心脏是如何形成的？本文专家:吕明明

本文专家:吕明明，川北医学院心血管硕士研究生
胡厚祥，川北医学院附属医院心内科主任医师，教授，医学博士，硕士研究生导师
心脏是一个莫比乌斯环？
研究发现，我们的心脏是一个中空器官，分为左、右心房和心室四个腔。但心脏的形状却并不是四个腔室简单组合起来的整体，真正的形态是一个螺旋形的莫比乌斯环。

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早在17世纪，就有人发现心肌纤维的走向呈螺旋状，之后的解剖也有相似发现，但都不知道这种螺旋从哪里开始又到哪里结束，更无法确定这种螺旋状结构的意义。直到半个世纪前，西班牙科学家Torrent-Guasp通过解剖近千个不同物种的心脏后，才解开这一心脏解剖学上的难题。
他发现心脏是一条像宽面一样的肌肉带通过螺旋扭曲而形成的，这条心肌带起于肺动脉根部，止于主动脉根部。心肌带以螺旋形态扭成了8字，也就是说心脏的形状是一个类似于扭了3次的莫比乌斯环。
心脏为什么会是这种复杂的螺旋结构呢？
我们都知道，结构是功能的基础。
这种螺旋结构的心肌在收缩时会让心脏发生扭转，从而主动的将血液泵出和泵入心脏。这种扭转形变就像一种拧毛巾样的运动，心脏收缩是旋转扭紧的过程，而心脏舒张是继扭转运动后反方向的解旋过程。由此可知，心脏并不是像气球一样简单的收缩与舒张。

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那么如此复杂心脏又是如何形成的呢？
Torrent-Guasp认为，心脏的发育过程，体现了从10亿年前的蠕虫到鱼类、两栖类最后到哺乳动物的心脏演化。例如，人类胚胎在第18天左右，胚胎头端会形成一对并列的心管，随后左右心管会融合成一根心管，这就是原始心脏，这与心脏结构为单一肌肉带组成的理论相似。
心管因各段生长速度不同会出现不均等生长，从头端到尾端出现了几个膨大区域，依次称心球、心室、心房和静脉窦。心管除了生长外，还会出现扭曲、移位、融合等一系列变化。
【心脏是如何形成的？】在第5周初，心脏外形建立就基本完成，但此时心脏的四个腔室尚未完全隔开。接下来心脏将继续完成心房、心室等结构的内部分隔，至第8周结束。若分隔的过程中出现障碍，就会造成先天性心脏病，如房间隔缺损、室间隔缺损等。因此，妊娠第3-8周是胚胎心脏发育的关键时期。这段时期，如果孕妇发生某些病毒感染或接触有害环境，就可能会导致胎儿心脏发育出现障碍而形成先天性心脏病。
心脏是如何跳动的？
Torrent-Guasp通过观察跳动的心脏，区分了缩短和伸长两种纵向运动，以及缩窄和扩大两种横向运动，并认为收缩是沿心肌带从上往下传播才能支持这一系列机械活动。
近年的研究发现，正常心脏跳动的电信号起源于窦房结。窦房结位于心底的右心房，电信号在窦房结形成后从上往下传导（即心底到心尖），使心房和心室先后产生收缩和舒张，即心脏的跳动。这也为Torrent-Guasp的观点提供进一步支持。