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发布时间:2020-09-25 01:07:20

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作者:《认识我们的身体》编写组

出版社:世界图书出版公司

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认识我们的身体

认识我们的身体试读:

前言

随着生活水平的逐步提高,人们对自身健康的关注越来越多,对自身身体状况是否异常的了解需要建立在对正常情况的理解基础之上。对青少年来说,身体的发育和智能的发展相当迅速,对正常身体情况的了解有利于对异常情况的认识和辨别,有助于一些疾病的早期发现,早期纠正,提高生活质量,也为今后健康知识的普及提供一定的理论基础。所以说,为青少年编写一本描述正常身体情况的书是非常有必要的。

本书共分十三章:

第一章至第三章介绍了生命的起源、人类社会的演进历史以及人体构建的基础。细胞作为构成人体的基本单位,我们介绍了它的基本构架和组成成分,对现代社会常提及的肿瘤细胞、造血干细胞等在我们所了解的范围内作了相关解释。

第四章至第十二章是全书的主体部分,以构成人体的八大系统为主要内容。每章除了对各系统进行结构解剖和功能性讲解外,还会对常见疾病和保健知识进行介绍,如支气管异物、鼻出血、哮喘、急性阑尾炎、尿路结石、尿毒症等等,以帮助青少年朋友更多地了解和认识我们的身体,即使当疾病来临时,我们也能够从容地应对,保持身体的健康发展。

最后一章向读者展示了身体的另一面,即生理的特殊现象,比如人体的带电现象、独特的生物钟等等,旨在使青少年朋友全方位、多角度地认识我们的身体,注重身体健康,从而尊重生命,爱惜生命。

本书编写中,参考了一些知名网站的相关文献,比如百度百科和部分临床医学教科书内容等,力求达到知识信息上的准确性和全面性。但是由于时间紧迫,本书难免会出现知识遗漏或者说明不详尽的地方,希望广大读者朋友不吝赐教,予以指正。编者第一章 生命的演进——人的出现

化学家们凭着在实验室化验的结果说:人是一大堆不同化学原质的构成体,里面最多的是水,此外还有钙、铁、磷、钠、石灰、脂肪、糖、盐……古生物学家和考古学家们认为:人是动物的一类,他的祖先可能是猿猴,他的始祖可能是草履虫,可能是海底的植物——海藻。哲学家们说:人是一种有理性的动物,他们有思想、有意志,他们是万物中的至灵者。人从哪里来?到底是什么?这问题看起来很简单,答案却非三言两语所能道得明白。生命的产生

最初的生命从何而来,是现代自然科学尚未完全解决的重大问题,也是人们关注和争论的焦点。历史上对这个问题也存在着多种臆测和争议。并由此产生了许多关于生命起源的著名假说,如生命起源的创造论(或神造说)、生命起源的自然发生说、生命起源的化学起源说、生命起源的宇宙生命论(或泛生说)、生命起源的宇生说和生命起源的热泉生态系统等,其中化学起源说是被广大学者普遍接受的生命起源假说。这一假说认为,地球上的生命来源于非生命物质。最初,地球温度逐步下降,在极其漫长的时间内,非生命物质经过极其复杂的化学过程,一步一步地演变成生命存在。

在今天的地球条件下,生命不可能从非生命物质直接转变形成,但在地球形成初期,地球的自然条件与现在不同,那时的地球具备形成最简单生命的条件。

根据研究认为原始地球形成于46亿年前。那时的地球温度极高,原始大气中没有氧气,也没有臭氧层。在这种条件下,紫外线、闪电、宇宙射线可以直接作用于原始大气中的各种气体成分。经过长期的作用,原始大气中的一些气体物质发生了化学变化,形成了许多简单的有机物。以后,地球表面温度逐渐降低。原始大气中的水蒸气凝集成雨降落到地面上,汇集在地球表面的低洼处形成原始海洋。原始大气中的有机物也随着降雨汇集到原始海洋中。在原始海洋中,有机物相互作用,经过极其漫长的年代,其中的一些逐渐形成了原始生命。原始海洋是原始生命的摇篮。

这一假说将生命起源大致归结为四个阶段:

第一个阶段,从无机小分子生成有机小分子的阶段。生命起源的化学进化过程是在原始的地球条件下进行的,米勒实验通过对原始地球状况的模拟,证实了这一阶段存在的可能性。

米勒用一个盛有水溶液的烧瓶代表原始海洋,烧瓶上部球型空间里含有氢气、氨气、甲烷和水蒸气等“原始大米勒实验气”。给烧瓶加热,使水蒸气在管中循环,接着通过两个电极放电产生电火花,模拟原始天空的闪电;球型空间下部连通的冷凝管让相互作用的产物和水蒸气冷却形成液体,又流回底部的烧瓶,模拟降雨的过程。经过一周持续不断的实验和循环后,米勒分析冷凝管中物质的化学成分时,发现其中含有包括5种氨基酸和不同有机酸在内的各种新的有机化合物,同时还形成了氰氢酸,而氰氢酸可以合成腺嘌呤,腺嘌呤是组成核苷酸的基本单位。米勒实验证实了生命起源的第一步,从无机小分子物质形成有机小分子物质,在原始地球的条件下是可以实现的。

第二个阶段,从有机小分子物质生成生物大分子物质。这一过程是在原始海洋中发生的,即氨基酸、核苷酸等有机小分子物质,经过长期积累,相互作用,在适当条件下(如黏土的吸附作用),通过缩合作用或聚合作用形成了原始的蛋白质分子和核酸分子,而蛋白质分子和核酸分子是生命的基本组成成分。

第三个阶段,从生物大分子物质组成多分子体系。苏联学者奥巴林提出了团聚体假说,他通过实验表明,将蛋白质、多肽、核酸和多糖等放在合适的溶液中,它们能自动地浓缩聚集为分散的球状小滴,这些小滴就是团聚体。奥巴林等人认为,团聚体可以表现出合成、分解、生长和生殖等生命现象。例如,团聚体具有类似于膜那样的边界,其内部的化学特征显著地区别于外部的溶液环境。团聚体能从外部溶液中吸入某些分子作为反应物,还能在酶的催化作用下发生特定的生化反应,反应的产物也能从团聚体中释放出去。另外,有的学者还提出了微球体和脂球体等其他的一些假说,以解释有机高分子物质形成多分子体系的过程。

第四个阶段,有机多分子体系演变为原始生命。这一阶段也是在原始海洋中形成的,是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段。目前,人们还不能在实验室里验证这一过程,对这一阶段的研究多是假设性的。生物进化的历程

与原始生命起源一样,生物进化的历程也是极其漫长的过程。现在地球上丰富多彩的生物界是经过漫长的历程逐渐进化形成的。

地球上的生命,从最原始的无细胞结构生物进化为有细胞结构的原核生物,但原核生物没有细胞核膜,也就没有成形的细胞核,而真核生物有细胞核膜,是原核生物进化的结果,生物从原核生物进化为真核单细胞生物,然后按照不同方向发展,出现了真菌界、植物界和动物界。

植物界从藻类到裸蕨植物再到蕨类植物、裸子植物,最后出现了被子植物。

动物界则从原始单细胞鞭毛虫到多细胞动物,从原始多细胞动物到脊索动物,进而演化出高等脊索动物──脊椎动物。动物的从属分类从上之下依次是界、门、纲、目、科、属、种。比如在生物学上,人就属于动物界脊索动物门哺乳纲灵长目人科人属智人种。最早的脊椎动物是圆口纲,圆口纲在进化的过程中出现了上下颌、从水生到陆生。

两栖动物是最早登上陆地的脊椎动物,虽然它们已经能够登上陆地,但是仍然没有完全摆脱水域环境的束缚,还必须在水中产卵繁殖,因为它们在生命初期的呼吸器官是腮,长大后才会演变为肺,所以两栖动物的童年需要在水中度过,比如青蛙就是两栖动物的典型。

从原始的两栖动物继续进化,出现了爬行类。爬行动物可以在陆地上产卵、孵化,完全脱离了对水的依赖性,成为第一批真正的陆生动物,乌龟、蜥蜴、鳄鱼和蛇都属于爬行类。爬行类及其以前的动物都是变温动物,它们的身体温度会随着外界环境的变化而变化,寒冷的季节可以变得冰冷僵硬,这个时候它们不得不停止活动进入休眠状态。

然后爬行类动物进化为鸟类,成为恒温动物,不必进入休眠状态,最后进化成胎生动物哺乳类动物,哺乳类中的一支进一步发展为高等智慧生物,这就是人。

生物界的历史发展表明,生物进化是从水生到陆生、从简单到复杂、从低等到高等的过程。达尔文的进化论

生物不是上帝创造的,而是在遗传、变异、生存斗争和自然选择中,由简单到复杂,由低等到高等,不断发展变化的,生物的向前发展是与自然界相适应的结果。该理论基础来源于达尔文提出的生物进化论学说。

达尔文是英国博物学家,进化论的奠基人。1831~1836年,他以博物学家的身份,参加了英国派遣的环球航行,到世界各地做了五年的科学考察。在动植物和地质方面进行了大量的观察和采集,经过综合探讨,形成了生物进化的概念。1859年他出版了震动当时学术界的《物种起源》。提出了生物进化论学说,恩格斯将“进化论”列为19世纪自然科学的三大发现之一(其他两个是细胞学说,能量守恒和转化定律)。

达尔文进化论的核心内容是自然选择学说,自然选择的主要内容包括过度繁殖,生存斗争(也叫生存竞争),遗传和变异,适者生存。也就是我们常听到的“物竞天择,适者生存”。

过度繁殖——地球上的各种生物普遍具有很强的繁殖能力,都有依照几何比率增长的倾向。达尔文指出,象是一种繁殖很慢的动物,但是如果每一头雌象一生(30~90岁)产仔6头,每头活到100岁,而且都能进行繁殖的话,那么到750年以后,一对象的后代就可达到1900万头。因此,按照理论上的计算,就是繁殖不是很快的动植物,也会在不太长的时期内产生大量的后代而占满整个地球。但这种情况并未发生,主要是因为生物赖以生存的自然条件是有限的,并且是变化的。生物在自己的生活过程中要不断与恶劣的自然环境斗争,还要不断与同种或异种竞争以获得有限的食物、栖息地、配偶等,即为生存斗争。

那么哪些生物个体可以在激烈的竞争中生存下去呢?达尔文认为一切生物都具有产生变异的特性。引起变异的根本原因是环境条件的改变。“一猪生九仔,个个不相同”即强调个体的差异性。在激烈的生存斗争中,具有有利变异的个体,容易在生存斗争中获胜而生存下去。具有不利变异的个体,则容易在生存斗争中失败而死亡。这就是说,凡是生存下来的生物都是适应环境的,而被淘汰的生物都是对环境不适应的,这就是适者生存。

达尔文把在生存斗争中,适者生存、不适者被淘汰的过程叫做自然选择。自然选择过程是一个长期的、缓慢的、连续的过程。生存斗争不断地进行,自然选择也在不断地进行,通过一代代的生存环境的选择作用,物种变异被定向地向着一个方向积累,于是物种的身体特征逐渐和原来的祖先不同了,这样,新的物种就形成了。由于生物所在的环境是多种多样的,因此,生物适应环境的方式也是多种多样的,所以,经过自然选择也就形成了生物界的多样性。人类的出现人类的进化图

人类具有哺乳动物的特征,属于哺乳动物。哺乳动物中人类与类人猿在许多方面非常相似。经过研究,证明人类和类人猿是近亲。二者有共同的祖先。但是人类又不同于类人猿。

人类和类人猿都起源于森林古猿。最初的森林古猿是栖息在树上的。一些地区由于气候变化,森林减少,在树上生活的森林古猿被迫到地面上生活。经过漫长的年代逐渐进化为现代的人类。人类为了自身的生存,在与环境斗争的过程中双手变得越来越灵巧,大脑越来越发达,逐渐产生了语言和意识,并形成了社会。而一直生活在树上的森林古猿,经过漫长的年代,逐步形成现代的类人猿。

