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五脏列传 之肺腑之言(2)
上述生理生化知识虽然抽象无聊,但聪明的你肯定能够从中得出如下结论:二氧化碳是细胞代谢活动的产物。有此足矣,擎着这根鸡毛,肺脏就可以登堂入室,成为排泄器官。和肺脏(二氧化碳)类似,凡是能够排出体内代谢产物的器官,如皮肤(尿素、尿酸)、肾脏(水、尿素)等都归属排泄器官之列。
人类是迟钝的动物,除非别人的口气臭不可闻,我们很难觉出有何不妥。但是对于很多感觉敏锐的动物而言,肺脏排出的物质,无异于招风大树。蛇类借住粘乎呼的分叉舌头,可以嗅出空气中猎物呼出的离子。动物呼出的二氧化碳,是杀人蜂眼中的进攻信号,可以吸引它们追杀一公里之遥。
狗的事例最能说明问题。狗鼻子嗅觉敏锐,甚至可以嗅出呼出气体中的肾上腺素。肾上腺素由肾脏的髓质分泌,又有“应急激素”的美誉,在紧张、恐惧和兴奋时,人体会分泌增多,呼出的激素自然也就增多。狗只可以嗅出其中的激素变化,肾上腺素水平上升表明该人很兴奋,这是一个攻击信号。狗只视为威胁,将采取攻击行动。这就是我们常见的情景:人越恐惧、激素越多、狗越凶猛、人越恐惧。如此循环。所以,面对凶神恶煞的狗只时,如果你不能保持镇静,请尽量摒住呼吸。
肺脏作为下水道的一部分,独立承担着排放二氧化碳的重任;除此之外,还得充当人体城市的供水系统,为人体输送氧气。身兼二职的肺脏俨然成了现代城市所缺乏的废气处理站。肺脏的清洁功能体现在三大方面:吸收新鲜氧气、顺便将之过滤一遍、以及充当人体内部的过滤器。
要想行使以上诸多功能,空气必须先行入肺。空气还是以前那些空气,没有压力,它们是不可能自己跑到肺内做苦役的,所以肺部必须营造外界的气压差。可惜肺部本身柔弱无力,海绵状的身体外表包裹着一层脏胸膜,这层光滑湿润的浆膜把肺脏和胸廓紧密而灵活地连接起来,肺脏的改变全赖胸廓的运动。
哺乳动物的肺的活动力量来自呼吸肌和横膈肌。肋骨间的呼吸外肌收缩,使胸骨向上向前移动;横膈肌的紧张则使得上凸的膈肌顶部下移。两者结合,胸廓的体积扩大,肺部如影随形,也随之扩大。肺容积扩大,内部压强降低,外界气体被压迫着进入肺内,是为吸气。这里运用的是抽吸泵的原理,这也是伴随着新生儿初次啼哭的背景音。这一声啼哭,使胎儿结构致密的肺变成充满空气的海绵状,开始执行呼吸功能。这一声啼哭,使比重相当于硬沥青的肺变得比水还轻(相当于木炭),从而构成了法医学肺浮扬试验(切除肺组织置于水中,下沉者则为出生前死亡)的基础。这一声啼哭,意味着又一个奢侈者诞生了。
吸气是一个肌肉收缩的过程,因而比较辛苦,呼气就轻松很多。肺仗着内部的弹性纤维的回缩力,协同肺泡表面张力、以及胸廓的重力,即可轻易完成呼气过程。当然了,深度呼气还是必须借助呼吸肌(主要是肋间内肌)的收缩挤压。诸多力学功臣中,需要大力书写的是智能的表面张力。肺泡细胞制造磷脂,涂布于肺泡内表面,可以减低肺泡的表面张力。当肺泡缩小时磷脂浓度升高,表面张力降低,从而避免肺泡的过度塌陷。
