《看圖自學(xué)<解剖生理學(xué)>》③：呼吸系統(tǒng)、呼吸道功能、肺、肺泡與肺活量測試
書海泛舟，人間清歡
這是書語人間為你解讀的第586本書
《看圖自學(xué)<解剖生理學(xué)>》
今天，靈遙將繼續(xù)為你帶來《看圖自學(xué)<解剖生理學(xué)>》一書的共讀。上一篇里，我們讀到了「運動系統(tǒng)」，了解了骨骼肌、骨骼和關(guān)節(jié)的構(gòu)造與運動機制。那么，呼吸究竟又是怎么一回事，氧氣與二氧化碳又是如何在人體里交換的？從鼻子吸進身體的氣息為何一年四季都是溫?zé)岬?？肺活量測試如何進行的？……我們的體內(nèi)，與呼吸有關(guān)的器官包括了鼻子、咽喉、器官、支氣管、肺等。其中，鼻子到支氣管這段空氣通過的路徑，被稱為「呼吸道」。呼吸道以「喉嚨」為界，從鼻子到喉嚨這段為「上呼吸道」，氣管與支氣管為「下呼吸道」。支氣管末端的「小支氣管」內(nèi)徑僅為0.3mm左右，最后會連接到肺泡。「肺泡」是直徑為0.1-0.3mm的圓形氣球，多個聚集在一起，看起來像葡萄一樣。表面纏繞著彈性纖維，可維持其形狀，周圍有許多微血管圍繞，能夠與肺泡內(nèi)的空氣交換氧氣與二氧化碳。生理學(xué)上的「呼吸」是指氧氣與二氧化碳的交換，包括空氣與血液，以及血液與身體細胞間的「氣體交換」。我們在攝取了營養(yǎng)素和氧氣后，便會燃燒分解營養(yǎng)素產(chǎn)生能量，然后藉由這些能量存活在這個世界上。這種氧化反應(yīng)因為發(fā)生在身體內(nèi)部，因此也被稱為「內(nèi)呼吸」。內(nèi)呼吸發(fā)生時，血液里的紅血素會與肺泡里的氧氣發(fā)生結(jié)合，再將其運送到血液里的其他組織。同理，易溶于水的二氧化碳，也可以通過血漿的方式來運輸。因此，呼吸系統(tǒng)與血液循環(huán)系統(tǒng)，有著非常密切的聯(lián)系，健身手環(huán)上的「血氧」，即，血液氧氣濃度，監(jiān)測的便是這個。
至于「外呼吸」，就是我們大多數(shù)人都很熟悉的，以「肺部」為媒介，吸入氧氣，轉(zhuǎn)化后，把二氧化碳和廢物呼出到空氣里的過程。呼吸道是空氣的路徑，它由鼻子到喉嚨的「上呼吸道」，與氣管和支氣管所組成的「下呼吸道」構(gòu)成。我們在感到呼吸不暢時，往往是因為這個通道發(fā)生了擁堵。呼吸道除了是空氣進入身體的路徑，還有另外兩個重要的功能，分別是「排除異物」和「將空氣加溫、加濕」。空氣在進入呼吸道后，鼻孔內(nèi)的鼻毛會擋住空氣內(nèi)的灰塵等，然后上、中、下鼻甲表面的黏膜則能夠營造出一種高溫、潮濕的環(huán)境，不讓寒冬的冷空氣刺激到肺部和支氣管。另外，咽部還有一個名為「扁桃體」的組織，負責(zé)擊退混入空氣進入體內(nèi)的細菌和病毒，一個人因為咽喉腫痛去看醫(yī)生時，往往便是因為在扁桃腺內(nèi)，白血球與外來細菌正在展開激烈的戰(zhàn)斗。除此外，下呼吸道中，器官與支氣管的黏膜上還有許多細小毛狀結(jié)構(gòu)，可以分泌粘液，將不慎掉入氣管的灰塵在攔住，慢慢送入口腔，以痰的方式排出體外。因此，人之所以會打噴嚏、咳嗽、吐痰，是因為鼻腔、喉嚨、呼吸道粘膜做出的正常反應(yīng)，大家不必太過擔(dān)心~肺具有一定的伸縮與彈性，可以一定程度地擴張收縮，卻無法像心臟一樣靠自己力量伸縮。