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2010-08-31

因此,小肠内被称为绒毛的微小手指状皱襞结构大大增加了它的内表面积。如果将这些绒毛展开,它们则可覆盖一个网球场。

没有被吸收的物质(主要是水,盐和未消化的纤维)进入大肠内。在这里生活着很多被成为细菌的微生物。它们在不断演变,总以最佳的方式与人类共存。这些细菌从人体获得营养物质,同时,作为交换,它们能够合成人体所需要的主要维生素,如维生素K和维生素B。如果我们接受广谱抗生素治疗,那么组成肠道菌丛的细菌也会死。它们会被另外的细菌所代替。而这部分细菌不仅对人体无益,反而经常会导致严重的疾病。

除了每日我们直接饮用的约1.5升水之外,其他液体成分,如唾液、胃肠液或胆汁约7升也会排入消化道中。在消化过程的最后阶段,大肠重新吸收水分。这样大部分的水仍然保留在体内,粪便中除了0.04升的固体外,平均含水量仅0,1升。固体成分是未被利用的粘液、死的肠细胞、细菌和未被消化的食物残渣,如植物纤维。

最后一段旅程

除较大颗粒外,被消化道吸收的物质都进入到血液中。这些营养物质由血液运送至肝脏。成人肝重约1.5公斤,除分泌胆汁外,肝脏还有其他极其重要的功能。首先它是一个检查点。他检查食物分子,把其中有害的除掉。但是这个控制系统并非完全可靠,有时某些毒性物质也可能进入机体的组织内,有时它会将人体需要的药物也误认为有害物质而阻止了机体的吸收利用。

肝脏还是一个能量储存库,它储存糖,尤其是葡萄糖。这是因为细胞持续不断地需要少量的能从中获取能量的分子。但细胞本身不能储存能量,除非量很少。如果细胞获得的营养分子过多,能量就会被浪费掉,所以来自食物的营养物质必须逐步进入血液中,再被运送到各个细胞。因此,葡萄糖以糖原的形式辈出存在肝脏中。糖原是由单糖连接的长链所形成的的大颗粒,当细胞获取了血液中可供利用的糖而造成血糖水平降低时,肝脏会分解糖原颗粒,进入血液中。血糖浓度由胰腺控制,它能分泌出两种激素——胰岛素和胰高血糖素。前者刺激肝脏产生糖原,后者则促使糖原分解。

人体如何获得氧气

细胞需要把食物中的能量转化成ATP分子。这种转化是由一系列的化学反应来完成的。在这些化学反应中,氧气被消耗掉以产生水分并排出二氧化碳。这个过程持续进行,因为燃烧并补充“燃料”ATP是不间断的。(尽管由于细胞活动的强度不同,过程发生的速度有所差别)。细胞总是需要新的氧气和营养,也必须不断排出二氧化碳和废物。为此,有两个系统即呼吸系统和循环系统,在进行协调工作。

呼吸过程也就是从外界吸入空气,吸收其中的氧气,与体内的二氧化碳进行交换的过程。

肺是两个海绵状的有弹性的器官,它们负责人体的呼吸,即吸入外界的空气。肺被围在胸廓内,一块较大的肌肉——膈肌,将它们与腹部隔开。吸气时膈肌下降,胸廓扩张,使肺膨胀起来。肺容量的增加使肺内的气体低于外界大气压力。压力差使得空气由高压区(大气)流向低压区(肺)。由此,肺内气压短时间内降低,而气体进入后又恢复原来的压力。新吸入的气体由鼻和口腔沿着气管和支气管进入肺内。经过这段旅程,气体变得温暖而湿润,这样在外界环境下原来寒冷、干燥的气体便不会损害肺。肺内有一个极为错综复杂的毛绒血管网。流经此处的血液已经完成一段漫长的旅程。这些血液到达了体内的所有细胞,释放了氧气并交换来二氧化碳。因此,肺起到了加油站的作用,在肺部,血液补充了氧气,清除了二氧化碳。当气体交换时,人开始呼气,膈肌放松,使胸廓容量变小。因此,肺内气压增高,富含二氧化碳的气体就从肺排到外界去了。