这个事例告诉我们:如果你很弱小,就必须巧妙寻求外力的帮助;如果你面子不够,就有必要动用更高级的关系。肺脏充分明白这个道理,它们自己不需出面,呼吸肌就会乖乖工作。呼吸肌受到最高级神经中枢大脑控制,所以我们在面对猛犬时可以选择屏气;但大多数时候,则由位于脑干的呼吸中枢进行自动调节,只有这样,睡觉时才不会忘记呼吸。呼吸中枢对血液中的二氧化碳分压特别敏感,只要稍有升高就会加快呼吸,为身体输送更多的氧气。
空气进入肺部,必须先经过气道。从咽喉到细支气管的整个气道表面,都被粘膜分泌的黏液铺满了。这层粘液毯子吸附尘埃,纤毛不断向上摆动,就像人群托举大人物一般,把痰推向喉部。大多数的痰液会在咽部被吞到胃内。有幸逃过第一道关卡的颗粒也别高兴得太早,即使躲进没有粘液的肺泡内,也难逃吞噬细胞的法眼。大量吞噬细胞在肺泡内四处游走,它们身体柔韧、胃口庞大,吞入颗粒后,把它们送到有黏液毯的细支气管,通过上述途径驱逐出肺。于是,肺部的防御功能诞生了。
在长期的废气熏陶中,肺的颜色由浅变黑。新生儿颜色淡红,成人则呈暗灰色且多黑色斑点,老人的自然更黑。除了颜色,肺部的健康状态与生活环境也有密切关系。煤矿工人的肺,甚至可能全部呈棕黑色,情况严重者,只有依靠洗肺来排出肺部尘埃。按照肺脏如此高效率的吸尘效率,这里提出一个清洁空气的杰出方案:大力增加人口,鼓励深呼吸。可惜了,我等草民的意思,如何能够“闻达于诸侯”?拜托哪位有资格写内参的媒体朋友,将此良策献予山西的父母官,权当草民对北京奥运的一份心意。
(图1:这是烟民的肺,确实比较难看,烟草公司别找我麻烦。)
肺脏牺牲了自己,成全官员,全然不顾自己的羸弱之躯,还要执行繁重的本职工作。围绕着血液更新这一中心工作,循环系统与之紧密配合,同心同德。
肺有二套血管系统:一套是循环于心肺之间的肺动脉和肺静脉,肺动脉从右心室发出,随支气管进入肺部,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。和吸气终了的肺泡相比,心脏出来的静脉血含有较多的二氧化碳和较少的氧气,在环绕肺泡的薄壁巡游一周之后,气体悄无声息地进行了交换。静脉血变身为动脉血,重新回到心脏,进入全身循环。这是肺的机能性血管,犹如种粮食之于农民伯伯。
关于肺循环,哺乳动物有一个很别致的问题:胎儿在母体内时,肺部紧缩成一团,不需要也不能从肺部获得氧气,该机能血管实为摆设。胎儿通过脐静脉从母体获得氧气和养分,回到右心房,跳过肺循环这一步,直接被遣送到万劫不复的身体各部。这种特异功能当然与心脏的独特结构有关,具体情况请参考心脏的传记。
另一套血管系统,由发自胸主动脉的支气管动脉开始,攀附于支气管壁,随支气管分支而分布。其中运来的是营养丰富的动脉血,藉此为肺内支气管壁、肺血管壁和脏胸膜提供养分。这一套营养性血管为肺脏本身提供营养,如同农民伯伯也需要吃饭。
(图2:包围在肺泡外的毛细血管,为肺泡提供营养,并执行气体交换的功能。)
两套血管的共同点是,都会形成一个微细的血管网,该特征使之不经意间成了全身的过滤器。血管中的颗粒行经肺部毛细血管时,被微血管截取,以防止在身体其它重要部位造成严重危害。因肺部血管分支很多,不至于明显影响肺部血流。此种行为,和引洪流入家园的蓄洪区居民一样,善之大矣。
