結構生物化學/細胞訊號通路/呼吸系統
毛細血管交換是指血液和細胞外液之間發生的交換。它包含由小動脈端的小前毛細血管括約肌： - 當括約肌放鬆時，有更多血液流過毛細血管床。 - 當括約肌收縮時，有更少的血液流過毛細血管床。 - 收縮和擴張也會影響毛細血管血流。
流體靜壓在動脈端毛細血管內往往較高，而在靜脈端毛細血管內較低。這會導致液體從毛細血管動脈端移出。另一方面，滲透壓在動脈端毛細血管外往往較低，而在靜脈端毛細血管外較高。這會導致液體在靜脈端再次進入毛細血管。血漿蛋白產生滲透壓，並且不能透過毛細血管壁，使血液更濃縮。
紅細胞（紅細胞） - 紅細胞沒有任何型別或細胞器。它們運輸氧氣和二氧化碳，並使用糖酵解進行代謝。它們看起來像扁平的雙凹盤，最大限度地提高了表面積以增加氣體的擴散。它們的壽命為 3-4 個月，在即將死亡時會觀察到球形。
白細胞（白細胞）有不同型別的白細胞：淋巴細胞：在防禦和免疫中起作用，負責抗體的產生；單核細胞：也參與防禦和免疫；嗜酸性粒細胞：對過敏反應做出反應；中性粒細胞：對抗感染，通常處於惰性狀態；嗜鹼性粒細胞：參與組胺的釋放和儲存；
血小板（觸發血液凝固的碎片）血液凝固是正反饋迴路的一個例子。它是一種將凝血酶原轉化為凝血酶的機制，而凝血酶又將纖維蛋白原轉化為纖維蛋白。這種機制的主要要求是維生素 K 和鈣的存在。
血漿（血漿由離子、血漿蛋白、營養物質、水、激素和呼吸氣體組成。血漿中發現的蛋白質包括白蛋白、纖維蛋白原和免疫球蛋白）。
- 呼吸系統的功能是使氣體交換到身體的所有部位。肺泡和毛細血管之間的空間、交換系統的解剖結構或結構以及交換氣體的精確生理用途因生物體而異。例如，在人類和其他哺乳動物中，呼吸系統的解剖特徵包括氣道、肺和呼吸肌。氧氣和二氧化碳分子透過外部環境中的氣體與血液之間的擴散被動交換。這種交換過程發生在肺的肺泡區域。
- 肌肉活動改變了肋骨籠和胸腔的體積，肺部與這些體積變化相匹配。肺部雙壁囊的內層附著在肺部外部，外層附著在胸腔壁上。一層薄薄的充滿液體的空間將這兩層分開。由於表面張力的存在，這兩層就像兩塊透過一層水膜粘在一起的玻璃板：這兩層可以平滑地相互滑動，但不能輕易分開。表面張力將肺部的運動與肋骨籠的運動耦合在一起。
- 肋骨肌肉和橫膈膜（形成胸腔底部的骨骼肌板）收縮會導致肺容量增加。肋骨肌肉的收縮透過向上拉動肋骨和向外拉動胸骨來擴充套件肋骨籠。同時，當橫膈膜收縮並像活塞一樣下降時，胸腔也會膨脹。所有這些變化都會增加肺容量，結果是肺泡內的氣壓低於大氣壓。由於氣體從高壓區域流向低壓區域，因此空氣會透過鼻孔和口腔，然後沿著呼吸管向下流向肺泡。在呼氣過程中，肋骨肌肉和橫膈膜放鬆，肺容量減少，肺泡內的氣壓升高，迫使空氣向上沿著呼吸管流出體外。
- 呼吸的主要目的實際上只是為身體提供足夠的氧氣並去除過量的二氧化碳。呼吸過程可以在兩個層面上觀察到，一個大一個小。在肺部（大級別），氣體交換透過呼吸過程發生。在更細胞的層面上（小級別），氧氣發揮其作用，將我們吃的食物轉化為必需的能量，產生二氧化碳作為一種特定的副產品。
- 上圖詳細介紹了鼻子。重要的是要注意，鼻子不僅僅是通往喉嚨的通道，而是頭骨的重要組成部分，它提供了廣泛的通道陣列，內壁覆蓋著粘液。這些壁上分佈著散熱血管。事實上，鼻子可以看作是一個空調，在空氣進入肺部之前對其進行準備。空氣透過鼻子吸入時會發生三個過程，包括暖化、過濾和加溼。
- 暖化：空氣被血管暖化，因此在進入肺部之前總是處於合適的溫度。如上圖所示，三個鼻甲（上、中、下）在鼻子中發揮著至關重要的作用：它們是鼻腔側面的架子，在吸入的空氣進入肺部之前對其進行暖化。它們還覆蓋著數百萬根纖毛，保護身體免受吸入空氣中的刺激物的影響。它們在人們感冒時似乎會變大，但無論這些鼻甲可能造成多少麻煩，重要的是不要簡單地去除它們。
- 過濾：吸入的灰塵顆粒被鼻子裡的細小毛髮以及粘液捕獲，因此進入肺部的空氣相當乾淨。如上所示，鼻中隔實際上將鼻子左右的氣道隔開，將兩個參與鼻子過濾過程的鼻孔隔開。
- 加溼：空氣被鼻子裡的粘液100%地加溼。在完成這三個過程後，“處理”後的空氣會透過肺部進入氣管。
- 支氣管的內層是一層叫做支氣管粘膜的膜。在功能方面，這些管子在空氣經過口腔、鼻腔和氣管（氣管）後，將空氣輸送到肺部的細小分支和小細胞。存在一層平滑肌，它能夠收縮，從而產生氣道狹窄。支氣管層內的粘液腺在受到刺激時會產生大量的濃粘液。
- 在細支氣管的末端存在著數百萬個氣囊，即肺泡。肺泡之間存在著巨大的氣體空間，並伴隨薄薄的血液空間，這些空間提供了氣體擴散所需的表面積。這可以透過表面積與體積比來解釋，將一個大面積分割成許多小體積時，表面積會增加。此外，薄膜的存在有利於氣體擴散。簡單來說，這些氣囊可以比作葡萄串，附著在枝幹上。肺泡的單層壁允許氧氣和二氧化碳透過。肺部外側存在著稱為毛細血管的網狀結構，它們的壁也只有一層細胞。肺泡中富含氧氣，但二氧化碳含量低。而毛細血管中的血液則富含二氧化碳，但氧氣含量低。氣體試圖平衡壓力水平，因此氧氣會進入二氧化碳豐富的毛細血管。同時，二氧化碳從血液中進入肺泡，實現氣體平衡。下一步是透過呼氣排出二氧化碳。這種特定的氣體交換髮生在宏觀（肺部）層面上。然後，氧氣與血液中的血紅蛋白結合，從肺部運輸到心臟。血紅蛋白是一種高效的氧氣載體，在全身迴圈，為缺氧的組織和肌肉提供氧氣。
- 與宏觀（肺部）層級不同，組織細胞具有高水平的二氧化碳和低水平的氧氣。儘管平衡的過程相同，但組織細胞利用氧氣產生能量，並因此產生二氧化碳和水。它們從細胞進入血液，而氧氣進入細胞產生能量。這種特定的氣體交換迴圈在宏觀和微觀層面每分鐘重複超過 60 次。