南方古猿生活在距今400万~100万年前的非洲,是目前发现的最早两足行走的原始人类,身高为130~140厘米。

关于人类的进化过程有许多假说,现在一般将人类脱离古猿后的发展历史分为三个阶段:

第一阶段是猿人阶段,大约开始于距今200万~300万年以前,结束于大约30万年前。这时的猿人会制作一些粗糙的石器,脑量大约为630~700毫升,会狩猎。晚期猿人化石发现较多,我国发现的元谋人、蓝田人、北京猿人(周口店),以及在坦桑尼亚发现的利基猿人,都是这个时期的化石代表。这时的猿人已经很接近现代人,打制的石器也比较多样化,有用于狩猎和劈裂兽骨的砍砸器,用来剖剥兽皮和切割兽肉的刮削器等。最有进步意义的是,此时的猿人已经懂得了使用火,并知道如何长期保存火种。

第二阶段是古人阶段,或称早期智人阶段。古人生活于大约20万~5万年前。我国已经发现的马坝人(广东)、资阳人(湖北)、丁村人(山西)也都是这一时期发掘的化石代表。古人的特征是脑量进一步增大,基本达到现代人的水平,脑结构比猿人复杂得多,古人打制的石器也比猿人规整,已经能人工生火,并开始有埋葬的习俗,开始穿简陋的衣服,不再是赤身裸体。并且在世界的不同地方,古人的体质也开始了分化,出现明显差异。

第三阶段为新人阶段,又称晚期智人阶段。大约开始于5万年以前,新人化石在体态上与现代人几乎没有什么区别,其打制的石器相当精致,器形多样,各种石器在使用上已有分工,并且出现了骨器和角器。新人甚至已会制造装饰品,进行绘画、雕刻等艺术活动。大约在四万年以前,已经出现了磨制石器。新人又称克鲁马努人,这是因为1868年,在法国西南部克鲁马努地区的山洞里发现了5具骨架,这些骨架与现代人已经很难区分,但比现代人高大。据分析,其生存年代大约在3.1万~4万年以前,被认为是新人的化石代表。我国发现的柳江人(广西)、山顶洞人(北京)化石也属于这个时期的代表。此后,人类便进入了现代人的发展阶段。第二章 人体之砖——细胞

细胞是组成人体结构和功能的基本单位。它如同一幢房子的砖块一样,构成最基本的结构单元,起着最基础的作用。地球上最早的生物是单细胞的,那一个细胞就是一个生物体,一个细胞完成个体维持生命以及繁衍的全部工作。作为由多细胞组成的人体,含有各种不同的细胞,执行各自不同的功能,分工协作,共同完成人体的各种生存需要。人体细胞的结构组成

人体细胞虽然多种多样,但基本的组成是相似的,和多数高等动物一样,由细胞膜、细胞质、细胞核组成,不同于植物细胞的是没有植物细胞特有的细胞壁。1.细胞膜

人体细胞表面的一层薄膜即是细胞膜,它将细胞内部与外部环境分隔开来,起着保护细胞内部的作用;同时,细胞内的物质及信息需要与外部环境及相邻细胞相交流,才能有效完成特定的生理功能,细胞膜也起着物质及信息传递作用。但是,并不是所有物质都可以随意进出细胞,而是由细胞膜有效控制着物质的交流,既不让有用物质任意地渗出细胞,也不让有害物质轻易地进入细胞。

人体内不同的分子通过细胞膜的难易程度是不同的,其中,水分子和氧气分子可以自由通过细胞膜以达到细胞内外平衡,葡萄糖、氨基酸、尿素、氯离子等可以通过,但不能随意进出,而需要依赖细胞膜上的运载装置——载体的帮助才能进出细胞;而蛋白质、钠、钾等就不容易通过了,需要消耗能量提供动力才能顺利通过。细胞膜的这种对进出细胞的物质的选择透过特征,我们称为细胞膜的半透性或者选择透过性。细胞内一些膜结构也同样具有这种特性,我们将细胞膜和细胞内膜系统总称为生物膜。动物细胞亚显微结构模式图

通透性的存在,对细胞内外各种物质的交换,细胞及其周围环境酸碱度和渗透压的维持和平衡,有着重要的生理意义。2.细胞质

细胞膜内包着的黏稠透明的物质,叫做细胞质。活细胞的细胞质不是凝固静止的,而是缓缓地流动着的。在细胞质中还有一些具有一定的结构和功能的颗粒,类似生物体的各种器官,我们称之为细胞器,包括线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、中心体及溶酶体。它们具有自己独特的结构,执行着不同的功能,共同完成细胞的生命活动。(1)线粒体

线粒体呈棒状,但是在显微镜下,因为看的角度不同,呈线状或者粒状,所以称为线粒体。线粒体中有很多种与细胞呼吸作用有关的颗粒,即多种呼吸酶。它是细胞进行呼吸作用的场所,通过呼吸作用,将有机物氧化分解,并释放能量,供细胞的生命活动所需,所以有人称线粒体为细胞的“发电站”或“动力工厂”。(2)核糖体

核糖体是椭球形的粒状小体,是合成蛋白质的场所,人体细胞从周围组织液中吸收的氨基酸在这里组装形成细胞生理活动需要的蛋白质。细胞内的核糖体一部分附着在内质网膜的外表面,这些核糖体组装的蛋白质,经内质网整合,再传输到高尔基体进行加工、分类与包装,然后被分门别类地送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。另一些核糖体游离在细胞质基质中,主要合成用于细胞本身或组成自身结构的蛋白质,不经过高尔基体,直接在细胞质基质内的酶的作用下形成空间构形。(3)内质网

内质网是细胞质中由膜构成的网状管道系统,它广泛地分布在细胞质基质内,与细胞膜及核膜相通连,对细胞内蛋白质及脂质等物质的合成和运输起着重要作用。

内质网有两种:一种是表面光滑的滑面内质网,主要与脂质的合成有关;另一种是前述上面附着许多核糖体的粗面内质网,与蛋白质的合成有关。内质网增大了细胞内的膜面积,膜上附着着许多酶,为细胞内各种化学反应的正常进行提供了条件。(4)高尔基体

高尔基体是由许多扁平的囊泡构成的细胞器。一般认为,细胞中的高尔基体与细胞分泌物的形成有关,高尔基体本身没有合成蛋白质的功能,但可以对核糖体合成的蛋白质进行加工和转运。(5)中心体

中心体存在于动物细胞和某些低等植物细胞中,它总是位于细胞核附近的细胞质中。每个中心体由两个互相垂直排列的中心粒及其周围的物质组成。人体细胞的中心体与细胞的有丝分裂密切相关。(6)溶酶体

溶酶体是细胞内具有单层膜囊状结构的细胞器,其内含有很多种水解酶类,被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化系统”。溶酶体能够分解很多物质:它可将细胞吞噬进的食物或致病菌等大颗粒物质消化成生物大分子,残渣通过外排作用排出细胞;在细胞分化过程中,某些衰老细胞器和生物大分子等陷入溶酶体内并被消化掉,满足机体自身重组的需要。3.细胞核

细胞核是细胞中最大、最重要的细胞结构(它不属于细胞器),是细胞的控制中心,是遗传物质的主要存在部位。细胞核由核膜、染色质、核骨架、核仁几部分组成。

多数细胞只有一个细胞核,有些细胞含有两个或多个细胞核,如肌细胞、肝细胞等。细胞核通常位于细胞的中央。核膜是细胞内生物膜系统的一部分,使细胞核成为细胞中一个相对独立的体系,使核内形成一相对稳定的环境。同时,核膜又是选择性渗透膜,控制着细胞核和细胞质之间的物质交换。

细胞核中有一种物质,易被洋红、苏木精、甲基绿等碱性染料染成深色,叫做染色质。生物体用于传宗接代的物质即遗传物质,就在染色质上。染色质主要由蛋白质和DNA组成。DNA是一种有机物大分子,又叫脱氧核糖核酸,是生物的遗传物质。在有丝分裂时,染色质浓缩形成染色体,染色体复制,DNA也随之复制为两份,平均分配到两个子细胞中,使得后代细胞染色体数目恒定,从而保证了后代遗传特性的稳定。另外DNA还可以经转录形成单链的信使RNA(核糖核酸),信使RNA在核糖体的参与下指导转录RNA合成蛋白质。

核仁具有重要功能,它是rRNA合成、加工和核糖体亚单位的装配场所。光镜下,核仁呈圆形,并因含大量核糖体RNA(rRNA)而显强嗜碱性。大多数细胞可具有1~4个核仁。

核骨架是由多种蛋白质形成的三维纤维网架,并与核膜核纤层相连,对核的结构起支持作用。人体细胞的化学组成

组成细胞的基本化学元素包括:氧(O)、碳(C)、氢(H)、氮(N)、硅(Si)、钾(K)、钙(Ca)、磷(P)、镁(Mg),其中O、C、H、N四种元素占90%以上。组成细胞的化学物质可分为两大类:无机物和有机物。无机物主要是水和无机盐,其中水是最主要的成分,约占细胞物质总含量的75%~80%。人体细胞内的有机物主要包括蛋白质、核酸、脂类和糖类。1.水和无机盐

水是一切生命的源泉,最初的生命是在原始海洋中诞生的,人体最多的组成成分也是水。水在细胞中以两种形式存在:一种是游离水,约占95%;另一种是结合水,通过氢键或其他键同蛋白质结合,约占4%~5%。随着细胞的生长和衰老,细胞的含水量逐渐下降,但是活细胞的含水量不会低于75%。水在细胞内发挥着广泛的作用,如作为无机物的良好溶剂,调节温度,参加一系列酶促反应过程,参与物质代谢和组成细胞结构等。

细胞中无机盐的含量很少,约占细胞总重的1%。无机盐在细胞a++中解离为离子,如主要的阳离子有钠离子(N)、钾离子(K)、钙2+2+2+离子(Ca)、镁离子(Mg)、二价铁离子(Fe)和三价铁离子3+--(Fe)等,主要的阴离子有氯离子(Cl)、磷酸根离子(PO)和4CO-碳酸氢根(H)等。离子参与形成晶体渗透压,通过其浓度的变3化可调节细胞内渗透压,并维持酸碱平衡。另外磷酸根不仅是细胞许多重要结构的组成成分,还在细胞能量代谢中起重要作用。2.细胞内的有机物

细胞中有机物达几千种之多,它们主要由碳、氢、氧、氮等元素组成。有机物主要包括四大类分子,即蛋白质、核酸、脂类和糖类,这些分子约占细胞干重的90%以上。(1)蛋白质

蛋白质是人体生命活动中一类极为重要的分子,几乎所有生命活动都与它有关。蛋白质不仅是细胞的主要结构成分,而且更重要的是,生物代谢活动专有的催化剂——酶是蛋白质。蛋白质主要由碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)元素组成,有些可能还会含有磷(P)、硫(S)、铁(Fe)、锌(Zn)、铜(Cu)、硼(B)、锰(Mn)、碘(I)等。

组成蛋白质的基本单位是氨基酸,氨基酸被吸收进入细胞后,在细胞器核糖体处按一定的顺序排列并通过脱水缩合形成肽链,一条或多条多肽链组合形成不同结构和功能的蛋白质,一个细胞中约含有104种蛋白质。(2)核酸

