《神秘博士》的时间领主拥有两颗心脏。以下是他们的双心脏系统如何运作

人们长期以来对心脏着迷——它们如何工作、如何变化以及如何破碎。《圣诞怪杰》的心脏增大了三倍。佩珀军士有一个寂寞的心乐队。英国科幻电视剧《神秘博士》中的博士有两颗心脏，以双倍的速度跳动。

心脏在《神秘博士》中是一个强有力的隐喻，《神秘博士》讲述了一个名叫博士的时间旅行者的故事，他属于一个被称为时间领主的外星种族。有趣的是，一个在很大程度上不受时间约束的人，却拥有两个依赖于时间的器官。我们的“心脏”就像生命的节拍器，在我们的胸腔内标记时间。这也许就是为什么博士需要两个心脏的原因：他们的时间线不是按照单一的节拍前进的。

作为一名有抱负的医生和狂热的《神秘博士》粉丝，我发现自己想知道时间领主心血管系统的解剖学和生理学。两颗心脏是如何连接的，心跳是如何调节的？博士如何在没有患上与年龄相关的心脏病的情况下活过几个世纪？双心脏系统是如何进化的？我必须找出答案。不幸的是，时间领主很难研究，因为他们人口稀少，而且倾向于在错误的世纪出现预约。因此，为了回答这些问题，我分析了 13 季《神秘博士》（2005 年至 2023 年）的心脏事件数据，仔细研究了人类和其他物种的心血管文献，并咨询了这些及相关领域的各种专家。通过我的广泛研究，我已经形成了我认为是对关于时间领主两颗心脏的问题的合理答案。

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关于博士双心脏系统的细节在该系列剧中逐渐显现。我们第一次了解到时间领主有两颗心脏是在第一季名为《达雷克》的一集中，当时博士被一个外星文物收藏家进行了身体扫描。后来，在第三季中，玛莎·琼斯医生对博士进行的医学检查揭示了双重心跳。这些错位的心跳标志着每个心动周期有四个节拍：“lub-dub-lub-dub（停顿）lub-dub-lub-dub”，这与人类的“lub-dub（停顿）lub-dub”形成对比。这种节奏表明两颗心脏的收缩是共同调节的。《达雷克》和第七季的《三的力量》中显示的时间领主心脏的一般布局表明，每侧胸腔都有一颗心脏。

当博士的一颗心脏衰竭时出现的症状进一步深入了解了他们的心血管系统的布局。显然，一颗心脏足以暂时维持时间领主的生命，但并非没有明显的疼痛和行动困难——最有可能的原因是组织缺氧。

通过观察博士的心脏衰竭，我们可以了解它们是如何运作的。在《三的力量》中，博士的一颗心脏需要电击胸部才能恢复。但在《莎士比亚密码》（第三季）中，它是通过用拳头侧面敲击胸骨来重启的。在咨询我的导师南加州大学麻醉师 Janak Chandrasoma 时，我了解到这些技术是人类心室颤动和室性心动过速的成熟医疗方法——这两种都是危险的心律。在《被盗的地球》（第四季）中，一个更严重的心脏问题需要使用超人的能力来修复损伤，可能是因为心搏停止或“直线”——一种不可电击的心律。

在人类中，电击也可以停止心脏跳动，这取决于个人的健康状况以及电击的位置和时间。博士经常与他们的宿敌达雷克人发生冲突，达雷克人使用一种发射死亡射线而不是子弹的枪。虽然我们尚不清楚达雷克死亡射线的确切机制，但它大概会传递某种冲击。与人类一样，博士似乎对心脏压力源有不同的生理反应，这可以从他们对达雷克攻击的不一致反应中看出。在《被盗的地球》中，一道死亡射线停止了博士的一颗心脏，但在《大爆炸》（第五季）中，这种武器似乎停止了他们的两颗心脏。与人类一样，不同情况下的不同心脏损伤会导致不同的结果。