也就是說，肺是一個單純的袋狀結(jié)構(gòu)，若是要讓空氣進入肺部，需要借助外側(cè)的「外肋間肌」與「橫膈膜」的運動。當(dāng)胸腔擴張、體積增加的時候，便可以讓肺吸入空氣。胸腔擴張的多少，則會影響到一次吸入空氣的多少。另外，胸腔擴張的方式可以分為「擴大胸腔」與「橫膈膜下拉」兩種，分別是「胸式呼吸」與「腹式呼吸」。擴大胸腔作用于肋骨與肋骨間的「外肋間肌」。外肋間肌收縮時，可將下方的肋骨往上拉起，當(dāng)所有的外肋間肌一起拉起時，便可讓整個胸腔外擴。而，橫膈膜的名字里雖然帶有一個「膜」字，卻是有一定厚度的骨骼肌，形狀有點像是房子的屋頂，當(dāng)它收縮時，橫膈膜凸起下降，增加胸腔體積，使得肺部能夠吸入空氣。肺泡周圍圍繞著許多微血管，這些微血管的血液會與肺泡內(nèi)的空氣交換氧氣與二氧化碳。這種氣體交換是由什么機制發(fā)生的呢？首先，肺泡壁與微血管壁合起來大概只有0.5微米厚，這層薄膜能夠讓氧氣與其他氣體通過，卻無法讓灰塵和其他異物通過。當(dāng)氣體發(fā)生交換時，是藉由「擴散」這種物理現(xiàn)象進行的，是指一種物質(zhì)從濃度高的地方自然移動到濃度低的地方，最后所有區(qū)域的濃度皆相同的現(xiàn)象。因為肺泡里的氧氣濃度比血液里的氧氣濃度高，故氧氣會從肺泡擴散到血液里；同理可得，因為血液里二氧化碳的濃度比氧氣的高，所以二氧化碳會從血液里擴散到肺泡里，再通過呼吸排出體外。若擴散現(xiàn)象持續(xù)下去，最終血液和肺泡里的氧氣濃度會達到一致。這時，多余的氧氣會跟著二氧化碳一起被排出體外。因此，我們呼出的氣體中，并不全是二氧化碳，還有一定程度的氧氣~很多人都有在體檢時做過「肺活量測試」，要求用嘴巴含住與測量儀器相連接的管子，夾住鼻子防止空氣漏出，然后依照指示呼吸，測量自己的呼吸情況。測定結(jié)果如下圖所示，稱作「呼吸功能檢查圖」。平日里，一次吸入或吐出的氣體量為「潮氣量」，成人的約在500ml左右，不過其中只有100ml只能夠抵達咽喉、氣管、支氣管，無法抵達肺泡，于是便在沒有與肺泡交換的前提下被吐出，又被稱為「無效腔」。另外，平常呼氣的時候，肺泡不會被完全擠扁，故肺泡內(nèi)也有一定程度的空氣屬于「無效腔」的范圍。因此，如果經(jīng)常進行很淺的呼吸，那么吸進去的空氣大部分都會停留在「無效腔」里，無法使得肺泡里的空氣充分與外界交換，導(dǎo)致呼吸越來越淺。吸進最大量的空氣后，再用力吐盡這些氣體，就得到了「肺活量」，剩余部分會作為殘留量被存在呼吸與肺泡里，成人大概會殘留1500ml左右。最大吸氣量與吐氣量是檢查一個成年人呼吸功能的黃金標(biāo)準，可以推測出氣管、支氣管的通氣功能與肺部的柔軟度。健康成年人1秒內(nèi)可以吐出肺容量的氣體應(yīng)該在70%以上，如果太低可能表示器官、支氣管因氣喘發(fā)作而變得狹窄，或是因為腫瘤阻礙了氣體的進出。最后，有氧運動，如，呼吸、爬山、跑步等運動，能夠改善一個人的心肺功能，希望自己能夠有個好身體的朋友們一定要堅持每周150分鐘左右的中強度運動呀~下一篇里，我們一起來看循環(huán)系統(tǒng)。
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