人為什么要吸氧？

如果吸氧只是為了“助燃”葡萄糖，從而獲取ATP，那么直接經(jīng)靜脈輸注ATP是不是就不用吸氧了？咳嗽是氣道的一種保護(hù)性反射，那么氣道痙攣呢？

什么是窒息氧合？為什么用麻醉面罩吸氧的安全窒息時(shí)間只有3分鐘左右，而用高流量吸氧的安全窒息時(shí)間可以高達(dá)15分鐘？

(資料圖片)

人吸入21%的氧氣，呼出去16%~18%的氧氣，只利用了3%~5%，既然如此，是不是只要氧濃度大于5%就可以了？

空氣中的主要成分是氮?dú)?，它是否也?huì)通過(guò)肺泡進(jìn)入血液循環(huán)？如果不是，它存在的意義又是什么呢？

**高原缺氧，是氧濃度不足還是氧分壓不足？**人會(huì)出現(xiàn)高原反應(yīng)，汽車(chē)也會(huì)出現(xiàn)高原反應(yīng)，是否具有共性？

為什么缺氧5分鐘腦細(xì)胞就會(huì)發(fā)生不可逆損傷，而指頭斷了幾個(gè)小時(shí)后接起來(lái)依然可以存活？

智能手機(jī)的出現(xiàn)使得處在地球兩端的人可以“面對(duì)面”聊天；飛馳的高鐵“拉近”了城市之間的距離；“阿爾法狗”輕易地打敗了圍棋冠軍；人類(lèi)用二氧化碳合成了淀粉；馬斯克揚(yáng)言要把人類(lèi)送往火星，可是火星上沒(méi)有氧氣，人類(lèi)要如何生存？

人類(lèi)近200多年的發(fā)展成果超過(guò)了以往的總和，但是和地球的46億年齡相比，人類(lèi)的歷史猶如彈指間，如此巨大的時(shí)間空白究竟發(fā)生了什么？一個(gè)大膽的猜測(cè)，地球或許存在史前文明，一個(gè)更大膽的猜測(cè)，人類(lèi)或許是太空移民？

在浩瀚的宇宙中，是否存在外星生命，是否存在宜居星球，人類(lèi)一直在探索。所謂的宜居星球和地球一樣擁有陽(yáng)光、水和空氣，溫度適宜。人類(lèi)甚至可以描繪出外星人的樣子，發(fā)達(dá)的大腦和退化的四肢，與其說(shuō)是外星人，不如說(shuō)是人類(lèi)對(duì)于自身進(jìn)化的遐想。

地球上的生物種類(lèi)繁多，但卻有共同的屬性，都是碳基生物。高等動(dòng)物或者叫脊椎動(dòng)物有著和人類(lèi)一樣的感官、一樣的臟器，極其接近的基因序列。但是人類(lèi)是唯一的智慧生物，其他動(dòng)物的大腦就像被加了一把鎖，只有在童話(huà)世界里這把鎖才會(huì)被打開(kāi)。

自從人類(lèi)發(fā)現(xiàn)了多能干細(xì)胞，就一直試圖用它去培養(yǎng)出組織和器官，就像孕育胎兒那樣，比如用21天造出皮膚、用120天造出紅細(xì)胞，再造出心臟、腎臟等，甚至想用干細(xì)胞或者基因源源不斷地修復(fù)受損、衰老或凋亡的組織細(xì)胞，如果這項(xiàng)技術(shù)最終成功，人類(lèi)便可以永生，人將成為上帝，可是上帝不允許這樣的事情發(fā)生！

