结构生物化学/细胞信号通路/呼吸系统
毛细血管交换是指血液和细胞外液之间发生的交换。它包含由小动脉端的小前毛细血管括约肌： - 当括约肌放松时，有更多血液流过毛细血管床。 - 当括约肌收缩时，有更少的血液流过毛细血管床。 - 收缩和扩张也会影响毛细血管血流。
流体静压在动脉端毛细血管内往往较高，而在静脉端毛细血管内较低。这会导致液体从毛细血管动脉端移出。另一方面，渗透压在动脉端毛细血管外往往较低，而在静脉端毛细血管外较高。这会导致液体在静脉端再次进入毛细血管。血浆蛋白产生渗透压，并且不能通过毛细血管壁，使血液更浓缩。
红细胞（红细胞） - 红细胞没有任何类型或细胞器。它们运输氧气和二氧化碳，并使用糖酵解进行代谢。它们看起来像扁平的双凹盘，最大限度地提高了表面积以增加气体的扩散。它们的寿命为 3-4 个月，在即将死亡时会观察到球形。
白细胞（白细胞）有不同类型的白细胞：淋巴细胞：在防御和免疫中起作用，负责抗体的产生；单核细胞：也参与防御和免疫；嗜酸性粒细胞：对过敏反应做出反应；中性粒细胞：对抗感染，通常处于惰性状态；嗜碱性粒细胞：参与组胺的释放和储存；
血小板（触发血液凝固的碎片）血液凝固是正反馈回路的一个例子。它是一种将凝血酶原转化为凝血酶的机制，而凝血酶又将纤维蛋白原转化为纤维蛋白。这种机制的主要要求是维生素 K 和钙的存在。
血浆（血浆由离子、血浆蛋白、营养物质、水、激素和呼吸气体组成。血浆中发现的蛋白质包括白蛋白、纤维蛋白原和免疫球蛋白）。
- 呼吸系统的功能是使气体交换到身体的所有部位。肺泡和毛细血管之间的空间、交换系统的解剖结构或结构以及交换气体的精确生理用途因生物体而异。例如，在人类和其他哺乳动物中，呼吸系统的解剖特征包括气道、肺和呼吸肌。氧气和二氧化碳分子通过外部环境中的气体与血液之间的扩散被动交换。这种交换过程发生在肺的肺泡区域。
- 肌肉活动改变了肋骨笼和胸腔的体积，肺部与这些体积变化相匹配。肺部双壁囊的内层附着在肺部外部，外层附着在胸腔壁上。一层薄薄的充满液体的空间将这两层分开。由于表面张力的存在，这两层就像两块通过一层水膜粘在一起的玻璃板：这两层可以平滑地相互滑动，但不能轻易分开。表面张力将肺部的运动与肋骨笼的运动耦合在一起。
- 肋骨肌肉和横膈膜（形成胸腔底部的骨骼肌板）收缩会导致肺容量增加。肋骨肌肉的收缩通过向上拉动肋骨和向外拉动胸骨来扩展肋骨笼。同时，当横膈膜收缩并像活塞一样下降时，胸腔也会膨胀。所有这些变化都会增加肺容量，结果是肺泡内的气压低于大气压。由于气体从高压区域流向低压区域，因此空气会通过鼻孔和口腔，然后沿着呼吸管向下流向肺泡。在呼气过程中，肋骨肌肉和横膈膜放松，肺容量减少，肺泡内的气压升高，迫使空气向上沿着呼吸管流出体外。
- 呼吸的主要目的实际上只是为身体提供足够的氧气并去除过量的二氧化碳。呼吸过程可以在两个层面上观察到，一个大一个小。在肺部（大级别），气体交换通过呼吸过程发生。在更细胞的层面上（小级别），氧气发挥其作用，将我们吃的食物转化为必需的能量，产生二氧化碳作为一种特定的副产品。
- 上图详细介绍了鼻子。重要的是要注意，鼻子不仅仅是通往喉咙的通道，而是头骨的重要组成部分，它提供了广泛的通道阵列，内壁覆盖着粘液。这些壁上分布着散热血管。事实上，鼻子可以看作是一个空调，在空气进入肺部之前对其进行准备。空气通过鼻子吸入时会发生三个过程，包括暖化、过滤和加湿。
- 暖化：空气被血管暖化，因此在进入肺部之前总是处于合适的温度。如上图所示，三个鼻甲（上、中、下）在鼻子中发挥着至关重要的作用：它们是鼻腔侧面的架子，在吸入的空气进入肺部之前对其进行暖化。它们还覆盖着数百万根纤毛，保护身体免受吸入空气中的刺激物的影响。它们在人们感冒时似乎会变大，但无论这些鼻甲可能造成多少麻烦，重要的是不要简单地去除它们。
- 过滤：吸入的灰尘颗粒被鼻子里的细小毛发以及粘液捕获，因此进入肺部的空气相当干净。如上所示，鼻中隔实际上将鼻子左右的气道隔开，将两个参与鼻子过滤过程的鼻孔隔开。
- 加湿：空气被鼻子里的粘液100%地加湿。在完成这三个过程后，“处理”后的空气会通过肺部进入气管。
- 支气管的内层是一层叫做支气管粘膜的膜。在功能方面，这些管子在空气经过口腔、鼻腔和气管（气管）后，将空气输送到肺部的细小分支和小细胞。存在一层平滑肌，它能够收缩，从而产生气道狭窄。支气管层内的粘液腺在受到刺激时会产生大量的浓粘液。
- 在细支气管的末端存在着数百万个气囊，即肺泡。肺泡之间存在着巨大的气体空间，并伴随薄薄的血液空间，这些空间提供了气体扩散所需的表面积。这可以通过表面积与体积比来解释，将一个大面积分割成许多小体积时，表面积会增加。此外，薄膜的存在有利于气体扩散。简单来说，这些气囊可以比作葡萄串，附着在枝干上。肺泡的单层壁允许氧气和二氧化碳通过。肺部外侧存在着称为毛细血管的网状结构，它们的壁也只有一层细胞。肺泡中富含氧气，但二氧化碳含量低。而毛细血管中的血液则富含二氧化碳，但氧气含量低。气体试图平衡压力水平，因此氧气会进入二氧化碳丰富的毛细血管。同时，二氧化碳从血液中进入肺泡，实现气体平衡。下一步是通过呼气排出二氧化碳。这种特定的气体交换发生在宏观（肺部）层面上。然后，氧气与血液中的血红蛋白结合，从肺部运输到心脏。血红蛋白是一种高效的氧气载体，在全身循环，为缺氧的组织和肌肉提供氧气。
- 与宏观（肺部）层级不同，组织细胞具有高水平的二氧化碳和低水平的氧气。尽管平衡的过程相同，但组织细胞利用氧气产生能量，并因此产生二氧化碳和水。它们从细胞进入血液，而氧气进入细胞产生能量。这种特定的气体交换循环在宏观和微观层面每分钟重复超过 60 次。