书城科普读物探究式科普丛书-人的生物学信息:人类生物学
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第6章 鲜活生命——人体经纬(2)

2.吸收利用——人体消化系统

人在吃食物的过程中,食物中的营养物质除了维生素、水、无机盐可以被人体直接吸收利用外,蛋白质、脂肪和糖类等物质都不能被机体一时直接吸收,需经过消化作用分解成简单的分子物质,才能被二次吸收利用。

人体消化系统就是人体内对食物进行加工的系统,主要由消化道和消化腺两大部分组成。消化道包括口腔、咽、食管、胃、小肠、大肠和肛门;消化腺包括口腔腺、肝、胰以及消化管壁上许多小腺体,其主要功能是分泌消化液对食物进行化学性消化。

消化腺有小消化腺和大消化腺两种。小消化腺散在于消化管各部的管壁内,大消化腺有三对唾液腺(腮腺、下颌下腺、舌下腺)、肝和胰,它们均借助于导管,将分泌物排入消化管内。

唾液腺分泌唾液,将淀粉初步分解成麦芽糖;胃腺分泌胃液,将蛋白质初步分解成多肽;肝脏分泌胆汁,将大分子的脂肪初步分解成小分子的脂肪,被称为物理消化;胰脏分泌胰液,胰液是对糖类、脂肪、蛋白质都有消化作用的消化液;肠腺分泌肠液,将麦芽糖分解成葡萄糖,将多肽分解成氨基酸,将小分子的脂肪分解成甘油和脂肪酸,也是对糖类、脂肪、蛋白质有消化作用的消化液。

消化和吸收是人体获得能源维持生命的重要功能。食物在胃肠道内经过一系列复杂的消化分解过程,成为小分子物质,被肠道吸收、肝脏加工,变为体内物质,供全身组织利用。其余未被吸收和无营养价值的残渣构成粪便,被排出体外。

消化系统包括的器官最多,消化道直接开口于体外,食物成分在胃肠道内的消化分解主要依靠胰腺、胃肠腺分泌的水解酶,肝脏分泌的胆汁以及肠菌酶参与的酶促反应。

消化器官的活动受植物神经系统的支配,而丘脑下部是植物神经的皮层下中枢,也是联络大脑与植物神经低位中枢的重要中间环节。精神与消化道之间的关系密切,例如精神状态的变化能影响胃黏膜的血液灌注和腺体分泌,也能引起结肠运动和分泌功能的变化,因此消化系统的身心性疾病相当多见。

胃就像是人体中食物的“中间加工站”和“临时仓库”,也是消化道中最膨大的部分。它位于腹腔左上部,肋骨以下,像一个倒置的茄子。

一般说来,胃的最主要功能并不是吸收食物中的营养成分,这个工作主要由小肠来完成。胃负责的任务是将大块食物研磨成小块,将食物中的大分子降解成较小的分子,便于被人体进一步吸收。

胃在消化食物过程中分泌出胃液。胃液主要是由胃蛋白酶和盐酸所组成,胃蛋白酶是一种蛋白质,它是一种无害的消化酶。但盐酸却不同,它具有很强的腐蚀性,能轻而易举地毁坏胃的组织细胞。

胃酸用于杀死附在表面的细菌,蛋白酶用于将蛋白质转化成肽。

人的胃液在消化食物的同时,也对胃壁有一定的损害作用,造成一些细胞的死亡。在这期间,胃会产生很强的再生能力,迅速恢复如初。胃壁会释放碳水化合物和类脂体物质的黏液层,防止由胃腺所分泌的蛋白酶和胃酸消化胃壁自身。

肝是人体代谢的枢纽,物质在肝内的代谢也是通过复杂的酶促反应而运转的,必须以质量正常的肝细胞和充足的能量供应为条件。

肝脏是人体内最大的消化腺和非常重要的“化工厂”,人体必需的许多重要营养物质都是来自这个工厂的加工品。它位于腹腔的右上部,红褐色,表面光滑,质地柔软。由腹膜形成的肝镰状韧带把肝分成左右两叶,左叶较小,右叶较大。

一般成人的肝脏约重1500克,周围有韧带与身体相连。肝脏外面包有一层膜,下部中间是肝门,里面有血管和胆管通过。

肝体的基本结构是肝小叶,肝小叶中包括肝细胞、胆小管、肝窦及中央静脉等结构成分。

肝脏的功能较多,主要功能有三种:一是分泌胆汁,肝细胞每昼夜可分泌500~1000毫升胆汁,这些胆汁由肝内的毛细胆管收集后汇总到胆管流入十二指肠。胆汁的主要成分是胆盐和胆色素,胆盐是消化脂肪的重要物质。二是合成和储存营养,进入肝脏的血液,血糖成分高,肝可以将血糖合成肝糖原储存下来,此外肝还可以储存一定量的维生素和其他物质。三是保卫和解毒作用,来自体外的,或者由肠道的细菌腐败作用和体内产生的一些毒性物质,通过肝细胞的生物转化作用,可变为无毒的物质并排出体外。