核酸是生物遗传信息的载体分子,可分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类。核酸都是由核苷酸单体一个一个头尾相连聚合而成的。人体DNA是由两条核苷酸链互补配对形成的双螺旋结构,是人类遗传信息的中心,控制着细胞的一切生命活动。绝大部分RNA分子都是线状单链结构,主要包括转运RNA(tRNA)、信使RNA(mRNA)、核糖体RNA(rRNA),tRNA主要的生理功能是在蛋白质生物合成中转运氨基酸和识别密码子,细胞内每种氨基酸都有其相应的一种或几种tRNA,因此tRNA的种类很多,在人体中约有数十种tRNA。mRNA主要负责转录和翻译DNA的信息,并通过控制蛋白质合成时氨基酸的排列顺序表达遗传信息。rRNA分子作为骨架与多种核糖体蛋白装配形成核糖体。(3)基因

基因是含特定遗传信息的核苷酸序列,是遗传物质的最小功能单位。人类基因是含有特定遗传信息的DNA片段,基因在染色体上呈线状排布。人类细胞中含有DNA的细胞结构有细胞核(主要部位)和线粒体。细胞核DNA上的基因称核基因,线粒体DNA上的基因称线粒体基因。线粒体基因主要控制线粒体的菜单达。而核基因对细胞起重要作用,控制细胞几乎所有结构组成和菜单达。

通常情况下每个基因在染色体上都有自己特定的位置,即座位。人体体细胞的染色体是成对的,每对染色体彼此称作同源染色体,同源染色体上占据相同座位的基因都称为等位基因。人体两个等位基因可以相同,也可以不同。如果两个等位基因相同,那么就这个基因座位来讲,这种细胞或个体称为纯合体;如果两个等位基因不同,就称为杂合体。对于杂合体个体,可以只表现两个等位基因中一个控制的性状(获得表达的基因称显性基因,未获表达的称隐性基因),也可以两个不同等位基因的性状都表达,这两个基因即呈共显性表达。(4)糖类

主要由碳、氢、氧三种化学元素构成,细胞中的糖类既有单糖(如葡萄糖、核糖),二糖(如乳糖),也有多糖(如糖原)。重要的单糖有五碳糖(戊糖)和六碳糖(己糖),其中最主要的五碳糖为核糖,最重要的六碳糖为葡萄糖。葡萄糖是生命活动的主要能源物质,也是构成多糖的主要单体。核糖是RNA的组成物质,脱氧核糖是DNA的组成物质。人体细胞的多糖基本上可分为两类:一类是营养储备多糖,主要指糖原,在细胞能量消耗增加时可转化分解为单糖,供应细胞之需;另一类是结构多糖,参与构成细胞的各种结构。(5)脂类

脂类又称脂质,是脂肪及类脂的总称。这是一类不溶于水而易溶于脂肪溶剂(醇、醚、氯仿、苯)等非极性有机溶剂的物质。脂肪即甘油三酯,在人体中主要起保温作用,以及减压及缓冲作用。类脂主要包括磷脂、糖脂、类固醇等,磷脂是构成生物膜的基本成分,也是多种代谢过程的参与者;糖脂也是构成细胞膜的成分,与细胞的相互识别和表面抗原性有关。类固醇是体内一些激素,如雌性激素、雄性激素、肾上腺激素等,这些物质参与调解人体的相关生理活动。人体细胞的生命活动

细胞作为人体的基本功能单位,整体上也进行着一系列的活动:生长、分裂以及分化。从初生的小婴儿至成人,我们身体的变大来源于无数细胞体积的变大和细胞数量的增多。细胞体积的变大即是细胞的生长过程;细胞数量的增多主要是依靠细胞从一个变到许多个的分裂增殖过程。我们的所有细胞都是来自受精卵,但是骨头、肌肉、皮肤是各不相同的,组成它们的细胞种类和功能也是各不相同的,同一来源的细胞逐渐发生各自特有的形态结构、生理功能和生化特征的过程即是分化。1.细胞分裂

人体中大部分细胞都可进行分裂使得相同特质的细胞数目得以增加,也有些细胞在人一生中都不进行分裂,如成熟的心肌细胞,神经细胞,其成长主要依靠细胞体积的增大或者树突的增加(神经细胞)。人体体细胞的分裂方式是有丝分裂,生殖细胞的产生是原始生殖细胞减数分裂的结果。(1)有丝分裂

细胞的有丝分裂具有周期性,从一次有丝分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,即为一个细胞周期。细胞的有丝分裂是一个连续的过程,但是为了便于描述我们人为将其划分为分裂间期和分裂期。分裂期又分为前期、中期、后期和末期。分裂间期占细胞周期的大部分时间,这个阶段遗传物质DNA复制合成,造成DNA数量变为原来的两倍,在间期结束时,DNA以染色质的状态存在于细胞核中。分裂前期染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,高度螺旋化成染色体,每条染色体含有两条相同的染色单体,染色单体靠着丝点连在一起,每条染色单体含有一个DNA分子。分裂中期所有着丝点排列在细胞中央的一个平面上。分裂后期染色体从着丝点处分裂成单染色体,每一条向不同方向的细胞两极移动。分裂末期染色体到达两极后解螺旋形成染色质丝,细胞一个分裂成两个。由于DNA经过复制后再分裂,造成子细胞和原来的细胞的遗传物质数量上的等同,维持了遗传物质的稳定性。(2)减数分裂

我们知道人的一生是从受精卵开始的,受精卵来自于父方的精子和母方卵子的结合,遗传物质也是两者的加和,但是人的遗传物质数量上和父母是一样的,原因在于精子和卵子的遗传物质只是人体体细胞的一半,它们的产生是减数分裂的结果。减数分裂和有丝分裂有相似之处,不过在减数分裂中DNA只复制一次,但却经历了两次分裂。人总共有46条染色体,23对成对出现,减数分裂第一次分裂时成对的染色体分离,第二次分裂方式和有丝分裂相同,这样减数分裂最后产生的卵细胞和精子只有23个DNA分子。女性原始生殖细胞经历一次减数分裂可产生一个卵细胞和三个极体,男性原始生殖细胞经历一次减数分裂可产生四个精子。千姿百态的人体细胞

虽然人体细胞的遗传物质数量上是一致的,但是遗传物质的表达是不一致的,细胞都不同于彼此,形态结构和功能上的差异,形成了不同的细胞类别。红细胞在自己的发育过程中逐渐失去了细胞核结构,成为血液中重要的氧气运载装备;白细胞则成为人体抵御细菌、病毒入侵的重要防卫细胞;骨骼肌细胞的收缩舒张特性造就了我们多样运动的可能性……千姿百态的人体细胞各自履行自己的职责,构成正常运转的健康人体。

人体最大的细胞是成熟的卵细胞,直径在0.1毫米以上;最小的是血小板,直径只有约2微米。血液中的红细胞寿命大约120天,白细胞有的只能活几小时,肠黏膜细胞的寿命约为3天,肝细胞寿命约为500天,而脑与脊髓里的神经细胞的寿命长达几十年,同人体寿命几乎相等。1.肿瘤细胞

肿瘤细胞是形成肿瘤的结构和功能基础。正常情况下,我们人体细胞在基因的合理控制下进行分裂、分化,达到细胞增殖、更新和个体成长;衰老或受损细胞在基因控制下发生凋亡或者被人体免疫监视清除。而肿瘤细胞来源于机体正常细胞,但是这些细胞在致瘤因素的作用下,基因发生了改变,细胞的结构组成和活动特性发生改变,由于它们和正常细胞又具有某些共同的特征,部分逃脱免疫监视而避免被清除,这些细胞异常增生就可以形成肿瘤。

肿瘤分为良性肿瘤和恶性肿瘤。良性肿瘤细胞增殖缓慢,没有侵袭性,肿瘤局限,与周围组织分界清楚,不发生转移,对身体危害性不大,不过如果良性肿瘤形成的包块压迫身体重要器官或组织影响生存质量时需要进行处理。恶性肿瘤细胞增殖迅速,可以侵袭周围组织并发生转移,到其他部位增殖,造成多个器官的损害,部分恶性肿瘤细胞还会产生有害物质,加重对正常器官结构的破坏,最终威胁生命。我国常见的危害性严重的恶性肿瘤是:肺癌、食管癌、胃癌、大肠癌、乳腺癌、鼻咽癌、宫颈癌等。

恶性肿瘤根据来源的组织不同,分为癌和肉瘤,我们通常所说的癌是指来源于上皮组织的恶性肿瘤,如肺癌来源于呼吸道黏膜上皮;肉瘤是上皮组织以外的细胞发生的恶性肿瘤,如骨肉瘤来源于骨组织。

以癌为例,癌细胞和正常细胞相比,有三个显著的基本特征:

第一,不死性,正常细胞有一定的生长周期,生长、增殖和凋亡都有既定的程序,癌细胞生长周期失控,不受周期调控系统控制,能不断地进行分裂和增殖。

第二,迁移性,正常情况下,细胞与细胞、基质之间通过一些物质成分相互粘着在一起,而癌细胞表面这些黏着成分的表达减少或者缺失,癌细胞间或者癌细胞与基质之间联结不紧密,从而使癌细胞易于脱落,并经过变形运动,产生酶类分解血管基底层和结缔组织,从而向周围组织侵袭或者经过血流转移到身体其他部位。

第三,失去接触抑制,正常细胞生长和增殖过程中,空间有限,他们和周围细胞的接触会抑制彼此的进一步增殖,达到均衡,但癌细胞这种接触抑制丧失,即使肿瘤细胞堆积成群,它们还是可以不断生长。

肿瘤的形成受很多环境因素的影响,导致癌症物质大致可分为三类:

第一,化学致癌物质:包括在变质的蔬菜及食品中含量较高的亚硝胺类,广泛存在于沥青、汽车废气、煤烟、香烟及熏制食品中的芳香胺烃类以及一些工业原料、重金属等。

第二,生物致癌因素:包括乙肝病毒、人乳头瘤病毒,E-B病毒等病毒以及广泛存在于污染食品中的黄曲霉菌,黄曲霉菌以霉变的花生、玉米及谷类中含量最多。

第三,物理致癌因素:包括电离辐射以及紫外线等等。2.干细胞

干细胞是一类具有自我复制、自我更新能力的多潜能细胞,在一定条件下,它可以分化产生多种高度分化的功能细胞。干细胞分裂增殖后可以产生新的干细胞,也可以分化发展为功能细胞。按照生存的阶段不同,分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞仅存在于胚胎发育期,具有全能性,可以分化发展为一个完整的个体。而成体干细胞可以看成是经过初步分化的细胞,不具有全能性,具有多能或者单能性,可以分化为一种或者几种功能细胞。成人体内的成体干细胞有着非常重要的作用,成体干细胞中的造血干细胞是当今研究的热点。人体内各种血细胞均来源于造血干细胞,造血干细胞主要存在于骨髓、外周血、脐带血中。

目前造血干细胞移植是治疗血液系统疾病(如各种急、慢性白血病,重型再生障碍性贫血,重型地中海贫血等)以及一些遗传性疾病最有效的方法。我们通常所说的骨髓移植,其实最本质的就是移植骨髓中的造血干细胞。白血病人体内病变表现在异常造血细胞增殖,破坏机体造血及免疫机能。骨髓移植治疗白血病方案中,首先白血病患者接受很大剂量的化疗或(和)全身放疗,使骨髓内的病变造血细胞被摧毁,之后输入正常骨髓,完全替代病人原有的有病骨髓,正常骨髓中的造血干细胞可以协助重建患者的造血与免疫功能,提高了白血病的治愈几率。第三章 人体的基本构造——四大组织 八大系统

人体的基本结构和功能单位是细胞,由众多结构和功能相似的细胞集合形成的细胞群体构成组织,人体主要包含结构和功能各异的四种基本组织,即上皮组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织。这四种组织是构成人体各器官和系统的基础。由多种组织构成的能行使一定功能的结构单位叫做器官,如心脏、肺、手、眼、耳、鼻等。由各个器官按照一定的顺序排列在一起,完成一项或多项生理活动的结构叫系统。人体共有八大系统,即运动系统、神经系统、内分泌系统、循环系统、呼吸系统、消化系统、泌尿系统、生殖系统。这些系统相互协调配合,使人体内各种复杂的生命活动能够正常进行,从而构成健康生存的人体。上皮组织

