​【奥秘】气体交换的奥秘

[奥秘]气体交换的奥秘

肺通过交换血液中的氧气与二氧化碳进行外呼吸。

体内各器官通过血液交换氧气与二氧化碳来进行内呼吸。

在肺与细胞之间进行的气体交换

血液中的红细胞中含有血红蛋白。血红蛋白具有在含氧状态下与氧气结合，缺氧状态下释放与其结合的氧气的特性。

由于吸气运动，肺泡内被空气所填满。覆盖在肺泡壁上的肺泡上皮细胞是一层厚度非常薄的扁平细胞，氧气可以轻松通过。再加上只有少量的结缔组织，氧气可以穿过肺泡壁中的毛细血管上的内皮细胞，直接进入毛细血管内部。

于是，血液中的氧含量变得十分丰富，血红蛋白与氧气结合。由此，流淌在肺泡壁中的血液中的血红蛋白几乎百分之百与氧气结合。富含氧气的血液被称为动脉血，呈现鲜艳的红色。动脉血聚集到肺静脉，然后被输送回心脏的左心室，再从左心室流出，经大动脉在全身中流动。

身体各部分组织由于需要消耗氧气才能产生能量，各组织都处于氧气浓度很低的状态。正因为如此，当血液流经各个器官时，氧气从血红蛋白中分离，透过毛细血管壁向周围扩散，以向全身的细胞供给氧气。此外，细胞在产生能量的同时，也会产生二氧化碳，全身的组织处于高浓度二氧化碳状态。此时，动脉血因为基本不含有二氧化碳，组织中的二氧化碳会全部交换到血液中。

就这样，动脉血流经人体组织中的毛细血管的时候，与血红蛋白结合的氧气被释放出来，取而代之的是大量吸收进来的二氧化碳。这样的血液被称为静脉血，呈暗红色。静脉血流经全身的静脉，经过上、下腔静脉流向右心房，从右心房通过肺动脉流至肺部，然后进入肺泡壁中的毛细血管。肺泡内的空气只含有少量的二氧化碳，因此毛细血管中的血液二氧化碳会融入到肺泡内的空气中。与此同时，氧气也会进入血液中，再次与血红蛋白结合变回动脉血回归心脏。就这样，血液在肺和全身的组织之间，不断地搬运氧气回收二氧化碳，进行着气体循环。

肺泡壁上，血液中的二氧化碳排放到肺泡内，肺泡中的氧气融入到血液中，这种气体交换过程，被称为外呼吸。

此外，全身组织的细胞，从血液中吸收氧气，像血液内排放不需要的二氧化碳，这种气体交换过程，被称为内呼吸。

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