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每一次呼吸里的卫兵 · 小林结衣

第10章:血液——运送氧气的红色列车

全体上车

想象有一列永远不停的火车。它沿着一条环形的轨道行驶,这条轨道穿过一片广阔土地的每一个角落,经过高山,穿过山谷,通往每一个小小的村庄。火车的车厢在一个大车站装满新鲜的货物,然后出发,在每一站卸下货物,再装上垃圾运走。回到大车站时,它把垃圾卸下,重新装满货物,又出发了。它就这样白天黑夜地跑个不停,一次假也没有休过。

你的身体里就有这样一列火车,那就是你的血液。轨道由你的血管组成,血管就是把血液送到你全身各处的管子。大车站是你的肺。货物是氧气,垃圾是二氧化碳。而让整列火车不停前进的火车头,就是你的心脏。

在讲肺泡的那一章里,你看到氧气穿过小气囊薄薄的壁,进入毛细血管里的血液。就在那一刻,氧气登上了这列火车。

可是,氧气要是一直待在肺里,就没多大用处了。你的脚趾需要氧气,你的大脑需要氧气,你腿上的肌肉和你指尖的细胞也需要氧气。在这一章里,你将跟着血液一起旅行,看看氧气是怎样被送到各处的,还有血液在一路上是怎样帮忙保卫你的身体的。

你的身体里有多少血呢?一个大人大约有5升血,差不多相当于五瓶1升装的水。小孩的血少一些,大约是1.5升到3升,要看孩子的个子有多大。随着你长大,你的身体会制造更多的血,所以你身体里的血总是正好适合你的个头。

血液是由什么组成的

血液看起来像是一种简单的红色液体,但它其实是许多不同东西的混合物。如果医生取一小管血,让它静静地放上很长时间,或者放进一种特殊的机器里飞快地旋转,血液就会分成几层。最上面是一层清澈的淡黄色液体。最下面是一层浓稠的深红色物质。在它们中间,还有非常薄的一层发白的东西。

那层淡黄色的液体叫作血浆。血浆占你血液的一半多一点,它的主要成分是水。不过,血浆里溶解着许多重要的东西,就像一杯甜茶里溶着你看不见的糖一样。

血浆把糖分和其他来自食物的营养运送给你的细胞。它运送身体需要的盐分。它把化学消息从身体的一个部位传到另一个部位。它还运送着很大一部分正在返回肺部的二氧化碳。

最下面那层浓稠的深红色物质,是由红细胞组成的。红细胞就是运送氧气的车厢。中间那层薄薄的发白的东西里,有白细胞——就是你在上一章认识的那些保卫者,还有一种叫作血小板的微小碎片,它们能帮助止血。在这一章里,你会一一认识这些旅客。

来试一试吧。看看你手腕的内侧,那里的皮肤很薄。你也许能看到一些淡淡的、发蓝或发绿的线条。这些是静脉,也就是把血液送回心脏的血管。

不过,静脉里的血并不是蓝色的。血液永远是红色的。静脉看起来发蓝,只是因为光穿过你的皮肤、再反射回你眼睛的方式。如果你曾经从一个小擦伤里看到过自己的血,你会发现它是红色的。

红细胞和它们的氧气座位

红细胞是你身体里最神奇的细胞之一。每一个红细胞都是圆圆的扁盘形状,两面都往里凹,有点像一个中间的洞没有穿透的甜甜圈。这种形状让红细胞相对于自己的大小拥有很大的表面,这样氧气就能很快地进进出出。这种形状也让红细胞非常容易弯曲。

红细胞必须能弯曲。每个红细胞都非常小,直径大约只有千分之七到千分之八毫米。可是,有些最细的毛细血管比这还要窄。为了通过这些毛细血管,红细胞会折起来、挤过去,就像一个软软的橡皮圈被推着穿过一根细管子。到了另一头,它们又会弹回原来的形状,继续前进。

你身体里红细胞的数量,比其他任何一种细胞都多。一个大人大约有25万亿个红细胞。1万亿就是一百万个一百万,所以这个数字大得几乎没法想象。如果你能把一个大人所有的红细胞一个一个叠起来,那座塔会比地球上最高的山还要高得多得多。

红细胞是在骨髓里制造的。骨髓就是你某些骨头里面那柔软、像海绵一样的部分。你的骨髓是一座非常忙碌的工厂,它每一秒钟大约能制造200万个新的红细胞。它必须干得这么快,是因为红细胞不能永远用下去。每个红细胞会在你的身体里旅行大约四个月,成千上万次地穿过你的心脏和肺。然后,它就用旧了。

当一个红细胞变老、变硬以后,它就没办法那么轻松地挤过狭窄的毛细血管了。这时,上一章的老朋友——巨噬细胞——就要出场了。脾脏这个器官里的巨噬细胞,还有肝脏里的巨噬细胞,会抓住用旧了的红细胞,把它们分解掉。即使这样,重要的东西也一点都不会浪费。巨噬细胞会把旧细胞里的铁保存下来,再把铁送回骨髓,帮助制造新的红细胞。

