24、人体生理系统：气体交换、消化、皮肤与循环的奥秘

人体生理系统：气体交换、消化、皮肤与循环的奥秘

1. 体腔的重要作用

体腔在动物生理中扮演着多种关键角色。对于一些动物，特别是鸟类，体腔为生殖系统的季节性增大提供了空间。同时，体腔将消化道的肌肉与体壁的肌肉分隔开来，使两者能够独立运作。在铅中毒相关的讨论中，体腔有两个重要作用：一是为肺部在呼吸时的扩张提供空间；二是对强大的心脏至关重要，体腔为心脏的显著扩张和收缩提供了空间。

2. 气体交换

肺部是气体交换的重要器官，但这也意味着它可能成为铅等外来物质进入人体的有效途径。我们呼吸的空气中可能含有来自含铅汽油和铅冶炼厂的铅颗粒，大约 40% 吸入的铅会从肺部吸收进入血液。
- 气体交换的影响因素 ：动物与外界的气体交换受扩散控制，浓度梯度和表面积这两个物理因素会影响动物排出二氧化碳和摄取氧气的速率。代谢过程中对氧气的使用和二氧化碳的产生自然地形成了浓度梯度，富含二氧化碳、缺乏氧气的血液到达气体交换器官，通过被动扩散，二氧化碳排出到环境中，氧气从环境中进入血液。
- 其他气体交换器官 ：除了肺部，昆虫的微小气管直接将空气输送到目标组织；一些动物（如两栖动物）的皮肤也是气体交换器官；许多水生动物有鳃，鳃是含有血管网络的羽毛状结构，水在其上流动，带来氧气并带走二氧化碳。不过，人类和其他哺乳动物、鸟类主要在肺部进行气体交换。
- 肺部的呼吸机制 ：肺部本身没有肌肉，无法主动泵入和泵出空气。吸气时，一组肋间肌移动肋骨，增加胸腔的前后尺寸，同时胸腔底部的膈肌收缩并向下移动，这两个动作扩大了胸腔体积，从而将空气吸入肺部。呼气时，肋间肌和膈肌放松。空气通过大量分支的