陽(yáng)光、水、空氣是人類(lèi)賴(lài)以生存的3大要素。人不吃飯，可以撐1周；人不喝水，可以撐3天；人不呼吸，只能撐3分鐘。

3分鐘不呼吸，機(jī)體會(huì)發(fā)生什么改變呢？

人體的能量來(lái)源主要是葡萄糖有氧代謝，經(jīng)腸道吸收的葡萄糖和經(jīng)肺泡吸入的氧氣在細(xì)胞的線(xiàn)粒體“燃燒”生成水、二氧化碳和ATP。ATP維系著人體的運(yùn)動(dòng)、思考、代謝、體溫、生長(zhǎng)等。細(xì)胞膜上有個(gè)勤奮的“搬運(yùn)工”叫鈉鉀泵，源源不斷地把鈉離子從細(xì)胞內(nèi)搬出去，把鉀離子從細(xì)胞外搬進(jìn)來(lái)，同時(shí)也和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的攝入與代謝廢物的排出相關(guān)。這個(gè)“搬運(yùn)工”是需要支付“薪水”的，即消耗ATP，機(jī)體一旦缺氧，ATP生成減少，“搬運(yùn)工”缺乏動(dòng)力，隨時(shí)可能“罷工”，這會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈉離子濃度升高、代謝產(chǎn)物堆積、營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)給中斷，于是細(xì)胞出現(xiàn)腫脹、壞死。

細(xì)胞是構(gòu)成組織器官的最小單元，一旦細(xì)胞壞死了，其組成的組織和器官也就失去了生命力。但是人體不同組織細(xì)胞對(duì)缺氧的反應(yīng)性并不一致，腦細(xì)胞是最脆弱的，一旦缺氧超過(guò)5分鐘，腦細(xì)胞便會(huì)發(fā)生不可逆的損傷，這是因?yàn)槟X組織的能量來(lái)自葡萄糖有氧代謝，幾乎沒(méi)有糖原和糖儲(chǔ)備，氧儲(chǔ)備也就10來(lái)秒，一旦發(fā)生腦缺血缺氧，儲(chǔ)存在腦組織中的能量大約會(huì)在3分鐘內(nèi)耗盡，大腦皮質(zhì)的神經(jīng)細(xì)胞將在5分鐘內(nèi)死亡，導(dǎo)致不可逆損傷。

人體某些組織細(xì)胞有一定的能量?jī)?chǔ)備，在缺氧時(shí)可以通過(guò)無(wú)氧代謝獲取少量的ATP，即使少量的“薪水”也能使這些區(qū)域的“搬運(yùn)工”繼續(xù)工作。心肌組織的能量?jī)?chǔ)備略大于腦組織，腎臟和肝臟可以耐受30分鐘的缺血缺氧，四肢可以耐受60分鐘的缺血缺氧，這也提示在心肺復(fù)蘇時(shí)要快速響應(yīng)，即黃金4分鐘，超過(guò)5分鐘，即使心臟復(fù)跳，腦功能卻很難恢復(fù)！

既然缺氧會(huì)導(dǎo)致ATP生成不足，那么直接經(jīng)靜脈輸注ATP是不是可以予以補(bǔ)償？

事實(shí)上成年人細(xì)胞內(nèi)每天合成的ATP總計(jì)有幾十千克之多，甚至可以達(dá)到自身的體重，因此通過(guò)靜脈注射ATP只能是杯水車(chē)薪，而且靜脈注射的ATP無(wú)法到達(dá)細(xì)胞內(nèi)。

既然氧氣對(duì)生物至關(guān)重要，那么氧氣從哪里來(lái)呢？

植物通過(guò)光合作用產(chǎn)生氧氣，氧氣被人和動(dòng)物們吸入再產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳再被植物吸收，如此循環(huán)，維系著空氣中氧和二氧化碳的動(dòng)態(tài)平衡？其實(shí)人和動(dòng)物消耗的氧氣和化石燃料燃燒消耗的氧氣量根本不在一個(gè)重量級(jí)。

全球有80億人，成年人每天大約需要消耗550升氧氣。2022年全球石油消耗量日均超過(guò)1億桶、1年燒掉80億噸煤炭和4萬(wàn)億立方米的天然氣。燃燒一噸煤炭大約需要消耗2.4噸的氧氣，燃燒一噸汽油需要消耗14.7噸的氧氣，燃燒1立方米的天然氣需要消耗2立方米的氧氣。

有人會(huì)說(shuō)植物在不斷的造氧，大氣層的氧儲(chǔ)備體量很大，擔(dān)心氧氣不夠用有點(diǎn)杞人憂(yōu)天！可是二氧化碳濃度升高導(dǎo)致的溫室效應(yīng)已經(jīng)是不爭(zhēng)的事實(shí)，有研究表明二氧化碳每升高1個(gè)ppm，氧濃度就會(huì)下降2個(gè)ppm。據(jù)測(cè)算大氣中的氧濃度大約在4000萬(wàn)年內(nèi)維持在目前的水平。如果以當(dāng)前的耗氧量計(jì)算，要不了1000年，空氣中的氧濃度就會(huì)降到一個(gè)較低的水準(zhǔn)，可能會(huì)對(duì)地球上部分生物的生存造成威脅。

