茫茫非洲大草原,身着斑斓斑纹而体型奇异、有着巨大黑眼睛、卷卷长睫毛、招风大耳朵的温顺巨人——长颈鹿,正在浅笑着悠闲安步。
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他们凭着傲人的身高,有一次竟然被一群旅客付与更具先天异禀的「窃看者」称号。
本来,南非茨瓦鲁卡拉哈里野生动物庇护区资深导游 Juan Venter 带着旅客们来到庇护区时,看到草丛里,三只豹子纠缠不休,不是在打架而是两只雄豹子在争着和一只母豹子交配。
愈加突然的是,呈现了一群脖子伸老长的「吃瓜群寡」——长颈鹿。「先天」,天然就是指大长脖子、大长腿了,那四位长颈鹿凭着生成的身高优势,将那十年难遇的奇景尽收眼底。
在远处「窃看」的长颈鹿
但是,关于一个心脏科医生,尤其感兴趣是如斯长脖子长颈鹿的轮回系统那些事儿:
长颈鹿的「血压」问题;
长颈鹿的血压如斯之高,为什么不得「脑出血」呢?
突然垂头,会不会呈现「脑充血」、昂首会不会呈现「体位性低血压」以至「晕厥」?
他们的血压若何调理?
长颈鹿的心脏有多大?「小小心脏」能接受如斯高血压吗?
心率是类似于巨兽「鲸鱼」那样吗?快仍是慢呢?心电图长啥样?有谁见过?如何给长颈鹿做个全导、完好的心电图,困难吗?
在荷兰、美国等有一些充满猎奇和摸索精神的科学家做了一些相关丈量和数据阐发。不出所料,长颈鹿的轮回系统因其庞大的身高和体重而有本身特点。今天,心血管时间将带你走进长颈鹿的构造奥秘。
强劲心脏收缩力
长颈鹿是地球上现存更高动物,以其高中心动脉血压而闻名。
其长颈在调理全身动脉血压和维持脑轮回方面十分奇特,心脏射血必需产生大约 2~3 倍于人类血压来连结大脑血流灌注,可到达或超越 200~300mmHg。
1954 年,Goetz 和 Budtz Olsen 胜利丈量了一只身高约 13 feet、麻醒后站立体位长颈鹿的动脉血压,颈动脉均匀血压为 200mmHg。
长颈鹿如斯高的血压是凭仗其庞大的心脏来实现的,其左室壁厚度可达 7.5cm(3.0 inch),长轴可达 60cm(2 feet),重量达 11kg(25 pounds),后来有研究者发现:具有典型哺乳动物特征的长颈鹿,其心脏重量与其他较低体重和身高哺乳动物类似,但差别的是心室壁较厚、心室腔较小。如斯小的室腔和低排血量若何产生如斯庞大的动脉血压详细机造尚无法解释。
(A) 计算机合成图像:两个不异重量心脏,红色较厚心室壁和较小心室腔;(B) 长颈鹿心脏短轴视图显示心室腔十分小;
心率较快
长颈鹿的心率在 60~150 次/分之间。
相关于如斯庞大体重的哺乳动物,心率处于较快程度,当动物表示出烦躁不安时,有时可达 150次/分,安静歇息时, 心率维持在 60 次/分摆布。
体位改动对血压影响
长颈鹿在长时间站立时,因为流体的重量压下肢血管在压力很大,小腿血管四周肌肉和皮肤又厚又紧同时血管壁弹性十足,可压缩血管控造血流量,避免过多血液流入小腿,同时利于下肢血液回流心脏适应庞大的身高。别的,长颈鹿除了具备以上特殊的支持构造外,下肢还散布着极广的毛细血管,那些构造将血液约束在血管内部不会渗入长腿末端的足部等四周组织,类似人类在手术后或者在长途飞翔中避免深静脉血栓利用的弹力袜,可接受可到达人类的 3 倍收缩压同时能够避免过多的血液涌入小腿。
据此,科学家在训练宇航员时设想一种特殊器械,让宇航员操纵那种器械每天熬炼几小时,以避免宇航员血管四周肌肉退化。
在宇宙飞船升空时,科学家按照长颈鹿操纵紧绷的皮肤可控造血管压力的原理,研造了特殊的「抗荷服」,安拆有充气安装的「抗荷服」,跟着飞船速度的增高,能够充入必然量气体对血管产生必然的压力,使宇航员血压连结一般,同时,宇航员腹部以下部位套入抽去空气密封安装中,如许能够减小宇航员腿部的血压,利于身体上部的血液向下肢输送。
长颈鹿颈部血管在体位改动时调整压力变革、连结相对不变的大脑血液供给起到重要感化。
颈部血管包罗动脉和静脉,静脉凡是具有七个瓣膜以避免血液在头手下降时从下腔静脉和右心房回流到头部。
数年前,丹麦一所大学研究人员在一只长颈鹿的心脏、颈部和头部拆入了血压检测器,他们发现颈部的动脉曲径在垂头过程中会显著变小,心脏射向头部的血液会比估计的少良多,能够解释为什么长颈鹿垂头喝水不会脑充血,但详细机造不断一来存在争议。
另有研究发如今体位改动时颈动脉横截面积和流量持续连结稳定,改动的是颈静脉,他们有趣的测试过程如下:
A:长颈鹿麻醒后右侧卧位, 头部被抬起 1米,护套放置在颈动脉和颈静脉上、下位置,颈部毛发剃光行无血压创监测及颈动、静脉血管超声成像,操纵隐静脉输注麻醒剂;
B:长颈鹿被悬挂处于曲立位置;
C: 头降低后测试;
