弥散

在一间静止的房间一角打开一瓶香水,稍等片刻,整个房间都能闻到香味——不需要风扇。分子天然地从拥挤处扩散到稀疏处。肺里的弥散正是如此:氧和二氧化碳各自越过气血屏障漂移,只因每种气体都从浓度较高处移向浓度较低处。

对气体而言,衡量“拥挤”程度的指标是分压。氧在新鲜的肺泡空气中分压高,在到达的静脉血中分压较低,于是氧向内弥散;二氧化碳在血液中的浓度高于空气中,于是它向外弥散。这种被动移动的速率随压差和可用表面积增大而升高,随膜增厚而下降——这些关系由弥散的菲克定律所概括。

整个过程不耗能量;肺并不泵送气体,它只是布置一片广阔而菲薄的表面和一个陡峭的压力梯度,让弥散自己去完成工作。一个诚实的前提:氧穿越的难度大于二氧化碳,因为它在组织中的溶解度较低,这正是为什么使膜增厚或破坏的病变往往先降低血氧,之后才升高二氧化碳。