《神秘博士》的時間領主擁有兩顆心臟。以下是他們的雙心臟系統如何運作

人們長期以來對心臟著迷——它們如何工作、如何變化以及如何破碎。《聖誕怪傑》的心臟增大了三倍。佩珀軍士有一個寂寞的心樂隊。英國科幻電視劇《神秘博士》中的博士有兩顆心臟，以雙倍的速度跳動。

心臟在《神秘博士》中是一個強有力的隱喻，《神秘博士》講述了一個名叫博士的時間旅行者的故事，他屬於一個被稱為時間領主的外星種族。有趣的是，一個在很大程度上不受時間約束的人，卻擁有兩個依賴於時間的器官。我們的“心臟”就像生命的節拍器，在我們的胸腔內標記時間。這也許就是為什麼博士需要兩個心臟的原因：他們的時間線不是按照單一的節拍前進的。

作為一名有抱負的醫生和狂熱的《神秘博士》粉絲，我發現自己想知道時間領主心血管系統的解剖學和生理學。兩顆心臟是如何連線的，心跳是如何調節的？博士如何在沒有患上與年齡相關的心臟病的情況下活過幾個世紀？雙心臟系統是如何進化的？我必須找出答案。不幸的是，時間領主很難研究，因為他們人口稀少，而且傾向於在錯誤的世紀出現預約。因此，為了回答這些問題，我分析了 13 季《神秘博士》（2005 年至 2023 年）的心臟事件資料，仔細研究了人類和其他物種的心血管文獻，並諮詢了這些及相關領域的各種專家。透過我的廣泛研究，我已經形成了我認為是對關於時間領主兩顆心臟的問題的合理答案。

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關於博士雙心臟系統的細節在該系列劇中逐漸顯現。我們第一次瞭解到時間領主有兩顆心臟是在第一季名為《達雷克》的一集中，當時博士被一個外星文物收藏家進行了身體掃描。後來，在第三季中，瑪莎·瓊斯醫生對博士進行的醫學檢查揭示了雙重心跳。這些錯位的心跳標誌著每個心動週期有四個節拍：“lub-dub-lub-dub（停頓）lub-dub-lub-dub”，這與人類的“lub-dub（停頓）lub-dub”形成對比。這種節奏表明兩顆心臟的收縮是共同調節的。《達雷克》和第七季的《三的力量》中顯示的時間領主心臟的一般佈局表明，每側胸腔都有一顆心臟。

當博士的一顆心臟衰竭時出現的症狀進一步深入瞭解了他們的心血管系統的佈局。顯然，一顆心臟足以暫時維持時間領主的生命，但並非沒有明顯的疼痛和行動困難——最有可能的原因是組織缺氧。

透過觀察博士的心臟衰竭，我們可以瞭解它們是如何運作的。在《三的力量》中，博士的一顆心臟需要電擊胸部才能恢復。但在《莎士比亞密碼》（第三季）中，它是透過用拳頭側面敲擊胸骨來重啟的。在諮詢我的導師南加州大學麻醉師 Janak Chandrasoma 時，我瞭解到這些技術是人類心室顫動和室性心動過速的成熟醫療方法——這兩種都是危險的心律。在《被盜的地球》（第四季）中，一個更嚴重的心臟問題需要使用超人的能力來修復損傷，可能是因為心搏停止或“直線”——一種不可電擊的心律。

在人類中，電擊也可以停止心臟跳動，這取決於個人的健康狀況以及電擊的位置和時間。博士經常與他們的宿敵達雷克人發生衝突，達雷克人使用一種發射死亡射線而不是子彈的槍。雖然我們尚不清楚達雷克死亡射線的確切機制，但它大概會傳遞某種衝擊。與人類一樣，博士似乎對心臟壓力源有不同的生理反應，這可以從他們對達雷克攻擊的不一致反應中看出。在《被盜的地球》中，一道死亡射線停止了博士的一顆心臟，但在《大爆炸》（第五季）中，這種武器似乎停止了他們的兩顆心臟。與人類一樣，不同情況下的不同心臟損傷會導致不同的結果。

