人体气体交换的原理

人体气体交换的原理

总的原理就是气体的自由扩散肺与外界进行气体交换的过程，也就是肺通气的过程，而人通过肺与外界的气体交换，完成一个生理过程，就是呼吸功能，也就是肺与外界进行气体交换的过程。一个完整的“呼吸供能”过程应该分为三个相互联系的阶段：（1）呼吸运动阶段（也叫外呼吸，包括肺通气和肺换气） 呼吸系统的活动，吸进氧气，呼出二氧化碳。在这一阶段中，呼吸道（包括肺泡）中的氧气的浓度最高，二氧化碳的浓度最低。（2）运输阶段：氧气和二氧化碳随血液循环的运输，直到组织液旁的毛细血管。（3）呼吸作用阶段：有机物在细胞内氧化分解，释放能量。在这一阶段中，细胞中的气体氧气的浓度最低，二氧化碳的浓度最高。第一阶段和第二阶段的联系是穿过肺泡壁和毛细血管壁的气体交换。在物理中，有一个重要的原理，即物质从浓度高的地方向浓度低的方向扩散，浓度差是扩散的动力。肺泡中的氧气浓度最高，所以，它向血液扩散，血液中的二氧化碳的浓度高于肺泡，所以它向肺泡扩散，两种气体向两个不同的方向扩散，形成了气体交换。这一过程，也叫肺换气。第二阶段和第三阶段的联系是穿过细胞膜的气体交换。由于细胞中的氧气被消耗掉了，所以它的浓度最低，组织液中的氧气向细胞内扩散；同样，由于呼吸作用的结果，细胞内的二氧化碳浓度最高，便向组织液扩散。这一过程，也叫组织换气。 由肺动脉流过来的血液中含有的氧气浓度较小、二氧化碳浓度较大,呈现暗红色,叫静脉血.当流到肺中的毛细血管时，二氧化碳会透过毛细血管壁和肺泡壁进入肺泡中，氧气会透过毛细血管壁和肺泡壁进入血液中与血红蛋白结合，并随红细胞到达人体的没一个部位。所以在肺静脉中的血液含有较多的氧浓度，呈现鲜红色，叫动脉血。 气体交换 气体在肺泡处的交换是通过肺泡和毛细血管壁进行的。气体在组织内的交换也通过毛细血管壁进行。气体是怎样进行交换的呢?气体分子不论在气体状态或溶解在体液中，都在不断地运动，具有扩散性。一种气体总是由多的地方向少的地方扩散，即总是由浓度高的地方向浓度低的地方扩散，直到平衡为止。气体的浓度与压力有关，浓度高，压力也大；浓度低，压力也小。因此也可以说，气体是由压力高的地方向压力低的地方扩散的。气体在肺泡和在组织内的交换，都是通过这种扩散作用实现的。 空气由氧、二氧化碳、氮等组成。各种气体都有一定的压力，空气中各种气体压力的总和即是大气压，其中每种气体的压力，即是该气体的分压。由于气体总是由压力高的地方向压力低的地方扩散的，因此，某种气体分子也总是从分压高的部位扩散到分压低的部位。 由于肺泡气、血液和组织中的氧和二氧化碳的分压不同(表6)，因此，在血液流经肺部毛细血管和组织细胞时，就可以进行气体交换。