组织细胞与血液气体交换的过程

同学们，前面我们讲的这个东西都叫做肺和外界的气体交换，就是气体，它首先第一步要从外界进入肺，氧气要进来，二氧化碳要出去，对不对？它其实只是其中的我们所说的人体内气体交换的第一个部分，气进来和气出去来，我就画了一个这么的东西，请问代表了什么？这里代表什么？ 如果这个代表的是肺或者是肺泡的话，这里我们就把它当成肺泡吧。那请问这个管体代表什么？肺和外界连接的什么东西？呼吸道？呼吸道，或者是气管好进来的。我们从外界进来的气体应该代表什么？氧气 出去的呢？二氧化碳，好，这个只是第一步，氧气现在只是进入肺泡里面了，还要继续往人体内扩散，此时肺泡内的氧气 要往肺泡外的毛细血管里头扩散啊，放进去，氧气要过来。好，氧气从外界进入肺泡，再从肺进入肺泡外的毛细血管。 ok， 同学们，氧气是被毛细血管里的某一类细胞给运输的，是什么气呢？氧气有谁蕴涵气的吗？ 嗯，很好，是红细胞菌，一个点点的红细胞循环系统。下面我们讲了红细胞菌氧气。

呼吸如此平常，却又如此神奇。这口空气如何穿过蜿蜒的管道？如何被精确分拣？又如何跨过最后的屏障，融入你的血液，奔流向全身？今天，让我们把视角缩小一千万倍，潜入你的肺部， 亲眼见证这场关乎你每秒生存的气体交换终极工程。准备好，我们即将启程，在深入工厂前，必须了解它的底层代码。三大气体定律 一道尔顿定律空气中的氧气、二氧化碳并非混为一体，他们各自为政产生的压力叫分压。气体总是从高分压区向低分压区扩散，这是交换的根本动力。第二，亨利定律，气体要进入血液，得先溶解， 分压越高，溶解越多。就像晃过的可乐瓶，压力一大，二氧化碳就拼命想融进去。第三，格雷厄姆扩散定律，轻的气体扩散快，但别急，二氧化碳虽然分子重，它在水里的溶解度是氧气的二十四倍。所以综合来看，在血液里，二氧化碳的扩散效率其实是氧气的二十倍。记住这三点， 我们就懂了。工厂运行的物理系统，动力来自呼吸机，主要是隔肌这个阻力活塞。但吸气不是蛮力活， 他要克服两大阻力，一是弹性阻力，肺向被橡皮筋拴着，吸的越满，回拉越费劲。二是气道阻力，这才是关键。根据薄宿液定律，气道阻力与半径的四次方程反比，简单说，气道细一点点，阻力就猛增十几倍。 所以支气管静瘴会让人瞬间窒息。但身体的设计充满智慧，最细的小气道虽然单个阻力大，但数量极多，总横间面积巨大，反而成了低阻力区。这就解释了为什么大气道出世是急症，而小气道病变早期像个沉默杀手。通气是门平衡动力与阻力的艺术。 空气和血液在肺泡会灭，但要高效交换，必须数量匹配，这就是通气。血流比理想值约零点八，但现实很骨感，受重力影响力位时，肺间血流少气多。有些空气白来了，肺底气多血更多，有些血液没换到足够气，这是健康的正常不均。 身体有智能调节，血少的肺泡会让血管收缩，把血赶到更需要的地方。气少的区域会让支气管扩张，多进点空气，它在努力实现气随血走、血随气动的动态平衡。一旦疾病打破这种调节，就会发生严重的低氧血栓。 经过长途跋涉，气体来到了最后，也是最关键的一维米血气屏障。它比蝉翼还薄，却由六层精密结构组成，氧气分子在这里上演生死时速。在不到零点三秒的红细胞流过时间内，它必须以单纯扩散的方式 连续穿越六层膜，进入血浆，然后钻进红细胞，最终牢牢结合在血红蛋白的四个座位上，这才算完成了。从空气到生命燃料的四个座位上，这才算完成了。从空气到生命燃料的四个座位上，这才算完成了。从空气到生命燃料的四个座位上，这才算完成了。从空气到生命燃料的四个座位上。依赖的是极短的扩散距离和巨大的交换 面积。所以当肺纤维化让屏障增厚或肺气肿让肺泡壁破坏，面积减少时，即使通气血流都正常，氧气也跨不过这最后的虹沟，导致弥散功能障碍，这是许多兼治性肺病的核心难题。 让我们回顾这口气的伟大旅程。他被风箱吸入，在与阻力的博弈中到达肺泡。他与经过智能调配的血液完美邂逅。他用最快的速度跨越最后的薄膜屏障。他找到了血红蛋白这个专属座驾，随血液奔涌向每一个等待他的细胞。你看，呼吸远不止是肺的事，他需要呼吸机的动力， 神经的精准控制，心血管的紧密配合，血液的强大运力以及细胞代谢产生的终极动力。分压差，是一项整合了物理学、生理学、 流体动力学的终极生命工程。理解它，我们才真正懂得每一次平稳而深长的呼吸是多么精密，多么可贵。生命就在这一呼一吸之间，被如此优雅而坚定的维系着。感谢你一同完成这次探索。这里是轻松学重症，愿我们永远敬畏这口无声的奇迹。

