人体结构与机能-室内空气净化原理与实用技术

人体的呼吸系统由肺泡和吸气的通道——呼吸道所组成，其主要功能是交换血液中的气体。呼吸道分为上呼吸道和下呼吸道（肺），前者是从鼻腔到气管的部分，而后者则是从支气管到肺泡的部分。肺以支气管为中心，呈小叶结构，是肺泡的集合体，并被包裹在肺胸膜内。肺中分布的支气管、血管和淋巴管能够使吸入的气体进入到肺泡中。以上人体肺部的合理结构，可以使气体交换顺利进行。下面，对肺的相关结构和功能作一个简单介绍。

1.肺的形成

当胎儿生长到第三周时，在前肠的喉气管沟处产生出肺。在此之后，为了使胎儿能够适应在子宫外的生活，肺不断生出分支并逐渐延长。其过程大致分为以下3个阶段：

支气管期（bronchial stage）：在胎龄4个月末时可以看见原始支气管和肺泡管的形成，紧接着支气管周围也逐渐出现了黏液腺。

管状期（canalicular stage）：此时的肺泡呈现出分支管状的腺样结构。由于其基底膜很厚，因此不利于气体的交换。此时的肺还很难适应子宫外的生活。在胎儿7～8个月时，腺样结构之间的肺泡隔间距会逐渐变窄，可以看见毛细血管的显著增生，这一阶段被称为后管状期肺（late canalicular lung）。

肺泡期肺（alveolar stage）：在胎儿35周后生成的肺泡虽然和成熟的肺泡极其相似，但是弹性纤维还很少，并且毛细血管较多，这一时期被称为前肺泡期（early alveolar lung）。随着弹性纤维的增加，肺泡隔的间质细胞或纤维相应减少，毛细血管逐渐变成一根，此时胎儿的肺即生长成熟。

在胎儿时期，由于肺泡隔的弹性纤维还不够成熟，因此反而成为了胎儿呼吸的最大障碍。但是，由于呼吸运动对肺泡隔弹性纤维的生长具有促进作用，因此在胎儿刚出生后弹性纤维就开始逐渐增多。而在出生大约两周之后，弹性纤维会出现快速的生长，于是这时的婴儿就已经基本可以适应子宫外的生活了。

2.支气管的结构

支气管在从气管到大约第4胸椎的高度处产生分支，并向左右两个方向依照均等的原则继续延伸，先后经过肺叶、肺区域和细支气管后，最终到达终末细支气管。终末细支气管再次经过2～3次的分支后，经过呼吸性细支气管，与肺泡管和肺泡囊相连。此外，支气管按照功能可以分为3段，一是到作为空气导管的终末细气管，被称为呼吸道区（呼吸道系支气管）；二是像肺泡道与肺泡囊那样直接进行气体交换的呼吸区（实质区域）；三是在两者之间，即在呼吸细支气管中间位置的中间区。

支气管壁由其表面的被覆上皮和支气管腺构成的上皮组织以及疏松结缔组织和肌肉组织三部分构成。因为此处导入的气体阻力较弱，所以这里还生有可以支撑内腔的软骨（透明软骨）以便使气管保持张开状态。虽然主支气管或下叶支气管的软骨与气管软骨都呈马蹄形，但是与肺上叶和肺中叶支气管，以及肺段和肺亚段支气管一样，支气管软骨随着分支次数的增加而缩小，进而变成了岛状的软骨，而细支气管上的软骨则最终消失。这种岛状软骨组织通常会出现在经过4～5次分支的支气管上。支气管黏膜是由支撑基底膜的黏膜上皮和与之相接的黏膜固有层组成。上皮主要由纤毛细胞、黏液细胞和基细胞构成，此外还有少数的未分化细胞、纤毛黏液细胞以及神经分泌细胞也混杂在其中。纤毛细胞位于肺叶或肺段支气管等的中枢支气管中，并占据了黏膜上皮的大部分位置。该细胞是覆盖在支气管腔面上，并且具有许多纤毛和长微绒毛的圆柱形细胞。黏液细胞的细胞质内有许多被境界膜包围的黏液颗粒，这些黏液颗粒多为1～3μm。该细胞通常被认为是杯状细胞。基细胞是N/C较高的多角形细胞。该细胞与基膜相接，并被纤毛细胞和黏液细胞所覆盖（见图1.2.1）。神经分泌细胞被称为Kultschitzky cell或Dence core granulated cell，可以分泌生物胺和多肽等成分。这种细胞虽然数量很少，但广泛分布在呼吸道的支气管中，与肺小细胞癌和类癌肿瘤的发生有密切关系。

(www.xing528.com)

图1.2.1 人体的支气管上皮细胞

3.末梢呼吸道的结构^[2]

肺小叶（次级肺小叶）的容积为1～2cm³，是由结缔组织间隔（小叶间隔）包绕的肺组织最小的独立单元。这种小叶是从一根细支气管导入空气的最小单位。从胸膜面来看，沿着小叶间隔分布的淋巴管呈龟状纹理。

呼吸细支气管的黏膜表面主要被纤毛上皮和克拉拉细胞所覆盖，而不存在杯状细胞。由于在这个区域中，随呼吸进入的微生物和无机物粒子容易产生堆积，因此是容易引起炎症扩大的重要部位。与呼吸细支气管相连的肺泡管或肺泡囊，是由像葡萄串一样相互连接在一起的肺泡所组成的。肺泡的外壁，即肺泡隔，是由支撑基底膜的两种上皮细胞、毛细血管和少量的疏松结缔组织构成。人体肺泡的上皮细胞有两种，分别是Ⅰ型和Ⅱ型（见图1.2.2）。Ⅰ型肺泡上皮细胞除了细胞核的部分之外，仅有0.1～0.5μm厚度的极薄的细胞质。该类细胞是air/blood barrier（空气/血载体）的构成部分之一。Ⅱ型肺泡上皮细胞的细胞质呈立方体状，其中含有嗜锇性板层小体和丰富的细胞器。该类细胞散落在Ⅰ型肺泡上皮细胞的间隙中，能够分泌储存在板层小体中的肺泡表面活性物质（surfactant）。

4.肺的脉管系统

肺里面分布着机能性血管和营养性血管，其中前者是与气体交换直接有关的肺动静脉系统，而后者属于体循环支气管动静脉系统。肺动脉从肺门进入肺后沿支气管不断分支，就构成了肺泡隔的毛细血管网。与此相对的是，肺静脉分布在小叶间隔内，最后通向肺门。支气管动脉是从大动脉直接分支出的肌性动脉。这种动脉从肺门开始，沿支气管进入肺部，一般分布在位于肺部支气管周围或胸膜中。

淋巴管广泛分布在支气管、肺动静脉周围和胸膜下方等部位，具有排出剩余细胞外液和进入呼吸道的异物的重要功能。肺部的胸膜下方2～3mm的淋巴液流向胸膜的淋巴管，而在其他部位则直接流向肺门。

图1.2.2 人体的肺泡