在這三次心血管危機中，出現問題的心臟都在左側。這些發現表明，他們的心血管系統可能是不對稱的——也就是說，胃和腸等個別非必需器官不一定從每顆心臟獲得均等的血液份額。但是，儘管我們所有的資料都基於博士左心的問題事件——我們對右心問題一無所知——但這種模式可能只是巧合。其他證據表明，時間領主迴圈系統不一定是不對稱的。當博士經歷左側心臟衰竭時，除了胸痛之外，他們的症狀並沒有侷限於一側。他們的行動能力喪失和缺血性疼痛——即組織缺氧引起的疼痛——是全身性的，這表明每顆心臟都參與向身體兩側輸送血液。

該劇沒有具體說明博士的血液是串聯執行，先流經一顆心臟再流經另一顆心臟，還是並聯執行，兩條血流並排流動。我們也不知道心臟衰竭時是開放的還是閉合的。但我們可以根據人類心臟的解剖結構和功能做出一些有根據的猜測。

任何動物的心臟的工作都是將血液泵遍全身，為組織提供氧氣和營養。為此，它必須產生足夠的壓力，以推動血液透過身體的動脈、靜脈和毛細血管網路。心臟透過有力地收縮擠出血液並克服血管的阻力來產生這種壓力。當兩顆心臟並聯時，增加一顆心臟的阻力只能在一定程度上增加總阻力。串聯心臟的情況則相反：如果任何一顆心臟具有無限阻力，則整個系統的阻力將變為無窮大。因此，如果串聯心臟在閉合時衰竭，則所有血液流動都會停止。因為我們知道博士可以在一顆心臟正常運轉的情況下部分發揮作用，所以我們可以排除他們的心臟串聯排列並在閉合時衰竭的可能性。

當博士在《三的力量》中發生單側心臟危機時，他們經歷了非常高的血壓症狀，包括胸痛和呼吸急促。南加州大學生物科學教授 Albert Herrera 幫助我從數學角度理解了這些症狀。歐姆定律指出，電壓（類似於血壓）等於電流（流速）乘以電阻：V = IR。當並聯心臟閉合時衰竭時，系統阻力會增加。所有血液都分流到健康的心臟，因為它試圖維持其典型的心跳。單顆心臟個體的心臟過度充血會在長期內引起問題，但在短期內，它有助於保持流速大致穩定。如果流速大致恆定且電阻增加，則血壓會升高——這解釋了博士的症狀。因此，我們可以從這一觀察中得出結論，博士的兩顆心臟是並聯排列的。

為了確定博士的心臟衰竭時是開放的還是閉合的，我們必須仔細觀察血流。如果心臟在開放時衰竭，那麼根據歐姆定律，血壓會下降，其下降幅度與心臟的（低但非零）電阻成正比。衰竭的心臟仍然允許血液流動，但如果沒有心跳，它將無法為全身血壓做出貢獻。衰竭的心臟和整個系統的阻力都將保持不變，但全身流速會降低（只有一顆心臟跳動而不是兩顆），因此總血壓會降低。

非常低的血壓或低血壓不會立即致命——但它會導致頭暈和昏厥，這不是博士在《三的力量》中急性單心臟衰竭期間出現的症狀。由於博士在單心臟衰竭後沒有表現出低血壓症狀，因此有理由推測時間領主的心臟在開放時不會衰竭。唯一剩下的選擇是博士的心臟是並聯排列的，並在閉合時衰竭。

此時，您可能會像我一樣想知道心臟本身的構造。人類的心臟有四個肌肉腔室；兩個腔室將血液泵送到肺部以吸收氧氣，另外兩個腔室將血液泵送到身體的其他部位以輸送氧氣和營養。有些動物的心臟結構不同：例如，魚的心臟有兩個腔室；兩棲動物的心臟有三個腔室。但是，假設博士有兩顆心臟是因為時間領主的身體有顯著的迴圈需求，那麼每顆心臟都進化到最大限度地提高效率，這是必然的。因此，心臟不太可能有兩個或三個腔室，因為這些結構允許含氧血和脫氧血混合，從而降低效率。

