第11章：膈肌和肋骨——呼吸的打气泵

是谁把空气装进肺里？

在上一章里，你搭上了血液这列红色火车。红细胞在肺里装上氧气，飞快地穿过心脏，再把氧气送到身体的每个角落，从大脑一直到脚趾尖。在回来的路上，同样是这些红细胞，帮忙把二氧化碳这种废气带回肺里，好让你把它呼出去。

可是，火车只能装走车站里已经准备好的东西。如果肺里的空气一直不换，空气里的氧气很快就会用完，二氧化碳也会越积越多，就像没人清运的垃圾一样。新鲜空气必须进来，旧空气必须出去，一遍又一遍，白天黑夜都不停，一辈子都是这样。

那么，这里有一个谜题。你的肺又软又有弹性，有点像两块装满小气球的大海绵。肺自己没有强壮的肌肉。它们不能把自己挤小，也不能把自己鼓大。那么，是什么让你的肺装满空气，又把空气排空，每一天都要来回两万多次呢？

答案是一支由肌肉和骨头组成的队伍，它们像一台活的机器一样包围着肺。这支队伍里最重要的成员，是一块叫作膈肌的肌肉。它的搭档是你的肋骨，还有肋骨之间的小肌肉。它们一起组成了呼吸的打气泵。在这一章里，你会知道这台打气泵是怎样工作的，身体怎样让它在你睡觉时也不停地运转，还有它怎样帮助你抵挡病菌和灰尘。

膈肌：肺下面的一个圆顶

把手放在胸口，然后往下滑到肋骨的下边缘，就在肚子上方一点点。在你的手下面，藏在身体深处的，就是膈肌。它是一大片又宽又薄的肌肉，在身体里面从前到后、从左到右，整个横着铺开。慢慢地念一遍它的名字：膈肌。

膈肌的形状像一个圆顶，或者说像一只倒扣过来的碗。当膈肌放松时，圆顶的中间会向上鼓进胸腔。你的肺和心脏就躺在它的上面。你的胃、肝脏和肚子里的其他器官都在它的下面。这样一来，膈肌同时当着胸腔的地板和肚子的天花板。

和所有肌肉一样，膈肌有一个主要的动作：它会绷紧。当一块肌肉绷紧、变短的时候，科学家就说它在收缩。膈肌收缩时，圆顶会往下拉，变得更平，几乎像被人拉紧的蹦床表面。膈肌放松时，圆顶又会升回原来弯弯的形状。

这个简单的动作，往下、往上，往下、往上，就是呼吸的核心。膈肌每变平一次，胸腔里面的空间就变高一些。膈肌每放松一次，这个空间又会变矮。你很快就会看到，只要改变这个空间的大小，就能让空气进出你的身体。

膈肌是你身上最勤劳的肌肉之一。你坐着不动时，手臂的肌肉会休息；你躺下时，腿部的肌肉会休息。膈肌却从你出生的那一刻起就一直在工作，每一天、每一夜都不停。幸运的是，膈肌天生就适合做这种稳定、轻柔的工作。它很少会像你的腿那样，在长长地跑上一座山坡之后累得不行。

肋骨：一个会动的笼子

现在，让你的手指沿着胸口的侧面走一走。你能摸到一个接一个的凸起，一个叠在另一个上面，就像梯子的横档。这些凸起就是你的肋骨。大多数人有十二对肋骨，左边十二根，右边十二根。肋骨从背后的脊柱出发，弯弯地绕向胸骨。胸骨是胸口前面正中间那块扁平的骨头。

肋骨合在一起，组成了胸廓，它就像一个笼子。说到“笼子”，你可能会觉得它又硬又固定，可是你的胸廓完全不是这样。每两根相邻的肋骨之间，都有一层层薄薄的肌肉，叫作肋间肌。“肋间”的意思很简单，就是“肋骨之间”。当这些肌肉绷紧时，它们会把肋骨向上、向外提起来。

想象一下这是怎么回事吧：想一想水桶的提手。提手垂下来的时候，它紧贴在水桶的侧面。当你把提手提起来，它就会向外摆，形成一个更宽的圈。你的肋骨也是这样动的。当肋间肌把肋骨往上拉时，肋骨就向两边摆开，胸口的前面也会稍微往前挪一点。胸腔就从左到右变宽了，从前到后也变厚了。

