你是怎麼呼吸的？

從生命起源開始，我們的祖先是魚。大約在3.8億，多年前，地球正變得越來越溫暖，海洋開始變得越來越淺，許多地球表面的水中氧氣含量都沒有以前多了，最終一個低調的小小的葉鰭魚在水裡呆膩了，浮在水的表面，開始呼吸空氣。他之所以能這樣做，是因為已經進化出了一個精妙的新的介面--肺，能在空氣和細胞膜之間移動氣體。

隨著時間的過去，動物的體型最終變得更大更豐富。對於大量動物來說，包括人類，肺有一串其他的裝備，比如保護性的肋骨，是堅硬的器官。在哺乳動物中有一個強勁的隔膜，這些合在一起構成了你的呼吸系統。呼吸系統恰好是你循環系統最好的朋友和生意夥伴。使用氧氣的整體流動和簡單擴散，它們才能使細胞呼吸的過程成為可能。

整體流動，就像公共交通工具，他以很快的速度移動大量的分子，每一次你進行深呼吸，你一次信息入大約1後面20個零，那麼多的氧氣分子，他們都在整體流動的公交車上，一旦這些氧氣分子經過過濾，進入你肺部的細胞中，他們突然就已經非常靠近他們想要接觸的血液。他們所要做的只是擴散，穿過四層細胞膜，從肺細胞進入血液，所以你的呼吸系統才是現在這個樣子。

它的結構綜合了整體流動和簡單擴散兩者的優點。整體流動的部分是有一些你系統中最大最明顯，在移動的部分完成。也就是從你的肺開始，肺的作用基本上就像一個拓或風箱，他們沒有任何可以收縮的肌肉組織。由於他們需要擴張，所以他們需要外部幫助來進行移動，隔膜登場，一個巨大的薄薄的肌肉群，把你的胸部和腹部分割開。

當你的肺清空時，隔膜舒張，看上去有點像一個拱橋，向上推動擠壓你的肺。你同樣還有肋骨的重力從上往下推動著你的肺，合在一起，這些力量減少了肺的體積。

當你吸氣時，隔膜收縮，把自己拉成扁平狀，你肋骨之間的肋間外肌收縮，他們抬起肋骨，擴大胸廓，引起胸腔擴張，這是你肺內的壓力，低於身體外面的空氣。因為流體，比如氣急從高壓區向低壓區移動。肺就充滿了外部的空氣，然後隔膜再次舒張，肋骨的重力發揮作用，肺內的壓力變得比外面的空氣高，空氣衝出體外，這就是一次完整的呼吸。

你的呼吸系統，包括，大量除了肺以外的部位，有一些顯著呈現在你的臉上。從功能上說，所有這些器官都落在兩個生理區域內，位置更高的疏通空氣進入的部位，構成了我們所說的導氣部。導氣部是你的鼻子有股和軟骨支撐，鼻腔內短硬的鼻毛和粘液，有助於過濾掉灰塵和其他顆粒。但鼻腔和你的鼻竇一起，還有另一項重要的功能，使吸入的空氣變得溫暖和濕潤，這樣空氣就不會吹乾那些敏感的，必須保持濕潤的肺細胞，濕潤是關鍵。

我們從生活在水裡的生物進化而來。所以就像我們水生的細菌祖先一樣，我們需要水來溶解空氣，然後空氣才能擴散，穿過我們細胞的雙層磷脂，細胞膜。

如果你曾經喝水嗆到，你會注意到，你呼吸和吃東西，喝水用的是同一條管道。這是最早魚的肺的進化遺留的產物，它的肺是從食道進化而來的。所以你吞下去的東西很快就到了會厭，會厭是一個組織構成的陷阱蓋兒，蓋在喉部。把三明治和可樂倒入食道，防止他們進入肺部。你會發現通往你胃的食道是有彈性。

而你的器官是剛硬的，有突出的環，只是因為你的器官基本上被構建成一個真空軟管。因為肺在每一次呼吸時會造成負壓，氣管需要這些環來維持張開狀。如果氣管是柔軟蓬鬆的，每一次壓力下降的時候，它就會擠壓變扁，你就無法呼吸了。

從這裡開始氣管一分為二。你可以把這些肺的內部構造，想像成一棵倒立的樹。現在我們已經到了肺組織，進入了呼吸部，這裡是氣體交換真正發生的地方。所以這個倒立的樹上最小的分支是細支氣管，細支氣管越來越細，變成更狹窄的管子，直到最後形成肺泡管，然後插入小小的肺泡囊死胡同。

肺泡囊是一團氣體交換最終發生的地方。因為在這裡，每一個囊里都包含一團肺泡，肺泡是小小的腔，嵌合在由單層扁平上皮組織構成的，超薄濕潤膜之內，就是在這裡溶解在濕潤粘液中的氧氣分子，擴散穿過上皮細胞。然後穿過，襯貼在毛細血管上的，單純的內皮細胞，進入血流。

當然二氧化碳也在這裡擴散，離開血液。沿著同樣的路線返回到鼻子和口腔，呼出體外。所以在肺泡，擴散與整體流動相遇。因為儘管你一次只能獲得和拋棄一個氧氣分子和二氧化碳。你在每一秒內都在以驚人的龐大數量進行著氣體交換。

你的左右個肺一共包含大約7億個肺泡，加在一起提供驚人的75平方米的濕潤的膜表面積。所以使呼吸成為可能的原理，是相對簡單的，擴散與整體流動。你的機體使用它們的機制也相當簡單，只是我們花了大約是4億年的時間，才弄明白是怎麼回事。

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