植物是上帝對(duì)于人類(lèi)的恩賜，不僅給人類(lèi)提供食物，還提供氧氣。但是空氣中的主要成分不是氧氣，而是氮?dú)?，占?8%的份額，氮?dú)庥质菑哪睦飦?lái)，它存在的意義有是什么呢？

科學(xué)家們推測(cè)，宇宙大爆炸時(shí)產(chǎn)生了氨氣，氨氣再分解為氫氣和氮?dú)?，氫氣太輕，逐漸脫離地球，于是只剩下了氮?dú)?，氮?dú)獠恢肌⒁膊槐粍?dòng)植物吸收利用，于是保持相對(duì)的穩(wěn)定性。從這個(gè)意義來(lái)講，空氣中的氮?dú)馐枪爬虾驮嫉摹?/p>

人的肺就像個(gè)“風(fēng)箱”，源源不斷地把空氣抽進(jìn)來(lái)，攝取其中的氧氣、排出二氧化碳。氮?dú)庖脖晃M(jìn)肺、然后又“分文不少”的被排了出去，看似毫無(wú)意義，實(shí)則意義非凡，會(huì)在下面的章節(jié)詳述。在特殊條件下，氮?dú)庖彩强梢赃M(jìn)入血液循環(huán)的，比如在高氣壓環(huán)境中，氮?dú)鈺?huì)溶解在血液中，一旦從高氣壓環(huán)境迅速來(lái)到低氣壓環(huán)境中，氮?dú)鈺?huì)從血液中游離出來(lái)導(dǎo)致氣體栓塞。

空氣中有含量極低的氙氣，近些年的研究提示氙氣是理想的麻醉氣體，不良反應(yīng)少，不誘發(fā)惡性高熱。幸好其含量很低，不然后果不堪設(shè)想！

當(dāng)清晨的第一縷陽(yáng)光透過(guò)山林照耀大地，春風(fēng)徐來(lái)、夾雜著花香和青草的味道，深呼吸，放慢腳步，遙望遠(yuǎn)方，如此的心曠神怡！那些個(gè)困惑已久的問(wèn)題似乎有了一點(diǎn)點(diǎn)的突破口，難道這“天然的氧吧”給了我靈感。

久居平原的人對(duì)高原既充滿(mǎn)了向往又滿(mǎn)懷敬畏，那里空氣稀薄，容易出現(xiàn)高原反應(yīng)！并不是氧濃度降低了，而是氧分壓降低了。海平面的氧分壓為159 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），海拔3000米的氧分壓只有110 mmHg。多數(shù)人對(duì)“高反”只是停留在字面上，缺乏深入的理解和體會(huì)，人體是及其復(fù)雜的，或許我們可以從汽車(chē)的高反來(lái)探討人類(lèi)的高反。汽車(chē)高反的直接感受就是動(dòng)力明顯下降、車(chē)速提不起來(lái)，原因是空氣中氧含量降低導(dǎo)致“內(nèi)燃機(jī)”燃燒不充分，熱效率降低，馬力降低。同理，人類(lèi)的高反也是由于氧攝入不足導(dǎo)致葡萄糖的有氧代謝減少，ATP生成減少，從而體力不支。而且低氧會(huì)對(duì)呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等產(chǎn)生不良影響，比如缺氧性肺血管收縮、肺動(dòng)脈高壓、肺水腫，心跳加快，意識(shí)混亂，惡心嘔吐等。

西藏高原的美有時(shí)是無(wú)法觸及的，并不是因?yàn)槁吠具b遠(yuǎn)，而是對(duì)高反的畏懼。多數(shù)人的印象是老弱病殘者容易出現(xiàn)高反，年輕體壯者不易出現(xiàn)高反。真實(shí)的情況并非如此，高反可能跟機(jī)體對(duì)氧的需求量有關(guān)，也跟機(jī)體的對(duì)缺氧的應(yīng)急反應(yīng)有關(guān)。

標(biāo)簽：