氧氣在體內的旅程有多麼複雜？——恩達巴特勒

觀看完整課程：http://ed.ted.com/lessons/oxygen-s-surprisingly-complex-journey-through-your-body-enda-butler

我們身邊的空氣中有 21% 左右是氧氣。你體內大部分的細胞在產生能量的過程中，氧氣扮演極重要的角色。然而，如果氣體只有在極近距離間才能有效地擴散，氧氣如何能抵達那些體內深處的細胞呢？恩達巴特勒探索氧氣在體內極為複雜的旅途。

課程：恩達巴特勒
動畫： Compote Collective

一天中你會呼吸大約一萬七千次。

這是個你很少會去想的過程，

但在這個過程的幕後，要投入
極大的努力去協調才能有此成果。

你的重要器官、

腸道、

大腦、

骨頭、

肺、

血液，

以及心臟，

要同心協力，才能將氧氣

送到你全身的組織，
以維持你的生命。

我們大部分的細胞都需要氧氣，

因為氧氣是有氧呼吸的
關鍵成分之一。

有氧呼吸是一個過程，會產生
叫做三磷酸腺苷（ATP）的分子，

我們的細胞用它來提供動力
給許多了不起的功能使用。

然而，將氧氣傳送至全身
是一項異常艱鉅的任務。

氣體進入細胞的方式，
是從細胞周圍擴散進去。

這個方式要在
非常近的距離內才有效。

所以，為了要讓氧氣
抵達我們體內的細胞，

需要有一個運輸網絡。

這時就該我們的
二十兆個紅血球出場了。

每個紅血球皆帶有 2.7 億個
和氧氣結合的血紅素分子，

這就是血液呈現鮮紅色的原因。

身體用來製造這些紅血球的原料

來自我們吃的食物。

因此，在某種意義上，

氧氣在身體中所進行旅程，
其實是始於腸道。

這裡有個很棒方式能說明
機械性及化學性消化，

食物被分解成它最小的單位元素，

以鐵來說，它是由
血紅素當磚塊所組成的。

通過心血管系統，

鐵會被帶到身體的造血組織。

此組織就是紅血球的誕生地，

它位在我們的骨髓腔內。

腎臟能釋出紅血球生成素，

來調節我們的紅血球數量，

紅血球生成素是一種賀爾蒙，
能讓骨髓增加產量。

我們身體每秒會大量產出
約 250 萬個紅血球，

等同整個巴黎的人口數，

這麼一來，到達肺部的氧氣，
就能有很充足的交通運輸。

但在氧氣抵達肺部之前，

大腦需要先參一腳。

腦幹會利用神經系統來發送訊息，

以啟動呼吸，

訊息會一路被送到
橫隔膜及肋骨的肌肉。

這會造成這些肌肉收縮，

因而增加肋骨內的空間，

讓肺部得以擴張。

擴張就會讓肺的內部氣壓降低，

使空氣流入。

可以把肺部想成兩個大氣球，

但事實上肺比氣球複雜許多。

原因如下。

位於肺部血管中的紅血球

只能取得與它們
非常接近的氧氣分子。

如果我們肺部的形狀像是氣球，

無法接觸到氣球內部表層的空氣

就無法擴散過去。

幸運的是，肺部的構造
能將氧氣的浪費降至非常低。

肺的內部含有數億個

迷你的氣球狀凸出物，稱為肺泡，

能大量增加接觸面積，

增加到約一百平方公尺。

肺泡壁由極扁平的細胞構成，

這些細胞被微血管包圍。

肺泡壁和微血管會合力
形成一種雙細胞厚膜，

拉近血液和氧氣的距離，
近到足夠進行擴散作用。

這些富含氧的細胞接著

會被從心血管網絡帶離肺部，

心血管網絡是由大量血管組成，
能通達體內的每一個細胞。

如果我們把這系統的
血管拉開，接成一直線，

其總長度可以環繞地球好幾圈。

要能使紅血球通過
這麼巨大的網絡，

就需要一個非常強大的幫浦，

那就是心臟。

人類心臟一天平均跳動十萬下，

是讓氧氣能抵達
其目的地的動力源，

完成整個身體的團隊合作。

想想看——光是為了
運輸微小的氧氣分子，

就要打造這一整個複雜的系統。

只要有一個環節故障，
我們也會故障。

吸氣。

你的腸道、大腦、骨頭、
肺、血液，以及心臟

都持續它們了不起的
協調運作，維持你的生命。

吐氣。