上皮组织由密集的上皮细胞和少量的细胞间质组成,呈膜状衬贴或覆盖在身体表面和体内各种囊、管、腔的内表面,可分成被覆上皮和腺上皮两大类。

被覆上皮分布在身体表面和体内各种管腔壁的表面,有保护、吸收、分泌、排泄作用,可以防止外物损伤和病菌侵入。被覆上皮分为单层上皮和复层上皮。单层上皮由一层细胞组成,物质容易通过,如心脏、血管和淋巴管腔面的上皮以及胃肠道腔面上皮。复层上皮由两层或以上的细胞重叠而成,更有利于保护作用,皮肤的表皮、口腔、咽、食管、肛门和阴道表面是复层上皮,眼睛的角膜也是复层上皮。另外,分布在鼻腔、喉、气管、支气管等内腔表面的是假复层上皮。显微镜下,这些上皮看起来像复层,但实际只是一层,组成这层的细胞大小不同,细胞核高低不同,容易使我们误会为复层上皮,故我们称之为假复层。膀胱腔面的上皮是一种复层上皮,但还有一种特殊的称谓变移上皮,在膀胱充盈扩大的时候,变移上皮细胞受牵拉变扁,细胞层数变少;在膀胱空虚缩小的时候,上皮变厚,细胞层数较多。

腺上皮是专门行使分泌功能的上皮,以腺上皮为主要成分组成的器官称为腺体。人体的分泌腺体分为外分泌腺和内分泌腺。外分泌腺是由腺上皮围成的腺泡,由腺上皮分泌的物质进入腺体的中央腔内,再由导管排到官腔或体表,如胃腺、肠腺、汗腺等,胰腺分泌胰液进入胰管也属于外分泌腺的功能。内分泌腺中腺细胞常排列成团状、索状或泡状,没有导管,腺体的分泌物直接进入毛细血管或淋巴管,如肾上腺、垂体、甲状腺、性腺等,胰脏中胰岛分泌胰岛素属于内分泌腺的功能范畴。结缔组织

结缔组织是人体四大基本组织中结构和功能最为多样的组织。结缔组织也由细胞和细胞间质构成,但与上皮组织相比,其细胞成分较少,间质成分多。结缔组织的细胞间质包括基质、细丝状的纤维和不断循环更新的组织液,细胞散居于细胞间质内。广义的结缔组织,包括液状的血液、淋巴,松软的固有结缔组织和较坚固的软骨与骨;一般所说的结缔组织仅指固有结缔组织而言。结缔组织在体内分布广泛,具有支持、连接、充填、营养、保护、修复和防御等多种功能。结缔组织

固有结缔组织包括疏松结缔组织、致密结缔组织、脂肪组织和网状组织。

疏松结缔组织又称蜂窝组织,其特点是,纤维较少,排列稀疏,细胞种类较多,有白细胞、成纤维细胞、巨噬细胞等等。疏松结缔组织在体内广泛分布,位于器官之间、组织之间以至细胞之间,起连接、支持、营养、防御、保护和修复等功能。

致密结缔组织的组成与疏松结缔组织基本相同,但是致密结缔组织中的纤维成分特别多,而且排列紧密,细胞和基质成分很少。

脂肪组织主要是由大量脂肪细胞集聚而成。疏松结缔组织将成群的脂肪细胞分隔成许多脂肪小叶。脂肪组织除具有支持、缓冲保护和维持体温的功能外,还是机体贮存脂肪的“脂库”。

网状组织是由网状细胞、网状纤维和基质组成的,分布于消化道、呼吸道黏膜固有层、淋巴结、脾、扁桃体及红骨髓中,体内没有单独存在的网状组织,它是构成淋巴组织、淋巴器官和造血器官的基本组成成分,在这些器官中,网状组织成为支架,网孔中充满淋巴细胞和巨噬细胞,或者是发育不同阶段的各种血细胞。网状细胞则成为淋巴细胞和血细胞发育微环境的细胞成分之一。肌肉组织

肌肉组织是由有收缩能力的肌细胞组成的,肌细胞细长呈纤维状,所以又称肌纤维。在肌纤维间有神经、血管和少量结缔组织分布。肌细胞的收缩舒张活动造就了人体各种形式的运动。我们走路、跑步以及体内胃肠的蠕动、心脏的搏动等无不依靠肌肉的收缩和舒张。根据肌细胞的结构和功能特点,可将肌肉组织分为骨骼肌、心肌和平滑肌三种:

骨骼肌的基本组成成分是骨骼肌纤维。骨骼肌和心肌肌纤维都有横纹,又称横纹肌,骨骼肌通常借肌腱附着在骨骼上,细胞呈纤维状,有横纹,收缩迅速有力,受人的意识支配。

心肌分布在人的心脏中,是构成心脏的主要组织。心肌和骨骼肌纤维都有横纹,属于横纹肌,但是心肌的收缩和舒张是不受意识控制的,能自动地产生节律性的收缩和舒张。机体内心肌的活动主要受植物神经调节。除了收缩舒张功能外,心房肌纤维还可以分泌一种称为心房肽(或心钠素)的物质,有利尿、利钠、扩张血管和降低血压的作用。

平滑肌广泛分布于血管壁和许多内脏器官,又称内脏肌。平滑肌纤维呈长梭形,无横纹,收缩较为缓慢和持久。和心肌一样,平滑肌的收缩舒张活动不受人意识的控制,主要受植物神经调节。平滑肌除具有收缩功能外,还有产生细胞间质的功能。神经组织

神经组织由神经细胞和神经胶质细胞所组成。是构成人体神经系统的主要成分。它广泛分布于人体各组织器官内,具有联系、调节和支配各器官的功能,使机体成为协调统一的整体。神经元细胞

神经细胞是神经组织的结构和功能单位,又称为神经元。神经元是高度分化的细胞,不具有分裂增殖的功能,一旦某个神经元死亡,神经元整体数目也就少了一个,无法弥补。神经元有胞体和突起两部分,突起又分轴突和树突两种。

神经元具有接受刺激和传导兴奋的功能,传导信息的速度快似电,一般神经元从树突处接收信息,沿着轴突由其末端将信息传出,神经元与神经元之间,或神经元与非神经细胞(肌细胞、腺细胞等)之间的一种特殊的细胞连接,称为突触,是细胞之间传递信息的重要渠道。八大系统概况

人体共有八大系统,即运动系统、神经系统、内分泌系统、循环系统、呼吸系统、消化系统、泌尿系统、生殖系统。这些系统相互协调配合,使人体内各种复杂的生命活动能够正常进行,从而构成健康生存的人体。这里给大家进行一下简单介绍,我们会在以后的章节里详细说明。

运动系统包括骨骼、肌肉等,我们的高度,我们挺拔的身姿,依赖于人体骨架的支撑作用。我们走路、跑步、和同学们嬉闹,是运动系统协调作用的结果。

我们从口鼻吸入的氧气、摄入的食物被我们身体的每一个细胞所需要,将氧气、营养送到各个细胞的就是人体内环行不息的运输流——循环系统。

我们人体的生存需要氧气,人体自身的新陈代谢也产生二氧化碳等废气,通过呼吸作用,我们吸入氧气,排出二氧化碳,气体的中转站就是呼吸系统。

消化系统负责食物的摄取和加工转化,把外界的食物变为我们赖以生存的自身基本组成成分,提供一切生命活动的能量来源。在消化系统中食物进行着奇妙的转化过程,消化系统又被称为高效的“食品加工厂”。

我们的代谢产物,通过循环系统的运输,一部分流过泌尿系统,经过滤、重吸收,将废物滤出去,通过小便排出,并将有用的物质重吸收,再度加以利用。泌尿系统如同能利旧、净化的下水管道。

面对环境的变换,我们机体会自动作出相应的调整,各个器官取得协调,这依赖于内分泌系统将信息准确地传递到相应器官。

神经系统是我们意识的所在地,也是人体一切生命活动的控制枢纽,如同人体的司令部。

新生命的诞生是种族延续的表现,对人体来说,新生命是由男女共同创造的,生殖系统是孕育新生命的摇篮。第四章 生命的支撑和运动——运动系统

当我们在明媚的阳光下享受各类体育运动给我们带来的快乐的时候,当我们在健身房里充实地锻炼我们的肌肉、骨骼的时候,当我们傍晚和家人一起在河边散步的时候,我们离不开我们身体的支柱——运动系统!

运动系统是我们身体里的重要系统之一,由骨、骨连接和骨骼肌三部分组成。骨以不同形式连结在一起,构成骨骼,形成了人体的基本形态,并为肌肉提供附着,在神经支配下,肌肉收缩,牵拉其所附着的骨,以可动的骨连接为枢纽,产生杠杆运动。

运动系统主要的功能是运动:简单的移动和高级活动如语言、书写等,都是由骨、骨连接和骨骼肌实现的,骨的质量,关节连接的牢固性、灵活性,肌肉收缩力量的大小和持续时间的长短等,在很大程度上决定了我们的运动能力。

运动系统的第二个主要功能是支撑:运动系统参与构成人体的基本形态,即头、颈、胸、腹、四肢,并维持我们多变的体姿。它在生物的进化中也起着重要的作用,例如:多细胞生物的软组织、软躯体若没有硬的支撑系统则难以增大体积;同时有了支撑,便使躯体内的重要器官在空间上得以合理地配置,并保持相对稳定的位置,实现整体的功能谐调;支撑系统使动物的运动器官得以发展,并最终使动物能脱离水环境,走向陆地。

运动系统的第三个功能是保护:由骨、关节和骨骼肌形成了多个人体内的腔隙,如胸腔、腹腔盆腔和关节腔,骨骼对外力的阻挡可以保护各个内脏器官及关节内结构。

接下来,就让我们来逐一认识一下组成我们运动系统的三个部分:骨骼

骨骼所具有的活力远远超出了我们想象!生物死去后,经过上千年的腐蚀风化,机体的皮肤、肌肉等软组织可能早早地消失掉,可是骨骼却可以长期保存下来,我们的考古学者对远古人类的认识就大部分参考古人遗留的骨骼残骸。考古学家发现,骨骼中的每一块骨都能够表述一段历史:它们常常能够提供其主人的年龄、性别、身高、体重,活动及饮食习惯等大量信息。

我们的骨骼强壮到足以支持全身体重,又轻巧到能够灵活自如,除了支撑和运动之外,骨同时还能够保护内脏,并贮存一些为人体所必需的无机物,如大部分钙、磷和镁等矿物质。另外,骨人体骨骼图骼还是造血器官,骨的骨髓是制造红细胞和一些白细胞的场所。我们的骨骼,既坚硬粗壮,又柔韧有弹性,每一个部分都有血液供应,并处于不断生长和更新的状态之中。

人们在博物馆所见到的骨干而硬,而实际上我们身体里面的骨是一种代谢相当活跃的湿润器官。我们的身体里最长的骨头是大腿处的股骨,它通常占人体高度的27%左右,有记录的最长股骨为75.9厘米,而我们耳朵里的镫骨是人体内最小的骨头,它只有0.25~0.43厘米。成年人全身骨的重量约为体重的1/5,刚出生的婴儿骨重量大约只有体重的1/7。1.骨骼的数量

