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氧气的摄入并非越多越好

时间:2021/11/10 0:09:02 点击:

  核心提示: 冥古宙时期的地球大气几乎不含氧气,到了太古宙时期,随着海藻的产生和繁衍,大气层中的氧气浓度缓慢升高,为各种生物的诞生创造了条件。今天,氧气这种特殊气体在空气中约占21%,绝大多数真核生物都依靠线粒...

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冥古宙时期的地球大气几乎不含氧气,到了太古宙时期,随着海藻的产生和繁衍,大气层中的氧气浓度缓慢升高,为各种生物的诞生创造了条件。今天,氧气这种特殊气体在空气中约占21%,绝大多数真核生物都依靠线粒体进行生物氧化,“燃烧”氧气和产热营养素来获取能量。

氧气如何到达细胞内的线粒体呢?以人类为例,首先,它通过吸气运动进入气管,就好比进入了白色的隧道。这条隧道不断分叉,变得越来越狭窄,经过23次分叉终于到达末端的肺泡囊。每个肺泡囊由17个左右肺泡组成。这些肺泡有大有小,彼此相通。按照物理学原理,小肺泡的空气会向大肺泡转移,导致小肺泡塌陷和大肺泡膨胀,幸亏有肺泡表面活性物质的调节,使肺泡内压力和肺泡表面张力相互制衡,肺泡的大小在正常范围内波动。

肺泡上皮细胞和肺毛细血管基膜等组织构成了呼吸膜,这是空气和血液之间的一道屏障。呼吸膜的厚度不到一微米,最薄的地方只有0.2微米,体型小巧、具有脂溶性的氧气分子就像崂山道士一样轻而易举穿过这面“墙”,就进入了毛细血管中的血液。

血液对于一个个氧分子而言就像汪洋大海,它们如何渡海远征呢?只见氧分子们迅速找到了运输工具——数以亿计的红细胞上的血红蛋白,具有结合氧气的能力。每一个血红蛋白分子可以结合4个氧分子,如果结合得多,血红蛋白就呈现鲜红色,如果结合得少,血红蛋白就呈现暗红色。这使得动脉血的颜色比静脉血更红,而如果人体缺氧,皮肤黏膜就呈现青紫色,临床医生称之为紫绀。

血液循环带着氧分子在体内运输,达到组织器官的时候,由于组织器官消耗氧气使组织液及毛细血管血液中的含氧量下降,氧分子就从血红蛋白上解离下来,透过血管壁进入组织液,再穿过细胞膜进入细胞内,最后进入线粒体,成为生物氧化的燃料。生物氧化之后产生的“矿渣”——二氧化碳,原路返回到血液,进入肺循环后从肺泡排出。

氧气分子没有指南针,它们如何在人体中漂流而不失去方向呢?决定其方向的是看不见的氧分压。气体分子不断运动产生压力,其中某一种气体分子产生的压力称为分压。某种气体的分压等于混合气体的总压力乘以该气体的容积百分比。比如,空气中氧气的比例约为21%,氧分压就是760毫米汞柱乘以21%,约为159毫米汞柱。在人体内,氧气必须溶于体液才能够运输,这时它的分压与溶解度以及各部位的耗氧量等因素有关。动脉血中的氧分压约为100毫米汞柱,静脉血中的氧分压约为40毫米汞柱,到了组织约为30毫米汞柱。氧气分子始终向着氧分压低的方向转移,这使它终能找到并贡献给组织。

血红蛋白氧饱和度(以下简称氧饱和度)是评价氧气运输的重要指标。血液中实际的氧含量与最大的氧含量的比值称为氧饱和度。动脉血的氧饱和度约为97.4%。只要动脉血中的血红蛋白氧饱和度维持在90%以上,血液就可以携带足够的氧气,即便人类身处高原,空气稀薄,只要动脉血中的氧分压不低于60毫米汞柱,就可以维持90%以上的氧饱和度,机体供氧正常。但如果外界空气过于稀薄或因呼吸困难、肺泡纤维化、肺泡充血水肿等使氧气无法顺利进入血液、氧分压低于60毫米汞柱,血红蛋白氧饱和度就会急剧下降。临床医生会根据病因用吸氧、呼吸机或体外膜肺氧合等方法提高病人的氧饱和度。

氧气是人体的燃料、是细胞的能量来源,固然非常重要,但是氧气的摄入并非越多越好。如果人体中氧气过量,会产生氧自由基等副产品,加速衰老并引发各种疾病。

只要我们保持正常的作息,不滥用药品和保健品,防治呼吸系统疾病,体内的氧气就可以恰如其分地正常运输,提供源源不绝的动力。

作者:不详 来源:网络
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