長頸鹿爲什麼血壓高?
理論上任何動物在生理狀態下,血壓的高低首先得滿足腦部供血。作爲陸地上最高的動物,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”,動脈收縮壓約300mmHg。
大腦是絕大部分動物最重要的器官,動物的大腦越大,腦部血管越多,血容量越大,所需的腦灌注壓就越高,因此,理論上任何動物生理狀態下,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,爲了滿足頭部血供,所需要的壓力就越高。人體動脈收縮壓約120mmHg,滿足了大腦的血液灌注,而長頸鹿爲了滿足大腦的血供,動脈收縮壓約300mmHg。如此高的血壓就需要長頸鹿有一顆非常強大的心臟,長頸鹿心臟長60釐米,重11公斤,約是人類心臟的30倍大。爲了維持血壓,不僅需要如此巨大的心臟,還需要快速的心率來維持血壓,長頸鹿的心率爲150次/分。
現在有一個問題,當長頸鹿低頭時,血壓會不會衝爆它的腦血管。我們設想一下,當我們倒立時,人會覺得有輕微痛苦,會覺得頭和麪部非常漲,臉的顏色也會變紅,這是由於大腦充血的原因。我們把大腦想象成一個罐子,裏面充滿了水,連接着兩個管子,就是我們的動脈和靜脈。一個管子從下向上供水(動脈),一個罐子從上向下排水(靜脈),壓力一定的情況下罐子裏的水量保持不變。當我們把整個裝置倒立過來,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,變得更輕鬆,排水時需要克服重力作用,此時罐子裏的水會逐漸變多,這就意味着我們倒立時大腦要比直立時容納更多的血液。當然人體要比這複雜得多,當人倒立時,處在下腔靜脈的血液(可簡單理解爲心臟水平以下的大靜脈)會大量流回心臟,一部分血液會倒灌入上腔靜脈(可簡單理解爲心臟水平以上的大靜脈),增加上腔靜脈壓力,同時增加頸靜脈壓力,造成腦部靜脈壓力更高,腦部的血更難流回心臟,所以出現頭漲和臉紅的情況。
如果是長頸鹿呢,當長頸鹿低頭喝水時,相當於將頭從5米左右的高度放到地面,由於頭部處於心臟水平以下,大量下腔靜脈的血液同樣會有部分流向頸靜脈,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應爲過高的壓力而被衝破,造成出血,這就是人們常說的腦出血。
是什麼讓長頸鹿能有長長的脖子龐大的軀體,而又不會出現腦出血呢?這是由於在長頸鹿的頸靜脈中有7個閥門,這7個閥門(靜脈瓣)透過感受器控制長頸鹿的頸靜脈流量。當長頸鹿低頭時,爲了防止下腔靜脈的血流倒灌入頸靜脈,頸靜脈的閥門會關閉,使得所有的血液流回心臟。靜脈瓣的關閉一定會造成頸靜脈的壓力升高,因爲腦部靜脈的血液無法流回心臟。相信長頸鹿在低頭喝水時一定也會腦部充血,也許會有和人類倒立時同樣的感受,但由於有了頸靜脈的閥門,可以防止長頸鹿的腦血管被壓爆。
另外一個問題,當長頸鹿突然站起時,會不會應爲腦缺血而暈厥。設想一下,當人長時間保持蹲姿時,突然站起會有頭暈的感覺,甚至有的人會出現暈厥,這是由於長時間的蹲姿,人體靜脈的血液會聚集在下肢靜脈,突然站起後,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的腦缺血,引起頭暈,嚴重時甚至引起暈厥。
那麼如果是長頸鹿呢,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大的心臟也無法實現。
那麼是什麼原因讓長頸鹿突然站起時不會出現腦缺血呢?人類的面板軟而有彈性,血液供應豐富,蹲下時下肢會由於迴流不暢,聚集過多的血液。而長頸鹿的面板又厚又緊,當長頸鹿蹲下後不會想人類一樣有過多的血液聚集在下肢,所以長頸鹿不會出現我們假設的情況
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