成人的骨共有206块,骨与骨相互连接成为骨骼。206块骨中,分为头颅骨、躯干骨、上肢骨、下肢骨四个部分,成人有206块骨头,这是全球人类总体情况。人群中这方面是不完全相同的。有人统计,中国人的骨头普遍要比欧美人少。这是由于大多数中国人脚上的第5趾骨为2块骨头,不像欧美人有3块骨头。每只脚少1块,总共少了2块,欧美国家的成人骨骼总共有206块,我们中国人的就只有204块。值得一提的是儿童的骨头比成人的多!这是因为儿童的骶骨有5块,长大后就合为1块了。儿童的尾骨有4~5块,长大后也合成了1块。儿童有2块髂骨、2块坐骨和2块耻骨,到成人就合并成为2块髋骨了。这样加起来,儿童的骨头要比大人多11~12块,就是说有217~218块。更有甚者:初生婴儿的骨头竟多达305块,因为婴儿出生的时候有很多骨缝都还没有闭合,后来才逐渐闭合,骨骼也逐渐融合在一起。2.骨骼的构成

骨骼主要由骨质、骨髓和骨膜三部分构成,里面有丰富的血管和神经。其中骨质又分为骨松质和骨密质,长骨的两端是呈蜂窝状的骨松质,中间是致密坚硬的骨密质,骨的中央是骨髓腔,骨髓腔及骨松质的缝隙里容着骨髓。儿童的骨髓腔内的骨髓是红色的,有造血功能,随着年龄的增长,其逐渐失去造血功能,颜色也慢慢变成了黄色,但长骨两端和扁骨的骨松质内,终生保持着具有造血功能的红骨髓,成为成人正常生理情况下血细胞的主要来源。当成人遇到创伤,机体严重缺血时,部分黄骨髓可被红骨髓替代,重新恢复造血功能,以使机体整体造血功能大大增加,有利于度过危险。骨膜是覆盖在骨表面的结缔组织膜,里面有丰富的血管和神经,起营养骨质和感觉的作用,骨膜受到刺激的时候将产生剧烈的疼痛。同时,骨膜内还有成骨细胞,能不断增殖,演化为骨细胞,从而能增生骨层,使受损的骨组织愈合和再生。未成年期骨膜成骨细胞的增殖可以使骨增粗。

骨骼的化学成分:骨骼是由有机物和无机物组成的,有机物主要是蛋白质,其使骨骼具有一定的韧度,而无机物主要是钙和磷,使骨骼具有一定的硬度。人在不同年龄,骨的有机物与无机物的比例是不同的。儿童和少年的骨,有机物的含量比无机物多,他们的骨柔韧度及可塑性比较高;而老年人的骨,无机物的含量比有机物多,他们的骨硬度及脆性比较高,跌倒后容易断裂骨折,所以要注意礼让,保护好身边的老人,防止他们跌倒。3.骨骼的形态

骨的不同形态反映出它们在人体内所起的不同作用。骨骼根据形态主要分为:长骨、短骨、扁平骨、不规则骨和子骨。

长骨的长度远大于宽度,分为一个骨干和两个骨骺,骨骺是人体骨骼生长的“基地”,使我们的骨骼变长,成年后骨骺逐渐闭合。大部分四肢骨都是长骨(包括三块指骨),例如上肢的肱骨,下肢的股骨(即我们常说的大腿骨)等。

短骨呈立方体状,短骨主要和子骨构成腕关节和踝关节。

扁平骨薄而弯曲,主要组成头骨和胸骨。

不规则骨顾名思义就是形状不规则的骨骼,我们的脊椎骨和髋骨是不规则骨。

而子骨是包在肌腱里的小骨头,就像埋在地里的种子,故又称“种子骨”,例如构成我们膝关节髌骨,以及我们手掌上大小犹如豌豆的豌豆骨。

长骨像杠杆,在我们的运动中起着提升和下降的作用;短骨起着有效支撑的作用;扁骨像贝壳一样起着保护作用。小而圆的子骨使包埋它的肌腱远离关节,并增加肌腱弯曲的角度以增大肌肉的收缩力。这样,我们身体里的各种形态的骨骼分工明确,是我们身体运动的坚强后盾。保护好自己的骨骼

骨折是一种常见的骨骼损伤,损伤可以是骨表面形成小的裂缝,称骨裂,直至整个骨的完全断裂,破碎成小块,儿童因为骨非常柔韧,可发生青枝骨折,就像是春天折断的翠绿的树枝,表面没有裂痕,也不会断裂,只是不能维持原有的形状。

骨折可发生于任何年龄,青少年应遵守交通规则、避免过度锻炼,尽量避免骨折的发生,因为骨折的后果可轻可重,有的可能致使躯体的不协调,终生残废。如果自己或他人发生骨折,处理时应该按照一定原则进行:

首先,对伤口进行处理。无论伤口大小,都不宜用未经消毒的水冲洗伤口或在伤口处外敷药物。绝大多数伤口出血压迫包扎后即可止血,若条件有限,应尽量用比较清洁的布类包扎伤口。

其次,妥善固定伤肢。任何疑似骨折的伤员在送往医院治疗之前,都应用妥善方法将其伤肢可靠地、临时固定起来,避免骨折移位造成更严重的创伤,固定的范围需超过上下关节。固定材料应就地取材,树枝、木棍、木板等都可以拿来作固定装置。找不到物什时也可以用伤员身体的一部分作固定,如将受伤的上肢捆缚固定在上身躯干,或将受伤的下肢和健肢捆缚在一起作为固定。

最后,妥善固定后,迅速运往医院。

如果他人脊柱骨折,那么你在搬运时,一定要注意方式和姿势:

1.脊椎外伤伤员的搬运应使用木板或门板,方法是先使伤员两下肢伸直,两上肢也伸直并放于身旁。木板放在伤员一侧,2~3人扶伤员躯干,使其成一整体滚动移至木板上,或3人用手臂同时将伤员平托至木板上。注意不要使伤员的躯干扭转,切忌使用搂抱,或一人抬头、一人抬足的方法,因为这样容易加剧脊柱骨折而易伤及脊髓,脊髓损伤常常可致瘫痪等,另外凉椅、藤椅之类的软工具固定效果差,最好不要用来运送伤员。

2.颈椎外伤伤员的搬运要有专人托扶其头颈部,沿纵轴方向略加牵引,并使头颈部随躯干一同滚动。或由伤员自己双手托住头部后再缓慢搬移。严禁随意强行搬动头部。伤员躺在木板上时应用沙袋或折好的衣物放在其颈部的两侧加以固定。因为颈部高位椎管里的延髓有重要的生命中枢存在,若不小心损伤,严重者可致立即死亡。

青少年驼背,少数属于天生畸形或因脊柱本身患病(如脊柱结核等)造成,绝大多数是由于平时不注意保持正确姿势,运动不当或经常背负重物引起脊柱侧弯或者脊柱后凸。为预防驼背,就应在日常生活中保持良好姿势。俗话说,“站如松,坐如钟,运如风,卧如弓”。这里介绍几种预防及矫正驼背的方法:

1.在床上仰卧,在脊背下垫一枕头,使头向后仰,坚持15~20分钟,早晨起床前可以重复一遍。

2.卧床上,双手后伸,躯干向后伸直,离开床面,然后放松回位,重复20~30下,每天2~3次。

3.坐在椅子上,使整个背部、腰部紧贴椅背后,双手互握,手心向后,然后尽力将双肩后挺,头部略向后仰,保持这种姿势10分钟,每天6~10次。

4.并腿站立,两手持体操棒放在背后肩胛骨水平处,做挺胸与松弛交替动作,也可做腹背运动和左右转体动作。

5.分腿站立,两手在身后握体操棒,用力向后上方振臂,同时抬头。

骨质疏松是老年人常有的疾病,随年龄增长每个人都可能发生,锻炼和补钙可缓解其的发生。长期大量饮酒以及长期使用激素的人,容易发生股骨头坏死,股骨头坏死后下肢就不能正常发挥支持和行走的功能了。另外骨骼也会发生感染、肿瘤等疾病,青少年如果发现骨骼疼痛、骨骼包块等应及时找医生检查。骨连结

在观看艺术体操的时候,我们会为运动员优美的姿势、轻盈的体态惊叹不已。其实,我们写字、走路、吃饭、穿衣等一举一动,如此灵活自如、随心所欲,都是由于许多骨骼和肌肉在协调运动的结果。那么,它们是怎样连接在一起,进而使人体这样运动自如呢?原来在骨头与骨头之间,有一个特别的装置,叫做关节,是它把两块或多块骨头相互连接在一起,并使人能运动自如,使其动作协调优美,例如四肢的肩关节、肘关节、指间关节、髋关节、膝关节。其中膝关节是人体最大的关节,肩关节是人体最灵活的关节,而人一生中,手指关节平均需要弯曲2500万次。

关节由关节囊、关节面和关节腔构成。关节囊像被子一样包围在关节外面,关节里面光滑的骨称为关节面,关节内的空腔部分为关节腔,这使得关节有一定的活动范围。正常时,关节腔内有少量液体,起润滑作用,以缓冲关节运动时产生的摩擦。当关节发生病变的时候,关节腔内液体可能增多,形成关节积液而致关节肿胀。

关节一般分为三类:

纤维性关节:又叫不动关节,两骨之间由致密纤维结缔组织相连,没有活动功能。例如头颅骨是由8块扁骨组成的,它们的边缘形似锯齿,相互交错,嵌合在一起,中间以骨膜相隔,联成一整块,一点也不能活动,而他们的固定性很好地保护了人脑,又如牙齿嵌合于齿槽内,也是如此。

软骨关节:又称微动关节。关节之间以软骨组织相连,这类关节仅可以有部分动作。如由一块块脊椎骨组成的脊柱,在两块脊椎骨之间,垫着一块环状的软骨,再由一种有弹性的“绳子”——韧带把它们绑在一起,使我们的头颈和胸、腰部能够前后左右弯曲转动,但关节面之间的活动范围较小。

滑膜关节:又叫可动关节。它有明显的关节腔,腔壁有滑膜,里面的滑液为关节的润滑剂。这类关节没有关节盘,或仅残留有软骨板,用以填补关节面的不规则和控制滑液的流动。这类关节有较大的活动范围,包括四肢关节及人体中的大多数关节。关节的常见问题

关节在特定情况下运动,超出正常的运动范围,或非自然方向的运动,直接的撞击或跌倒,病菌的感染,以及一些体内代谢免疫性疾病等都有可能造成关节损伤和破坏。

青少年喜欢运动,但是不适当的运动姿势,过度的锻炼有可能造成关节面偏离原来的位置,造成关节面不相对和谐而脱位,致使关节红肿疼痛,失去原有的活动能力,如果这种情况发生,应休息损伤关节,找专业人士复位,切忌自行胡乱揉搓,以免加重病情。

许多人都曾有过骨头关节响的体会,有人握拳时指关节会发出“叭”的声音,也有人只要上、下楼梯,膝关节就有节奏地“嘎、嘎”响,还有人甚至连伸个懒腰、打个哈欠,颈背或颞颔关节都会发出声音。这到底是怎么回事呢?是长个子、扭伤,还是预示着关节出了什么问题?

