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发布时间:2020-03-10 来源: 责任编辑:科普网 【字体: 打印
【趣味百科】认识我们的呼吸系统
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《病毒来袭》专刊加急印制中,已经订阅的读者,预计周五前即可查看快递信息。专刊在内容上包含三大板块,分别是 “病毒来袭”“科学防护”“疫情下的呼吸”。今天我们选取了杂志第三部分中有关呼吸系统的知识,邀请读者们先睹为快。
一、呼吸系统大观
呼吸系统是新冠病毒主要的入侵方向。以其中的肺部为例,人类的肺部拥有约3亿个终末肺泡,展开后的总面积在60㎡-100㎡。
结构为功能服务,这样惊人的面积可以提高单次呼吸的气体交换效率,然而,这“广袤的”土地也成了新冠病毒觊觎的对象。
01.呼吸系统一大串
呼吸系统是人体与外界空气进行气体交换的一系列器官的总称,包括鼻、咽、喉、气管、支气管、肺以及胸膜等组织。我们一般常将鼻、咽、喉称为上呼吸道,气管以下的气体通道部分称为下呼吸道。空气通过口鼻进入人体,穿过长长的气管,逐步接近肺部。此时,空气可以选择左转或右转,这两条路线都通往肺叶。

▲呼吸系统组成
02.气体“高速路”
气管和支气管是气体进入人体深处的“高速公路”。为了保证吸入气体的清洁程度,气管内壁有一层湿漉漉的“毛刷”(纤毛),还有一层黏液包裹。一些病毒颗粒、灰尘和病菌会被黏液捕获,由不停向喉部摆动的纤毛推入咽喉,随即被吞咽或咳出,从而失去入侵人体的机会。气管在胸骨角处分成左、右主支气管,而每一侧肺叶中的支气管再不断分叉形成数千条更小的分支,其中最狭窄的气道直径仅有0.5mm。这样的结构大大增加了气体交换的效率。

▲纤毛功能示意图
粉红海绵——肺
肺是呼吸系统中最重要的器官,状如粉红色的海绵。它的形态会依空气的充盈程度和胸廓的形状而变化,一般近似圆锥状。肺的外围被光滑湿润的胸膜包裹,肺部因此可以无阻力地滑动。我们的身体里共有五片肺叶,由于人左侧胸腔的一部分空间被心脏占据,因此右肺有三片肺叶,而左肺只有两片肺叶。

▲肺叶由黑线分隔
由于肺实在太重要了,有时,出于救治需要,一些病人会被割开气管,以保证正常通气或者控制肺部的病变。据说,已故物理学家霍金就曾被切开气管。
还有一些情况,患者因事故等原因被割断了气管,事后被送去抢救时,却被医生“晾”在一边。这也是因为在肺部功能没有受损时,气管的外伤不一定致命,医生判断情况后,会优先处理更紧急的情况。
二、空气进又出
01.气体交换是如何进行的?
外界空气经过呼吸道的过滤、湿润、温暖,最终被运送到肺部。此时,血液中的氧气浓度远小于肺泡中的氧气浓度,因此氧分子可以迅速穿过只有一个细胞厚度的边界,从肺泡进入流动的血液。这些新鲜的“气体助燃物”随即被运送至全身各处,投入细胞里的“内燃机”,进而氧化分解部分有机物,释放能量,供给人体所需。
与此同时,“内燃机”释放的“废气”——二氧化碳也被血液运送到肺部,然后在肺泡处穿过边界,经呼吸道被排出。至此,一次气体交换就完成了。

▲肺泡气体交换示意图
02.吸进呼出的气体在成分上有什么差别?

氮气虽是空气的主要成分,但不能被我们所利用,氧气和二氧化碳才是气体交换的主角。在呼出的气体中,氧气的含量将降至16%左右,二氧化碳含量则大幅上升,由原本的0.03%变
为4%,足足升高了130多倍!此外,还记得自己对着镜子哈气的场景吗?冰冷的镜面逼迫隐形的水蒸气凝结,于是镜面挂上了一层白蒙蒙的小水珠。这意味着,呼出气体中的水分含量也大大提升了。
03.人的皮肤能呼吸吗?
能,但是“功率”太小,不太好用。我们的皮肤虽然直接与外界接触,但其外表有一层致密的角质。这层没有生命的死细胞是人体天然的屏障,犹如“铜墙铁壁”一般,阻碍了气体的交换。所以,皮肤的位置虽然优越,但没有优先“学习”呼吸技能。