书城科普读物科学我知道-Why化学
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第16章 人为什么需要不停地呼吸?

正常人每分钟约呼吸30次,每次约吸入0.4L空气,一昼夜吸入空气18000L,合24kg,为饮食总量的10倍,其中1/5是氧气,目的在于保证食物的充分氧化而释放出足够的能量。如果停止呼吸几分钟,人就会死亡。

大气中氧气的体积分数为21%,对正常人最合适。如果低到16%,人的脉搏就会加快,血压上升,影响人的注意力和想象力;减少到10%,就会恶心、呕吐,甚至失去知觉;一旦少到6%,人就会心力衰竭而死亡。反过来,氧气含量过高也不利。实验证明,如果空气中氧含量达70%,人长期呼吸它,就会导致肺水肿、肺炎等。

对呼吸的研究引入了耗氧率这个概念,它指每克体重每小时所耗氧气的量,单位为毫升/每小时·克。对人类和哺乳类动物的耗氧率研究表明:耗氧率愈低,寿命愈长。例如小鼠的耗氧率为1586毫升/小时·克,平均寿命为2.5年,狗耗氧率318毫升/小时·克,平均寿命10—12年,大象为67毫升/小时·克,平均寿命为100年。

通过实验测定各哺乳动物的耗氧率,得出动物寿命的长短次序是:蝙蝠<鼠、兔<羊<猪<熊<马<牛<人<象。而男人的耗氧率约为女人的1.8倍,因而后者寿命较长。

为什么耗氧率愈低,寿命越长?因为耗氧率可作为生物体能量消耗的定量尺度。它与体温、呼吸次数、血液循环快慢有密切关系。耗氧率高,新陈代谢率高,细胞保持高度紧张状态,工作量增加,容易衰老以致短命。

人体的耗氧率还与甲状腺素的分泌有关,甲状腺素分泌多,耗氧率就大。因此有人主张降低甲状腺素的分泌来降低耗氧率,从而延长寿命。