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每一次呼吸里的卫兵 · 小林结衣

第8章:肺泡——好几亿个小小的气球

树梢上的一串串葡萄

你有没有拿过一串葡萄?最上面有一根粗粗的梗。它分成一根根小一些的梗,每根小梗的末端都挂着一颗圆滚滚、胖嘟嘟的葡萄。现在,想象有一串葡萄小得不得了,整串葡萄都能放在一根大头针的针头上。在你的肺里,有成千上万、数也数不清的这样的小葡萄串,呼吸中最重要的那一部分,就发生在它们那里。

在上一章里,你跟着空气顺着支气管树的树枝往下走,从气管这根树干一直走到最细的小枝,也就是细支气管。在每一根细小的细支气管的最末端,空气终于来到了一簇小小的、圆圆的气囊。每一个这样的小气囊都叫作肺泡。一个是肺泡,很多个也叫肺泡。

你之所以会长着肺,就是为了肺泡。到现在为止你学过的所有部分,从鼻子到细支气管,都是一条通往这里的路。鼻子把空气弄干净、弄暖和。气管和支气管把空气送到更深处,并让它保持干净。但是,只有在这里,在肺泡里,空气中的氧气才会离开空气,进入你的身体。

每个肺泡都非常小,直径只有大约五分之一毫米。差不多就是一粒细沙那么大。如果你把五个肺泡排成一排,这一排也只有大约1毫米长。不过,虽然每个肺泡都这么小,它们合在一起,却占了你肺里面的大部分地方。

肺泡的数量多得让人难以想象。一个大人的两个肺里,大约有3亿到5亿个肺泡。这里有一个办法,能让你感受一下这个数字有多大。假如你开始数肺泡,每秒数一个,而且从来不停下来吃饭或者睡觉。要数完3亿个,你差不多需要十年。

刚出生的小宝宝,肺泡比大人少得多。随着孩子长大,肺也跟着长大,新的肺泡会在很多年里不断地长出来。所以就在现在,在你长身体的时候,你的肺还在建造新的小气球。这就是干净的空气对孩子来说特别重要的原因之一。你的肺还没有完工,它们正在做准备,要为你服务一辈子。

每呼吸一次,会有多少空气充满所有这些肺泡呢?一个大人安静地坐着的时候,每次呼吸大约是半升空气,差不多就是一小瓶水那么多。你安静呼吸时吸进的空气要少一些,因为你的肺比较小。当你真的深深吸一口气时,你吸进的空气可以是安静呼吸时的好几倍。不管是哪一种,新鲜空气都会顺着树枝散开,进入正在等待的肺泡里。

肺泡并不是像一个个散开的泡泡那样,各自单独飘着。它们紧紧地挤在一起,就像水池里满满的肥皂泡沫里的那些泡泡。每个肺泡都和它旁边的肺泡共用墙壁。在有些共用的墙壁上,甚至还有小小的开口,所以一点儿空气可以从一个肺泡跑到隔壁的肺泡里。如果有一条小气道被堵住了,这些小开口就能让一些空气绕另一条路,到达堵住的地方后面的肺泡。

为什么不是一个大气球?

你也许会想,为什么你的肺里有好几亿个小气球,而不是只有两个大气球呢?答案和“表面”有关。一样东西的表面,就是它的外面,也就是能碰到周围空气的那一部分。氧气只能通过表面进入你的血液,所以你的肺的表面越多,能进去的氧气就越多。

这里有一个办法可以帮你理解。想一想一大块圆圆的冰。如果你把它放进一杯水里,它会化得很慢,因为只有它的外面碰得到水。现在,把同样的一大块冰砸成很多小碎块。碎冰会化得快得多,因为所有这些小碎块加起来,有多得多的外表面碰到水。冰的量是一样的,但是表面大了很多。

你的肺用的也是同样的窍门。肺把自己的空间分成好几亿个细小的肺泡,就造出了一个巨大的表面。如果能把一个大人肺里所有肺泡的壁都摊平,铺在地板上,它们大约能盖住50到100平方米。这差不多和一整间教室的地板一样大。这么大的表面,全都整整齐齐地叠放在你的胸腔里,藏在你的肋骨后面。