正常的肝脏只是在深吸气时才能在肋下摸到。肝脏有病时会肿大。肝脏容易患的病是肝炎、肝硬化和肝癌。

人体的消化系统在消化过程中,包括机械性消化和化学性消化两种形式。

食物经过口腔的咀嚼,牙齿的磨碎,舌的搅拌、吞咽,胃肠肌肉的活动,将大块的食物变成碎小的,使消化液充分与食物混合,并推动食团或食糜下移,从口腔推移到肛门,这种消化过程叫机械性消化,或物理性消化。

化学性消化是指消化腺分泌的消化液对食物进行化学分解而言。由消化腺所分泌的消化液,将复杂的各种营养物质分解为肠壁可以吸收的简单的化合物,然后这些分解后的营养物质被小肠(主要是空肠)吸收进入体内,进入血液和淋巴液。这种消化过程叫化学性消化。

机械性消化和化学性消化两个功能同时进行,共同完成消化过程。

3.一张一翕——人体呼吸系统

人体在新陈代谢过程中要不断消耗氧气,产生二氧化碳。

机体与外界环境进行气体交换的过程称为呼吸。人体呼吸系统包括呼吸道(鼻腔、咽、喉、气管、支气管)和肺。

人体呼吸器官的特点是壁薄,面积大,湿润,有丰富的毛细血管分布。进入呼吸器官的血管含少氧血,离开呼吸器官的血管含多氧血。

肺是人体的气体交换器官,位于胸腔内纵膈的两侧,左右各一。它是一个内含大而潮湿的呼吸表面的腔,位于身体内部,受到体壁保护。肺上端钝圆叫肺尖,向上经胸廓上口突入颈根部,底位于膈上面。对向肋和肋间隙的面叫肋面,朝向纵膈的面叫内侧面,该面中央的支气管、血管、淋巴管和神经出入处叫肺门,这些出入肺门的结构,被结缔组织包裹在一起叫肺根。

左肺由斜裂分为上、下两个肺叶,右肺除斜裂外,还有一水平裂将其分为上、中、下三个肺叶。

肺是以支气管反复分支形成的支气管树为基础构成的。左、右支气管在肺门分成第二级支气管,第二级支气管及其分支所辖的范围构成一个肺叶,每支第二级支气管又分出第三级支气管,每支第三级支气管及其分支所辖的范围构成一个肺段,支气管在肺内反复分支可达23~25级,最后形成肺泡。

支气管各级分支之间以及肺泡之间都由结缔组织性的间质所填充,血管、淋巴管、神经等随支气管的分支分布在结缔组织内。肺泡之间的间质内含有丰富的毛细血管网,毛细血管膜与肺泡共同组成呼吸膜,血液和肺泡内气体进行气体交换必须通过呼吸膜才能进行。呼吸膜面积较大,平均约70平方米,安静状态下只动用其中40平方米用于呼吸时的气体交换,因此,在因疾病等原因导致呼吸膜面积小于40平方米之前,肺换气不会出现明显的障碍。肺表面覆有一层光滑的浆膜,即胸膜脏层。

肺有两套血管系统:一套是循环于心和肺之间的肺动脉和肺静脉,属肺的机能性血管。肺动脉从右心室发出伴支气管入肺,随支气管反复分支,最后形成毛细血管网包绕在肺泡周围,之后逐渐汇集成肺静脉,流回左心房。另一套是营养性血管叫支气管动、静脉,发自胸主动脉,攀附于支气管壁,随支气管分支而分布,营养肺内支气管的壁、肺血管壁和脏胸膜。

人体通过呼吸,机体从大气摄取新陈代谢所需要的氧气,排出所产生的二氧化碳。因此,呼吸是维持机体新陈代谢和其他功能活动所必需的基本生理过程之一,一旦呼吸停止,生命也将终止。

人体的呼吸过程由三个相互衔接并且同时进行的环节来完成:外呼吸或肺呼吸,包括肺通气(外界空气与肺之间的气体交换过程)和肺换气(肺泡与肺毛细血管之间的气体交换过程);气体在血液中的运输;内呼吸或组织呼吸,即组织换气(血液与组织、细胞之间的气体交换过程),有时也将细胞内的氧化过程包括在内。

可见,呼吸过程不仅依靠呼吸系统来完成,还需要血液循环系统的配合,这种协调配合,以及它们与机体代谢水平的相适应,又都受着神经和体液因素的调节。

预防感冒的方法很多,但是提高健康原动力,增强全身以及呼吸道气管、支气管局部免疫功能,抵抗从呼吸道入侵的各种病毒或细菌,是防治感冒的关键。

4.自助透析——人体循环系统

人体循环系统中存在着小肠吸收的养料、肺吸进的氧气,同时也存在着人体各部分新陈代谢产生的二氧化碳和其他废物,它们在人体间蜿蜒循环,供给人体组织细胞与器官的营养和氧气,并将代谢废物输送给负责排泄的器官。