在这三次心血管危机中，出现问题的心脏都在左侧。这些发现表明，他们的心血管系统可能是不对称的——也就是说，胃和肠等个别非必需器官不一定从每颗心脏获得均等的血液份额。但是，尽管我们所有的数据都基于博士左心的问题事件——我们对右心问题一无所知——但这种模式可能只是巧合。其他证据表明，时间领主循环系统不一定是不对称的。当博士经历左侧心脏衰竭时，除了胸痛之外，他们的症状并没有局限于一侧。他们的行动能力丧失和缺血性疼痛——即组织缺氧引起的疼痛——是全身性的，这表明每颗心脏都参与向身体两侧输送血液。

该剧没有具体说明博士的血液是串联运行，先流经一颗心脏再流经另一颗心脏，还是并联运行，两条血流并排流动。我们也不知道心脏衰竭时是开放的还是闭合的。但我们可以根据人类心脏的解剖结构和功能做出一些有根据的猜测。

任何动物的心脏的工作都是将血液泵遍全身，为组织提供氧气和营养。为此，它必须产生足够的压力，以推动血液通过身体的动脉、静脉和毛细血管网络。心脏通过有力地收缩挤出血液并克服血管的阻力来产生这种压力。当两颗心脏并联时，增加一颗心脏的阻力只能在一定程度上增加总阻力。串联心脏的情况则相反：如果任何一颗心脏具有无限阻力，则整个系统的阻力将变为无穷大。因此，如果串联心脏在闭合时衰竭，则所有血液流动都会停止。因为我们知道博士可以在一颗心脏正常运转的情况下部分发挥作用，所以我们可以排除他们的心脏串联排列并在闭合时衰竭的可能性。

当博士在《三的力量》中发生单侧心脏危机时，他们经历了非常高的血压症状，包括胸痛和呼吸急促。南加州大学生物科学教授 Albert Herrera 帮助我从数学角度理解了这些症状。欧姆定律指出，电压（类似于血压）等于电流（流速）乘以电阻：V = IR。当并联心脏闭合时衰竭时，系统阻力会增加。所有血液都分流到健康的心脏，因为它试图维持其典型的心跳。单颗心脏个体的心脏过度充血会在长期内引起问题，但在短期内，它有助于保持流速大致稳定。如果流速大致恒定且电阻增加，则血压会升高——这解释了博士的症状。因此，我们可以从这一观察中得出结论，博士的两颗心脏是并联排列的。

为了确定博士的心脏衰竭时是开放的还是闭合的，我们必须仔细观察血流。如果心脏在开放时衰竭，那么根据欧姆定律，血压会下降，其下降幅度与心脏的（低但非零）电阻成正比。衰竭的心脏仍然允许血液流动，但如果没有心跳，它将无法为全身血压做出贡献。衰竭的心脏和整个系统的阻力都将保持不变，但全身流速会降低（只有一颗心脏跳动而不是两颗），因此总血压会降低。

非常低的血压或低血压不会立即致命——但它会导致头晕和昏厥，这不是博士在《三的力量》中急性单心脏衰竭期间出现的症状。由于博士在单心脏衰竭后没有表现出低血压症状，因此有理由推测时间领主的心脏在开放时不会衰竭。唯一剩下的选择是博士的心脏是并联排列的，并在闭合时衰竭。

此时，您可能会像我一样想知道心脏本身的构造。人类的心脏有四个肌肉腔室；两个腔室将血液泵送到肺部以吸收氧气，另外两个腔室将血液泵送到身体的其他部位以输送氧气和营养。有些动物的心脏结构不同：例如，鱼的心脏有两个腔室；两栖动物的心脏有三个腔室。但是，假设博士有两颗心脏是因为时间领主的身体有显著的循环需求，那么每颗心脏都进化到最大限度地提高效率，这是必然的。因此，心脏不太可能有两个或三个腔室，因为这些结构允许含氧血和脱氧血混合，从而降低效率。