胸廓还有第二项同样重要的工作。它是一面盾牌。肋骨弯弯地围着你的心脏和肺，就像一道结实又有弹性的栅栏，在你奔跑、翻滚或玩耍时，保护这些柔软的器官不被碰伤、撞伤。许多肋骨是通过软骨和胸骨连在一起的。软骨是一种结实但能弯曲的材料，你的鼻尖和耳朵外面的形状也是靠它撑起来的。因为有软骨，胸廓被挤压时可以稍微让一让，而不是像盒子一样硬邦邦的。

还有一个巧妙的细节。每个肺的外面和胸壁的里面，都盖着一层又薄又光滑的膜，叫作胸膜。在这两层膜之间，有一点点滑溜溜的液体。这些液体让肺可以贴着胸壁滑动，而不会互相摩擦。它还让这两层膜紧紧贴在一起，就像两块湿玻璃，很容易互相滑动，却很难被分开。因为这两层膜贴在一起，胸腔的每一个动作，肺都会跟着做，就像影子跟着你在地板上走一样。

吸气和呼气

现在你已经认识了这些部件。下面来看看它们是怎样一起工作的。空气总是从被挤得更紧的地方，流向被挤得更松的地方。科学家把这种“挤”叫作压力。当你松开一个吹鼓了的气球的口子时，里面被挤着的空气就会冲出来，跑进开阔的房间里。你的呼吸打气泵，在你生命中的每几秒钟，都在用这条简单的规律。

当你吸气时，膈肌收缩并向下移动，肋间肌把肋骨向上、向外提起。胸腔在每个方向上都变大了：变高、变宽、变厚。肺紧贴着胸壁，所以也会被拉开，填满变大的空间。这时，肺里的空气被摊开了，没有身体外面的空气挤得那么紧。于是，外面的空气就从你的鼻子或嘴巴流进来，顺着气管往下，进入肺里，直到里面和外面的压力重新一样为止。

滴管的工作方式也差不多。你先捏一下橡胶头再松开，橡胶头就会弹回来，让里面多出空间，液体就被吸进管子里，填满这些空间。你的胸腔就像那个橡胶头。每当膈肌和肋骨让胸腔变大，空气就会被吸进来，填满多出来的空间。

在你平静的时候，呼气就更容易了。膈肌只要放松，就会飘回原来的圆顶形状。肋间肌也放松下来，肋骨就落回原位。肺本身是有弹性的，就像一根被拉长的橡皮筋，所以它们会自己弹回到更小的样子。胸腔变小了，里面的空气被挤压，于是就流了出去。你休息的时候，呼气几乎一点儿力气都不用花。

当你需要用力吹气时，身体会加上额外的力量。肚子上的肌肉绷紧，把肚子里的器官向上推，顶住膈肌；同时，另一些肋间肌把肋骨往下拉。你吹灭生日蛋糕上的蜡烛、吹肥皂泡泡、隔着一片空地朝朋友大喊，或者吹口哨、吹笛子的时候，用的就是这种强有力的推动。你咳嗽时也会用到它，你很快就会读到更多关于这方面的内容。

这里有一件你现在就可以安全地试一试的事。舒舒服服地坐好或者躺下，把一只手平放在肚子上，另一只手放在胸口。用鼻子慢慢地吸气。你能感觉到肚子轻轻地把手往外推吗？这是因为膈肌正在往下移动，把肚子里的器官轻轻推开。现在慢慢地呼气，感觉肚子又落回去：你感觉到的，正是你的呼吸打气泵在工作。

你也许会发现，胸口上的那只手比肚子上的那只手动得少。平静呼吸的时候，大部分工作是膈肌做的。当你又深又快地呼吸时，肋间肌会更多地加入进来，你能感觉到整个胸口都抬起来了。这两种方式都很正常。你的身体只是在每个时刻选择合适的力气而已。