人体循环系统包括心血管系统和淋巴系统。

心血管系统是一个封闭的管道系统,由心脏和血管所组成。心脏是动力器官,血管是运输血液的管道。通过心脏有节律性收缩与舒张,推动血液在血管中按照一定的方向不停地循环流动,称为血液循环。血液循环是机体生存最重要的生理机能之一。

由于血液循环,血液的全部机能才得以实现,并随时调整分配血量,以适应活动着的器官、组织的需要,从而保证了机体内环境的相对恒定和新陈代谢的正常进行。循环一旦停止,生命活动就不能正常进行,最后将导致机体的死亡。

心脏位于胸腔内,两肺之间,它昼夜不停地收缩和舒张,推动血液在心血管内循环流动。它的大小与本人的拳头相似。

心脏的内腔被房间隔和室间隔分隔为左右不相通的两半,它分为左心房、左心室、右心房、右心室四个部分。左心房和左心室借左房室口相通,右心房和右心室借右房室口相通,同时在左房室口周围附有二尖瓣,右房室口周围附有三尖瓣,膜瓣的主要作用是防止血液从心室倒流回心房。右心室发出肺动脉,左心室发出主动脉。

在主动脉和肺动脉的起始处分别有主动脉瓣和肺动脉瓣,能防止血液从动脉逆流入心室。营养心脏本身的血管为左右冠状动脉。冠状动脉如发生病变(痉挛、硬化、血栓形成)可因其供血区供血不足而引起心绞痛,严重时可发生心肌梗死。

心脏是由心肌组成的动力器官。心肌具有自动节律性,即心肌本身具有产生节律性兴奋与收缩的功能,不受中枢神经所支配。

心脏有节律的收缩或舒张活动称为心搏。每分钟心搏的次数叫心率。成人安静时的心率平均为75次/分钟,儿童的心率较快,15~16岁以后才接近成人,一般女子的心率较男子稍快,经常参加体育锻炼的人安静时的心率较慢。

心脏在收缩和舒张的过程,每一次心室收缩所射出的血量称为每搏输出量;每分钟所射出的血量称为每分输出量,是每搏输出量和心率的乘积,也是衡量心脏工作能力的一项重要指标。一般来说,正常人安静时每搏输出量为60~80毫升,每分输出量为4500~5000毫升。

人体循环系统的血管分为动脉、静脉和毛细血管三大部分。动脉是血液由心脏射出后流往全身各器官时所经过的管道,它的管壁较厚而有弹性,能承受内部的压力;静脉是血液由全身各器官流回心脏时所经过的血管,静脉的容量很大,通常可容纳全部循环血量的60%~70%,所以有“容量血管”之称;毛细血管是介于动脉和静脉末梢之间的管道,几乎分布于全身的各个器官。毛细血管管径细小,管壁薄,通透性大,有利于血液和周围组织细胞进行物质交换。

人体血液循环分为体循环和肺循环。

肺循环指血液由右心室射出后,经肺动脉入肺脏,到达肺泡壁的毛细血管网,再经过肺静脉回到左心房的过程。

在这一循环过程中,肺部毛细血管里的血液通过肺泡与外界进行气体交换,排出二氧化碳,获得氧气。因此肺动脉里流动的是静脉血,而肺静脉里流动的是动脉血。

体循环

体循环是指血液由左心室射出后,经主动脉及其各级分支,到达全身各部的毛细血管,再经小静脉、大静脉最后汇合成上、下腔静脉流回右心房的过程。在这一过程中,血液把氧和营养物质运送到全身各组织;同时,又运走组织内的二氧化碳和其他代谢产物。

体循环的动脉主干是主动脉,从主动脉上分出各级分支分布到全身所有的器官中。体循环静脉分为上腔静脉系、下腔静脉系和心静脉系。

上腔静脉系是收集头颈、上肢和胸背部等处的静脉血回到心脏的管道;下腔静脉系是收集腹部、盆部、下肢部静脉血回到心脏的一系列管道;心静脉系是收集心脏的静脉血液管道。

淋巴系统由淋巴管道、淋巴器官、淋巴组织构成。它是人体的重要防卫体系,它与心血管系统密切相关。淋巴系统能制造白细胞和抗体,滤出病原体,对于液体和养分在体内的分配也有重要作用。

像遍布全身的血液循环系统一样,淋巴系统也是一个网状的液体系统。淋巴系统里流通的淋巴液,由血浆变成,但比血浆清,水分较多,能从微血管壁渗入组织空间。淋巴液里没有红细胞,但有大量的淋巴细胞,具有重要的免疫作用。

脾脏是最大的淋巴器官,占全身淋巴组织总量的25%。脾能过滤血液,除去衰老的红细胞,平时作为一个血库储备多余的血液。

淋巴系统有许多管道和淋巴结,毛细淋巴管遍布全身,收集多余的液体。