當(dāng)你剛剛完成100米沖刺跑，會(huì)有什么樣的感覺？你可能會(huì)感到呼吸急促，上氣不接下氣，為什么會(huì)這樣呢？其實(shí)是因?yàn)槲覀兊纳眢w需要持續(xù)充足的氧氣供應(yīng)，以維持身體細(xì)胞有序的工作。但是，由于人體的皮膚直接與外界接觸，其外表有一層致密的角質(zhì)層，無(wú)法借助皮膚實(shí)現(xiàn)人體的氣體交換。那么，人體是如何與外界進(jìn)行氣體交換的呢？

人體呼吸系統(tǒng)的組成與功能

人體氣體的交換依賴于呼吸系統(tǒng)，它由呼吸道和肺構(gòu)成，呼吸道由鼻、咽、喉、氣管、支氣管組成。外界空氣經(jīng)過呼吸道的過濾、濕潤(rùn)、溫暖最終運(yùn)送到肺。而全身各處產(chǎn)生的二氧化碳經(jīng)過肺，沿著呼吸道排放到外界環(huán)境中。人體借助呼吸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與外界進(jìn)行的氣體交換，下表是人體呼吸前后氣體發(fā)生的變化。

氣體進(jìn)出肺的動(dòng)力來(lái)自哪里？

首先，我們來(lái)感受一下呼吸運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)你將一只手靠近鼻前，另一手撫在胸部肋骨部位，慢慢地深吸一口氣，然后慢慢地呼出氣體。你能感受到身體哪些結(jié)構(gòu)參與了該活動(dòng)嗎？

吸氣時(shí)，我們的胸腔擴(kuò)大，一股氣流沿著呼吸道運(yùn)送到肺，呼氣時(shí)，伴隨著氣體的排出，胸廓回收?？刂菩乩兓?，主要是位于胸腔和腹腔之間的膈肌與控制肋骨運(yùn)動(dòng)的肋間外肌。這種由肋間外肌和膈肌收縮舒張引起胸廓節(jié)律性擴(kuò)張與縮小的過程就是呼吸運(yùn)動(dòng)。

呼氣和吸氣是通過呼吸運(yùn)動(dòng)控制肺內(nèi)壓和大氣壓的壓力變化而實(shí)現(xiàn)的。正常情況下空氣始終從氣壓高的地方向氣壓低的方向流動(dòng)。比如我們用力擠壓一個(gè)塑料瓶，空氣會(huì)從瓶里釋放出來(lái)，這是因?yàn)閿D壓瓶壁時(shí)，增大了瓶中氣體的氣壓。當(dāng)松開手時(shí)，塑料瓶恢復(fù)到原有狀態(tài)，體內(nèi)的氣壓會(huì)變得比外界小，空氣又會(huì)重新回到瓶?jī)?nèi)。呼吸現(xiàn)象的原理和塑料瓶的收縮與舒張非常相似。只要能夠降低胸腔內(nèi)的氣壓，外界空氣就會(huì)流入到胸腔的肺內(nèi)。

在吸氣時(shí)，肋骨間的肋間外肌收縮，抬升了肋骨，使胸腔橫向擴(kuò)大。膈肌是一種凸起的肌肉，其收縮引起自身的位置降低，呈現(xiàn)出更為平坦的形態(tài)，使胸腔縱向擴(kuò)大。這時(shí)胸腔體積增大，肺擴(kuò)張，引起肺內(nèi)壓變小，使肺內(nèi)壓小于大氣壓，外界的空氣就會(huì)被吸入到人體內(nèi)。呼氣時(shí)，肋間外肌和膈肌收縮，胸腔體積變小，肺借助自身的彈力恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，肺內(nèi)的空氣就會(huì)被推出去。

肺部如何實(shí)現(xiàn)氣體的交換？

肺是氣體交換的重要場(chǎng)所。如果將等質(zhì)量的肺和肝臟放入清水中，你會(huì)發(fā)現(xiàn)肺會(huì)浮在水面上，而肝臟很快沉到了水下，這是為什么呢？這是因?yàn)樵诜蝺?nèi)細(xì)窄的氣管內(nèi)殘留著很多氣體。它類似于大樹的分支，氣管的端部分為左右兩個(gè)支氣管，支氣管端部繼續(xù)分支為細(xì)支氣管，這些分支末端膨大呈球體的肺泡，健康成年人大概有3億個(gè)肺泡，如果將它們展開，大概有80平米，是人體體表面積的42倍，這有利于更充分地進(jìn)行氣體交換。

肺泡是由單層細(xì)胞構(gòu)成的，肺泡外周被豐富的同樣是單層細(xì)胞構(gòu)成的毛細(xì)血管網(wǎng)包裹著。這樣的配合，為肺泡內(nèi)的氣體和肺泡周圍毛細(xì)血管內(nèi)的氣體快速交換提供了結(jié)構(gòu)保障。肺泡內(nèi)的氣體與毛細(xì)血管內(nèi)的氣體，通過擴(kuò)散作用進(jìn)行著氧氣與二氧化碳的交換。血管中有來(lái)自細(xì)胞代謝作用產(chǎn)生的二氧化碳，它的濃度遠(yuǎn)大于肺泡中二氧化碳的濃度，而血液中的氧氣濃度又遠(yuǎn)小于肺泡中的濃度，兩種氣體在這里分別快速地?cái)U(kuò)散，最終實(shí)現(xiàn)了人體內(nèi)和外界環(huán)境氣體的交換。

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人體是如何與外界進(jìn)行氣體交換的？

圖文簡(jiǎn)介

當(dāng)你剛剛完成100米沖刺跑，會(huì)有什么樣的感覺？你可能會(huì)感到呼吸急促，上氣不接下氣，為什么會(huì)這樣呢？