相反，我推测时间领主的心脏有四个腔室。每颗心脏并联运行，都将两个腔室专门用于肺循环，将血液输送到肺部，另外两个腔室用于体循环，将血液输送到身体的其他部位。两颗心脏都通过合并的肺动脉将血液输送到肺部，来自两个系统的脱氧血在那里混合。我们知道两颗心脏都为重要器官供血，因为博士在《三的力量》中从单心脏衰竭到除颤之间存活了几个小时。博士的对称性功能障碍表明，每颗心脏都将血液泵送到身体两侧。

时间领主连续四个心跳的节奏已融入整个电视剧的预言、梦想甚至歌曲中。这两颗心脏是如何保持时间的？人类的心率由心脏内一小块称为窦房结或“起搏器”节点的特殊组织调节。窦房结通常每分钟产生 60 到 100 次有规律的电刺激。在人类中，这个节点可以在没有大脑输入的情况下运行，尽管来自大脑的信号可以告诉心脏加速或减速。如果这个起搏器失效，心脏中不同的组织块，房室结，就会接管。

我假设时间领主和人类一样，有一个主要负责确定心率的起搏器节点。但时间领主起搏器调节着两颗心脏：如果一颗心脏衰竭，另一颗心脏必须继续工作。因此，时间领主起搏器必须位于心脏之外。我推测它位于大脑中。我称之为窦脑节点，它协调两颗心脏，以确保它们保持适当的偏移心跳。如果没有这种协调，心脏很容易失去同步并开始同时泵血，这是一种效率较低且可能危险的情况。

正如人类的心脏有房室结来在起搏器失效时作为备用一样，时间领主的心脏肯定也有备用：如果窦脑节点发生故障，窦房结和房室结都可以替代它。如果一颗心脏内部出现问题，功能障碍仍然是孤立的。如果大脑内部出现问题，那么每颗心脏都会独立调节其速率，从而产生不协调的节律。我们尚未在屏幕上看到后一种类型的心脏危机；迄今为止，记录在案的每例时间领主心脏问题都源于其中一颗心脏内部。

顺便说一句，少数人类拥有两颗心脏。一些接受心脏移植的人会将他们患病的心脏直接连接到供体心脏，从而使两颗心脏并联连接。然而，与时间领主的心脏不同，这些所谓的“背驮式”移植的接受者的心脏是分开调节的；每颗心脏都按照自己的节律跳动。

两颗心脏可能比一颗心脏更好。但是如何控制心血管疾病呢？众所周知，博士在饮食方面并不注重心脏健康；他们有记录在案地喜欢高饱和脂肪食物——包括鱼条和蛋奶冻（第五季）——这会导致高胆固醇。随着胆固醇（特别是动脉粥样硬化斑块）在动脉中积聚，心血管疾病的风险会随着年龄的增长而增加。虽然年龄对于时间旅行者来说很复杂，但据估计博士已经有数千年的历史了。那么博士是如何调节胆固醇来保护他们的心脏的呢？

患有高血胆固醇水平的人类有时会接受胆汁酸螯合剂治疗。这些药物可防止胆汁酸在大肠中重新吸收以供再利用。胆汁酸有助于膳食脂肪的吸收，由胆固醇制成。通过最大限度地减少胆汁重吸收，身体必须从头开始制造大部分胆汁——在此过程中使用大部分可用的胆固醇。如果博士的胆汁重吸收系统效率低下，那么他们的大部分胆固醇可能会作为胆汁排出，然后才能在动脉中积聚并可能引起心脏病发作或中风。

并非所有胆固醇都是一样的。高密度脂蛋白胆固醇被认为是好胆固醇，因为它清除外周组织中有害的低密度脂蛋白胆固醇，并将其带到肝脏进行降解。虽然目前（至少在地球上）没有药物可以提高高密度脂蛋白胆固醇，但低密度脂蛋白水平可以通过饮食和运动调整来改善。博士在穿越时空拯救世界、拯救文明和击败可怕生物的过程中肯定有很多奔跑要做。尽管如此，定期锻炼不足以抵消数千年的斑块积聚。也许时间领主胆固醇中存在一些内在的生化适应性，使他们能够在没有患上冠状动脉疾病的情况下存活数个世纪。