表面大,就意味着很多氧气能同时进入血液。这在你跑、跳或者攀爬的时候特别重要。你的肌肉在使劲工作时需要多得多的氧气,而你肺部巨大的表面能够供应这些氧气。就算你安安静静地坐着,每一次呼吸也会同时把新鲜空气送到几百万个肺泡里。

但是,大表面只是这个窍门的一半。在这个表面的另一边,必须有血液等着把氧气带走。你的肺也有这样的安排。血液紧贴着每一个小气球流过,你接下来就会看到。

比纸还薄的墙

每个肺泡外面,都包着一张由非常细的血管织成的网,这些血管叫作毛细血管。毛细血管包住每个肺泡,就像一个网兜套在一个球外面。它们细得不得了,里面那些小小的红细胞必须排成一列,一个接一个地通过,就像孩子们一个接一个地走过一扇窄窄的门。流过这些网的血液非常多,让整个肺都带上了柔和的粉红色。血液摊成薄薄的一层,紧挨着空气,这能帮助你的肺飞快地完成交换。

在肺泡里的空气和毛细血管里的血液之间,隔着一道墙。但是这道墙薄得惊人。它是由肺泡那层非常薄的壁,紧紧贴着毛细血管那层非常薄的壁组成的。两层加在一起,常常还不到千分之一毫米厚。这比一张纸还要薄一百多倍。

这道墙为什么要这么薄呢?氧气和二氧化碳必须直接穿过它,墙越薄,它们穿过去就越快。想一想窗户上的纱窗。空气很容易就能穿过纱窗,因为纱窗很薄,上面全是细小的空隙。如果纱窗像砖墙那么厚,就几乎没有空气能透过去了。你肺里那道薄薄的墙,有点儿像那扇纱窗,只不过要精细得多得多。

当然,这么薄的墙也很娇嫩。它上面不能有厚厚的一层黏液,也不能铺满纤毛,因为那样会让墙变得太厚,拖慢气体交换的速度。这就是为什么你气道上方的所有卫兵都这么重要。鼻子、喉咙、气管和支气管,会在大部分灰尘和病菌到达这个娇嫩的地方之前,早早地就把它们抓住。

伟大的交换

现在,到了整个旅程中最重要的时刻。当你吸气时,新鲜空气充满你的肺泡。这些空气里有满满的氧气。与此同时,来到毛细血管里的血液,刚刚绕着你的身体走了一圈回来,在路上它把自己的大部分氧气都送出去了。所以,肺泡里有很多氧气,而它旁边的血液里氧气少得多。

当一个地方有很多某样东西,而它旁边的地方只有一点点时,这样东西往往会朝着少的地方散开。想一想烤箱里烤面包时会发生什么。很快,香味就从厨房飘进了家里的每一个房间。或者想一想往一杯水里滴一滴食用色素。颜色会慢慢地散开,直到整杯水都染上了颜色。这种散开的过程叫作扩散。

氧气在你的肺里也是这样做的。它从肺泡里氧气多的空气中散开,穿过薄薄的墙,进入氧气少的血液里。在血液里,氧气被红细胞接走,红细胞再把它运到你身体的其他地方。在后面的一章里,你会学到更多关于这些红细胞和它们的旅程的知识。

还记得第1章里讲过你的身体为什么需要这些氧气吗?每一个细胞都要用氧气,从你吃的食物里获得能量,有点儿像篝火需要空气才能一直燃烧下去。你的细胞是慢慢地、轻轻地从食物里释放能量的,根本没有火焰,但是它们仍然需要源源不断的氧气来做这件事。现在,你知道氧气进入你身体的确切地点了。

