫做血红蛋白的特殊蛋白质。这是红细胞里面的红细胞。

所以氧气进入，它所做的是，它粘附在血红蛋白上。让我们来看看血红蛋白。血红蛋白是一种特殊的蛋白质，由四条链组成。每条链上都有一个叫做血族的特殊基团，血族中有一个铁原子。

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那个离子原子，就像你们知道的，氧和氧结合成铁，如果你们见过铁生锈就知道。血红蛋白很酷的一点是，它以一种需要时很容易释放氧气的方式保留铁。注意它是如何变红的，然后当它释放氧气时又变回紫色。这就是血红蛋白的作用。这里我们再次看到他们的铁元素在血红细胞内。

我们先暂停一下，现在我们来谈谈血红蛋白的其他很酷的东西。血红蛋白，就像我说的，是由四条链组成的。有趣的是，你们应该知道蛋白质，它们的形状和结构会受到PH值的影响，如果PH值开始下降会发生什么?如果物质变得有点酸，那么蛋白质就会发生一点变化，铁就会脱落。

为什么会这样?血液里还发生了什么?而是二氧化碳进来了。现在，如果你曾经喝过苏打水，而你的妈妈对它对你的牙齿造成的影响不屑一顾，你应该知道二氧化碳和水形成一种叫做碳酸的物质。

碳酸有什么作用?它是一种酸，所以氢会脱落变成H+离子和碳酸氢盐离子。这个碳酸氢盐离子不是二氧化碳。这很有趣，因为发生了什么，二氧化碳从血液中的高浓度区域进入到低浓度区域，然后它转化为碳酸氢盐。

所以它不再是二氧化碳。所以这个过程会不断吸入额外的二氧化碳。你不能用白开水做太多。这就是你的血液与下一种蛋白质发挥第二种化学特性的地方。让我们来看看这个YouTube视频。我们继续把它变大。

这里我们看到红细胞，这里是二氧化碳从你的身体细胞中进来，因为它们在做运动。

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在红血球内部，我们看到二氧化碳和水结合。它形成了碳酸。然后其中一个氢变成了氢离子。这个小口香糖，实际上是一种叫做碳酸酐酶的酶。它的作用是，它可以把二氧化碳和水变成碳酸。它在你的红血球中以很高的速度进行然后让碳酸氢盐离子进入。然后进入血液，进入血浆。

这是可逆反应。所以它可以起到相反的作用这就是酸酐酶的作用。这里我们看到，如果需要的话，二氧化碳可以从肺部排出。这个可逆反应解释了为什么你的血液很擅长缓冲pH值，但是如果有大量的二氧化碳，就会使pH值开始下降，所以物质就变成酸性。

正如我们所看到的，当二氧化碳进来时，它会使物质变得更酸。停下来想想，这很酷，为什么?什么会产生大量的二氧化碳?你的肌肉。什么时候?当他们在做大量的运动和进行有氧呼吸时，葡萄糖会被分解成二氧化碳。就在你的肌肉里，就在那个区域，当你的血液通过pH值下降时。这意味着它们开始释放氧气因为血红蛋白已经改变了。然后二氧化碳扩散到血液中。氧气输送到最需要氧气的肌肉。 Because they are using the oxygen to power aerobic respiration.

二氧化碳或pH值对红细胞保持氧气能力的影响被称为玻尔效应。让我们快速看一下。

这里我们看到底部的曲线是氧气的分压。这是氧气的量这是含氧血红蛋白的量。血红蛋白保持氧气的能力。

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当你加入氧气的时候叫做含氧血红蛋白。如果你加入二氧化碳血红蛋白能做的其他事情，被称为羧米诺血红蛋白。

这条蓝线代表正常饱和度曲线。注意pH值的变化，pH值使它下降。这意味着随着pH值开始下降，血红蛋白携带的氧气开始减少。这也受温度的影响。所以血红蛋白的玻尔效应是影响血红蛋白运输氧气和血液中二氧化碳的重要因素之一。

最后一件事，还有一些其他的蛋白质漂浮在血液中，它们可以帮助与二氧化碳结合，从而更有效地将二氧化碳从你的身体细胞中带走，并将其排放到你的肺部。

除了玻尔效应，还有哪些因素会影响循环系统的工作?显然，如果你的循环系统是为了向你身体组织输送所需的氧气，它需要能够每时每刻，秒秒，有多少血液进入了你的系统?它通过几种方式做到这一点。

其中一种方法是增加或降低心率。你的心脏每分钟跳动的次数，基本上就是它跳动的速度。心脏的一个很好的比喻是一个泵，就像这个。你知道，如果我需要快速给我的自行车轮胎打气，有一种方法就是像喝了咖啡因的小松鼠一样走路。或者如果我需要放慢速度，我可以放慢速度，降低我的心率。还有别的办法吗?而不是，我可以做更大的泵每拍。这个因素叫做冲程容积。

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所以你的心脏可以调整它的速率，或者它的搏量。小对大。另一个与此相关的东西，显然是与泵有关的，是所谓的血压。

什么是血压?这是血液对动脉和静脉壁施加的压力。当你去看医生并测量血压时，你会看到几个数字被抛出。一个大，一个小。如果你看任何医疗剧当然他们会一直抛出这些数字之一。你可能听说过120 / 70。

第一个更大的数字，就是所谓的收缩压。这里我们看到心脏被挤压时的收缩压。当心室将血液泵出时。这就像我踩自行车打气筒时的压力。心室的压力会升高直到主动脉瓣被吹开。当主动脉瓣打开时，与心室直接相连的主动脉的压力就会增加。然后心脏开始放松。

