五脏列传 之肺腑之言(1)

        谁负责排泄？请出列！肾脏、膀胱应声而出；皮肤松松垮垮地站出来，它仗着最大的排泄器官，吊儿郎当，其实只是一个小“流”氓。全场目光聚焦在大肠，众人皆认为这个每天排出超过一斤粪便的器官，是当然之选。可是无论千呼万唤，大肠就是巍然不动，反倒是坐在二楼的肺脏忍不住了，唰地起立，将众人吓了一跳。

        真是过分，这个与心脏比邻而居，和口腔沆瀣一气的肺脏，居然忝居排泄器官之列？这是我等无法忍受的。还好，肺脏中气十足，并且牢牢控制着喉舌，且让它在这舆论高地上大声陈述理由吧。

        既然肺脏自命不凡，那我们就先来了解一下恬不知耻的它到底是何方神圣。和其它器官相比，肺的历史短暂，只比脖子快半拍。作为小后生，竭力吸引注意力确实情有可原，但是注意力缺乏不能成为和膀胱勾肩搭背的理由，它必须另有交待。

        肺脏的肤浅资历，是从鱼类开始的。2亿多年前，肺鱼的鳔开始初步具备肺脏的功能。作为鱼类，呼吸本来是由鳃进行的，但鳔的兼职行为完全是环境所迫，不能怪它擅自僭越。随着气候日益干燥，肺鱼栖息的水域开始周期性干涸。没有了水的浮力，鱼鳃就像干枯的毛笔，粘成一团，根本无法进行正常的气体交换。这时，原本偏安一隅的鳔挺身而出，承担起从空气中攫取氧气和呼出二氧化碳的重任。和肺鱼拥有同样功能的肺的鱼类还有多鳍鱼和雀鳝等，可想而知，它们也会遭受不期而遇的大旱。

        不管是结构还是功能，此时的鳔俨然已经有了肺的影子。多数鱼类只在食道背侧有一个鳔；肺鱼的鳔则有两个，分列腹侧。鳔的本职工作是通过调节内部的气体容积来改变比重，从而让鱼体停留在特定的水层。鲤鱼鳔内的空气通过鳔管进出，鲈鱼的鳔则是一密封气罐，虽然没有鳔管，但下有红腺、上有卵圆窗。这两个区域内满布微血管，气体从红腺跑到鳔内，再从卵圆窗渗回去。从上皮细胞中挤进挤出，气体分子累得够呛。

（图1:这是鲑鱼的鳔，旁边就是制作鱼子酱的原料。当它还是幼苗时，第一次浮游使鳔首次充满空气。）

        千万别小看这两块红斑，在以后的进化中，微血管会逐渐扩大地盘，直到遍布整个鳔体。鳔体再逐渐分化、内凸，形成越来越多的气囊，哺乳动物的海绵状肺开始登场。

        进化是一个漫长的过程，那我们就趁这段时间，让肺来陈述它的理由吧，到底是什么原因，使它甘与膀胱为伍？从鳔进化到肺，功能发生了翻天覆地的变化，之前只是用于调节浮力，现在却摇身一变，成为身体的后勤大管家。

        所有的生命活动都需要能量供应，可细胞毫无眼光，它们只认现钞－－ATP，从不接受黄金和支票。可细胞内常见的能量储备偏偏是不能利用的糖分，要想将糖分兑现成ATP，必须经历燃烧。比起普罗米修斯的炼狱过程，细胞内的氧化显得温和缓慢得多。糖分在氧气的搀和下，变身为二氧化碳和水，把储存在糖分中的能量释放出来，生成在生命体内通达天下的ATP。整个氧气供应和二氧化碳排放的过程中，肺部起着不可替代的作用。

        气体分子从肺部的上皮细胞间穿进穿出，是一个艰苦的过程。为了驱赶气体完成穿越苦役，必须采取高压政策。从肺动脉进入肺部的静脉血中充满了细胞代谢的废物－－二氧化碳，此时正是吸气终了，血管内的二氧化碳分压（气体的分压，是个很复杂的概念，可以简单地理解为浓度）比肺内空气的高，这种压力差逼着二氧化碳从血管中跑到肺内。同理，肺内氧气被压力驱使进入血管，使静脉血摇身一变，成为鲜红的动脉血。

（图2:肺部气道不断分支，直至在末端形成肺泡。）

        身体的吐故纳新全耐肺脏，这种繁重的工作除了需要高压的鞭策力，还必须有充分的空间供气体分子出入血管。所以肺脏一在地球上出现，就竭力把自己做大做强。哺乳动物的肺的体积占据身体总体积的6%；上到咽喉，下至膈肌。即便如此，肺脏也是屠场营收最少的器官之一，部分原因是它实在太轻：50千克的哺乳动物，其肺脏极少有超过1千克的。至于另一原因，容后再述。