循环:主要的连接系统

为了生活和“工作”,组成人体的百万亿个细胞必须不停地吸收营养,物质和氧气,并排出废物。同时,部分细胞产生的物质是要到身体其他部分去发挥作用的,因此需要转移。要满足这么多“工人”的需要是不容易的,必须有一个高效连接系统。这些系统是一个由动脉、毛细血管、静脉这些管子组成的网。如果这些管子连接起来,其长度令人难以置信,大约有150000公里,这比绕地球三周的长度还要长。血液流经毛细管,把营养物质和氧气运送进入细胞,而把包括二氧化碳在内的废物运走。实质上,血液系统是一个极长的运输带。有时机体的“敌人们”,比如病毒和细菌,也会利用血液的流动到达它们的目的地。

红细胞是数量最多的血细胞。它们负责运送氧气和二氧化碳。它们是体内唯一没有细胞核的一类细胞。它们实际上也就是一些装满了血红蛋白分子的小囊。血红蛋白分子可以与氧气或二氧化碳分子相结合。与氧气结合,血红蛋白的颜色鲜红,与二氧化碳结合后则变成暗红色。因此一个人血液会呈现不同的颜色。血液中的其他细胞为白细胞,它们具有不同类型。每种类型都有其特有的防御功能。如果机体需要,它们就会被激活,抵抗感染。

循环系统内的血流之所以始终不间断,是因为一种特殊的肌肉——心肌能起到“泵”的作用。健康心脏的跳动在人们的一生中永不停止,永不疲倦。类似的持续性活动,对于其他肌肉则是不可能的,例如手臂的肌肉。心脏不断跳动,是一种只存在于心脏内的组织所独有的性质。此外,与其他的活动不同,心脏并非是对神经系统的刺激所作反应的结果。心脏对它的运动“设定了节律”。即使从体内取出心脏,在短时间内它仍在继续跳动。这种心脏组织自我跳动的特征使心脏移植成为可能。正常情况下,心脏每分钟约跳动70次。对心脏的全面控制都是由神经冲动维持的。作为对身体需要的反应,心跳会加快或减慢。

维持体内的平衡

从外部来看,我们的身体变化十分缓慢。大多数比较明显的变化需要几个月甚至几年。身体内部的状态基本保持恒定,细胞生活在稳定的环境中。它们不会受温度变化的影响,生存所需要的营养和氧气也能得到持续供应。这种稳定状态被称为内环境稳定,它不是自发的,而是通过复杂的调节系统获得的。它确保了我们不论在北极,还是在赤道,不论是在禁食,还是在暴食暴饮,细胞都能同样工作。由于这些体内平衡机制,我们的身体内尽管每秒有约25000000个细胞产生,但不会总是显示出有什么变化,因为每秒有同样多的细胞死亡,而且死亡细胞的残留物和其他细胞产生的废物一道被清除了。

我们知道肺通过排出二氧化碳来维持内环境稳定。而肾脏也对清除废物有着重要的作用。肾脏是两个形似蚕豆的小器官,位于后腹部,正好在肋骨的下方。

肾脏每天要对全身的血液过滤几十次,将流经的有毒物质和废物清除。废物中包含尿素——蛋白质分解过程中产生的一种分子、

与脂肪和糖不同,蛋白质不能储存在细胞内。当人和其它生物摄入过多的蛋白质时,肝脏将其分解,分解过程中就会产生尿素。由于尿素毒害作用很强,所以它很快被送到肾脏,迅速地排泄出去。同时血浆中的某些矿物盐也要经肾脏排出。矿物盐是细胞生存的基本要素。但是过多的矿物盐聚集在血液内却是有害的。尿素、矿物盐、酸、激素和某些多余的维生素,甚至药物都是要被尿液排出的废物。

肾脏尿液的速度取决于摄入的液体量。如果喝水较多,那么尿量也较大;如果脱水的话那尿量就很少。但是即使是在沙漠里,人也不能停止排尿。肾脏在排出过多的盐方面却有困难。事实上,喝盐水也就意味着摄入过多的盐,所以喝盐水也不能止渴。为了排除这部分盐,肾脏负担加重了。盐摄入不平衡会导致脱水,这种情况有可能是致命的。

维持体内平衡也能确保恒定的体温。正常体温为摄氏36-37度。机体维持这种微妙的平衡来调节体温,这样当细胞发挥作用时,体温不会升高或降低。体温不高于正常值是很重要的。体内热量过多会妨碍细胞的活动,如酶的合成。加强肌肉的活动可使体温升高,但下丘脑的活动能防止体温过高。

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