这是我在教学过程当中制作的一个人体内气体交换，是一模型， 在这个模型当中我们可以准确的了解人体内气体交换是如何进行的，那么下面我们来看一下这是心脏的四个枪， 右心房、右心室，左心房、左心室是将血液压送到肺部去的一个血管，左心室联通的是主动脉，能将血液 压缩到全身的毛细血管网，那么下面我们来看一下 流动是静脉穴，这个静脉穴由肺动脉压送到肺部的毛细血管网，大家注意看在这里白色的结构，我表示的是肺泡，那么他周围密布有毛细血管， 毛细是稳闭，肺泡壁都非常薄， 血液中的二氧化碳浓度比较高，通过扩散作用，血液中的二氧化碳通过毛细血管壁、肺泡壁进 进入到肺泡当中，被人体呼出体外。肺泡中的氧气浓度较高，通过肺泡壁、毛血管壁进入到血液， 那么这样就完成了肺泡里的气体交换，也就是肺泡浴血液间的气体交换过程。下面咱们再介绍一下血液浴组织细胞间的一个气体交换， 通过肺泡与血尖的气体交换以后，血液由静脉血变成了动脉血，由肺静脉运送到心脏的左心房，在这里我用红色表示， 代表左心房、左心室以及肺静脉当中流动式动脉血，这个动脉血由左心室出发，由主动脉压缩到全身的毛细血管网， 在这里组织细胞与血液间发生了气体交换，动脉血中的氧气给了组织细胞，组织细胞通过呼吸作用产生的二氧化碳又进入了血液， 那么在这里我们会看到在组织细胞当中周围密布有毛细血管，那么在这里发生了气体交换，这些 代表的是组织细胞，这个呢是代表着组织细胞周围的毛细血管， 那么血液中的氧气浓度高，通过扩散作用进入到了组织细胞当中去，组织细胞所产生的二氧化碳进入到了血液， 所以说在组织细胞处与血液之间发生了妻子交换，在这个位置，那么血液由动脉血变成了静脉血， 动脉血中的氧气给了组织细胞，组织细胞产生的二氧化碳呢进入了血液，在这里血液也同样发生了变化，有 动脉血变成了静脉血，然后由上下腔静脉运送到咱们人体的右心房，回到右心室再进行下一轮的肺循环。

