有一天,銘銘不小心劃破了手指,看著血液從傷口流出,他突然產(chǎn)生了一個問題:為什么劃破手指血會流出來?血液是如何在身體里流動的呢?銘銘包扎好傷口后,就跟爸爸探討起來。
爸爸:我們的身體就像是一個大城市,而血液就像是城市里的交通系統(tǒng),負責(zé)把營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣運送到身體的每一個角落。血液在身體里的流動情況,稱為“血液循環(huán)”。這是英國科學(xué)家威廉·哈維根據(jù)大量的實驗、觀察和邏輯推理,于1628年提出的科學(xué)概念。
哈維:我系統(tǒng)地分析了前人的研究情況——公元2世紀,古羅馬醫(yī)學(xué)家蓋侖提出了“血液潮汐運動”理論,認為血液在人體內(nèi)像潮水一樣流動,之后便消失在人體四周。15世紀,著名畫家、醫(yī)生達·芬奇,通過解剖發(fā)現(xiàn)并提出了心臟有四個腔的理論。前人的這些研究成果,開拓了我的視野。但我又有了新的疑問:“血液真的流到人體四周就消失了嗎?怎么消失的呢?”這些問題驅(qū)使我做進一步的研究。
爸爸:可見您是一個善于思索的人,更難能可貴的是您敢于質(zhì)疑權(quán)威。
哈維:我認為動物的血液與人類有相似之處,因此先拿動物進行解剖研究。我先找出還在跳動的動脈血管,用鑷子夾住,發(fā)現(xiàn)血管通往心臟的一頭很快膨脹起來,而在鑷子另一端的血管就馬上癟下去了,這說明血是從心臟向外流出來的。我又用同樣的方法,用鑷子夾住大的靜脈血管,其結(jié)果正好與動脈血管相反,靠近心臟的那一端血管癟了下去,遠離心臟的另一端血管膨脹起來,說明靜脈血管中的血是流向心臟的。我在幾十種不同的動物解剖中發(fā)現(xiàn)了上述同樣的結(jié)果,于是得出了這樣一個結(jié)論:心臟就像一個水泵,把血液壓出來,血液從動脈血管流出,流向身體各處,然后再從靜脈血管流回到心臟,這樣完成了血液循環(huán)。心臟規(guī)律性的搏動推動了血液在體內(nèi)循環(huán)往復(fù)地流動。通過大量實驗,我正式提出了“血液循環(huán)”的理論。
爸爸:您的學(xué)說為科學(xué)的生理學(xué)奠定了基礎(chǔ)。
哈維:為了證明人的血液循環(huán)也與動物一樣,我在人身上也反復(fù)進行了實驗。我請了一些比較瘦的人(容易在身上找到血管),把手臂上的大靜脈血管用繃帶扎緊,發(fā)現(xiàn)靠近心臟的一端血管癟下去,另一端血管鼓起來。我又扎住動脈血管,發(fā)現(xiàn)遠離心臟的那一端血管動脈不再跳動,而另一端血管很快鼓了起來。這證明人與動物的血液循環(huán)是一樣的。1628年,我發(fā)表了論著《心血運動論》。
爸爸:您的這本書是第一本基于實驗的生理學(xué)著作,標志著近代生理學(xué)的誕生。您的研究具有劃時代的意義。
哈維:總結(jié)起來,就是心臟是血液循環(huán)的出發(fā)點和歸宿,心臟的跳動是血液循環(huán)的動力;動脈把血液從心臟輸出,而同時靜脈把血液輸入心臟。問題是動脈中的血是如何流到靜脈中去的?我推測它們之間肯定有某種連接,只是我們沒辦法用肉眼觀察到。
爸爸:在您離世后的第四年,伽利略發(fā)明了望遠鏡,意大利生物學(xué)家馬爾比基教授將之改造為顯微鏡用于醫(yī)學(xué),發(fā)現(xiàn)了動脈、靜脈之間毛細血管——將血液從最小的動脈輸入靜脈的微小血管,這一發(fā)現(xiàn)為您的血液循環(huán)理論提供了進一步的實驗證據(jù)。后來的科學(xué)家經(jīng)過不斷研究,發(fā)現(xiàn)人體的血液循環(huán)由體循環(huán)和肺循環(huán)兩條途徑構(gòu)成。血液由左心室射出,經(jīng)主動脈及其各級分支流到全身的毛細血管,在此進行物質(zhì)交換,供給組織細胞氧和營養(yǎng)物質(zhì),運走二氧化碳和代謝產(chǎn)物,動脈血變?yōu)殪o脈血,再經(jīng)各級靜脈匯合成上、下腔靜脈流回右心房,這一循環(huán)為體循環(huán);血液由右心室射出,經(jīng)肺動脈流到肺毛細血管,在此與肺泡氣進行氣體交換,吸收氧氣并排出二氧化碳,靜脈血變?yōu)閯用}血,然后經(jīng)肺靜脈流回左心房,這一循環(huán)為肺循環(huán)。
銘銘:看來我要想完全搞清楚血液循環(huán)的奧秘,還要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)才行??!