气体如何在体内交换与运输

小洋在打篮球的时候突然感觉左前胸疼痛，随后觉得喘不上气，休息后仍无法缓解，家人发现他嘴唇发紫，立即把他送至医院。经过检查，小洋被医生诊断为“气胸”，经过治疗小洋的呼吸困难逐渐缓解，嘴唇颜色也恢复了正常。小洋感到很疑惑，为什么肺上“破了一个口”，我们的身体就出现了这么大的反应呢，我们吸入的空气到底是怎么在体内发挥作用的呢？

小课堂

1.什么是气体交换

人体需要从外界环境摄取机体新陈代谢所需要的氧气，并向外界排出代谢所产生的二氧化碳，这一过程称为气体交换。气体交换包括肺换气和组织换气两个过程。

气体进入肺泡后，肺泡内的氧气或二氧化碳与血管中的氧气或二氧化碳进行交换，这一过程称为肺换气，随后气体随着流动的血液送至全身各处，再进入细胞，进而氧化分解部分有机物，释放能量，供给人体所需。与此同时，细胞中的“废气”也被血液运送到肺部经呼吸道被排出。至此，一次气体交换就完成了。

气体分子是不断运动的，当不同区域出现气压差时，气体分子便会从气压高的地方转移到低压低的地方，通过不断的移动使两个区域气压达到平衡，这一过程称为扩散。而在人体内，不同位置的不同气体压力是有差异的，例如，氧气的压力在体内的大小排序分别为：肺泡内＞动脉血＞组织细胞，因此我们可以发现氧气是从肺泡进入动脉血，再通过血液流动进入组织细胞；与此类似的，人体会产生大量的二氧化碳，因此二氧化碳从细胞转移到血液，再通过肺泡排出体外。

2.气体在体内如何运输

氧气和二氧化碳在体内是如何转运的呢？氧气和二氧化碳均是以物理溶解和化学结合两种形式存在和运输的，且主要的形式为化学结合，物理溶解形式所占比例极小，两种存在形式之间可以互相转化。

超过95%的氧气以化学结合的形式存在，血红蛋白是其中重要的载体，它与氧气结合形成氧合血红蛋白，在流经需要使用氧气的组织细胞时，又可以快速将氧气释放。而血液中的绝大多数二氧化碳也是以化学结合的形式存在，碳酸氢盐快速分解出二氧化碳，便于二氧化碳经肺部排出体外。

知识扩展

1.血氧饱和度

血氧饱和度是指血红蛋白氧含量与血红蛋白氧容量的百分比，如果氧含量等于氧容量则血氧饱和度为100%，一般正常人的血氧饱和度正常不应该低于95%；在日常生活和医院我们常见的用于测量血氧饱和度的是指套式光电传感器，可以通过近红外光测定血氧饱和度。

2.一氧化碳中毒

大多数人都听说过在家烧炉火，通风不良的情况下，会导致一氧化碳中毒（俗称“煤气中毒”）；那为什么一氧化碳会导致中毒呢？这其实是由于吸入过多含碳物质燃烧不完全的产物（一氧化碳）所致，其原理是一氧化碳代替氧气与血红蛋白进行了结合，一氧化碳的结合力比氧气高出200倍，因此大量一氧化碳与血红蛋白结合后，导致血红蛋白丧失了携带氧气的能力和作用，从而导致组织细胞缺氧，威胁生命。

误区解读

氧气浓度越高对身体越好

这种说法是错误的。空气中的氧气含量约为21%，在正常情况下已经满足了正常人的呼吸需求。有人会问，如果生病了是不是就应该多吸氧甚至吸高浓度氧呢？其实，在非必要的情况下吸高浓度氧会导致肺损伤，例如慢性阻塞性肺疾病的患者，他们长期处于缺氧状态，如果此时吸入高浓度的氧气会抑制呼吸中枢，体内的二氧化碳不能排出体外，导致病情加重；但对于呼吸功能严重受损的患者来说，严重的缺氧可能会危及生命，进一步提高氧气浓度可以维持其生命体征，给患者的治疗创造更大的空间。因此，空气中氧气含量完全能满足普通人的生理需求，有肺部疾病的患者，需要根据医生的判断选择合适的氧疗方式。