今天来教大家如何成为红细胞。首先我要用水氧气，那么拿起氧气了，怎么拿起二氧化碳呢？很简单，把氧气放下就能拿起二氧化碳了，这就是 那么拿起二氧化碳以后没学怎么放下怎么办呢？下一步很关键，我们只需要拿起氧气，自然就拿不出二氧化碳了，这也是， 那么有人问了，我们怎么知道该把氧气放在哪呢？很简单，肺部氧气多，其他地方二氧化碳多，所以说我们只要把氧气放在二氧化碳多的地方就可以了，这叫气体运输，就是这么简单，你。

在气体的交换时，氧气它是从肺泡扩散进入肺部血液的，而二氧化碳它是从血液扩散到肺泡，那扩散主要依靠的就是浓度梯度来去实现的，也就是从高浓度又向低浓度。 本期视频我们讲呼吸系统，内容很简短，呼吸系统的核心功能就是完成氧气和二氧化碳的交换。 在气体的交换过程中，肺是无法主动扩张和回缩的，主要依靠两种机制的驱动，第一，膈肌的上下运动。第二，肋骨的上提和下降。 平静状态下，呼吸几乎是靠膈肌的运动完成的。当然，也不能完全忽略胸腔内的负压和肺的回弹作用。随着运动强度的升高，呼吸就需要肋骨的运动来增加我们的容量。参与肋骨提升活动的肌肉都有内肩外肌、胸锁乳突肌、前锯肌和斜角肌， 那么肋骨下降压缩胸阔的肌肉有内肩内肌和腹部的肌肉群。在气体的交换时，氧气它是从肺泡扩散进入肺部血液的，而二氧化碳它是从血液扩散到肺泡 扩散，主要依靠的就是浓度梯度来实现的，也就是从高浓度又向低浓度。安静状态下，肺泡内的氧分压比肺毛细血管高出六十毫米汞柱，所以氧气会扩散进入肺毛细血管。 二氧化碳是以相反的方式进行扩散的，而且整个过程几乎是瞬间就可以完成的。

您知道吗，你每时每刻的呼吸都依赖于体内的这座精密的工厂肺，那么它位于胸廓左右各一，但并非完全对称。右肺呢，宽而短，分上中下三页。左肺呢，窄而长，分为上下两页， 为心脏腾出了位置。那么空气的通道气管呢？向主干向下呢？分为左右主支气管，再像树枝一样反复分支，形成支气管束。最终呢，通往无数微小的房间肺泡。 那么核心车间肺泡，我们的肺呢？大概有三到四亿个这样的微小气囊，他们被毛细血管管包裹，每次呼吸，氧气在这里进入血液，二氧化碳被排出，这就是生命的核心交换。保护这座工厂就是保护生命的根本。 理解它的结构，更能明白为何要远离烟雾污染，并关注每一个不寻常的咳嗽与呼吸变化。我是马医生，关注我，了解更多的身体奥秘！

