1.生存所必需的氧氣與二氧化碳的產生
人類沒有氧氣就不能生存,人的心髒象泵一樣工作,肌肉活動、頭腦思考都需要能量。即使睡著平靜呼吸時,維持構成機體的每個細胞的生命也需要能量。這些能量是在細胞中利用氧(O2)進行物質代謝產生出來的。如同紙、木材等燃燒產生光和熱的能量那樣,消耗氧氣產生二氧化碳。
人類為了生存需要多少氧和產生多少二氧化碳,成人比兒童、男性比女性、運動時比安靜時需要的氧和產生的二氧化碳要多,可記住這樣簡單的數字,成人安靜時一分鍾需要氧約250ml,產生二氧化碳約200ml,運動中兩者增加幾倍有時到10倍。
有趣的是二氧化碳的產生量與氧消耗量有一定的比率。這種比率稱之為呼吸商。如果1分鍾產生二氧化碳200ml,消耗氧25011x1,呼吸商為0.8,呼吸商依人不同為0.75~0.9,本文采用0.8。
2.肺的作用——氣體交換攝取氧、排出二氧化碳
人為了生存不斷地從空氣中攝入氧,向空氣中排泄體中無用的二氧化碳,把這一過程稱為氣體交換,肺是氣體交換的器官。為此,肺有十分巧妙的結構,肺是由像小袋子一樣的肺泡聚集而成,肺泡由一層上皮細胞(肺泡上皮)構成,直徑0.3mm左右。肺泡在出生時有6000萬個左右,過了15歲約有3億個,因此肺泡有70~100平方米的表麵積,如同一個公寓的麵積,如果皮膚表麵積為1.5平方米的話,這可覆蓋多大的表皮呀,人有如此廣闊的肺泡表麵積與空氣接觸。
為了持續地進行氣體交換,肺泡必須不斷的吐故納新,就像打開窗戶讓室內不流動的空氣與外麵的新鮮空氣交換一樣,醫學術語叫做通氣。為了通氣,—通過胸廓變大變小的運動使空氣出人。一次呼吸量(潮氣量)成人約為5000m1,二分鍾約7L,一天達10000L。一生將是多少就可想而知了。