通常,关节弹响有生理性和病理性之分,大多数关节弹响属于生理性,发出响声的同时不会引起身体其他部位的不适,对身体危害不大,不需要特别处理,也不必为此惴惴不安。但有一部分人在关节弹响的时候,还会伴有酸疼、肿胀等不舒服的感觉,这时可能就预示着关节出现问题了。医学上比较常见的就有膝关节半月板损伤、髌骨关节骨关节炎等。骨骼肌

肌肉构成人体的大部分,约占体重的50%,青少年期体重的增加,约有一半是由于肌肉的增长。肌肉分为骨骼肌,平滑肌和心肌,其中骨骼肌因为人们能有意识地让它收缩或松弛,又称为随意肌。运动系统的肌肉是骨骼肌,绝大部分附着于骨。

人体有600多块骨骼肌,与骨骼协同工作,通常骨骼肌附着在骨的一端,跨越一个关节,然后变细附着在另一块骨上,当那块肌肉收缩时,肌肉牵动一块骨,而另一块骨相对固定。相对固定骨上的肌肉附着点称为肌肉的起点,相对活动的骨上的附着点称为肌肉的止点,许多肌肉有一个以上的起点和止点。从背上部的大块的三角形肌到手部灵巧的细小条状肌,骨骼肌的形态大小差别很大。骨骼肌的形态决定了其收缩力量。人体最强壮的骨骼肌是沿着脊柱分布的肌肉,这些肌肉协同脊柱维持身体姿势,并产生抬举和推进时的动力。1.骨骼肌的结构

如果我们像一个细胞那么小,能够随意进入人的身体,那么当我们来到肌肉群中时,会发现我们的骨骼肌就像一股粗电缆,里面整齐地排列着许许多多细电缆,这些细电缆被我们称为肌纤维,也就是骨骼肌细胞。这些细电缆又由一束束更细的电线——肌原纤维组成,每根肌原纤维,则又是由缠在一起的两种丝状蛋白质(肌凝蛋白和肌动蛋白)组成,这就是肌肉最基本的单位,也即是骨骼肌最突出的特点。那些大力士们的大块大块的肌肉,全是由这两种小得根本无法想象的蛋白组合成的,当它们联合起来以后,就能做出惊天动地的动作来。

随着人的年龄不断增长,控制骨头活动的骨骼肌的弹性纤维会逐渐由结缔组织所代替。结缔组织虽然很结实,但没有弹性,因此肌肉变得较弱,不能强力收缩。所以老年时,肌肉的力量衰退,反应也迟钝了。人老了,肌肉的力量也就衰老了。

对青少年来说,通过一定时间和强度的锻炼,肌肉可以变得发达。但大块的肌肉一定好吗?答案是否定的。毛细血管负责携带血液流经肌肉,大块的肌肉剧烈收缩的时候,毛细血管遭到挤压,没有了血液供应,肌肉会开始缺氧,废物开始堆积。但在压力极大的情形下,肌肉无法作出快速的反应,疲劳感于是不断袭来。

以攀岩为例,肌肉发达的强壮男性攀登者可能会以为一直向上爬就好,因此他攀爬的速度会很快。但他的前臂的肌肉很快就会缺氧,迫使他放弃。攀岩更多讲求的是一个人的力量和重量的比率。小块肌肉更有利,只需承担自己的体重就可以了。在某些体力挑战面前,女性比男性更具优势。肌肉较小的女性施力较小,对毛细血管的挤压也比较轻,所以肌肉更具有耐力。2.骨骼肌的分类

骨骼肌根据其形态差异,可以分为长肌、短肌、阔肌、轮匝肌等基本类型。长肌多见于四肢,主要为梭形或扁带状,肌束的排列与肌的长轴相一致,收缩的幅度大,可产生大幅度的运动,但由于其横截面肌束的数目相对较少,故收缩力也较小;另有一些骨骼肌有较长的肌腱,肌束斜行排列于腱的两侧,酷似羽毛名为羽状肌(如大腿外侧的股直肌),或斜行排列于腱的一侧,叫半羽状肌(如大腿后方的半膜肌、拇长屈肌),这些肌肉其生理横断面肌束的数量大大超过梭形或带形肌,故收缩力较大,但由于肌束短,所以运动的幅度小。短肌多见于手、足和椎间。阔肌多位于躯干,组成体腔的壁。轮匝肌则围绕于眼、口等开口部位,其收缩主要负责开口部位的关闭。

骨骼肌可根据它的形状、大小、位置、起止点、纤维方向和作用等命名。依形态命名的如斜方肌、菱形肌、三角肌、梨状肌等;依位置命名的如肩胛下肌、冈上肌、冈下肌、肱肌等;依位置和大小综合命名的有胸大肌、胸小肌、臀大肌等;依起止点命名的如胸锁乳突肌、肩胛舌骨肌等;依纤维方向和部位综合命名的有腹外斜肌、肋间外肌等;依作用命名的如旋后肌、咬肌等;依作用结合其他因素综合命名的如旋前圆肌、内收长肌、指浅屈肌等。3.骨骼肌的生理特性及其兴奋条件

从生理意义上讲,骨骼肌具有兴奋性、传导性和收缩性。骨骼肌是可兴奋组织,受到刺激后可产生兴奋,兴奋后,立即产生收缩反应。兴奋可在骨骼肌细胞内及细胞间进行传导。当然不是任何刺激都可以使骨骼肌产生兴奋,刺激要达到一定强度才能使骨骼肌产生兴奋,引起肌肉兴奋的最小强度的刺激我们称为阈刺激。骨骼肌易产生的疾病

骨骼肌及其肌腱附着结构的损伤,往往是由于日常活动过程中的过分劳累或者在运动过程中突然的牵拉或扭转引起的。常见的如:肌肉扭伤、撕裂、肌腱炎、肌营养不良等。

反复肌肉扭伤是由于长期重复特殊运动引起的一类损伤,键盘操作人员和音乐家很容易发生这种损伤,以致手指运动时感觉疼痛。很多时候我们在运动后会出现肌肉的酸痛,肌肉酸痛有两种:一种是运动后立即出现酸疼,但消失也较快,叫做急性的肌肉酸疼;另一种并非运动后即刻产生酸疼,而是在运动后几小时甚或睡一夜觉之后才出现,消失得也很缓慢,要两三天才能消失。这种酸疼叫做延迟性肌肉酸疼。

乳酸是一种酸性物质,可以刺激肌肉中的神经末梢,产生疼痛感觉;另外,乳酸堆积在肌肉中会造成局部渗透压过大,这样就要把周围的水分吸过来,造成肌肉水肿而致疼痛。运动之后,肌肉中堆积的乳酸逐渐由血液运走,肌肉酸痛也就逐渐消失了。

它们产生的原因不完全相同。急性的肌肉酸疼,常常是因为运动太剧烈,氧供应不上,造成肌肉中乳酸大量堆积。而延迟性肌肉酸痛的病因上不太明确,多数人认为,肌肉的过度使用可造成它的出现。

对于延迟性肌肉酸痛,可对酸痛的肌肉进行一些伸展拉长的练习,或做一些按摩或针灸,就可以缓解这种肌肉酸疼。肌肉酸疼常常表明你的锻炼水平还不能适应现在的运动量。如果坚持下去,经常锻炼,当你全身的机能提高到一个新的境界,就会产生适应,类似的运动量就不会使你出现肌肉酸痛了。运动后身体酸痛是正常的,解决这个问题的最好办法是长期坚持运动,并注意开始时运动量不要太大,强度不要太强,经过一段时间后身体自然能够适应,也就不会出现酸痛的问题了。第五章 人体内环行不息的运输流——循环系统

在我们的身体里,时时刻刻都有大量液体(血液、组织液和淋巴液)在由心脏、血管及淋巴管组成的管道系统中流动,将各种有用的物质(如葡萄糖、能量、激素等)送到身体各个部位,再将废物带走,如此周而复始,构成一个生命中不停息的运输流,这个由体液及其借以循环流动的管道组成的系统就是循环系统。

循环系统是由一系列复杂的管道连合而成的,根据管道中流动的体液不同,可分为心血管系及淋巴系两部分。心血管系由心脏、动脉、毛细血管和静脉组成,管道中流动着血液。而淋巴系则由淋巴管道、淋巴器官和淋巴组织组成,在淋巴管道内,流动着淋巴液。心脏

人们常常说“心想”这个词,但其实心脏并非人体内掌管意识和思考的器官,而是生命之泵,它将血液源源不断送到血管中。人们常常把心跳停止作为生命消失的一个标志,足以见得心脏这个器官的重要性。1.心脏的结构

心脏的形状像一个倒置的梨,大小和自己的拳头差不多。它位于膈肌的上方,两片肺叶之间。心脏是由肌肉围成的空腔器官,内有四腔:后上部为心房,房间隔将其分为左心房和右心房;前下部为左心室、右心室,二者间隔为室间隔。正常情况下,左半心与右半心不直接交通,但每个心房可经房室口通向同侧心室。心房和心室之间是被称为瓣膜的结构,在右心该瓣膜由三个瓣叶组成因此被称为三尖瓣,而在左心该瓣膜由两个瓣叶组成被叫做二尖瓣。右心房与上、下腔静脉和冠状窦相连,而肺静脉开口于左心房。右心室通过肺动脉将从全身回来的静脉血液泵入肺中进行氧合,富含氧气的血液从肺静脉回到左心房,再从二尖瓣进入左心室,而左心室通过主动脉将氧合后的动脉血泵到全身。人体心脏图

只要生命存在,血液就会在人体中沿着一定的路径环行不息:上下腔静脉→右心房→右心室→肺动脉→肺循环→肺静脉→左心房→左心室→主动脉→体循环→上下腔静脉。2.心脏的自律性和收缩性

心脏在适宜的离子浓度、渗透压、酸碱度、温湿度以及充分的氧气和能源供应等条件下,即使除去所有的神经,甚至在离体条件下,它仍然能够保持其固有的节律性收缩活动。即心脏本身具有自动节律性,简称自律性。

正常情况下,心脏各部分按照一定的顺序,规律的收缩舒张,其频率为60~100次/分,这一过程的实现是依靠心脏内特化的心肌纤维所构成的传导系统。这个系统包括:窦房结、房室结、房室束以及分布到心室乳头肌和心室壁的许多细支。在这个系统中,窦房结就像发电站发出冲动,而其他传导系统就像密布城乡的电网将冲动最终送到心房肌和心室肌。电信号通过传导系统到达心肌后,心肌细胞表面的膜电位发生改变,这就是我们平时所做的心电图检查的生理基础。随着膜电位的变化,钙等多种离子进入心肌细胞,启动了一系列复杂的生理、生化过程,随之心肌细胞发生收缩,将血液射出心脏。3.心脏的功能

心脏的作用是推动血液流动,向器官、组织提供充足的血流量,以供应氧和各种营养物质,并带走代谢的终产物(如二氧化碳、尿素和尿酸等),使细胞维持正常的代谢和功能。体内各种内分泌的激素和一些其他体液等,也要通过血液循环将它们运送到靶细胞,实现机体的体液调节,维持机体内环境的相对恒定。

此外,血液防卫机能的实现,以及体温相对恒定的调节,也都要依赖血液在血管内不断循环流动,而血液的循环是由于心脏“泵”的作用实现的。成年人的心脏重约300克,它的作用是巨大的,例如一个人在安静状态下,心脏约跳70次/分,每次泵血70毫升,则每分钟约泵5升血,如此推算一个人的心脏一生泵血所做的功,大约相当于将3万千克重的物体向上举到喜马拉雅山顶峰所做的功。冠心病的预防

冠心病是目前发达国家致死的主要疾病之一,随着我国工业化的进行该病的发病率也在逐年上升,成为我国居民健康的一大威胁。冠心病虽然通常在中年以后发病,但其发展过程与年轻时的不良生活习惯是密不可分的,二十世纪四五十年代美国军医在解剖二战时战死的年轻士兵时发现在他们的主动脉中已经有粥样斑块形成,因此预防冠心病应当从青少年开始。下面介绍一些简单有效的措施,供大家参考。1.控制体重

研究表明:体重增加10%,冠心病危险增加38%;体重增加20%,冠心病危险增加86%。2.戒烟

烟草中的烟碱可使心跳加快、血压升高,心脏耗氧量增加、血管痉挛、血液流动异常以及血小板的粘附性增加。这些不良影响,使30~49岁的吸烟男性的冠心病发病率高出不吸烟者3倍,而且吸烟还是造成心绞痛发作和突然死亡的重要原因。3.适量饮酒