与此同时,还有另一样东西在朝相反的方向移动。在你的身体工作时,它的每一个细胞都会产生一种废气,叫作二氧化碳。血液把这些二氧化碳收集起来,带回到肺里。毛细血管里有很多二氧化碳,而肺泡里的新鲜空气中二氧化碳非常少。所以,二氧化碳就从血液里散出来,穿过薄薄的墙,进入肺泡。当你呼气时,它就离开了你的身体。

这种交换发生得快得不可思议。一个经过肺泡的红细胞,在毛细血管里待的时间还不到一秒,就在这么短的时间里,它接上了氧气,放下了二氧化碳。氧气进来,二氧化碳出去,一次又一次,在好几亿个肺泡里同时进行。不管你有没有在想着它,这件事都在白天黑夜不停地发生。

在第1章里,你读到过,你呼出的空气里仍然剩下相当多的氧气。现在你可以看看具体的数字了。新鲜空气里大约有五分之一是氧气,而呼出的空气里,这些氧气还剩下四分之三多一点儿。你的肺只从每一口气里拿走一部分氧气。但是,你呼出的空气里的二氧化碳比新鲜空气里多得多,大约多一百倍。而且呼出的空气里还有很多水蒸气。

你可以亲眼看到这些水蒸气。在凉快的日子里,对着一扇冰凉的窗户或者一面镜子轻轻地哈一口气。玻璃上就会出现一片雾蒙蒙的痕迹。那层雾是由许多小水滴组成的,它们是跟着你的呼吸从你的肺里出来的。从你肺泡里出来的温暖、潮湿的空气,碰到冰凉的玻璃就冷了下来,里面的水又变回了小水滴。你呼出的每一口气,都会带走一点儿水。

在高高的山上,空气比较稀薄。在那里吸一口气,里面的氧气比在海边吸一口气要少。爬高山的人会发现,自己呼吸变快了,心跳也变快了,这是因为他们的身体正在努力把足够的氧气送进肺泡。如果他们在高处待上几个星期,身体就会慢慢适应,比如制造出更多在血液里运送氧气的细胞。

让气球保持张开、保持干净

有这么多又小又湿的气球,会带来一个棘手的问题。每个肺泡的里面都覆盖着一层非常薄的液体。湿的表面容易粘在一起。你可能注意到过,两张湿的保鲜膜会紧紧地贴在一起,湿头发也会粘成一缕一缕的。如果没有什么东西阻止,那些小小的肺泡的壁就可能会粘在一起,在你每次呼气时都瘪下去。

你的肺用一种特别的液体解决了这个问题,这种液体叫作表面活性物质。肺泡壁上的一些细胞会制造表面活性物质,并把它涂满肺泡的内表面。表面活性物质的作用有点儿像肥皂。它让那层水一样的薄膜变得没那么黏,这样肺泡就能保持张开,就算你把气全部呼出去也一样。然后,当你再吸气时,肺泡就能轻轻松松地重新鼓起来。

想一想吹一个聚会用的气球。第一口气常常是最难吹的,一旦气球开始被撑开,接下来的几口气就容易多了。如果你每次呼气时肺泡都完全瘪下去,那么你每次吸气都会像吹那最难的第一口气一样,一遍又一遍。表面活性物质让肺泡不会瘪下去,所以每一次新的呼吸都很轻松,你几乎感觉不到自己在呼吸。

宝宝在出生之前就开始制造表面活性物质了。一个出生得特别早的宝宝,可能还没来得及制造足够的表面活性物质,所以这个宝宝可能会觉得呼吸很费劲。照顾新生宝宝的医生和护士知道在这种情况下怎样帮忙。随着宝宝长大,宝宝的肺就会开始自己制造充足的表面活性物质。

表面活性物质还有另一项任务,这项任务和保卫你的身体有关。表面活性物质里的一些蛋白质能抓住病菌。它们把病菌聚成一团,让病菌更容易被找到、被清除。所以,即使在这里,在肺里最娇嫩的地方,也有防御。让肺泡保持张开的这种液体,也帮助肺泡保持干净。

