一、我們也正吸著西扎呼出的氧氣

　　西扎(古羅馬名人)最后的呼吸是一個有名的故事。一摩爾的氧分子(31.9988克)在一個大氣壓中，其體積為22.4升左右，其中有6.02×1023個氧分子吧，這6.02×1023個又稱為阿伏伽德羅數(shù)，就是不算其他氧氣，所有的物質(zhì)在一摩爾中應該含有6.02×1023個分子。這個數(shù)字是種怎么樣的概念呢？當然看是看不到的，若考慮到地球上空氣中的所有氧氣，以此計算的話，并考慮到人吸一口氣，吐一口氣的話，這個計算結果將是很有趣。

　　假如氧氣不是作為特殊的消費物質(zhì)的話，那么在我們每吸入的一次空氣中，一定有在古羅馬時代被布魯達斯暗殺的西扎死前最后從肺中呼出的氧氣中的一個分子。從這個事例中，可以想象阿伏伽德羅數(shù)有多么龐大，同時也能知道一次的呼吸量能有多少，不過若不知道其中有多少氧氣的話，也是很難計算。

　　二、什么叫呼吸？



　　現(xiàn)在我們已經(jīng)知道，我們所吸入的氧氣，一部分在體內(nèi)已經(jīng)變成CO2與水。不過這是在18世紀時才得到確認的事。在我們體內(nèi)所發(fā)生的一切，比如物質(zhì)燃燒等現(xiàn)象，對此我們一定會有些疑問吧。

　　1678年左右，英國的米要注意到，在抽出空氣的瓶中火焰很快就會消失，他想這可能是因燃燒物要吸取空氣中營養(yǎng)的緣故。他又將火與小動物一起放入瓶中，發(fā)現(xiàn)隨著火熄滅，小動物也會死亡。并且看到小動物總是在有火的時候緩慢死去。他從這個結果推測到火的燃燒與呼吸對空氣來說作用相同。

　　在這方面的研究中，一方面人們觀察到有因火而導致周圍變熱，并且有煙產(chǎn)生。由此，斯塔魯提出了有關燃燒的重要理論，就是在物質(zhì)燃燒時，一定有燃素存在。就是說周圍的空氣有很多孔洞，空氣已被燃素化。那么，為什么動物與火一起進入時就死亡呢？他認為動物在呼吸時也會產(chǎn)生燃素，由于從體內(nèi)出來的燃素已經(jīng)沒有可進入的孔洞，所以導致了死亡。

　　從根本上擊倒這種理論的是拉布阿杰。他在1776年發(fā)現(xiàn)了在物質(zhì)燃燒中起到最重要作用的因素，這就是我們已知的氧氣。

　　1790年，拉布阿杰在所發(fā)表的“關于動物的蒸散作用”中指出，動物所吃的食物在消化后產(chǎn)生碳與氫，通過血液送往肺中，在呼吸過程中變成CO2和水。

　　使這個學說得到進一步發(fā)展的是物理學家拉布蘭杰，他發(fā)現(xiàn)血液在通過肺部時獲得氧氣，再由動脈向靜脈移動時與水或碳結合成Co和水。這個發(fā)現(xiàn)大致與現(xiàn)在的觀點相同。

　　三、呼吸急促的原因

　　當我們屏住呼吸時，逐漸會感到難受，再開始喘氣時則呼吸很急促，要過一會才能恢復過來。在運動時，我們的呼吸也同樣急促。這是因為在我們的體內(nèi)有感知空氣的感受器，當體內(nèi)空氣不足時，他會將此信息傳至大腦。

　　另外，我們在睡覺時，呼吸是有規(guī)則地反復進行。這是由于體內(nèi)有控制吸氣、吐氣、再吸氣、吐氣的指令。那么這個指令是從腦內(nèi)還是從脊髓或肺，或身體的哪個部位發(fā)出去的呢？我們經(jīng)常看到這種情。況：有人因交通事故頸椎(背上部的7個骨節(jié)處)部受傷后，不僅手足都不能活動，而且呼吸也不能進行。這樣的人必須依靠人工呼吸器呼吸。這正巧表明了發(fā)出呼吸指令的是在頸脊椎的上方，實際上確實是在延髓部。

　　我們先從空氣不足的信息怎樣送達到腦部的過程開始說明。當體內(nèi)缺少氧氣或碳量多時，也就是PH值降低時，其感知場所在腦內(nèi)有一個，在從心臟出來的大動脈與左右的頸動脈上各有一個。