被过滤截留的颗粒,大部分将被蛋白酶溶解清除。但蛋白酶对于非蛋白的大颗粒或细胞,则完全无能为力。有一类分娩并发症,危害严重:羊水栓塞症。生产的过程中,羊水里的胎儿细胞、胎脂或胎便等,有可能经由胎盘的静脉进入母体的血液,在循环到肺部血管时造成阻塞。该病致死率极高。
内部阻塞还有分解的可能;若是外部阻塞,问题可就升级为系统工程了。拜韩流所赐,气道阻塞出现在视野中的机会越来越多。最严重的阻塞使空气无法进入肺部,从而导致全身缺氧,这是严重的问题,脑部缺氧三分钟,机能就会严重受损。此时人工呼吸是主要的抢救方式,如果呼吸道上部被完全阻塞,甚至必须在割开气管。放心,如果操作得当,多数是安全的。至于怎样进行人工呼吸,多看看韩国爱情电影吧,只要你按照电影中所有的操作反过来进行,你就是对的。真佩服那些编剧,希望它们的剧组不要被雷击才好。
严重问题固然为男女主人公提供了亲密接触的机会,隐性的问题却一直没有受到应有的重视。细支气管长期发炎,可能导致管道变窄,从而阻碍呼气,导致呼气残留、肺泡过度碰撞破裂。该病有个被广泛用于街头对骂的名称:肺气肿。持续发展的肺气肿,可使肺动脉持续高压,最终引致肺源性心脏病:右心室肿大,以增加去往肺部的推进力。除了卖心的屠夫,没有人喜欢这样。
除了发炎导致的长期气道阻塞,平时的闭气也可能引起阻塞症。过度闭气或快速上潜,造成的肺泡内外压差过大,肺泡破裂,空气进入邻近组织,在以下三条出路中择路而逃。
1.在肺部组织形成气胸,陆上气胸问题不大,只是有点胸痛。潜水时的压缩空气,导致压力性气胸。空气压迫肺叶,造成呼吸困难。
2.空气被吸进包围在肺泡四周的血管内,通过心脏运往全身,形成组织空气栓塞症。如果气泡停留在大脑或冠状动脉,则后果严重。
3.进入胸廓、头颈部等皮下,形成隆起的气泡,为医生提供确诊气胸的证据。
有鉴于此,美国海军修改规定,要求潜水员上升前应保持中性浮力,一直到浮出水面。而之前的观点是,上升前须将浮力调节器内的空气泄光,在负浮力状况下以蛙鞋向上踢升。旧规定系避免突发性快速上升,但研究发现负浮力况下以蛙鞋使劲向上踢升经常导致潜水员闭气,或形成肺部堵塞,造成栓塞症。
肺脏劳苦功高,却又脆弱难当,唯一的荣誉居然来源于一种疾病。
肺痨是肺结核病的俗称,细菌是它的病原体。这是一种历史悠久,传说众多的疾病,差点忘记,它还有着华丽的光环。肺痨每年夺去数百万人的性命,以及不可计数的金钱,所以世界卫生组织决定设立一个节日来记念它:3月24日世界防痨日。肺痨并不因此而有所收敛,除了在科学上留名,它还决心把自己烙刻在艺术的丰碑中。济慈、肖邦、契诃夫、史蒂文生、勃朗特姐妹都死于痨病,在文学作品中,肺痨与忧郁、热情和才华横溢联系起来。连拜伦也一直抱有死于肺痨的愿望,和现在中学生渴望抽烟的心态有得一比。
(图3:箭头所指结核杆菌与肺泡表皮细胞的交互过程。)
肺痨是贵人的疾病,鲁迅怎么想到让小栓染上,实在是一大疑案。现在能肯定的是,草民有关空气治理的建议,是没办法让“居庙堂之高”者采纳的了。有时候真怀念古代的肺石,那是置放在朝廷外的颜色赤红形如肺叶的石头,百姓可以击石鸣怨,也可以站在石头上控诉地方官吏。现在我们被谆谆教诲,不得越级哦。
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