我们的身体通过燃烧我们吃的食物来制造运动、工作,以及所有活动所需的能量。
为了燃烧食物,我们需要氧气,我们从每次呼吸中获得氧气。
然而,空气中并不是只有氧气,我们呼吸的空气中只有21%是氧气,而更多的是氮气,它也随着我们的呼吸进入我们体内。
那如果我们呼吸的是纯氧会怎么样呢?毕竟现在医学上都是这么做的,一个人得了很严重的病的时候,它可能需要戴上氧气面罩,这里输出的便是纯氧。
然而,让人出乎意料之外的是,纯氧不仅不能让人活得更好,它还是有害的,有时候甚至是有毒的。
图为:熄灭的火柴在纯氧里会被点燃
为什么呼吸纯氧有害?
我们的肺算是整个呼吸管道的分支,从嘴巴和鼻子开始,空气依次到达气管,支气管,细支气管,最终到达被称作肺泡的薄壁气囊中。
每个肺泡周围都是小而薄的血管,被称为肺毛细血管。在肺毛细血管和肺泡之间有一层薄壁(约0.5微米厚),各种气体通过它“进出”身体,包括氧气、二氧化碳和氮气。
当我们吸气时,肺泡充满了空气。因为肺泡中的氧气浓度高,而进入肺毛细血管的血液浓度低,因此氧气从空气扩散到血液中。
同样,因为进入毛细血管的血液中二氧化碳的浓度比肺泡空气中的高,二氧化碳便从血液进入了肺泡,等我们呼气的时候排出。
你可能好奇,既然空气中大部分是氮气,那么被吸进去的氮气去了哪里?
氮气基本也是随着呼气的时候被排了出去,因为血液和肺泡空气中的氮浓度大致相同。不仅如此,我们吸进去的氧气也大部分呼了出来,呼出来的气体中,大约16%是氧气。
这时候如果我们呼吸的是100%纯度氧气的话,那么这种平衡就会被打破,液体将会在肺部积聚。
与此同时,通过肺泡的气体流动将变慢,这很有意思,你吸收了纯氧,但是你还要更努力的呼吸,因为这样才能抵消气体流动变慢带来的缺氧。
另外,还会中毒,因为氧分子存在一种高活性形式,就是我们所熟悉的“氧自由基”,当氧气浓度超标时,它也会超标。
氧自由基会损害我们体内的脂肪,蛋白质和DNA。最直接的结果就是你的肺部毛细血管受损,然后在呼吸时出现胸痛。
吸入纯氧和时间有很大关系,如果你只是偶尔暴露一下没什么,一般暴露超过24小时就会出现很严重的不良反应。
既然纯氧有害,为什么医院要给重症患者戴上氧气面罩呢?
戴氧气面罩也吸不到纯氧
当一个人因为生病导致心肺功能下降,不能呼吸到足够的氧气时,他将被要求戴上氧气面罩或插上吸氧管。
虽然氧气浓度过高会让人中毒,但是无论是氧气面罩,还是吸氧管都是提供了纯氧。然而不管哪种方式病人吸入的又都不是纯氧。
以氧气面罩为例,它上面有一个旋钮可以调节氧气流量,医生根据病人情况给予氧气流量,这个流量调节范围一般是0 ~ 15L/min。
一个正常健康的成年人大约每分钟呼吸12 - 20次,这相当于每次呼吸3 - 5秒,正常情况下吸气时间比呼气时间快,这个比值差不多是1:2,也就说正常吸气每次是1-1.5秒左右。
还有一个有趣的数据,健康成年人每次吸气容积差不多是0.5L,也就是说我们最大吸气流量约为20-30L /min(这是正常情况下空气流入肺部的速度)。
但是氧气面罩的流量调节的最大值只有15L/min,而且医生基本不可能调节到最大值(一般只有1-2L/min),换句话说我们的肺从氧气面罩中得到的氧气并不多。
这是因为氧气面罩是四处“透风”的,吸氧管就更不用说了,透得更厉害。
即便你吸入的空气中还有21%的氧气,但如果用氧气面罩的话,实际上你吸进去的很多都是刚呼出去的空气,这样氧气含量就更低了。
而对于一些重症患者医生可能会提供更封闭式的氧气面罩,因为他们更关心如何立即给患者输送充足的氧气。
最后
毫无疑问我们需要氧气,但是过多的氧气确实有害,不过这和一些特殊情况下吸收纯氧并没有冲突,因为有时候我们可能也需要一些额外的东西。