0170104生物體的運輸作用
04人體的循環系統
1心血管系統的循環途徑
人體的心血管系統包括體循環和肺循環兩種途徑,兩者是同時進行的。
體循環是心臟與全身之間的血液循環;肺循環則是心臟與肺臟之間的血液循環(圖4-18)。
體循環
人體進行體循環時,充滿氧氣的鮮紅色血液(充氧血)由左心室出發,經由主動脈、小動脈與微血管運送到全身。氧氣由微血管擴散到周圍的組織細胞,而組織細胞產生的二氧化碳等廢物,則擴散進入微血管(圖4-19),隨著二氧化碳增加,氧氣減少,血液逐漸呈現暗紅色(缺氧血)。隨後,微血管中的血液流入小靜脈,慢慢匯集至大靜脈後回到右心房。在右心房中的缺氧血會向下進入右心室,準備進行肺循環。
肺循環
人體進行肺循環時,暗紅色的缺氧血由右心室出發,經肺動脈送往肺臟,血液中的二氧化碳會在肺部微血管擴散進入肺泡,而肺泡中的氧氣則進入微血管(圖4-20)。獲得充分氧氣的血液呈鮮紅色,經由肺靜脈送回左心房,向下進入左心室後,又將進行下一次的體循環,將氧氣送至全身。
在心室收縮時,體循環與肺循環會同時進行,周而復始,共同完成體內物質的運輸。
2淋巴系統的組成與途徑
人體的循環系統除了血液循環外,還有淋巴系統,其組成包括淋巴管、淋巴與淋巴結等
在人體中,部分血漿會由微血管滲出至組織細胞間,稱為組織液。組織液如果滲入淋巴管中,便稱為淋巴。淋巴在淋巴管中流動,最後進入靜脈,重新成為心血管系統的一部分(圖4-22)。
當淋巴流經顆粒狀的淋巴結時,其中所含的病原體或異物,會被淋巴結過濾,並由在淋巴結中聚集的白血球清除,因此淋巴系統的功能除了可以把組織液送回心血管系統之外,還可以防止病原體的擴散,是人體的防禦作用中重要的一環(圖4-23)。
3人體的防禦作用
人體共有三道防線,來進行人體的防禦作用,透過層層的保護機制,才得以抵抗外來的病原體。人體的第一道防線是皮膚與黏膜,可阻擋病原體入侵(圖4-24a)。
若皮膚有了傷口,第二道防線隨即啟動,傷口附近的白血球會吞噬入侵的病原體,若未能及時清除完畢,傷口會出現紅、熱、腫、痛等現象,稱為發炎反應(圖4-24b)。發炎反應會讓更多血液流至受傷部位,使微血管擴張,帶來更多的白血球,一起清除病原體與進行後續的防禦作用。
人體第三道防線是專一性的防禦作用,由一群稱為淋巴球的特殊白血球負責。有些淋巴球可破壞受感染的細胞或直接清除病原體,防止病原體擴散;有些淋巴球則可製造具有專一性防禦的抗體,這些具專一性的淋巴球在接觸病原體後,部分會具有記憶性,當再次接觸到相同病原體時,可以更快速的反應(圖4-24c)。
利用能記住入侵者的特性,人們可以透過施打疫苗預做準備。疫苗具有與病原體相同的結構,可以引發淋巴球產生記憶性,當病原體入侵時,可以快速的消滅病原體,避免疾病的發生。
補充資料
過敏反應
人體的防禦作用雖然可以幫我們阻擋外來的病原體,但是偶爾也會出錯,誤將無害的物質當成威脅而造成過敏反應。使人體產生過敏反應的物質稱為過敏原,例如:花粉、塵蟎會造成打噴嚏、流鼻水甚至氣喘。由於過敏反應常對人體造成困擾,最好的處理方式就是避免接觸過敏原。
科學大事記
可怕的心血管疾病小藥丸大功臣
心血管疾病是指發生於心臟、血管等處的循環系統疾病,在人類十大死亡原因的排名始終居高不下,其中最令人擔憂的心臟疾病為起因於冠狀動脈的阻塞,由於冠狀動脈是供應心肌氧氣及養分的重要管道,如果冠狀動脈因為狹窄或阻塞,會使心臟得不到足夠的氧氣與養分,狀況輕者會產生心絞痛,嚴重可能會造成心肌梗塞(心臟的肌肉組織壞死)。
醫學界運用硝化甘油作為心臟病的藥物已經超過一個世紀。直到西元1980年代才真正了解其作用機制,科學家發現原來硝化甘油在人體內會被代謝為一氧化氮,可鬆弛血管壁的肌肉,使血流量增加而緩解心絞痛。
自從發現一氧化氮在人體循環系統中所扮演的角色後,類似作用的藥物不僅應用在治療心臟病上,也延伸出治療肺部與免疫系統相關的疾病的新藥,西元1998年,三位研究一氧化氮作用機制的科學家便獲得諾貝爾生理醫學獎。此外還有一個特別的後續故事:最早開始使用此類藥物治療心臟疾病的病患,發現此藥物有個特別的副作用,後來藥廠把這個副作用當成賣點,製成了治療男性性功能障礙的藥物—威而鋼,這可能是當初諾貝爾獎得主們沒有想到的結果。
請同學們依上述內容,回答下列問題︰
( )1. 下列何者為一氧化氮治療心血管疾病的主要原理?
(A)減緩硝化甘油對於心肌的傷害
(B)使血管擴張以提供氧氣給心肌
(C)直接分解,提供心肌氧氣使用
(D)可以殺死傷害心肌的細菌
2. 副作用是指藥物在人體複雜的系統中,除了發揮原本我們希望的主要功能外,有時可能會出現的其他反應,不見得全然都不好。阿斯匹靈最早是一種止痛藥,上網查一查,目前被使用最多的是哪一方面的疾病?為什麼會如此呢?
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