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肺为什么需要防御

肺是唯一与外界空气持续直接接触的内脏器官。认识这套层层设防的系统,它如何让每天约一万升的脏空气不伤及气体交换面。

一个呼吸着外界的器官

皮肤和肠道都与外界相接,但呼吸系统很特殊:它必须让一片极其巨大、薄如纸的表面敞开面对外界空气,气体交换才能进行。你全部肺泡的总表面积约相当于一个网球场,而它与血流之间仅隔着大约一个细胞厚的薄膜。正是这种让吸收氧气变得容易的薄度,也让肺变得脆弱。

你每天大约要让一万升空气通过这套系统。这些空气从不干净:它携带灰尘、花粉、烟尘颗粒、真菌孢子、病毒和细菌。如果其中哪怕一小部分到达肺泡并滞留,气体交换面在几天内就会堵塞、感染。所以肺并不指望外界空气是干净的——它边走边清洁空气,在几乎每一层都设有防御。

从鼻到肺泡的层层防御

把吸入的空气想象成一段旅程,在每个阶段都被过滤。上呼吸道(鼻、鼻窦、咽喉)截留最大的颗粒,并把空气加温、加湿。下呼吸道(气管和支气管)内衬着一条由黏液和纤毛构成的自洁传送带。最小的气囊则由游走的免疫细胞守卫。每一层都拦截不同大小的威胁。

  1. 上气道中的鼻毛和湍流滤掉大颗粒(大于约10微米),同时空气被加温、加湿。
  2. 气管和支气管中的黏液-纤毛扶梯截留中等颗粒,并把它们向上扫回去被吞下或咳出——这就是黏液纤毛清除
  3. 反射——咳嗽喷嚏——把任何刺激黏膜的东西高速喷出。
  4. 最深一层防御:小到能到达肺泡的颗粒,会被肺泡巨噬细胞吞噬,它们是肺部常驻的清道夫细胞。

防御健康时,你毫无察觉

这一切大多无声而持续地进行,无论你醒着还是睡着。气道上皮——管道里活生生的内衬——本身就是屏障和传感器,而不仅仅是一根被动的管子。只有当这些防御加强时你才会察觉:感冒时咳嗽,呼吸到烟雾空气时黏液增多,在尘土飞扬的房间里打喷嚏。这些症状本身并不是疾病;它们是防御在工作