这叫做舒张期。收缩期是指收缩，舒张期是指放松。当它开始放松时，心室的压力开始下降。当主动脉门关闭时，当主动脉半月瓣关闭时，主动脉的压力就会产生第二次心跳声。然后主动脉的压力开始下降。这是舒张压较低的数字，你经常听到的70。

压力下降，直到下一个心室收缩序列，它又开始了。如果第二个数字舒张压过高，有些人就会出现疾病。

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这可能是由动脉堵塞或饮食中钠含量过高引起的。为什么饮食中过多的钠会导致舒张压问题?血液中钠含量越高，水就会从细胞中流失到血液中，从而导致血压升高。

为什么舒张压高是一个问题?心脏在工作，它不停地泵血直到它升到舒张压以上它才会把血液从心脏输送出去。这就是为什么如果你有长期的高血压问题，那么你的心脏就必须比它应有的更努力地工作，才能把血液抽出来。

这有点像如果我想用这个自行车打气筒给轮胎打气，不是给自行车打气，而是给747飞机的轮胎打气。我必须非常努力地克服轮胎里已经存在的压力才能打开车门。

现在你知道心脏是如何时刻调整来增加或减少血流量的了吧。哪些因素会增加或减少工作效率?一个是锻炼。

因此，如果你开始锻炼，你的肌肉需要更多的氧气，它们会产生更多的二氧化碳。所以你的心脏会开始增加。在官方实验室，这是他们评估某人心血管健康的方法之一。谁更强?运动员还是非运动员?希望是运动员。因为他们的肌肉更强壮，他们由肌肉组成的心脏也更强壮。因此，运动员的心脏通常在一次跳动中，比非运动员泵出更多的血液。

很多年前，当我让我的学生在官方实验室进行卵巢实验时。我有一个学生，当其他人的静息心率在70或80左右时，他的心率在40多。当他们做最大限度的运动时，其他孩子的心率从来没有达到130或140。他的，我几乎没办法让他活过60岁。

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但对大多数人来说，你不会看到这种变化。但总的来说，当你运动时，你的心率会增加。当你停止时，它会慢慢恢复正常。还有一件事他们会问美联社的问题是，它恢复得有多快?恢复的速度。心血管更健康，你就能更快地恢复正常。心血管不好，可能需要一段时间。这都是关于健康的。所以，你越健康，你就越健康，你就越不健康。你的心脏必须更加努力工作。

下一个很明显的是你的位置，你的身体位置。如果你躺着，你的心脏就不需要很辛苦地工作。因为血液不需要与重力作斗争才能流到你的头部，而是直接流到你的头部，然后回流。但如果你突然站起来，那么你的心脏就必须迅速加速，否则如果你不能给你的头部提供足够的氧气，你可能会失去知觉。另外，重力正在把一堆血液拉到你的腿上。你会感觉到这种效果如果你病得很重你躺着突然站起来，你会有什么感觉?你会觉得头晕目眩，就像房间在旋转一样。为什么?因为你的心很艰难，因为你生病了，无法对突然的需求做出反应。所以它比正常情况下更努力地将血液输送到大脑。 You felt light headed because your blood wasn’t delivering enough oxygen to your brain to keep your brain properly functioning.

这也是为什么很多人早上刚醒来就会心脏病发作的原因。如果你年纪大了，心血管健康状况不佳，那么你过去8小时都是躺着的。你也没吃东西。所以你血液中的糖含量很低。你突然振作起来，突然给你的心脏和大脑带来压力，问题就发生了。

下一个是温度。

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你和我就是所谓的恒温动物，我们是温血动物。所以温度对我们的影响不像变温动物那样大，变温动物是大多数人所说的冷血动物。但即使是作为恒温动物，如果你在大热天开始做大量运动。记住，血液携带的东西之一是热量，从它产生的地方到你的外部表面。所以在大热天，如果你正在做大量的运动，如果你的体温开始上升，你的心脏可能会加快心跳，试图让血液到达表面，这样它就可以把多余的热量排出。至于变温动物，比如节肢动物，昆虫，还有一种常见的生物，叫做水蚤，也就是水蚤。

如果你提高它们的温度，它们的新陈代谢速度就会加快。更多的新陈代谢，需要更多的氧气，并开始产生更多的二氧化碳。所以当你增加恒温器的温度时，它们的心率就会加快。当你降低温度时，它们开始变慢。这就是因数。

我之前没有提到的一个因素是你的情绪。举个例子，如果爱瑞丝现在看到我，我们可能会看到她在密谋如何谋杀我时心率飙升。其他因素还包括你的营养等。但总的来说，你们应该为AP考试做好充分的准备。

如果你有一个像我一样疯狂的老师，在循环系统上花了几个星期，我建议你学习一些东西，比如血凝块是如何形成的，或者导致心脏收缩的电信号是如何传导的。我还在你的奖励材料文件夹中包含了一些材料，以帮助你复习这些类型的概念。还有其他一些我认为你们会感兴趣的东西。

在AP测试中，你们已经知道循环系统的三个部分是血液，血管和心脏。现在你知道血液是如何吸收氧气和二氧化碳并将其输送到需要的地方了。你也知道AP官方实验室的因素，以防有关于它的作文问题。

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你也可以上网做虚拟版的实验室。但请注意，虚拟版本掩盖了第一部分。因为实际上很难站起来从凳子上走下来。但我想你知道这是怎么回事。