　　首先要講一下在血管中的血液氣體感受器。在人身上的頸總動脈中，有個分開為頸外動脈頸內(nèi)動脈的部位。這個部位有個稱為頸動脈體的如小米粒大小的器官，另外在大動脈弓的附近，有個稱為大動脈體的器官，它們就是血液氣體感受器部分。由頸動脈體發(fā)出的刺激經(jīng)過頸動脈竇神經(jīng)、吞咽神經(jīng)，到達延髓的呼吸中樞。另外，從大動脈體發(fā)出的刺激經(jīng)過迷走神經(jīng)，到達延髓的呼吸中樞。

　　在延髓的呼吸中樞上，有吸氣中樞與呼氣中樞兩種。一般情況下，吸氣中樞是有規(guī)則地活動，當刺激吸氣中樞時，呼吸就會加快。另一方面，呼氣中樞僅在有加快呼吸的意圖時才活動。也就是說正常時，我們只進行有意識的吸氣，而呼氣則靠肋骨的壓力自然進行。

　　在大腦中還有能察覺肺的充滿度的組織。有個叫赫一布二氏反射。在肺膨脹時它可把肺膨脹的信息傳送到吸氣中樞，再控制肺的擴張。所以開始吸氣時肺膨脹后，這個信息即通過迷走神經(jīng)傳達，控制吸氣中樞，吸氣被抑制，轉變?yōu)楹魵狻?

　　四、到達19200米高度時全身將爆炸

　　如上所述，血液氣體感受器也存在于延髓，這雖只是pH(酸度)的反應，但對CO2的濃度也反應，使呼吸加快。

　　我們在海里潛水時都要屏住呼吸吧，但對于采珠女來說，她們潛水能在很長一段時間內(nèi)停止呼吸。一般人也只能停止呼吸3-4分鐘，其后感到難受的原因，并不是自身屏氣的原因，而是在血液中CO2濃度變高，PH降低，氧氣濃度減少的緣故。能忍耐的時間長短當然也有一定特殊的精神原因，當?shù)谝淮芜_到最大限度的屏氣時間后，再一次屏氣時間就能延長一些，若如此練習下去，也可能會說：“快該打破吉尼斯紀錄了吧！”氧氣的壓力(稱為分壓)會隨著高度的增加而降低。未經(jīng)練習的人登高至3700米的高度時，就會產(chǎn)生神經(jīng)癥狀。若乘飛機去西藏或秘魯?shù)脑�，高度可達到5540米，那時，人就會感到頭痛、興奮、困乏等。再到6100米以上時就會精神恍惚。讓我們用理論值推算一下，我們周圍的大氣是760毫米汞柱時氧氣分壓應是其五分之一即150毫米汞柱，肺中的水蒸氣飽和時，應該是47毫米左右，CO2是40毫米汞柱左右，在1萬米時氣壓應為187毫米汞柱，此時若呼吸普通空氣的話，其氧氣分壓為(187-40-47)/5-20毫米汞柱，所以在此情況下人不能夠生存，若戴上氧氣罩的話，可達100毫米汞柱就可以生存。

　　再進一步來看，若達到13700米的高度時，氣壓為100毫米汞柱，此時即使戴上氧氣面罩，氧氣壓只能達到40毫米汞柱，生存則非常困難。理論上高度為19200米時，外氣壓是47毫米汞柱，這與水蒸氣壓相同，所以體內(nèi)的水分會沸騰，全身就會爆炸！即使不是在這樣極端的條件下，有時在高處也會導致高山病的發(fā)生。若急速登上2500米以上高度時，則在24小時內(nèi)就會出現(xiàn)一些癥狀，如頭痛、過敏癥、不眠癥、呼吸困難等，若這種情況下再進行急速運動的話，則會得高山肺水腫癥。所以，去西藏或安第斯山脈時，開始要避免運動才好。

　　五、要注意氧中毒

　　我們經(jīng)常遇到的是氧氣不足，如一氧化碳中毒及氰酸中毒等。此時一氧化碳或氰酸主要影響血紅蛋白與細胞色素，使血紅蛋白與氧氣不能結合。在這種情況下，要使氧的壓力增高，使血紅蛋白與氧結合后，才能使一氧化碳或氰酸離開血紅蛋白，所以對于這種病人常采用高壓氧療法，在一個大容器里，使氧氣達到高壓。

　　但是，這并不是說氧對人體無害，有時也會發(fā)生氧中毒。比如當我們吸入100%氧氣時，就會刺激氣管引起咳嗽、咽喉痛。達到一個氣壓以上時肌肉會痙攣，目眩，昏睡，在4個氣壓下30分鐘以上或6個氣壓下幾分鐘時，人便進入昏睡狀態(tài)。所以，在較高氣壓的氧氣中生活時間長的話，會有生命危險。