相反，我推測時間領主的心臟有四個腔室。每顆心臟並聯執行，都將兩個腔室專門用於肺迴圈，將血液輸送到肺部，另外兩個腔室用於體迴圈，將血液輸送到身體的其他部位。兩顆心臟都透過合併的肺動脈將血液輸送到肺部，來自兩個系統的脫氧血在那裡混合。我們知道兩顆心臟都為重要器官供血，因為博士在《三的力量》中從單心臟衰竭到除顫之間存活了幾個小時。博士的對稱性功能障礙表明，每顆心臟都將血液泵送到身體兩側。

時間領主連續四個心跳的節奏已融入整個電視劇的預言、夢想甚至歌曲中。這兩顆心臟是如何保持時間的？人類的心率由心臟內一小塊稱為竇房結或“起搏器”節點的特殊組織調節。竇房結通常每分鐘產生 60 到 100 次有規律的電刺激。在人類中，這個節點可以在沒有大腦輸入的情況下執行，儘管來自大腦的訊號可以告訴心臟加速或減速。如果這個起搏器失效，心臟中不同的組織塊，房室結，就會接管。

我假設時間領主和人類一樣，有一個主要負責確定心率的起搏器節點。但時間領主起搏器調節著兩顆心臟：如果一顆心臟衰竭，另一顆心臟必須繼續工作。因此，時間領主起搏器必須位於心臟之外。我推測它位於大腦中。我稱之為竇腦節點，它協調兩顆心臟，以確保它們保持適當的偏移心跳。如果沒有這種協調，心臟很容易失去同步並開始同時泵血，這是一種效率較低且可能危險的情況。

正如人類的心臟有房室結來在起搏器失效時作為備用一樣，時間領主的心臟肯定也有備用：如果竇腦節點發生故障，竇房結和房室結都可以替代它。如果一顆心臟內部出現問題，功能障礙仍然是孤立的。如果大腦內部出現問題，那麼每顆心臟都會獨立調節其速率，從而產生不協調的節律。我們尚未在螢幕上看到後一種型別的心臟危機；迄今為止，記錄在案的每例時間領主心臟問題都源於其中一顆心臟內部。

順便說一句，少數人類擁有兩顆心臟。一些接受心臟移植的人會將他們患病的心臟直接連線到供體心臟，從而使兩顆心臟並聯連線。然而，與時間領主的心臟不同，這些所謂的“背馱式”移植的接受者的心臟是分開調節的；每顆心臟都按照自己的節律跳動。

兩顆心臟可能比一顆心臟更好。但是如何控制心血管疾病呢？眾所周知，博士在飲食方面並不注重心臟健康；他們有記錄在案地喜歡高飽和脂肪食物——包括魚條和蛋奶凍（第五季）——這會導致高膽固醇。隨著膽固醇（特別是動脈粥樣硬化斑塊）在動脈中積聚，心血管疾病的風險會隨著年齡的增長而增加。雖然年齡對於時間旅行者來說很複雜，但據估計博士已經有數千年的歷史了。那麼博士是如何調節膽固醇來保護他們的心臟的呢？

患有高血膽固醇水平的人類有時會接受膽汁酸螯合劑治療。這些藥物可防止膽汁酸在大腸中重新吸收以供再利用。膽汁酸有助於膳食脂肪的吸收，由膽固醇製成。透過最大限度地減少膽汁重吸收，身體必須從頭開始製造大部分膽汁——在此過程中使用大部分可用的膽固醇。如果博士的膽汁重吸收系統效率低下，那麼他們的大部分膽固醇可能會作為膽汁排出，然後才能在動脈中積聚並可能引起心臟病發作或中風。

並非所有膽固醇都是一樣的。高密度脂蛋白膽固醇被認為是好膽固醇，因為它清除外周組織中有害的低密度脂蛋白膽固醇，並將其帶到肝臟進行降解。雖然目前（至少在地球上）沒有藥物可以提高高密度脂蛋白膽固醇，但低密度脂蛋白水平可以透過飲食和運動調整來改善。博士在穿越時空拯救世界、拯救文明和擊敗可怕生物的過程中肯定有很多奔跑要做。儘管如此，定期鍛鍊不足以抵消數千年的斑塊積聚。也許時間領主膽固醇中存在一些內在的生化適應性，使他們能夠在沒有患上冠狀動脈疾病的情況下存活數個世紀。

