肺泡内的气体交换如何工作
在肺的深处,上亿颗微小气囊与血液紧贴在一起。看新鲜空气到达、氧气溜进血液、二氧化碳再离开血液。
在肺的深处,上亿颗微小气囊与血液紧贴在一起。看新鲜空气到达、氧气溜进血液、二氧化碳再离开血液。
肺泡是气道最末端的一颗微小气囊,直径约 0.2 毫米。把肺想成一棵倒过来的树:主干是气管,枝杈是各级气道,而肺泡就是树上的叶子。这样的气囊有上亿颗,加起来覆盖面积极大。诀窍也正在这里——让空气与血液有足够大的接触面。
气体交换从外面完全看不出来:没有活动部件,也没有泵。放大到单颗肺泡和它的毛细血管,才能看清两种气体如何朝着相反方向,穿过同一层极薄的壁——这正是整个呼吸系统的关键。
空气被吸入后沿分支气道下行,经细小的细支气管进入气囊,里面带着充足的氧气。
毛细血管是一条窄到红细胞只能排成单列通过的血管,紧贴在气囊外侧。流进来的是已经卸下氧气、并且收集了二氧化碳的血液。
空气与血液之间是呼吸膜,大约只有一个细胞厚。保持这么薄至关重要:距离越短,气体穿过的速度就越快。
空气中的二氧化碳浓度比血液里低,于是它从血液扩散出来,穿过呼吸膜进入气囊,等待被呼出体外。
与此同时,氧气朝着反方向扩散。新鲜空气里的氧气远多于刚回流的血液,于是它穿过呼吸膜进入血液——完全不需要泵。
红细胞装上氧气,被带向心脏方向,再由心脏把焕然一新的血送往全身各处。二氧化碳则被你呼出,循环就此重复。
因为形状直接决定表面积。把上亿颗微小气囊塞满两肺,能提供极其巨大的气体交换总面积——远非单个光滑的袋子可比,正是这个面积让你能吸够氧气。
不需要。氧气只是从浓度高的地方(新鲜空气)扩散到浓度低的地方(刚回流的血液),二氧化碳则朝相反方向扩散。整个过程无需泵,靠的就是这层薄薄的膜。
扩散只有在短距离上才够快。如果空气与血液之间的壁因积液或肿胀而变厚,气体通过就会变慢,身体摄取氧气也会变得吃力。
氧气从空气进入血液,因为新鲜空气里的氧气比血液中多;二氧化碳从血液进入空气,因为血液里的二氧化碳更多——随后被呼出体外。
不是。这是对气体交换的大幅简化教学模型,不构成医疗诊断或临床建议——如有健康相关问题,请咨询专业医生。