呼吸快，呼吸慢

安安静静地坐着，试着数一数你一分钟里吸气多少次。请一个大人帮你看着钟。这有点难，因为一想到呼吸，呼吸就可能会变，所以你就像平时那样呼吸就好。很多和你差不多大的孩子，休息时大约每分钟呼吸十五到三十次。大多数大人呼吸得稍微慢一点，大约每分钟十二到二十次。刚出生的小宝宝呼吸得快多了，常常是每分钟三十到六十次，因为他们小小的身体长得特别快。

你呼吸的速度不是固定不变的。在操场上跑一跑、爬一座小山，或者跟着快节奏的音乐跳舞，你就会发现自己呼吸得更快、更深了。正在工作的肌肉在消耗氧气，还会产生额外的二氧化碳，所以呼吸打气泵就会加快速度，让车站里给红色火车准备的货物一直充足。当你坐下来休息时，你的呼吸又会慢慢平静下来。

每一次呼吸的大小也会变化。安静地呼吸时，膈肌只往下移动一点点，大约是你一两根手指那么宽。很深地吸一口气时，膈肌往下移动的距离可以是这个的好几倍。你在第8章读过，一个大人安静地呼吸一次，大约能让半升空气进出。真正很深的一次呼吸，能让好几倍的空气进出。

有时候，打气泵会做出一些意想不到的事。打嗝就是膈肌自己突然猛地一下绷紧。空气开始冲进来，不到一眨眼的工夫，你喉咙里的声带就“啪”地合上了，发出“嗝”的一声。打嗝可能有点烦人，不过通常没有害处，过一会儿就会自己停下来。

你的呼吸打气泵还能帮你说话、唱歌和大笑。你的声音是这样产生的：肺里的空气往外流，经过喉咙里的声带，让声带嗡嗡地振动起来。要唱一个长长的音，你就得慢慢地、稳稳地把空气放出去。大笑的时候，你的膈肌和肚子上的肌肉会一下接一下地快速推动。你说的每一个字，都是乘着一口气离开你的身体的。

脑干：一个从不睡觉的卫兵

花一点时间想一想你的呼吸吧。你可以选择深深地吸一口气，或者慢慢地呼吸，或者在游泳池里把脸埋进水里之前，屏住呼吸几秒钟。可是大多数时候，你根本不会去想呼吸这件事。你看书时在呼吸，吃午饭时在呼吸，玩耍时在呼吸，晚上睡得很熟的时候也一整夜都在呼吸。那么，当你没有注意的时候，是谁在负责呢？

答案是脑干，就是你在第3章和上一章里都见过的那部分大脑。脑干位于大脑的最底部，在大脑和脊髓连接的地方。脊髓是一长束神经，在你的脊柱里面一路往下延伸。脑干负责许多维持生命的工作，你不用去想，它也会做好，而呼吸就是这些工作里最重要的一项。

在脑干里，一群群神经细胞会发出稳定而有节奏的信号，就像一个鼓手在为乐队打拍子。每个信号都沿着神经传到膈肌和肋间肌，告诉它们：“现在绷紧！”在两个信号之间，肌肉会放松。鼓声一响，吸气。停一下，呼气。鼓声一直响下去，一小时又一小时，一年又一年。

脑干不只是打稳定的拍子。它还会听取身体里小小的感受器送来的报告。这些感受器有一些就在脑干里，还有一些在脖子里的大血管旁边和心脏附近。感受器不停地检查血液，特别是血液里带着多少二氧化碳。当二氧化碳开始越积越多时，比如在你奔跑的时候，感受器就会发出消息，脑干就会让打气泵工作得更快、更用力。

这就是为什么谁都不能屏住呼吸很久。如果你屏住呼吸，二氧化碳就会在你的血液里慢慢积累起来。很快，感受器就会拉响警报，脑干发出的信号会越来越强，直到你不得不呼吸为止。这个安全系统比你自己的意愿还要强大。即使这样，长时间屏住呼吸也不是一个好玩的游戏，在水里尤其不行。呼吸应该总是感觉轻松又舒服。

你的脑干是一个从不休息的卫兵。你睡觉的时候，呼吸会变得更慢、更均匀，但它整夜都不会停。即使你正梦见自己飞过高山，或者和鲸鱼一起游泳，你脑干里的鼓手也一直在打着拍子，你的膈肌也一直在让空气进进出出。

