撰文/范素芳
呼吸，作为生命的基本过程，不仅是吸入氧气和呼出二氧化碳的简单循环，而是氧气与二氧化碳在人体内维持微妙平衡的过程。它涉及能量代谢、酸碱平衡、呼吸调节等多个方面。
一、氧气的作用与吸入
氧气是人体进行新陈代谢所必需的气体。我们吸入的空气中含有约21%的氧气，这些氧分子通过鼻腔或口腔进入呼吸道，经过气管、支气管，最终到达肺泡。在肺泡中，氧气通过薄薄的肺泡壁进入血液，与红细胞中的血红蛋白结合，形成氧合血红蛋白。这种结合是可逆的，意味着氧气可以在需要时从血红蛋白中释放出来，供给身体其他组织和器官使用。
二、氧气在人体内的作用主要体现在以下几个方面。
1. 能量代谢：氧气与食物中的葡萄糖发生氧化反应，释放能量，供身体各组织使用。这一过程称为细胞呼吸，是维持生命活动的基础。
2. 维持生理功能：氧气对于维持心脏、大脑等重要器官的正常运作至关重要。缺乏氧气会导致生命体征下降，甚至危及生命。
3. 参与氧化还原反应：氧气在生物体内参与许多氧化还原反应，帮助清除体内的代谢废物。
三、二氧化碳的产生与排出
二氧化碳是新陈代谢的产物，主要由细胞内的糖解作用、柠檬酸循环和氧化磷酸化过程产生。在细胞内，氧气与葡萄糖反应生成能量、二氧化碳和水。这些二氧化碳通过血液运输到肺部，在肺泡中通过呼气排出体外。
二氧化碳的排出过程同样依赖于呼吸系统的正常运作。当肺泡中的二氧化碳浓度升高时，它会刺激呼吸中枢，促使肺部肌肉运动，增加呼吸频率和深度，从而加速二氧化碳的排出。
四、氧气与二氧化碳的平衡机制
在呼吸过程中，氧气和二氧化碳的交换是通过扩散来实现的。扩散是指物质从高浓度区域向低浓度区域的自发移动。在肺泡中，氧气的浓度较高，而在血液中较低，因此氧气会自动从肺泡进入血液中。相反，二氧化碳在血液中的浓度较高，而在肺泡中较低，因此会自动从血液中进入肺泡。
人体通过一系列复杂的机制来维持氧气和二氧化碳的平衡。
1. 呼吸调节：二氧化碳在呼吸调节中起着至关重要的作用。当动脉血中的二氧化碳浓度升高时，它会刺激呼吸中枢，促使呼吸加深加快，以增加肺通气量，从而加速二氧化碳的排出。相反，当二氧化碳浓度降低时，呼吸会减弱。
2. 血液缓冲系统：血液中含有多种缓冲物质，如碳酸氢盐缓冲对，能够中和代谢过程中产生的酸性物质，维持血液的酸碱平衡。这种平衡对于细胞的正常生理功能至关重要。
3. 血红蛋白的调节：血红蛋白与氧气的结合能力受到多种因素的影响，包括pH值、温度、二氧化碳浓度等。当二氧化碳浓度升高时，它会降低血红蛋白与氧气的亲和力，促进氧气从血红蛋白中释放到细胞中。
五、氧气与二氧化碳平衡的重要性
维持氧气与二氧化碳的平衡对于人体的健康至关重要。当这种平衡被打破时，可能会导致一系列的健康问题。
1. 呼吸性碱中毒：过度通气会导致二氧化碳排出过多，血液pH值升高，引发呼吸性碱中毒。这会导致头晕、手足麻木、抽搐等症状。
2. 呼吸性酸中毒：通气不足会导致二氧化碳潴留，血液pH值降低，引发呼吸性酸中毒。这会导致呼吸困难、意识障碍等症状。
3. 组织缺氧：氧气供应不足会导致组织缺氧，影响细胞的正常生理功能。长期缺氧会导致器官功能损害，甚至危及生命。
六、日常生活中的注意事项
为了维持氧气与二氧化碳的平衡，我们在日常生活中需要注意以下几点。
1. 保持良好的通风环境：确保室内空气流通，以提供充足的氧气。
2. 避免过度通气：在紧张、焦虑等情绪下，人们往往会不自觉地加快呼吸频率和深度，导致过度通气。可以通过深呼吸、放松训练等方法来缓解。
3. 合理运动：适当的运动可以提高心肺功能，增强呼吸系统的适应能力，但过度运动可能导致呼吸性碱中毒。
4. 戒烟限酒：吸烟和饮酒都会对呼吸系统造成损害，影响氧气和二氧化碳的交换。
5. 定期体检：定期进行体检可以及时发现呼吸系统的潜在问题，如慢性阻塞性肺疾病、哮喘等，以便早期干预和治疗。
七、小结
综上所述，氧气与二氧化碳在呼吸中的平衡是维持人体正常生理功能的基础。通过了解它们的平衡机制及其重要性，我们可以更好地保护自身的健康，享受美好的生活。
（作者单位：石家庄市第二医院全科医学科二科）