        “外竖形象”固然重要，“内强素质”也不可放松。肺脏除了拥有庞大的体积，还竭力在内部发展出尽可能多的面积。完整的肺脏从无尾两栖动物身上首次登场开始，就一直朝着柔软多腔的方向发展。不过多数冷血动物对氧气的需求较低，比如人称能源之星的蛇类，它们的右侧肺脏退化，只留左肺，却也活得逍遥自在，毫不气短。到了哺乳动物阶段，机体对氧气的需求大增，于是多数都有两个肺，左右各一。鸟类的飞行生活对能量的需求旺盛，它们拥有的涡轮发动机对氧气总是孜孜以求。孤军作战的肺脏根本不能满足需求，所以它们发展出了若干气囊以协助呼吸。

（图3:鸟类的气囊可以临时存储空气，呼吸过程中，空气两次经过肺脏，从而获得更多的氧气。图示乳胶填充的鸭的标本和示意图。）

        除了体积和数量，肺泡膜才是气体交换的真正场地，其面积的大小，大致反映了机体对氧气的需求大小。比如蛙的1克肺组织大约有20平方厘米的膜面积，小鼠的比例则大于800。恒温动物为了维持体温恒定，需要较高的代谢速率，需氧量自然增加。

        气管送进来的空气进入末端的小腔室中，腔壁上布满毛细血管，我们称之为肺泡。初生儿的肺泡约有2400万个，成人则多达4亿，如此多的海绵空隙，使得肺脏在有限的空间内，为空气交换提供了“无限”的面积。比如人体中，肺脏只有3升不到的容积，但可以提供超过30000平方厘米的表面积。

        即便容积极其有限，很多时候还是派不上用场。成年男子平静呼吸时的气量（名曰潮气量）只有500毫升，仅仅是肺活量的10%。平静吸气时，吸入的空气有130毫升停留在气道内，实际上只有370到毫升达肺泡交换气体。这区区300多毫升的新鲜空气又与前次呼气不能被呼出的2100毫升气体相混合。如此一来，每次呼吸实际上只更新了肺泡内气体的1/6。

        现在我们应该认识到哈欠的重要性了。只有通过哈欠等深呼吸运动，肺泡内的残存空气才被充分呼出。要知道，在平静呼吸的肺泡中，二氧化碳的含量维持在5%左右，足足比空气中的浓度高出4倍!所以，哈欠过后，精神倍棒，也就可以理解了。人体在深呼吸后，可以在短时间内获得充分的氧气，为大脑提供能量。

        深呼吸的气量称为肺活量。肺活量的测量和别的测量有所差异，值得罗嗦。多数的生理生化指标都必须取多次测量的平均值，以尽可能降低误差的影响。但肺活量需要的是一个最高值，就像体育纪录一般，最高者永垂青史，哪怕该纪录的创造者再也不能重演。那么，请读者动动脑筋，这种测量如何尽量减小误差？

        肺的不尽心工作，引发的结果出人意料：肺泡内的气体组成大致恒定，15%的氧和5%的二氧化碳，余下的八成大部分都是氮气。绕过这些数据，简而言之，肺泡内的环境比污染最重的空气都要糟糕。山西的官员们可以捧着这个结论欢呼雀跃了，因为他们现在就可以据此理论，去领取超过200万的个人奖金。公务员拿民众的税收治理公务员自己也要呼吸的空气，空气如有好转，还可以从民众税贡中抽取百万奖金揽入个人腰包，确实是个不错的办法。这种政治智慧，比起我的诡辩术，要高明不少。

        有民众反驳，说污染空气中含有过多的烟尘毒气，肺泡内的低氧高二氧化碳可没这么大危害。我们姑且承认污染空气中含有烟尘毒气，可肺泡内的氮气可也是有害气体呀。分压较高时，氮气也会从肺泡进入血管中，溶解于血液，分压降低时再度释放出来。这种情况在深海潜水中经常发生，上潜太快会导致原本溶解于血液的氮气变身气泡释放出来，造成严重后果。有鉴于此，美国海军规定上浮速度应低于每分钟9米，并且在浮出水面前，必须在五米水深处停留3-5分钟，以使氮气慢慢释放到肺部。原来的安全规定，上浮速度应该小于每分钟18米。

        看来，氮气确实很恐怖，甚至会导致即时死人。与此相比，污染空气中的组分可要温柔得多，也没这么明目张胆。所以，尊敬的领导们，请不要理会那些不明就里的民众，尽管开着公车（不可能是公交车，因为公交车上没有空调）去领钱吧。

        有人要问，你为何要说“姑且承认污染空气中有毒气”中的姑且二字，尔定有反意。那可实在对不起了，那我姑且把“姑且”算作我的口头禅吧。空气中真的有有毒成分吗？烟尘超标吗？可吸入颗粒超标吗？今年有酸雨几场？空气质量真有好转？那些愚昧的民众说了不算，必须拿出数据来。哈哈哈，一说到统计数据，我就只打哈哈。

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