在學習體循環及肺循環時,教科書會將兩者劃分的涇渭分明,使學習者產生錯覺(且通常不自知):體循環的血不會流入肺部,肺部沒有屬於體循環的血管。甚至有些參考書或教科書會進一步解釋,肺部的養分是由肺動脈帶來交換,例如下圖就是高二基礎生物的習作內容。
我原本也有這樣的迷思概念。直到突然有一天,不知道哪根筋通了,才想到:
「不對,血液是從大靜脈回到心臟,再流進肺動脈,養分應該十分貧乏,怎麼交換給肺泡組織?」(註:這是個美麗誤會引起的思考;當時還在教國中,沒想起養分經吸收循環後,會回到上下大靜脈。)
查了普通生物及大學的人體生理學課本後,發現裡面也沒有一字一言提及肺循環有參與養分的交換。既然如此,肺泡乃至肺組織的養分從何而來?不知道,找不到資料。
此後的兩三年,教到這裡時我小心的繞過這個問題,避免答不出來的窘境。
直到研究所修黃基礎老師的《呼吸及循環生理學》,才稍微有一絲線索。現在資料搜尋及統整的能力也比較成熟,終於讓我摸到這個問題的輪廓;肺部的血液循環包括支氣管循環(屬於體循環)及肺循環。支氣管循環主司養分及物質的交換,肺循環則負責替氣體交換(下圖A)。
支氣管血流是由主動脈分流而來,主要提供肺部組織的營養,舉凡氣管、支氣管及小支氣管終端構造(包括呼吸性支氣管、肺泡管、肺泡囊及肺泡)的養分都來自支氣管動脈。支氣管循環約佔是左心室2%的心輸出量,血壓與其他體動脈相當(相比下,肺靜脈血壓較低)。流入支氣管的血液,一部分會回到支氣管靜脈(13%),循正常的體循環模式回到心臟。其餘血液則經由支氣管間微血管或肺部微血管,流到肺靜脈,進入肺循環(上圖B、C)。
整個循環途徑如下:
那麼肺循環有沒有養分交換呢?
理論上只要有濃度差,一定會有物質交換的情形發生。但這邊的養分交換量應該極少,先看看肺泡微血管的一些特徵再來判斷。
- 肺泡微血管雖然非常廣,但管徑較一般體微血管小(平均直徑5 μm),RBC的直徑約8μm,因此RBC要擠壓才能過去。於是RBC的細胞膜就會更貼近微血管壁,使氣體可以直接擴散,不需通過血漿。紅血球貼著微血管壁,也意味著血漿與內皮細胞接觸的機會變少。另一方面,肺泡間的內皮細胞其實並不多,組織液也很少。綜合來看,養分的擴散量應該就不多。
- 微血管的物質交換要靠壓力差完成。一般組織微血管的動脈端有13mmHg,然而肺泡微血管與間質的壓力差只有1 mmHg,所以流出肺泡微血管的血液物質相對較少,養分的交換自然也少。(順帶一提,靜脈端的淨壓力小於組織間質,因此大部分的物質包括組織液,都會回到靜脈。)
此外,許多的參考書或題庫都會提到肺靜脈具有瓣膜,這並不正確。
肺靜脈及許多胸頸部的的大型靜脈其解剖構造近似動脈,在中層具有彈性纖維及平滑肌。且其血液回心的阻力小於下肢靜脈,不易因地心引力逆流,因此沒有瓣膜。
參考資料:
留言列表