上课，同学们好，请坐！上节课我们学习了肺与外界进行气体交换，主要是通过肋间肌和膈肌的收缩舒张，带动胸廓有规律的扩张收缩，从而完成吸气和呼气。 那最终从外界吸入的气体进入到哪里了呢？肺当中，那有没有思考过进入到肺内的空气又去向到哪里？有没有发生什么变化呢？ 好，这节课就和老师一起走进生物课堂，我们一起来学习一下人体内的气体交换，探索一下其过程。先请大家明确一下本节课的学习目标。 那么首先我们先来探索一下吸入气体和呼出气体在成分上有没有什么变化 好看到老师提前为大家准备好的实验仪器有，水箱、集水瓶、毛玻璃片、关导管、澄清石灰水以及木条等。 结合老师 ppt 上展示的排水阀的相关步骤以及实验原理，现在请大家以小组为单位来完成分组实验，记录下你观察到的实验现象以及分析得出结论。时间五分钟开始。 好实验到，老师看大家已经完成了实验，哪位小组代表来分享一下你们刚才观察到的一级实验结论，来三组代表说一说。 嗯，首先你们将一个集气瓶置于空气当中，盖上毛玻璃片，编号为 a， 非常棒。然后用排水阀收集了呼出的气体，盖上毛玻璃片，编号为 c， 用的是什么来进行检测，澄清石灰水， 然后观察到什么现象呢？通过澄清石灰水之后摇匀，发现 a 瓶无明显变化， c 瓶呢？变浑浊了。由此可以得出什么结论？ 有理有据，非常棒！起座，他说根据二氧化碳能够使澄清石灰水变浑浊的原理，由此可以得出呼出气体内的二氧化碳浓度比吸入气体空气中的二氧化碳浓度要高一些。好，请其他同学也记录下来。 好，还有其他小组来补充一下吗？来，六组代表说一说。嗯，你们也是用同样的方法收集了空气瓶和呼出气体瓶，用的是什么来进行检测？哎，注意，不一样，用的是燃烧的木条，那么同时放入之后有什么现象？ a 瓶空气瓶继续燃烧而呼出气体瓶熄灭，由此可以得出 a 可以 得出呼出气体的氧气浓度是低于吸入气体的氧气浓度的。什么原理呢？氧气具有助燃的特性，语言非常的流畅。请坐。 那现在我们已经知道了吸入气体和呼出气体在肺内发生了变化，由此可以预测在这个过程当中它进行了什么气体交换。 那现在我们要来研究一下为什么可以在这里进行气体交换，肺具有怎样的结构？ 好，大家来看这张图片，其实在肺内进行气体交换的场所是肺的肺泡， 任老师已经提前为大家发放了模型，现在请同桌两人来观察模型，以及结合教材和 ppt 上的资料，分析肺泡具有怎样的结构，使得它可以有这样的功能。时间两分钟开始，好，时间到来，大胆分享一下。 哎，首先提到一个词，多什么多？哦，肺泡的数量很多，并且肺泡周围还分布有丰富的毛细血管，还有什么吗？没关系，请坐！你来补充一下， 肺泡壁和毛细血管壁都非常的薄，哎，补充的很完善，请坐。所以这个特点我们可以总结为两薄一多，正是由于肺泡具有这样的特点，才使得它能够进行气体交换，所以我们说结构与功能相适应。 那在肺泡当中是如何完成气体交换呢？通过什么原理呢？好，我们一起来分析一下，大家请听。如果老师现在在客厅里面开一个榴莲，在卧室的，你把门打开会不会知道？ 会知道为什么？因为咱们可以闻到榴莲的气味，这样这样的过程，榴莲的气味由高浓度的客厅扩散到低浓度的卧室，这个过程其实就是扩散作用， 这也是气体交换的原理。好，请同学们在课本当中备注出来。 那现在大家已经掌握了气体交换的原理，气体交换的过程究竟是如何的呢？先请大家观看一段视频， 好，视频播放完了，现在请同桌两人来进行讨论，梳理整个过程，尝试绘制流程图是如何完成气体交换的。时间三分钟开始。 好，时间到，老师看大家刚才都梳理的非常认真，我想先请一位同学来分享一下一开始两个区域，肺泡和毛细血管内它的气体浓度的一个情况。 来，你来说一说。一开始吸入气体是在肺泡当中，所以这个时候肺泡内的氧气浓度是高于血液里的氧气浓度。 那么二氧化碳的情况呢？啊，二氧化碳浓度，肺泡内是低于血液中的二氧化碳浓度。哎，非常好，请做。那过程谁来梳理一下？ 来，请你到黑板上来完成这个气体扩散的一个方向，你先来填写 好，填完了先请坐，我们一起来分析一下。结合这位同学画图和刚才那位同学的分析，我们来看一看。首先，肺泡内什么一开始氧气浓度高，所以根据扩散作用的原理，它应该是用肺泡通过肺泡壁，毛细血管壁进入到 血液当中。而二氧化碳它的一个方向呢，应该是用高浓度的血液经过毛细血管壁，肺泡壁进入到肺泡当中，那么通过这个过程就完成了 气体交换。经过大家的共同努力，我们已经梳理了肺泡和毛细血管进行气体交换的整个过程。那么今天的内容大家收获了哪些知识呢？ 来你来分享一下哦。了解到了什么？首先，吸入气体和呼出气体的一个成分变化，很好，请做。还有补充，我还学习到了排水阀这种收集气体的方法，很好，请做。 嗯，你再来补充一下。知道了扩散的原理以及气体交换的过程，看来你今天收获满满，请坐。那今天呀，到这里我们已经全部完成了，老师再给大家留一个课外小作业，请大家课后以独立完成 气体交换的过程图，梳理并标注气体扩散的一个方向和扩散的原理。那么今天我们的课就上到这里，下课，同学们再见！

