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消化道能吸收气体吗?

已有 2843 次阅读 2017-7-17 04:28 |个人分类:自然科学|系统分类:海外观察

因为研究氢气和氢水,经常有人问,氢水饮用氢气能被吸收吗。这其实是非常自然的事情,消化道不仅能吸收气体,也能排泄气体。气体和许多物质一样,都是沿着浓度梯度扩散,就是从高浓度向低浓度扩散。当然气体相对特殊,是从高分压向低分压方向扩散。如果饮水中某种气体浓度高,就会迅速跨过胃肠道黏膜,然后进入黏膜血液内,通过血液循环被转移到全身,其中一部分会从肺释放到体外。这种情况在饮酒后是非常典型的过程,警察只要让司机吹一下检测仪,就会发现是否饮酒和大概饮酒量,当然更准确的测量是抽血分析。利用类似的道理,饮用氢水后,几秒后就可通过呼出气体监测到氢气,时间大约持续30分钟,最高浓度一般在12-15分钟左右。因此氢水饮用后氢气完全可以吸收,而且是迅速吸收。其实,氢水如果饱和氢气分压就非常高(1.6ppm浓度的氢水氢气分压是100kPa或一个大气压),而人体内氢气分压接近为零,自然容易被吸收。

胃肠道吸收气体,甚至胃肠道代替肺的部分功能在生物界广泛存在。在组织发生上,鳔和肺都由消化管生成,所以胃、肠有呼吸作用是天生的。这不仅限于水生动物,包括人在内的所有动物都是这样的,只不过这种功能的相对大小和生理意义不同。


最有名的肠呼吸是泥鳅和鲶鱼,泥鳅能浮出水面,吞吸空气,从肛门排出气泡,排出的气体中氧气减少,二氧化碳增多。这些动物的肠呼吸对鳃和皮肤呼吸具有很大辅助作用,还具有促进肠道蠕动的作用,如果水中含氧量比较高,依靠肠呼吸的比例就会降低。海洋中一种螠虫能从肛门向直肠摄取海水,通过直肠黏膜与体腔内红细胞进行气体交换。龟类的副膀胱、海参的呼吸树、蜻蜒幼虫的直肠气管鳃等也都具有类似的机能。


最近美国蒙大拿大学科学家H.Arthur Woods刚刚发现,一种著名的海蜘蛛也能用胃肠道呼吸。海蜘蛛是一类海洋节肢动物,它们拥有心脏,胃肠道有分支并深入到长长的肢体内,这些胃肠道能通过外骨骼吸收海水中的氧气,发挥心脏和腮的功能。Woods等用显微镜和气体示踪技术对12种海蜘蛛进行观察,发现所有这些动物都常规扩张和收缩它们的胃肠道,这种运动能驱动类血液的液体血淋巴。虽然海蜘蛛有心脏,但是心脏只负责小小的躯干和头部肢体的血淋巴运输,相反胃肠道的运动则能给全身供血。为什么海蜘蛛会采用这样的呼吸和循环模式,关键原因是这种动物的腿相对于躯体太长,海蜘蛛的腿长普遍在625px以上,拥有这样的大长腿,心脏供血的效率不够,于是动员胃肠道来负责这项工作。

这一研究文章最近以通信方式发表在《当代生物学》杂志。

WoodsHA, et al. Respiratory gut peristalsis by sea spiders. Curr Biol.2017;27(13):R638-R639.



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