红细胞为什么这么擅长运送氧气呢?在每个红细胞里面,都有数以百万计的很小很小的分子,它们是一种特殊的蛋白质,叫作血红蛋白。分子是一种非常非常小的微粒,就算用普通的显微镜也根本看不见。一个红细胞里大约紧紧地挤着2.7亿个血红蛋白分子。

你可以把每个血红蛋白分子想象成有四个座位,每个座位可以坐一个小小的氧气分子。所以,每个红细胞里大约有能坐10亿个氧气分子的空间。红细胞甚至还省掉了其他大多数细胞都有的一些部分,包括那个装着细胞“说明书”的中心。这样一来,就能腾出更多的地方装血红蛋白,也就能装更多的氧气。

每个血红蛋白座位的中心,都有一点点铁。铁和钉子、某些煮饭用的锅里的金属是同一种,但在你的血液里,铁是以一种非常微小又特别的形式存在的。当氧气坐到铁上时,血红蛋白就会变成鲜红色。当氧气离开时,血红蛋白就会变成比较深的红色。所以,刚刚离开肺、满载氧气的血液是鲜红色的;正在返回肺的路上、带着较少氧气的血液,则是比较深的红色。

你的身体需要铁来制造血红蛋白,而这些铁来自食物。很多食物里都含有铁,比如各种豆子、扁豆、绿叶蔬菜、鸡蛋、肉和鱼。吃各种各样不同的食物,能帮助你的身体得到它需要的铁,制造出大量健康的红细胞。

血红蛋白有一个聪明的办法,知道什么时候该抓住氧气,什么时候该放开。在肺里,氧气很多,血红蛋白就会紧紧抓住氧气,把座位坐满。在身体的其他地方,细胞一直在用掉氧气,周围的氧气比较少,血红蛋白就会放开氧气。努力工作的肌肉温度比较高,还会产生大量二氧化碳。这些变化能帮助血红蛋白放开更多的氧气。所以,氧气正好会被送到最需要它的地方。

心脏:并排的两个泵

火车需要火车头,血液的火车头就是你的心脏。你的心脏是一块强壮的肌肉,大约和你自己的拳头一样大。它位于你的胸腔里,在两个肺之间,稍微偏向左边。还记得你的左肺稍微小一点,就是为了给心脏腾出地方吗?心脏和肺是亲密的邻居,在你生命中的每一秒,它们都在一起合作。

有一件事很多人都不知道:你的心脏其实是并排在一起的两个泵。心脏的右边和左边被一堵墙隔开,每一边都有自己的工作。右边把血液泵到肺里,左边把血液泵到身体的其他地方。每一滴血都会先后经过这两边。

让我们跟着一个红细胞去旅行吧。它从肺里出发,在那里装满了氧气。离开肺以后,它流进心脏的左边。心脏左边用力一挤,把这个红细胞送进一根粗大的血管,然后进入越来越细的血管,一直到达你腿上的一块肌肉。在那里的毛细血管中,这个红细胞放下氧气,装上二氧化碳。

现在,这个红细胞开始回家了。它流进静脉,静脉把它往上送回心脏。它进入心脏的右边,右边一挤,就把它送进肺里。在肺泡周围的毛细血管里,这个红细胞卸下二氧化碳,装上新鲜的氧气。然后,它又准备好再次前往心脏的左边,开始下一趟旅程了。

所以,这列红色火车的轨道形状有点像数字8。一个圈从心脏通到肺,再绕回来。另一个圈从心脏通到全身,再绕回来。心脏就在中间,正好在两个圈交叉的地方。当你休息的时候,一个红细胞大约一分钟就能把两个圈都完整地跑一遍。

把血液从心脏运走的血管叫作动脉。把血液运回心脏的血管叫作静脉。在动脉和静脉之间,连接着最细的动脉和最细的静脉的,就是毛细血管,也就是火车送货的那些细细的血管。你身体里每一个活着的部分附近都有毛细血管,所以没有哪个细胞会离送货点很远。

你可以感觉到心脏在推动血液。把两根手指轻轻地放在手腕内侧、大拇指下方一点的地方。保持不动,等一等。你也许会感觉到手指下面有轻轻的、稳定的“咚、咚、咚”。那就是你的脉搏。每一下跳动,都是心脏挤一下,把一股血液推过你的动脉时形成的波动。

安静地坐着的时候,试着数一数你的脉搏。对很多孩子来说,休息时心脏每分钟大约跳70到120下。

然后,如果你有足够的空间能安全地活动,就原地跳一会儿,再数一次。你的脉搏会变快。你很可能还会发现,你的呼吸也变快了。当你的肌肉努力工作时,它们需要更多的氧气,所以你的心脏会跳得更快,你的肺也会呼吸得更快。火车头和车站一起加速了。

乘着火车的保卫者

红细胞并不是火车上唯一的乘客。白细胞也会搭乘这列火车。在上一章里,你学到了病菌到来时,肺里的巨噬细胞会怎样拉响警报,中性粒细胞又会怎样冲过去帮忙。中性粒细胞就是乘着血液赶到那里的。血液就像一条道路,把保卫者送到身体里任何需要它们的地方。