少量饮酒的人其冠心病患病率和死亡率低于不饮酒者,这与少量饮酒可增加血液中高密度脂蛋白胆固醇,抑制血小板聚集有关。在众多酒类中,红葡萄酒较白葡萄酒及其他酒类对预防心血管疾病的效果更好。但是长期大量饮酒可导致心功能衰竭,表现为心室扩大和左心室收缩功能低下,当终止饮酒后其心衰能得以改善或至少不进一步恶化,而再次饮酒后心衰又复发,此种情况若反复多次发生,将会造成心肌的不可逆损害,以至终止饮酒后仍有进行性心功能恶化,引起“酒精性心肌病”。4.合理饮食

总热量限制在标准量以内,使体重维持在标准水平,如果超重应进一步限制总热量,或适当增加体力活动。减少每日胆固醇的摄取。胆固醇的摄入量不应超过300毫克/日。脂肪的摄入不应超过总热量的30%。减少钠的摄入,以氯化钠(食盐)计,每人的摄入量应首先争取达到10克/日以下,将来能减至5克/日以下为好。5.适量运动

积极参加适量的体育运动。维持经常性适当的运动,有利于增强心脏功能,促进身体正常的代谢,尤其对促进脂肪代谢,防止动脉粥样硬化的发生有重要作用。美国很多权威专家建议为预防冠心病每日至少应保证30~45分钟的有氧运动。6.规律生活

养成健康的生活习惯。生活有规律,心情愉快,避免情绪激动和过度劳累。血管

心血管系由心脏和血管共同构成,前面我们已经了解了心脏的结构和功能,下面我们再来了解一下血管。

血管是血液流动的管道,按血管的构造、功能不同,分为动脉、静脉和毛细血管三种。动脉起自心脏不断分支,口径渐细,管壁渐薄,最后分成大量的毛细血管,分布到全身各组织和毛细血管间。毛细血管再汇合,逐级形成静脉,最后返回心脏。动脉和静脉是输送血液的管道,毛细血管是血液与组织进行物质交换的场所,动脉与静脉通过心脏连通,全身血管构成封闭式管道。1.动脉

动脉是运送血液离开心脏的血管,从心室发出后,反复分支,越分越细,最后到达毛细血管。动脉管壁较厚,能承受较大的压力。大动脉管壁弹性纤维较多,有较大的弹性,心室射血时管壁扩张,心室舒张时管壁回缩,促使血液继续向前流动。中、小动脉,特别是小动脉管壁的平滑肌较发达,可在神经体液调节下收缩或舒张,以改变管腔和大小,影响局部血流阻力。我们在害羞时会脸红,这就是因为此时大脑发出的信号通过植物神经传导到脸部的末梢血管,使其管腔扩张,血流加速。2.静脉

静脉由小至大逐级汇合,管径渐增粗,管壁也渐增厚。中静脉及小静脉常与相应的动脉伴行。静脉的数量比动脉多,管径较粗,管腔较大,所以容量也较大。

静脉也根据管径的大小分为大静脉、中静脉、小静脉和微静脉。但静脉管壁结构的变异比动脉大,甚至一条静脉的各段也常有较大的差别。静脉管大致也可分内膜、中膜和外膜三层。静脉壁的平滑肌和弹性组织不及动脉丰富,而结缔组织成分较多。3.毛细血管

毛细血管管径一般为6~9微米,只允许血液中红细胞一个一个依次通过,毛细血管管壁很薄,主要由一层内皮细胞和基膜组成,这些特征使得血液和毛细血管周围组织能发生充分的物质交换。细的毛细血管横切面由一个内皮细胞围成,较粗的毛细血管由2~3个内皮细胞围成。内皮细胞基膜外有少许结缔组织。在内皮细胞与基膜之间散在有一种扁而有突起的细胞,细胞突起紧贴在内皮细胞基底面,称为周细胞,其功能尚不清楚,有人认为它们主要起机械性支持作用;也有人认为它们是未分化的细胞,在血管生长或再生时可分化为平滑肌纤维和成纤维细胞。

毛细血管是血液与细胞进行物质交换的主要部位。毛细血管互相吻合成网,分布广泛,除软骨、角膜、毛发上皮和牙釉质外,遍布全身。各器官和组织内毛细血管网的疏密程度差别很大,与器官组织的代谢需要相适应,代谢旺盛的组织和器官如骨骼肌、心肌、肺、肾和许多腺体等,毛细血管网很密;代谢较低的组织如骨、肌腱和韧带等,毛细血管网则较稀疏。人体毛细血管的总面积很大,体重60千克的人,毛细血管的总面积可达6000平方米。毛细血管管壁很薄,并与周围的细胞相距很近,血流速度慢,这些特点是进行物质交换的有利条件。

光镜下观察,各种组织和器官中的毛细血管结构相似,但在电镜下,根据内皮细胞等的结构特点,可以将毛细血管分为连续毛细血管、有孔毛细血管和血窦三种类型。连续毛细血管的特点为内皮细胞相互连续,细胞间有紧密连接等连接结构,基膜完整,细胞质中有许多吞饮小泡。主要分布于结缔组织、肌组织、肺和中枢神经系统等处。有孔毛细血管内皮细胞不含核的部分很薄,有许多贯穿细胞的孔,孔的直径一般为60~80纳米。许多器官的毛细血管的孔由较一般细胞膜薄的隔膜封闭(肾血管球没有该隔膜),内皮细胞基底面有连续的基板。此型血管主要存在于胃肠黏膜、某些内分泌腺和肾血管球等处。血窦管腔较大,形状不规则,内皮细胞之间常有较大的间隙,故又称不连续毛细血管,主要分布于肝、脾、骨髓和一些内分泌腺中。不同器官内的血窦结构常有较大差别,基膜或连续或不连续。

物质透过毛细血管壁的能力称为毛细血管通透性。毛细血管内皮细胞上的孔能透过液体和大分子物质,细胞膜内陷形成的吞饮小泡能输送液体,细胞间隙则因间隙宽度和细胞连接紧密程度的差别,其通透性有所不同。内皮细胞基底面的基板能透过较小的分子,但能阻挡一些大分子物质,如蛋白质。另外一些物质,如氧气、二氧化碳和脂溶性物质等,可直接透过内皮细胞的细胞膜和细胞质。心管系统的常见疾病

我们平时常常说“心脏病”,这是对一大类疾病的统称,它包括了冠心病、心肌病、瓣膜病、先天性心脏病等。在不同年龄阶段容易患的心脏病种类也是不同的,如中老年人容易患冠心病、心肌病等,而青少年则以先天性心脏病、瓣膜病和阵发性室上性心动过速为多。1.先天性心脏病

先天性心脏病是由于在胎儿期心脏血管发育异常而致的心脏血管畸形,是小儿时期最常见的心脏病。室间隔缺损、房间隔缺损、动脉导管未闭和肺动脉瓣狭窄是临床最常见的几种先天性心脏病类型。先天性心脏病发生的原因并不明确,缺乏有效的预防方法,没有经过治疗的先天性心脏病到一岁时有一半死亡,到两岁时约有2/3死亡。产前B超检查是可以发现部分先天性心脏病的,早发现、早诊断、早治疗是降低该病自然死亡率的关键所在。

正常情况下,左半心和右半心不是直接相通的,左半心和右半心的血液也不同,左半心的血是经过肺氧合后富含氧气的,而右半心的血是来自全身消耗掉部分氧气的而富含二氧化碳的。房间隔缺损和室间隔缺损使得左半心和右半心直接相通,由于最初左心的压力大于右心,静息状态下,心脏收缩的时候,左半心的血部分流向右心,流向肺部的血流增多,丰富的血液为细菌提供了良好的培养基,这种病患者易患肺炎。

同时,因为左心分流一部分血液至右心,进入主动脉到体循环的血流量减少,小孩的生长发育受到限制。随着长期肺血增多,肺动脉压逐渐增加,并使得右心压力增加,当右心压力超过左心,心脏收缩时右心血流向左分流,使得进入主动脉的血液成混合血,而不是氧合很好的动脉血,进入体循环的氧供不足,机体缺氧,表现为口唇、四肢肢端青紫,即发绀。右心负荷增加可致右心衰竭。

这些综合征被称为艾森曼格综合征,一旦发生,常常意味着失去了手术时机,只能靠心脏移植才有可能存活。对于该病早期发现、进行手术干预是相当关键的。先天性心脏病早期没有特异性的临床症状,早期发现有时很困难。但是如果小孩在哭闹时出现全身发紫,活动能力低于同龄人,活动时经常蹲下喘息,经常患肺炎等等,家长都应该提高警惕。2.心瓣膜病

经过前面的讲述我们知道,心脏心房和心室之间有二尖瓣、三尖瓣,从右心室到肺动脉还有肺动脉瓣,从左心室到主动脉还有主动脉瓣,它们是一个通道,同时都还可以使血液朝着一个方向流动,防止反流。但是当他们受到侵袭损坏的时候就会出现病理表现。如果瓣膜各瓣叶粘在一起,开放受限,造成瓣口狭窄,就会阻碍血流的通过;而如果像门一样的瓣膜关闭不全,就会出现血液逆流。瓣膜口狭窄和(或)关闭不全,都会导致心功能不全,引起全身血液循环障碍。

心瓣膜病大多是由风湿性心内膜炎、感染性心内膜炎所造成的。风湿性心瓣膜病是急性风湿性心肌炎遗留下的瓣膜病,是我国最常见的心脏病,多发于20至40岁的青壮年,女性稍多。

它最常损坏的瓣膜是二尖瓣,可以致其狭窄或关闭不全或者两者都有,二尖瓣狭窄造成左心房血液进入左心室受限,左心房压力增大,肺淤血,可发生急性肺水肿和咯血等症。轻度二尖瓣关闭不全患者,可无自觉症状。较重的患者,心脏代谢功能失调时会出现疲倦、乏力、心悸、呼吸困难、咯血、咳嗽、腹胀、食欲不振、恶心、呕吐、尿量减少、夜尿多等心力衰竭症状。

治疗上分内科治疗和外科治疗:

内科主要是对症治疗。如:心功能较差者,症状明显的可使用洋地黄类强心药物。有水肿的患者可用利尿剂。发生肺部感染时,可用抗生素等。病变较轻或症状不重的患者就只需做好日常保健和内科治疗就行了。

外科治疗是本病的主要治疗手段。不同的瓣膜受损,有着不同的手术适应症。但大体来说,症状明显的,瓣膜受损中、重度的,无明显手术禁忌的,都应尽早手术。

目前,手术方式主要分两类:一类是瓣膜成形术,适合于瓣膜损伤较轻者,通过手术对原瓣膜进行修复和成形,保留原瓣膜,使之恢复到较正常工作状态;另一类是瓣膜置换术,瓣膜损伤较重者进行此类手术。切除原瓣膜,安置人工瓣膜。人工瓣膜分两类:机械瓣膜和生物瓣膜。

前者需要终生抗凝治疗,但预期使用寿命较长。而后者只需短期抗凝治疗,但预期使用寿命较短。所以机械瓣膜多用于年轻、有房颤或血栓,需要抗凝者;而生物瓣膜适用于有生育需求的妇女、老年者、有抗凝治疗禁忌或无法检测抗凝指标的患者。3.链球菌、风湿热与风湿性心脏病(风心病)关系

风湿热又叫急性风湿病或活动性风湿病,主要得病人群是儿童与青少年。迄今多数学者认为,引起风湿病的病因与甲型溶血性链球菌感染有关,这种细菌常常使人患咽峡炎、扁桃体炎或猩红热,而急性风湿热即为人体对这种细菌产生的一种变态反应性疾病。

