生物科普:人體呼吸係統如何運行?
來源:新浪科技
發布時間:2021-06-24
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  新浪科技訊 北京時間6月24日消息,人類呼吸係統是如何工作的?呼吸係統負責為(wei) 身體(ti) 細胞提供氧氣,以及排出二氧化碳,它是由鼻子、鼻腔、咽、喉、氣管、支氣管和肺組成。

  你知道右肺比左肺略微大一些嗎?左肺較窄,因為(wei) 它要為(wei) 心髒騰出空間,而心髒稍微向左傾(qing) 斜。然而,右肺比左肺短而寬,因為(wei) 肝髒在其右下方,由於(yu) 右肺更大,它比左肺為(wei) 身體(ti) 提供更多氧氣。

人體肺部器官人體肺部器官

  你還記得自己如何通過一個(ge) 鼻孔呼吸嗎?這被稱為(wei) 鼻循環,人體(ti) 為(wei) 什麽(me) 具有這樣的能力仍不清楚。然而,這些僅(jin) 是負責為(wei) 身體(ti) 提供氧氣的器官的膚淺事實,鼻子、肺、咽、喉、氣管和支氣管組成呼吸係統。那麽(me) ,呼吸係統是如何工作的呢?

  呼吸係統的功能

  人類呼吸係統負責為(wei) 身體(ti) 提供氧氣,但是該過程效率較低,因為(wei) 身體(ti) 每個(ge) 細胞都負責氧氣供應,因此呼吸係統從(cong) 大氣中吸收氧氣,並將氧氣輸送至循環係統,再將氧氣輸送至全身。

  除了吸入氧氣之外,呼吸係統也會(hui) 排出二氧化碳,細胞產(chan) 生二氧化碳作為(wei) 新陳代謝的副產(chan) 物,過量的二氧化碳必須排出體(ti) 外,呼吸係統使用新鮮的氧氣交換二氧化碳廢氣,這一過程叫做氣體(ti) 交換。人體(ti) 排出二氧化碳也能使血液pH值維持在7.4的最佳水平,同時,呼吸係統能幫助人們(men) 實現說話和嗅聞氣味。

肺部的肌肉組織肺部的肌肉組織

  呼吸係統的器官

  這些對生命至關(guan) 重要的功能是由呼吸係統不同部分完成的,其包括的器官有:鼻子、鼻腔、咽、喉、氣管、支氣管和肺。

  首先空氣從(cong) 鼻子進入人體(ti) ,鼻子中的上皮細胞產(chan) 生粘液,能濕潤空氣,而血管具有一定熱量,可使進入鼻孔的空氣變得溫暖。

  鼻孔黏液還會(hui) 保留任何可能入侵肺部的汙垢和病原體(ti) ,同時,鼻子內(nei) 部還有數百萬(wan) 個(ge) 嗅覺感受器,幫助我們(men) 嗅聞周圍環境。

  空氣從(cong) 鼻孔吸入穿過咽喉進入氣管,咽和喉連接鼻腔和氣管,也確保人體(ti) 空氣通道在呼吸時保持開放狀態,聲帶位於(yu) 喉內(nei) ,當空氣穿過喉嚨,處於(yu) 聲帶之上時,就能發出聲音。

  氣管是一根由C形軟骨環和平滑肌支撐的長管,氣管內(nei) 部充滿了黏液,同樣是為(wei) 了防止外來顆粒進入身體(ti) ,可以確保空氣保持濕潤狀態。

  將氣管想象成一條較長的通道,當吸入空氣向下進入氣管時,氣管分裂成支氣管,支氣管又進一步分裂成細支氣管,空氣通過不同的支氣管通道進入肺部。該情況一直持續到細支氣管,抵達肺泡。

  肺泡是氣體(ti) 交換發生的地方,它們(men) 是充滿空氣的囊狀結構,有點像氣球,它們(men) 與(yu) 毛細血管相接觸,毛細血管將缺氧和富含二氧化碳的血液送到肺部。

  吸氣

圖解肺部吸氣和呼氣過程圖解肺部吸氣和呼氣過程

  一切始於(yu) 大腦,大腦主要部分是延髓,延髓能感知身體(ti) 需要更多的氧氣,並向呼吸係統發送信號實現吸氣。在這個(ge) 過程中,與(yu) 呼吸係統相關(guan) 的肌肉和骨骼開始活動,肌肉拉伸和推動肺部,使其擴張和收縮。

  呼吸依賴於(yu) 一個(ge) 重要原理——壓力差,肺內(nei) 部壓力與(yu) 外部環境壓力之間的差異決(jue) 定了空氣是流入還是流出肺部,這種壓差是通過改變肺的容積而產(chan) 生的,壓強和體(ti) 積是成反比的,所以體(ti) 積越小,內(nei) 部壓強就越大。

  吸氣時可使肺部擴張,從(cong) 而導致肺內(nei) 部壓力低於(yu) 大氣壓力,自然地,空氣會(hui) 從(cong) 一個(ge) 壓力較高區域流向一個(ge) 壓力較低區域,這意味著外部空氣會(hui) 進入肺部。

  肺泡內(nei) 的氣體(ti) 交換是依據分壓原理進行的,分壓是氣體(ti) 在混合物中產(chan) 生的壓力,因此,如果瓶子裏有3種氣體(ti) 混合物,每種氣體(ti) 在瓶子中都會(hui) 有不同的壓力,瓶子中總壓強是3種氣體(ti) 分壓的和。

  在肺部中,氧氣分壓較高,而在血管中,氧氣分壓較低,因此,氧氣會(hui) 從(cong) 肺泡中轉移至血管中,因為(wei) 肺泡中有較高的分壓。同樣,二氧化碳的分壓在血管中較高,在肺泡裏較低,所以它會(hui) 從(cong) 血管流向肺泡。這種氣體(ti) 交換在肺部大約5億(yi) 個(ge) 肺泡中不斷發生,通過肺泡富含氧氣將傳(chuan) 輸到身體(ti) 其他部位,為(wei) 細胞提供氧氣。

  呼氣

  為(wei) 了排出二氧化碳氣體(ti) ,肺部會(hui) 向內(nei) 收縮,從(cong) 而減少了肺內(nei) 容積,從(cong) 而增加了壓力,這個(ge) 壓強現在比大氣壓強大,所以空氣會(hui) 從(cong) 肺部排出,進入空氣之中。這樣,就形成了一個(ge) 完整的呼吸循環係統!

在肺泡中進行氣體交換在肺泡中進行氣體交換

  最終結論

  呼吸係統對免疫係統也非常重要,鼻子和氣管中的黏液和毛發阻止異物進入體(ti) 內(nei) ,肺部甚至有自己的“保鏢”——被稱為(wei) 巨噬細胞的免疫細胞,當任何病原體(ti) 侵入肺部時,它們(men) 會(hui) 保護肺部。

  在大多數情況下,這種精心設計的行為(wei) 是為(wei) 了讓氧氣不知不覺地進入人體(ti) ,我們(men) 不需要考慮獲得充足的氧氣,除非你正在做瑜伽或者剛結束鍛煉,呼吸是人們(men) 最本能的行為(wei) 之一,也是人們(men) 出生後做的第一件事和死亡前做的最後一件事。所以,當你深呼吸享受溫暖陽光的時候,一定別忘記感謝自己辛勤工作的肺,是它讓這一切成為(wei) 可能!


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