肺泡的壁还能自己修补自己。如果肺泡内壁上的一些薄薄的细胞受到了损伤,比如被病菌弄坏了,附近的其他细胞就会分裂、生长,来代替它们。这样,内壁就被修补好了,有点儿像修路工人把路上的裂缝填平。你的肺一直在静静地修复自己、更新自己。

不过,肺泡没办法像比较粗的气道那样使用黏液和纤毛。所以,少数一路走到底的最细小的颗粒,就需要另一种清洁方式。这些颗粒有一些是灰尘、烟或者花粉的碎屑,它们太小了,在上面没能被抓住。还有一些是病菌。如果没有什么办法把它们清除掉,它们就可能会在肺泡里越积越多。

当病菌到达肺泡的时候

大多数时候,你鼻子、喉咙和气道里的卫兵,会在病菌到达肺泡之前,早早地就把它们拦住。而少数真的走到这么远的病菌,通常也会很快被解决掉。但是偶尔,病菌会设法在肺泡里安顿下来,并开始繁殖。这种情况发生时,身体就会派出很多保卫者去反击。

在这场战斗中,有些肺泡里装满的可能不是空气,而是液体和保卫者们自己。医生把这种肺部感染叫作肺炎。被填满的肺泡就没办法像平时那样好好地交换氧气和二氧化碳了。得了肺炎的人可能会发烧、咳嗽,呼吸又快又费力,还可能会觉得非常累。

如果一个孩子发烧,同时还咳嗽、呼吸很快,或者呼吸看起来很费力,大人应该和医生谈一谈。医生可以用听诊器听听肺的声音,听诊器是一种工具,它有一个圆圆的头,可以放在胸口上。通过听诊器,医生能听到空气进进出出的声音,还能了解到很多关于肺的情况。大多数得了肺炎的人,在得到合适的照顾并好好休息之后,都会好起来。

在日常生活里,有很多办法可以从一开始就帮助病菌远离你的肺泡。洗手、咳嗽和打喷嚏时遮住口鼻、睡足觉,都能帮助你身体的卫兵。疫苗也能帮助训练你的身体,让它认出一些会引起肺部感染的病菌。在这本书的后面,你会学到更多关于洗手和疫苗的知识。

那么,到底是谁每一天都让肺泡保持干净呢?是谁把一路滑到最底下的灰尘颗粒吃掉,又是谁随时准备着和来到这里的病菌战斗呢?答案是一群了不起的细胞,它们真的就住在肺泡里面。它们在肺泡的内壁上爬来爬去,搜寻任何不属于这里的东西。

慢慢地吸一口气,想象空气来到你的肺泡里。好几亿个小气球一起鼓了起来。氧气悄悄穿过薄薄的墙,进入你的血液;二氧化碳悄悄溜出来,被呼出体外。而在这些小气球的角落里,清洁工们正忙着工作。在下一章里,你将认识这些清洁工,并且会看到它们怎样保护你肺里最深的地方的安全。

关键词

肺泡:最细的气道末端那些细小的、圆圆的气囊,氧气在这里进入血液,二氧化碳在这里离开血液。一个也好,很多个也好,都叫肺泡。

毛细血管:你身体里最细的血管。它们像一张网一样包住每个肺泡,红细胞排成一列从里面通过。

氧气:空气里的一种气体,你身体里的每一个细胞都需要它,才能利用食物里的能量。

二氧化碳:你身体里的细胞产生的一种废气。血液把它运到你的肺里,你再把它呼出去。

扩散:一样东西从它多的地方向它少的地方散开的方式,就像香味在整个家里飘散开来。

表面积:一样东西外面的总大小。你的肺有巨大的表面积,因为它们是由好几亿个细小的肺泡组成的。

表面活性物质:肺泡里制造的一种像肥皂一样的液体。它让小小的气囊不会粘在一起合上,它里面的一些蛋白质还能帮忙把病菌聚成一团。

肺炎:一种发生在肺部深处的感染,有些肺泡里装满的不是空气而是液体,让呼吸变得更困难。

听诊器:医生用来隔着胸口听你的肺和心脏的声音的一种工具。