吸入和处理空气: 下呼吸系统结构的工作原理

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旋转三维模型,查看横膈膜与肺之间的关系。

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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

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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

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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

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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。