吸入和处理空气: 下呼吸系统结构的工作原理

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下呼吸系统的结构由气管、支气管、细支气管、胸廓、肺和膈肌组成

下呼吸道系统(或下呼吸道)由气管、支气管和细支气管以及构成肺部的肺泡组成。 这些结构从上呼吸系统吸入空气,吸收氧气并释放二氧化碳。 其他结构(即胸廓(或胸腔)和膈肌)保护和支持着这些功能。

1. 气管是通往肺部的主要气道

气管区域的结构包括食管、喉、软骨环和支气管

气管是一种直径小于1英寸的管道,覆盖有软骨环。 它从喉的底部向下延伸到胸骨后方,直到分支成更小的管(支气管)。 在吸气过程中,由上呼吸系统过滤和加温的空气从咽和喉进入气管,然后下行至支气管并进入肺部。 在呼气过程中,来自肺部的脱氧空气通过气管反向上行。 软骨环支撑气管的管形结构,防止其过度膨胀或塌陷,不会像用力吸吮吸管时一样。 它们是C形的,在后侧有间隙。 在吞咽食物时,这允许气管在食管压迫下弯曲。

2. 支气管是将空气带入和带出肺部的通道

单击播放支气管和细支气管的动画

主支气管的管形结构分支于气管底部。 这些分支进一步细分为二级和三级支气管,然后分支为细支气管。 这些越变越小的气道将富含氧气的空气从气管送入肺部。 在呼气过程中,脱氧空气(现在富含二氧化碳)沿相反的路径离开肺部。 当我们运动时,细支气管中平滑肌的松弛导致它们扩张。 这种支气管扩张使通气更大。 过敏反应和组胺引起相反的作用(支气管收缩)。

3. 肺是呼吸系统的基本器官

单击播放肺功能的动画

肺负责我们呼吸的空气和我们身体之间的气体交换。 它们在胸廓内受到保护。 左肺有两个肺叶,体积略小于右肺。 左肺在心脏切迹处弯曲,以容纳心脏。 右肺有三个肺叶。 右肺略短,因为其下方膈肌位置略高以容纳肝脏。 在吸气过程中,空气通过支气管和细支气管流入肺部。 然后,空气中的氧气被吸收到血流中: 它通过数以百万计的微小囊状结构(肺泡)进入周围毛细血管。 二氧化碳废物以相反的方式从毛细血管扩散到肺泡。 肺在呼气过程中排出脱氧空气。

4. 外呼吸在肺泡发生

单击播放肺泡和外呼吸的描述

肺泡是由细支气管供气的微小气囊。 每个肺中有数以亿计的肺泡。 它们是呼吸道的末端,也是外呼吸(空气和血液之间的气体交换)发生的场所。 在吸气过程中,肺泡被来自细支气管的空气充满。

氧气通过肺泡扩散到它们周围的肺毛细血管网络中,并通过血流泵送。 来自脱氧血液的二氧化碳从毛细血管扩散到肺泡中,并通过呼气排出。

5. 膈肌提供了进行呼吸的肌肉

单击播放膈肌在呼吸中作用的描述

肺位于膈肌上方,后者是一块形成胸腔底部的肌肉。 膈肌的动作是物理呼吸过程的关键。 在吸气过程中,膈肌收缩并向下朝腹腔运动。 这允许胸腔和肺增加体积。 它还解释了为什么深呼吸时腹部会鼓起。 在正常呼气过程中,膈肌松弛(肋间外肌同时松弛)。 胸腔和肺部减小,将空气排出。