打气泵怎样保护你

到现在，你已经认识了许多保护肺的卫兵：鼻子里的鼻毛和黏液、喉咙里的扁桃体、会厌、气管里由细小纤毛组成的扶梯，还有肺泡里的清洁工细胞。呼吸打气泵看起来也许不像卫兵，可是如果没有它，许多其他卫兵都没法完成自己的工作。

第一，打气泵为咳嗽和打喷嚏提供力量。你在第3章学过，咳嗽之前，你会先快速地吸一口气。然后声带紧紧合上，肚子和肋骨的肌肉用力挤压，让胸腔里的压力升高。突然，声带张开，一股强劲的气流冲上气管，把黏液、灰尘或者一粒不小心跑进去的碎屑一起带出来。如果没有强有力的呼吸打气泵，你在这本书前面读到的那些紧急出口，就只能发出微弱的小小气息了。

第二，深呼吸帮助肺保持干净和张开。当你很长时间都只是轻轻地呼吸时，肺深处的一些小气囊可能就不会完全装满。每隔几分钟，你会在不知不觉中叹一口气，也就是比平时稍微大一点的一次呼吸。叹气，再加上你奔跑、大笑或玩耍时的大口呼吸，会把那些安静的角落重新撑开。大口呼吸还能帮助那条由细小纤毛组成的扶梯，把黏液往上送走。这就是多活动对肺特别有好处的原因之一。

第三，当你的身体在和病菌战斗时，打气泵会做出调整。你生病的时候，身体正在幕后努力工作，常常需要比平时更多的氧气。脑干注意到了，可能会让你呼吸得稍微快一点。就这样，不管你是在和朋友赛跑，还是躺在床上休息，呼吸打气泵都会改变速度，配合身体的需要。如果呼吸让你觉得困难或者不舒服，一定要马上告诉大人，这很重要。

第四，打气泵和你的鼻子一起合作。当你用鼻子平静地吸气时，空气流动得足够慢，在到达肺之前就能被加温、加湿和过滤。膈肌决定节奏，鼻子负责清洁。白天和夜里都用鼻子平静地呼吸，能让这两个卫兵组成一个团队一起工作。

最后，要记住，打气泵也需要照顾，就像团队里的每一个成员一样。坐直、站直，能给膈肌留出活动的空间。跑步、游泳、攀爬和跳舞，能让呼吸肌变得更强壮。如果你觉得呼吸困难、胸口发紧，或者呼吸时有声音，而且以前没有这样过，就要告诉大人，这样大人如果担心，就可以去和医生谈一谈。

你的每一次呼吸，都是一次小小的团队合作。脑干发出信号。膈肌往下拉，肋骨向外摆。肺被撑开，新鲜空气冲进来，经过所有的卫兵，一直到达那些小气球，红色火车正在那里等着。然后，打气泵放松，旧空气又流了出去。在下一章里，你会知道，当病菌设法溜过卫兵的那些日子里会发生什么，还有你的整个身体是怎样一起合作、进行反击的。

关键词

膈肌：肺下面一片圆顶形的肌肉。膈肌绷紧、变平时，空气就会流进肺里。

收缩：肌肉绷紧、变短时做的动作。肌肉就是靠收缩来拉动身体的各个部位，让它们动起来的。

肋骨：环绕着胸口的弯弯的骨头。它们合在一起组成胸廓，胸廓保护着心脏和肺，在你呼吸时还会动。

肋间肌：肋骨之间薄薄的肌肉。吸气时，它们把肋骨向上、向外提起，让胸腔变大。

胸膜：包在每个肺周围的两层又薄又光滑的膜，两层之间有一点点滑溜溜的液体。胸腔活动时，胸膜让肺可以轻松地滑动。

压力（气压）：空气或水被挤压的程度。空气总是从压力高的地方流向压力低的地方。

呼吸频率：你一分钟里呼吸的次数。你活动时它会上升，休息时它会下降。

脑干：大脑最底部的部分，在大脑和脊髓连接的地方。它让呼吸和其他维持生命的工作一直进行下去，不需要你去想。

打嗝：膈肌突然猛地一下绷紧，紧接着声带快速合上，发出“嗝”的一声。