气道和肺不仅执行净化和分配空气以及将氧气交换为二氧化碳的功能,而且在保证细胞呼吸方面发挥着重要作用。燃烧和“燃料”的类比非常准确,因为就像火焰需要氧气才能燃烧一样,细胞也需要氧气将食物营养物质转化为能量。
细胞呼吸发生在我们身体的每个细胞中,即线粒体中。细胞和肺泡之间氧气和二氧化碳的交换与毛细血管和肺泡之间的交换方式相同。红细胞中的血红蛋白通过动脉携带氧气,然后进入细胞,而细胞则将其积累的二氧化碳提供给红细胞。这些二氧化碳通过毛细血管和静脉进入肺泡,循环结束。
细胞呼吸是一个复杂的过程,涉及许多化学反应。细胞线粒体中营养物质的氧化过程释放出执行身体各种功能所需的能量。然而,为了发生这些反应,细胞必须获得足够的氧气。
细胞呼吸可分为三个主要阶段:糖酵解、克雷布斯循环和氧化磷酸化。糖酵解发生在细胞的细胞质中,包括将葡萄糖分解为丙酮酸并以 ATP 形式释放少量能量。克雷布斯循环发生在线粒体中,包括丙酮酸氧化成二氧化碳,从而以 ATP 形式释放更多能量。氧化磷酸化是以 ATP 形式释放大部分能量的过程。
细胞呼吸是维持机体生命功能的重要过程。此过程中缺氧或其他干扰可能导致缺氧或酸中毒等严重疾病。因此,维持呼吸系统健康,为细胞呼吸提供充足的氧气非常重要。