適應-呼吸作用 (下) | 環境資訊中心

適應-呼吸作用 (下)

2001年08月01日
編輯室彙編

1870年,法國的生理學家保羅‧勃特,描述了一個心跳極慢的現象,或可稱bradycardia。這是鴨潛水時的一個現象。這種“潛水bradycardia”是潛水動物最可能的心血管反應。觀察者發現,瓶鼻海豚其心跳會隨著呼吸而持續波動,當海豚潛到水中時,心跳維持在33-45次∕分鐘。但當呼吸時,心跳增加至80-90次∕分鐘。而潛水越久,呼吸時心跳的增加越多。

在許多動物的潛水bradycardia,常伴隨血液的再分布,使的只有重要的器官有含氧血的供給,血流到重要器官如腦及心臟,在潛水時乃持續供給。然而,供應其他器官的血管,如胃、腸、腎及肌肉,可能會被壓縮到無血流通過,而大量的血則存在腹腔及胸腔的靜脈(會變大成為血竇)。

相似的機制,亦可能在鯨類運作,雖然只有極少的實驗證據,因此種實驗是很難進行的,當然鯨的體腔中,靜脈是大且可擴張的,這指出在潛水時,血流的重新分布是會發生的。靜脈的膨脹有另一種好處,及填充潛水時,肺中空氣被壓縮所空出的體積。

動物運動和維持生命所需的能量,是從分解肝醣而來的,這通常是鯨有氧的途徑,這時會產生CO2和無毒的殘餘物,而呼吸系統的功能,即為供應血液氧而排出二氧化碳。

當氧不足的時候,不能完全分解肝醣─如潛水的動物─的反應,則中間過程時被打斷,產生有毒的乳酸,即所謂無氧代謝。在這種狀況下,動物就負了“氧債”,只有當回到表面呼吸時,氧儲存補充才能恢復。

在鯨類,似乎能吸收足夠的O2,使潛水時,大部分是有氧的代謝,而最重要的是,增加儲存及運輸O2的能力。

然而,在這樣長的潛水期中,至少有一此組織會用盡其存氧,改用無氧代謝供能。這暗示在深水期的後期,鯨類能勉強有足夠的氧維持心臟活動,而甚至腦部,也可能進行一些無氧代謝。

本文轉載自:海的巨人與精靈 http://whale.zo.ntu.edu.tw/