氧气在体内的复杂旅程 - Enda Butler

点击观看完整课程：http://ed.ted.com/lessons/oxygen-s-surprisingly-complex-journey-through-your-body-enda-butler

氧气在我们周围空气占比21%。在你的体内，氧气担任着让细胞产生能量的重要角色。但是，如果气体只能在短距离内有效扩散，那么氧气怎样才能到达体内深处的细胞呢？ Enda Butler 跟踪还原了氧气在身体内令人惊叹的复杂旅程。

课程由 Enda Butler 讲授，动画由 Compote Collective 制作

你一天大概会呼吸17000次。

你很少会注意这个过程，

但在这些过程背后，
包含着巨大的、协调过的努力。

你至关重要的器官，

肠道、

大脑、

骨骼、

肺、

血液、

心脏，

它们为了维持你的生命一起工作，

通过运输氧气到全身的各个组织。

我们身体的大多数细胞都需要氧气，

因为它是生物有氧呼吸的要素之一。

有氧呼吸能产生叫
三磷酸腺苷(ATP)的分子，

细胞能使用这种分子
发挥出很多不可思议的功能。

但是，把氧气运送到全身是
一个困难出奇的任务。

气体通过扩散到周围来进入细胞。

当它们之间的距离很小时，
气体才能有效地扩散。

所以，氧气需要一个运输网络，

以抵达身体的各个细胞。

这就是我们体内20万亿红细胞的功能。

每个红细胞含有2亿7千万血红蛋白，

这些蛋白是导致血液是深红色的原因。

我们的身体使用从食物中摄取的原材料

来制造这些细胞。

所以，从某种程度上，氧气在我们身体内的旅行，

是从肠道开始的。

这是一个关于物理消化和化学消化的展示，

食物被分解成最小的元素，

就像铁，血红蛋白的基本材料。

铁元素通过心血管系统

被运送到体内的造血组织。

这些组织是红细胞的出生地，

这些组织处于骨骼的骨髓腔内。

肾脏通过释放红细胞生成素

来控制体内的红细胞水平，

红细胞生成素是一种可以促进
骨髓产生红细胞的激素。

每秒钟，我们的身体会调动250万红细胞，

大概是整个巴黎人口的数量，

来充分地运输肺部氧气。

但是，在氧气到达肺部之前，

大脑需要参与这个过程。

脑干会通过神经系统发送讯号

到横膈膜和肋骨肌肉，

从而开始呼吸。

这会使肌肉收缩，

从而扩大胸腔内的空间，

导致肺部扩张。

扩张会降低肺部空气压力，

从而让空气进入到肺部。

我们可以将肺部想象成两个大气球，

但是实际过程却复杂得多。

原因是：

肺部血管内的红细胞

只能取得离它们非常近的氧气分子。

如果我们的肺部是气球形状的话，

未能和气球内表面直接接触的空气

不能扩散出去。

幸运的是，我们的肺部结构保证了氧气不被浪费。

它们的内部被分为了好几亿个

叫做肺泡的气球状小分区，

它们能使接触面积

增加到大概100平米。

肺泡墙是由极细的扁平细胞组成的，

它们被毛细血管包围着。

总的来说，肺泡墙和毛细血管
组成了2个细胞厚度的薄膜，

它们能拉近血液和氧气之间的距离
到能进行气体扩散的程度。

然后，这些充满氧气的细胞会被

血管数量巨大的心血管系统

从肺部运送到全身的各个细胞。

如果我们把整个系统拉伸成一条直线，

这些血管能绕地球好几圈。

在这个巨大的系统中推动红细胞

需要一个非常强大的泵，

这就是心脏的作用。

人类的心脏一天会跳动平均十万次左右，

它是一个能把氧气运送到指定地点的能源中心，

从而让人体能够运作。

想像一下，整个复杂的系统都是围绕着

氧气分子的运送系统而建造的。

如果有一个部位停止运作，
整个人体也会停止工作。

吸进空气。

你的肠道、大脑、骨骼、肺、血液、心脏

会继续这些不可思议的
协调工作来维持你的生命。

呼出空气。