博士顯著的心臟健康可能源於非常有效的高水平高密度脂蛋白膽固醇、非常低的低密度脂蛋白膽固醇或兩者兼而有之。人類的冠狀動脈疾病風險已被證明與低密度脂蛋白膽固醇與載脂蛋白 A1 (ApoA1) 的比率成正比，載脂蛋白 A1 是在高密度脂蛋白膽固醇顆粒表面發現的一種蛋白質。理論上，博士可以透過降低低密度脂蛋白、增加 ApoA1 或兩者兼而有之來降低患心臟病的風險。

ApoA1 負責將脂肪吸收到高密度脂蛋白顆粒中，從而降低動脈硬化（動脈粥樣硬化）的風險。含有高水平 ApoA1 的高密度脂蛋白顆粒非常有效地從動脈和器官中吸收低密度脂蛋白膽固醇，因此 ApoA1 密度高的人患心臟病的風險較低。相反，高密度脂蛋白顆粒中 ApoA1 含量低的人患早發性冠狀動脈疾病的風險增加。如果時間領主的高密度脂蛋白顆粒具有高密度的 ApoA1，那麼他們因脂肪斑塊積聚而患心臟病的風險就會降低。另一種可能性是時間領主的高密度脂蛋白顆粒內部更大，因此能夠比人類同等物從組織中去除更多的膽固醇。

低密度脂蛋白顆粒將膽固醇輸送到全身，包括動脈壁，從而引起冠狀動脈疾病。高低密度脂蛋白與冠狀動脈疾病風險增加有關，而低低密度脂蛋白則降低風險。患有高低密度脂蛋白的人類可以用他汀類藥物治療，他汀類藥物是一種抑制參與產生低密度脂蛋白膽固醇的關鍵酶 HMG-CoA 還原酶的藥物。如果時間領主以某種方式具有低 HMG-CoA 還原酶活性，他們將有效地擁有內建的他汀類藥物來控制他們的膽固醇水平。

心臟病風險在很大程度上受高密度脂蛋白和低密度脂蛋白膽固醇的水平和功效的影響。我提出，高 ApoA1 密度和低 HMG-CoA 還原酶活性優化了這兩項指標，使時間領主能夠長壽，且患心臟病的風險較低。

擁有一顆心臟是脊椎動物的常態，因此很難想象時間領主是如何進化出他們的雙心臟系統的。但在與海洋研究和保護協會的海洋生物學家 Edie Widder 交談時，我瞭解到，現實世界中確實存在擁有多顆心臟的動物的例子。例如，大多數頭足類動物（包括魷魚和章魚）都有三顆心臟：一顆主要“體迴圈”心臟和兩顆輔助“鰓”心臟。三腔室體迴圈心臟完成了大部分工作，而單腔室鰓心臟支援透過鰓的更高血流量。

為什麼頭足類動物有三顆心臟？它們 5 億多年前進化的軟體動物祖先可能是行動緩慢的生物，以海綿和藻類等固著生物為食。隨著頭足類動物進化為以魚類和甲殼類動物等移動性獵物為食，它們發展出更高的代謝率和更高容量的迴圈和呼吸系統，使它們能夠更快地移動。進化出多顆心臟有助於支援這種更積極的生活方式。

也許時間領主的雙心臟系統進化是為了滿足類似的能量需求。但在這種情況下，為什麼不進化出一顆更大的心臟呢？冗餘。心臟病是全球人類死亡的主要原因。心臟功能是壽命的主要限制因素。有了兩顆心臟，時間領主可以在心臟損傷的情況下倖存下來，否則這些損傷將證明是致命的。

大自然透過進化逐步提出“如果……會怎樣？”。作為人類，我們可以透過運用我們的想象力，在一定程度上提出“如果……會怎樣？”，例如，參與科幻小說。這就是科幻小說的魅力：在新的背景下探索深刻的人類問題和體驗的能力。思考外星物種可以解放我們的思想，讓我們重新審視自己。正如博士在第五季中所說：“我們最終都是故事。只是把它變成一個好故事。”也許“一個好故事”是一個幫助我們瞭解自己和彼此的故事——一個觸動我們心靈的故事。