在机体因过度劳累、受凉、潮湿等因素造成抵抗力下降时,隐藏在咽喉部的链球菌便会乘虚而入造成咽峡炎、扁桃体炎等呼吸道感染。风湿热的发生多在各种呼吸道症状之后2~3周左右,出现发烧、关节红肿、疼痛,部分病人还可在皮肤上产生红斑或结节。少数病人还可有腹痛、黄疸或同时发生急性肾炎。部分儿童还由于神经系统遭受侵犯,引起肢体不协调的扭曲,表情顽皮,像木偶一样。风湿热常常反复发作,久而久之造成心脏瓣膜增厚、结痂,以致钙化,即风湿性心瓣膜病,瓣膜损坏将导致心脏功能相应的下降,出现相关表现。4.阵发性室上性心动过速

我们都有这样的体会,在我们跑步后会觉得心跳很快,这是心脏为适应身体需氧量增加而自发的增加心律,这是一种正常的生理现象。但是阵发性室上性心动过速是一种不合时宜的心跳加快,它可能发生在安静休息时,也可能发生在运动时。这种心跳加快不仅不能为我们的心脏提供更多的血液,还会因为两次心跳间隔太短,静脉回心血液来不及充满整个心脏,使得心脏泵出的血液减少,使得身体各个部位的血液供应减少。因此表现出相关的一系列临床症状。患者会突然感觉心慌,头晕,全身无力,甚至会出现眼前发黑,意识短暂丧失等,上面这些表现会在持续数分钟到数小时后,突然自己消失。

窦房结是控制心脏节律的中枢,它发出的冲动通过传导系统,使心脏产生顺序的收缩,这种节律我们称之为窦性心律。但是有些疾病情况下心律可能不受窦房结控制,而是来至心脏的其他部位,我们称之为异位心律,现在我们所讨论的阵发性室上性心动过速就是一种异位心律。

要搞清阵发性室上性心动过速的病因,必须知道心脏传导系统的一些电生理特性,因此比较复杂,这是医学院校心脏病专业的课程,在这里我们仅尽可能简单通俗地讲讲该病的原因。如果读者朋友们对这方面的知识感兴趣,那么可以继续在网上收集相关资料,或者查阅相关书籍。

阵发性室上性心动过速最常见的病因有两个,一是房室旁道,另一个是房室结双径路。

先讲前者,我们已经知道正常心脏由窦房结发出冲动经过房室结后传达到心室。我们可以把房室结看做高速公路上的收费站,它上下连接的传导系统可以看作高速公路,窦房结发出的电信号在高速公路上飞快地奔驰,到达房室结这个收费站时,它的传递速度会变慢。房室旁道可以看做是绕开收费站连接两条高速公路的侧路,我们可以想象有了这条侧路后,两条高速公路以及收费站之间就形成了一个环,电信号可以在这个环里周而复始的运动,反复经过收费站,激动心室,造成心脏搏动次数增多,这就产生了阵发性室上性心动过速。而房室结双径路可以看成是在房室结这个收费站里头出现了一快一慢两条道路,它们首尾相连,在房室结内部形成一个环路,电冲动在这种环路中往返运动,激动心室,也就引起了阵发性室上性心动过速。

阵发性室上性心动过速是青少年最常见的一种心律失常。患了这个病,先不必紧张。因为该病发作时,虽然会感觉不舒服,甚至短暂晕厥,但该病通常不会导致死亡,它在发作一段时间以后会自行消失。但该病也确实会给患者带来一些烦恼,我们很难预测什么时候它会发作,通常认为紧张焦虑会与发作有关,因此有可能会在高考前夕反复发作严重影响患者备考和休息。

如果谁发生过一次阵发性室上速,要预防它再次发作比较困难,最好的办法是发作时我们可以尝试屏住呼吸,或者将头侵入冷水中,这些方法有助于终止发作,如果还不行就需要到医院打些药,迅速终止发作,但这不是根治的方法,以后它还会反复发作。真正要根治该病,只有动一个小手术。医生将一根导管插入患者的股静脉,然后通过静脉系统到达右心房,在靠近旁道或房室结双径路的地方发放高频能量,把它们破坏,从而打断上述环路。这是一个很成熟的手术,95%以上的患者一次手术就能成功,而手术的风险很小。血液

心血管系管道中流动的液体——血液,是生命的源泉,它将营养带到身体各个角落,再把全身各组织器官代谢所产生的废物带走。1.血液的组成

血液由血浆和血细胞组成。(1)血浆

如果抽管血,加入抗凝剂后静置数分钟后可以看见明显的纵行分层,其中最上层浅黄色半透明液体就是血浆。血浆中除含有大量水分以外,还有无机盐、纤维蛋白原、白蛋白、球蛋白、酶、激素、各种营养物质、代谢产物等。这些物质无一定的形态,但具有重要的生理功能。(2)血细胞

血细胞分为三类:红细胞、白细胞、血小板。红细胞呈红色,数目最多,占有体积最大,所以血液呈现出红色。· 红细胞

红细胞直径7~8.5微米,呈双面凹圆盘状,中央较薄(1.0微米),周缘较厚(2.0微米),成熟红细胞胞质内充满血红蛋白。血红蛋白是含铁的蛋白质,约占红细胞重量的33%。它具有结合与运输氧气和二氧化碳的功能,当血液流经肺时,肺内的氧分压高(102毫米汞柱),二氧化碳分压低(40毫米汞柱),血红蛋白(氧分压40毫米汞柱,二氧化碳分压46毫米汞柱)即放出二氧化碳而与氧气结合;当血液流经其他器官的组织时,由于该处的二氧化碳分压高(46毫米汞柱)而氧分压低(40毫米汞柱),于是红细胞即放出氧气并结合二氧化碳。由于血红蛋白具有这种性质,所以红细胞能供给全身组织和细胞所需的氧气,带走组织细胞所产生的部分二氧化碳。· 白细胞

白细胞为无色有核的球形细胞,体积比红细胞大,能做变形运动,具有防御和免疫功能。成人白细胞的正常值为4000~10000个/微升。男女无明显差别。婴幼儿稍高于成人。血液中白细胞的数值可受各种生理因素的影响,如劳动、运动、饮食及妇女月经期,均略有增多。在疾病状态下,白细胞总数及各种白细胞的含量百分比皆可发生改变。

光镜下,根据白细胞胞质有无特殊颗粒,可将其分为有粒白细胞和无粒白细胞两类。有粒白细胞又根据颗粒的嗜色性,分为中性粒细胞、嗜酸性粒细胞用嗜碱性粒细胞。无粒白细胞有单核细胞和淋巴细胞两种。不同种类的白细胞防御的针对性有所不同,通常情况下,感染细菌多有中性粒细胞增高,病毒感染常有淋巴细胞增多,而寄生虫感染或过敏常有嗜酸性粒细胞增多。· 血小板

严格地讲,血小板并不是一种细胞,它是哺乳动物血液中的有形成分之一。它有细胞膜,没有细胞核结构,一般呈圆形,体积小于红细胞和白细胞。血小板具有特定的形态结构和生化组成,在正常血液中有较恒定的数量,在止血、伤口愈合、炎症反应、血栓形成及器官移植排斥等生理和病理过程中有重要作用。如果血小板数量过少或者功能障碍常造成出血不能止住,甚至自发地出血。2.血液的功能

血液在人体生命活动中主要具有四方面的功能。(1)运输:运输是血液的基本功能,自肺吸入的氧气以及由消化道吸收的营养物质,都依靠血液运输才能到达全身各组织。同时组织代谢产生的二氧化碳与其他废物也依赖血液运输到肺、肾等处排泄,从而保证身体正常代谢的进行。血液对氧气运输的功能主要是靠红细胞来完成的。贫血时,红细胞的数量减少或质量下降,会不同程度地影响血液的运输功能,机体会出现缺氧、代谢废物堆积等一系列病理生理表现。(2)参与体液调节:激素分泌直接进入血液,依靠血液输送到达相应的靶器官,发挥相应的生理效能。从这方面来说血液是体液性调节的联系媒介。此外,维生素、部分酶等物质也是依靠血液传递才发挥对代谢的调节作用的。(3)保持内环境稳态:由于血液不断循环及其与各部分体液之间广泛沟通,故对体内水和电解质的平衡、酸碱度平衡以及体温的恒定等都起着重要的作用。(4)防御功能:机体具有防御或消除伤害性刺激的能力,涉及很多方面,血液体现在其免疫和止血方面。例如,血液中的白细胞能吞噬并分解外来的微生物和体内衰老、死亡的组织细胞。血液中的淋巴细胞这种免疫细胞和血浆中的抗体如抗毒素、溶菌素等均能防御或消灭入侵机体的细菌和毒素。此外,由血小板和血浆中的凝血因子参与的血液凝固过程对血管损伤起修复和保护作用。淋巴系统

淋巴系统是人体的重要防卫体系,它与心血管系统密切相关。淋巴系统能产生淋巴细胞和抗体,滤出病原体,对于液体和养分在体内的分配也有重要作用。

像遍布全身的血液循环系统一样,淋巴系统也是一个网状的液体系统。淋巴系统里流动的淋巴液,由血浆变成,但比血浆清,水分较多,能从微血管壁渗入组织空间。不同于心血管系统的是淋巴系统中淋巴的流动不能形成一个环路,而是单向行驶的,毛细淋巴管的末端是一个盲端。遍布全身的毛细淋巴管收集器官组织中多余的液体,向上层层输送,汇集成大的淋巴管,最终输入两条总导管:一条是淋巴系统的主干胸导管,与脊柱互相平行,通向左边近心脏的一条大静脉;另一条是右淋巴导管,通向右边的静脉。淋巴液最终进入血液,可以看做是血液循环的补充。

淋巴系统没有一个像心脏那样的泵为运送淋巴液提供动力。新的组织液流入细胞间的空隙将其中的液体挤入淋巴管。动脉和肌肉的收缩也对淋巴液施加向前的压力。呼吸作用则在胸导管内造成负压,使淋巴液向上流而回到血液中去。

沿着毛细淋巴管有100多个淋巴结或淋巴腺,身体的颈部、腹股沟和腋窝部位特别密集。每个淋巴结里有一连串纤维质的瓣膜,淋巴液就从此流过,滤出微生物和毒素,并加以消灭,以阻止感染蔓延。当病毒侵入人体发生感染时,淋巴结会肿大疼痛。像喉咙发炎时,会在下巴颏下摸到两个肿块,那就是淋巴结。炎症消失后淋巴肿块也会自然缩小。所以淋巴系统也是参与机体防御的重要系统。

总的说来,淋巴系统具有很重要的生理意义:

第一,回收蛋白质。外周组织间液中的蛋白质分子不能通过毛细血管壁直接进入血液,但比较容易透过毛细淋巴管壁而形成淋巴的组成部分。每天约有75~200克蛋白质由淋巴带回血液,从而使组织间液中蛋白质浓度保持在相对稳定的较低水平。

第二,输送脂肪和其他营养物质。由肠道吸收的脂肪80%~90%是由小肠绒毛的毛细淋巴管吸收,通过淋巴最终输送至血液。

第三,调节血浆和组织间液的液体平衡。每天生成的淋巴约有2~4升回到血浆,大致相当于全身的血浆量。

第四,免疫防御。淋巴流动和淋巴结的滤过可以清除侵入机体的细菌,对动物机体起着免疫防御作用。第六章 人体和环境的“气体交换站”——呼吸系统

人的生存离不开氧气,人需要通过吸入氧气,呼出二氧化碳来为机体提供能量。氧气到达各个组织器官前,则需要通过鼻、咽、喉、气管、支气管从外界到达肺,在肺泡进行气体交换,从而使氧气进入血液,随着人体的血液循环到达全身各个器官并为之所用。氧气到呼吸系统概观达血管之前经过的一系列结构构成了人的呼吸系统,呼吸系统是人体与环境进行气体交换的场所。

呼吸系统包括鼻、咽、喉、气管、支气管和肺。以声门为界,声门以上称为上呼吸道,声门以下称为下呼吸道。声门为喉的一部分,为人的发声器官。

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