主人你好，我是你的血液，如果你还想多活几年，安稳走过更长的人生路，能不能为我送上一朵电子鲜花？你总觉得心跳是生命的底色，消化是活力的来源，却常常忽略，我才是那个在你看不见的地方， 日夜循环不息。承担全身核心运转的关键在体。我在你全身的血管里永不停歇流动，只占你体重的百分之七左右，大约只有七八瓶矿泉水的分量，却每天都在不知疲倦的完成超量的循环工作。 我从肺部获取新鲜氧气，从肠胃吸收宝贵营养，顺着你体内总长十万公里的 血管网络送达全身每一个细胞，再把细胞代谢产生的废物二氧化碳进暑回收，交给肾脏和肺部排出体外。只要你还活着，我就没有一秒停歇， 始终为你维系着全身稳定的物质交换与循环运转。可你诸多坏习惯一直在慢慢伤害我。不爱喝水，让我变得粘稠致色，加重心脏负担。 偏爱高糖高油饮食，多余油脂糖分堆积血管。你时常头晕眼花，手脚冰凉，整日疲惫乏力，这都是我循环受阻向你发出的求救信号。血管损伤从来都不是一朝一夕形成， 等到堵塞严重便难以挽回。呵护我无需昂贵补品，日常多喝温水，饮食清淡，少油少糖， 久坐及时起身活动，我只想干净顺畅流转全身，长久陪伴你主人，别再肆意消耗我，从此好好善待我吧！

大家好，我是快递员小红。这天途经的血管意外破裂，情况危急，白队长召集免疫小队火速赶来，血小板也立刻到场，他们究竟要做什么呢？ 我和伙伴们能在血管里自由行走，白队长和血小板能火速赶到事故现场，全靠血浆的运载，如果没有血浆，我们将寸步难行，人体也不能正常进行生命活动。 我和伙伴们就是这样在肺部获取氧，然后随血液流动运送到全身各处的毛细血管，释放氧供细胞利用。而赶来救援的白队长和血小板，他们的任务是又是什么呢？ 这下知道赶来的白细胞和血小板任务有多重了吧？ 成年人血量约占体重百分之七到百分之八，血量稳定才能维持正常生命活动，若无法及时止血，失血达一千两百至一千五百毫升，便会危及生命，急需输血。那输血能随便输任何人的血吗？

体循环开始于左心室，血液从左心室搏出后，流经主动脉及其派生的若干动脉分支，将血液送入相近的器官。 动脉再经多次分支管径逐渐变细，血管数目逐渐增多，最终到达毛细血管，在此处通过细胞间壁同组织细胞进行物质交换， 血液中的氧和营养物质被组织吸收，而组织中的二氧化碳和其他代谢产物进入血液中便动脉血为静脉血， 然后静脉管径逐渐变粗，数目逐渐减少，直到最后所有静脉均汇集到上腔静脉和下腔静脉，血血即由此汇到用心房，从用心房再到用心室，从而完成了体循环过程。