科学家们同时丈量了五只麻醒后能够自主呼吸长颈鹿颈动脉和颈静脉压力及其横截面积等数据,成果表白:麻醒长颈鹿脑血流受动脉压控造。
1. 曲立头部抬高位置时,均匀动脉压(MAP):193±11 mmHg,颈动脉血流:0.7±0.2 l/min,颈动脉横截面积:0.85±0.04 cm2;中心静脉压力(CVP):42 mmHg,颈静脉流量:0.7± 0.2 L/min,颈静脉横截面积:0.14±0.04 cm2,颈动脉头部动脉和颈静脉压力:118.9 和 7.4 mmHg,提醒颈静脉塌陷,血液回到中心轮回并压力增加,心输出量恢复;
2. 头部降低位置时,MAP:131±13 mmHg,颈动脉流量和横截面积连结稳定,心输出量削减 30%,CVP 降至 12mmHg,颈静脉血流聚集并血流停行,颈静脉横截面积增加到 3.2±0.6 cm2,相当于 1.2 L 血液储蓄积累于静脉中,提醒:颈静脉扩张,血液在静脉中储蓄积累,降低均匀动脉压。
当长颈鹿在垂头饮水时,血液会毫无障碍地向下贱动,而上颈部静脉有静脉瓣且有一个很大的横截面积静脉——「颈静脉池」,避免过量的血液流入大脑,也就是说,可启动与人类差别的「压力系统」「水闸机造」将只放一条细细的逆向运行血流从头部返回身体,从而使得脑部不至于霎时缺氧同时又避免太多血液涌入头部,当头部再次抬起时,血管收缩并将血液导入大脑,如许长颈鹿就不会晕倒了。
长颈鹿心电图
给如斯体型庞大的长颈鹿做个全导、完好的心电图,确实十分困难,目前没有查到其尺度心电图,不知列位看官能否有好主意。
长颈鹿的脖子:便是先天,亦是隐患
「先天」并没有代表绝对优势。
过去 30 年长颈鹿数量下降 40%,2016 年 12 月 8 日,国际天然庇护联盟(IUCN)将长颈鹿列为易危动物。
长颈鹿心理学研究始末得到科学家存眷,尤其身高达 4~5m 长颈鹿身高之谜。「站得高、看得远」,「吃到更高处树叶」,「性选择」,「有助于降温」使得长颈鹿长出傲人身高,长脖子约 2~2.4 米,以至长达 4 米。
「长脖子、长腿」的长颈鹿,最容易让人联想到下蹲怎么办?
最致命威胁恰好来自于那标记性「长长的脖颈」,那个「起床困难户」是如何应对的?
固然小长颈鹿出生后半小时能挣扎站立,几个小时内跟着妈妈跑,但仍需长时间卧位歇息,从卧倒到站立奔驰需要至少一分钟时间,非分特别容易遭到攻击,幼仔灭亡率高达 75%。
成年长颈鹿长脖子很难够到空中,为了削减卧倒和把脖子放下来饮水的几率,选择从所食动物中罗致水分,几天才饮一次水,平昔站立睡眠约 5 分,一天共约半个小时,饮水时也是为难地双腿分隔、哈腰垂头姿势,以备随时以每小时 55 公里速度站立奔驰,同时配上长腿「致命」一踢本领,被捕食可能性仍是有限的。
双腿分隔、哈腰垂头饮水姿势
卧位歇息的长颈鹿
参考文献
1. EOBERT H,GOETZ,JAMES V. WARREN,OTTOII.Circulation of the Giraffe.Circulation Research, 1960,September(8):1049-1058、
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3. Graham Mitchell,Sybrand J.vanSittert and John D.Skinner. The Structure and Function of Giraffe Jugular VeinValves.South African Journal of Wildlife Research.2009,2(39):175-180
4. Mitchell, G.; Skinner, J. D. How giraffe adaptto their extraordinary shape:Transactions of the Royal Society of SouthAfrica.1993,48 (2): 207–18
Brøndum E
5. ,Hasenkam JM,Secher NH,et al.Jugularvenous pooling during lowering of the head affects blood pressure of theanesthetized giraffe.American Journal of Physiology.2009,297:1058-65
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编纂:江一
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