警报响起时,附近血管的壁会发生变化。血管内壁会变得有一点黏。在血液里滚动经过的白细胞开始放慢速度,就像听到广播报出自己要下车那一站的乘客。它们抓住黏黏的血管壁,然后从血管壁细胞之间的小缝隙里挤出去。一到外面,它们就直奔病菌而去。

血浆也会运送保卫者。抗体——就是淋巴细胞制造的那种特殊蛋白质——漂浮在血浆里,跟着血浆周游全身。因为血液能到达身体的每一个地方,所以抗体几乎在哪儿都能找到病菌。当一个抗体发现了它认得的病菌时,就会粘在这个病菌上,给它做上记号,让巨噬细胞和其他保卫者能找到并消灭它。

血液还会经过一些特别的检查站。其中一个是脾脏。脾脏是一个大约拳头大小的器官,藏在身体左侧的胃后面。在脾脏里面,血液会慢慢地流过许多白细胞和巨噬细胞。它们检查血液里有没有病菌和用旧了的红细胞,再把不该在那里的东西清除掉。脾脏有点像一道安检门,每一列火车都要时不时地从这里通过。

接下来是血小板。血小板是细胞的微小碎片,比红细胞还要小。当你被割伤或擦伤时,血小板会冲到伤口那里,互相粘在一起,把破洞堵住。它们还会帮助血液变稠,形成血块,血块后来会变干,成为痂。这不只是止住了流血,还把皮肤上的破口封了起来,让病菌没法从伤口钻进去。

血液甚至还会运送温暖。当血液流过你忙碌的肌肉和器官时,它会带走热量,再把热量散布到全身,让你全身都暖暖和和的。当你的身体和病菌作战时,大脑会把你的体温调高,让你发烧,血液就把这些额外的热量带到各处。在后面的一章里,你会学到更多关于发烧怎样帮助身体的知识。

留意每一次呼吸

你的血液还为你的呼吸做着另一项重要的工作:它会告诉你的大脑,你的呼吸进行得怎么样。血液在你全身流动时,会从细胞那里收集二氧化碳。如果你在拼命奔跑,你的肌肉就会产生大量二氧化碳,血液里二氧化碳的量就会开始上升。

在你的脑干深处——脑干就是你在第3章认识的、大脑最下面的部分——有一群细胞在时刻监视着你的血液。这些细胞对二氧化碳特别敏感。当它们发现你血液里的二氧化碳在增加时,就会发出消息,让你呼吸得更快、更深。当二氧化碳的量重新降下来以后,它们又会让你的呼吸慢下来。

这一切,你都完全不用去想。你睡着的时候,大脑整夜都在留意你的血液,调整你的呼吸。你玩捉人游戏的时候,大脑会让你的呼吸加快,用不着你自己来决定。这是你的身体确保你总能得到所需空气的办法。在下一章里,你会学到更多关于大脑里这个时刻警觉的部分的知识。

回想一下你吸进来的氧气走过的旅程吧。它从你的鼻子进来,经过喉咙里的卫兵,沿着气管往下走,穿过支气管树的一根根树枝,到达肺泡。在那里,它溜进你的血液,登上了一个红细胞。接着,你的心脏把它飞快地送往全身,送到需要它的细胞那里。而在这一路上,始终有保卫者站岗,把病菌挡在外面。

不过,还剩下一个问题。空气到底是怎样被吸进肺里,又被推出去的呢?你的肺自己并没有能做这件事的肌肉。当大脑发出呼吸的消息时,是谁来回应呢?答案是你肺下面一块强壮的、圆顶形状的肌肉,还有围在肺周围、由骨头组成的“笼子”。在下一章里,你将认识膈肌和肋骨,它们就是让每一次呼吸得以发生的泵。

关键词

血管:把血液运送到全身的管子,包括动脉、静脉和毛细血管。

血浆:血液中淡黄色的液体部分。它的主要成分是水,运送着营养、盐分、消息、抗体,还有很大一部分二氧化碳。

红细胞:容易弯曲的圆盘形细胞,把氧气从肺运送到身体其他地方。它们是你身体里数量最多的细胞。

血红蛋白:红细胞里抓住氧气的一种蛋白质。它含有铁,铁有助于让血液呈现红色。

骨髓:某些骨头中间柔软、像海绵一样的部分,新的红细胞、白细胞和血小板都在这里制造。

心脏:你胸腔里一块强壮的肌肉,像两个泵一样工作。右边把血液泵到肺里,左边把血液泵到身体的其他地方。

动脉和静脉:动脉是把血液从心脏运走的血管。静脉是把血液运回心脏的血管。

脉搏:你在手腕等地方能感觉到的稳定跳动。每一下跳动,都是心脏跳一下推动血液形成的一股波动。

血小板:血液里细胞的微小碎片,它们会粘在一起堵住伤口,并帮助形成血块,把血留在里面,把病菌挡在外面。

脾脏:胃附近的一个器官,负责检查血液里有没有病菌,并清除用旧了的红细胞。