博士显著的心脏健康可能源于非常有效的高水平高密度脂蛋白胆固醇、非常低的低密度脂蛋白胆固醇或两者兼而有之。人类的冠状动脉疾病风险已被证明与低密度脂蛋白胆固醇与载脂蛋白 A1 (ApoA1) 的比率成正比，载脂蛋白 A1 是在高密度脂蛋白胆固醇颗粒表面发现的一种蛋白质。理论上，博士可以通过降低低密度脂蛋白、增加 ApoA1 或两者兼而有之来降低患心脏病的风险。

ApoA1 负责将脂肪吸收到高密度脂蛋白颗粒中，从而降低动脉硬化（动脉粥样硬化）的风险。含有高水平 ApoA1 的高密度脂蛋白颗粒非常有效地从动脉和器官中吸收低密度脂蛋白胆固醇，因此 ApoA1 密度高的人患心脏病的风险较低。相反，高密度脂蛋白颗粒中 ApoA1 含量低的人患早发性冠状动脉疾病的风险增加。如果时间领主的高密度脂蛋白颗粒具有高密度的 ApoA1，那么他们因脂肪斑块积聚而患心脏病的风险就会降低。另一种可能性是时间领主的高密度脂蛋白颗粒内部更大，因此能够比人类同等物从组织中去除更多的胆固醇。

低密度脂蛋白颗粒将胆固醇输送到全身，包括动脉壁，从而引起冠状动脉疾病。高低密度脂蛋白与冠状动脉疾病风险增加有关，而低低密度脂蛋白则降低风险。患有高低密度脂蛋白的人类可以用他汀类药物治疗，他汀类药物是一种抑制参与产生低密度脂蛋白胆固醇的关键酶 HMG-CoA 还原酶的药物。如果时间领主以某种方式具有低 HMG-CoA 还原酶活性，他们将有效地拥有内置的他汀类药物来控制他们的胆固醇水平。

心脏病风险在很大程度上受高密度脂蛋白和低密度脂蛋白胆固醇的水平和功效的影响。我提出，高 ApoA1 密度和低 HMG-CoA 还原酶活性优化了这两项指标，使时间领主能够长寿，且患心脏病的风险较低。

拥有一颗心脏是脊椎动物的常态，因此很难想象时间领主是如何进化出他们的双心脏系统的。但在与海洋研究和保护协会的海洋生物学家 Edie Widder 交谈时，我了解到，现实世界中确实存在拥有多颗心脏的动物的例子。例如，大多数头足类动物（包括鱿鱼和章鱼）都有三颗心脏：一颗主要“体循环”心脏和两颗辅助“鳃”心脏。三腔室体循环心脏完成了大部分工作，而单腔室鳃心脏支持通过鳃的更高血流量。

为什么头足类动物有三颗心脏？它们 5 亿多年前进化的软体动物祖先可能是行动缓慢的生物，以海绵和藻类等固着生物为食。随着头足类动物进化为以鱼类和甲壳类动物等移动性猎物为食，它们发展出更高的代谢率和更高容量的循环和呼吸系统，使它们能够更快地移动。进化出多颗心脏有助于支持这种更积极的生活方式。

也许时间领主的双心脏系统进化是为了满足类似的能量需求。但在这种情况下，为什么不进化出一颗更大的心脏呢？冗余。心脏病是全球人类死亡的主要原因。心脏功能是寿命的主要限制因素。有了两颗心脏，时间领主可以在心脏损伤的情况下幸存下来，否则这些损伤将证明是致命的。

大自然通过进化逐步提出“如果……会怎样？”。作为人类，我们可以通过运用我们的想象力，在一定程度上提出“如果……会怎样？”，例如，参与科幻小说。这就是科幻小说的魅力：在新的背景下探索深刻的人类问题和体验的能力。思考外星物种可以解放我们的思想，让我们重新审视自己。正如博士在第五季中所说：“我们最终都是故事。只是把它变成一个好故事。”也许“一个好故事”是一个帮助我们了解自己和彼此的故事——一个触动我们心灵的故事。