長頸鹿,生活在非洲廣闊的草原上,是陸地上身體最高的動物。
最高的雄長頸鹿身高可達6米。
長頸鹿的頭部離心髒很遠,沒有很高的血壓,它的大腦就不可能得到充分的血液據測定,長頸鹿體内的血壓高達46.55千帕,比人類的正常血壓高出2倍,但長頸鹿卻安然無事。
緊繃在身上的皮膚有一個很大的作用,就是能抵抗突然升高的血壓 --- 當長頸鹿低頭喝水時,緊繃的皮膚會牢牢地箍住血管,血管就不會因為血壓的突然升高而被脹破了。
長頸鹿為什麼血壓高?
任何動物在生理狀态下,血壓的高低首先得滿足腦部供血
作為陸地上最高的動物,長頸鹿的頭部和心髒的距離在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。
成年長頸鹿身高4.5-6.1米,心髒位置距頭部2.5-3米,人類不足0.5米
距離越大,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。
長頸鹿,為了滿足大腦的血供,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髒,長頸鹿心髒長60厘米,重11公斤,約是人類心髒的30倍大。
為了維持血壓,不僅需要如此巨大的心髒,還需要快速的心率來維持血壓,長頸鹿的心率為150次/分
現在有一個問題,當長頸鹿低頭時,血壓會不會沖爆它的腦血管?
我們設想一下,當我們倒立時,人會覺得有輕微痛苦,會覺得頭和面部非常漲,臉的顔色也會變紅,這是由于大腦充血的原因。
我們把大腦想象成一個罐子,裡面充滿了水,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裡的水量保持不變。
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,變得更輕松,排水時需要克服重力作用,此時罐子裡的水會逐漸變多,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(可簡單理解為心髒水平以下的大靜脈)會大量流回心髒,一部分血液會倒灌入上腔靜脈(可簡單理解為心髒水平以上的大靜脈),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髒,所以出現頭漲和臉紅的情況。
長頸鹿低頭喝水時,相當于将頭從5米左右的高度放到地面
由于頭部處于心髒水平以下,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?
這是由于在長頸鹿的頸靜脈中有7個閥門,這7個閥門(靜脈瓣)通過感受器控制長頸鹿的頸靜脈流量。
當長頸鹿低頭時,為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髒。靜脈瓣的關閉一定會造成頸靜脈的壓力升高,因為腦部靜脈的血液無法流回心髒。
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。
另外一個問題,當長頸鹿突然站起時,會不會因為腦缺血而暈厥?
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,這是由于長時間的蹲姿,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髒,造成心髒血流量不足,心髒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髒也無法實現?
那麼是什麼原因讓長頸鹿突然站起時不會出現腦缺血呢?
人類的皮膚,軟而有彈性,血液供應豐富,蹲下時下肢會由于回流不暢,聚集過多的血液。
長頸鹿的皮膚,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
由于重力的影響,長頸鹿在運動時,其腿部高度附近的血壓大約是心髒高度上的兩倍, 此時長頸鹿頭部的血壓差不多與人類相當
大多數的哺乳動物都可能患上中風和動脈硬化,但是對于長頸鹿來說,這些問題不值得人們去太過關注。
長頸鹿的循環系統已經進化出一種特殊的适應性,不論血壓高低,它都能夠很好地适應。
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