楊裔

呼吸系統(tǒng)是人體與外界空氣進(jìn)行氣體交換的一系列重要器官的總稱，肺是呼吸系統(tǒng)中最重要的器官。2017年頒布的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出，小學(xué)生需掌握“人體由多個系統(tǒng)組成，分工配合，共同維持生命活動”的科學(xué)概念，要求學(xué)生學(xué)習(xí)“人體具有進(jìn)行各種生命活動所需的器官”的科學(xué)內(nèi)容，以達(dá)到能夠“描述人體用于呼吸的器官”和“保護(hù)這些器官的方法”的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

人體每時每刻都在呼吸，即使在睡夢中，我們的呼吸也從未停止過。肺是人體呼吸系統(tǒng)的樞紐，分左右2個部分，它就像2片又大又軟的海綿，每一分每一秒都在胸腔內(nèi)起伏工作。在呼吸過程中，空氣通過鼻腔吸入肺部，其中的氧氣在肺泡內(nèi)透過毛細(xì)血管壁進(jìn)入血液，輸送至全身各組織細(xì)胞，為身體正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供所需的能量，二氧化碳則沿著相反的方向通過呼氣排出體外。人體離不開氧氣，就像魚兒離不開水，離開氧氣，人類將無法存活。

世界衛(wèi)生組織的全球調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，影響健康的主要因素中，生活方式占60%，遺傳因素占15%，社會因素占10%，醫(yī)療因素占8%，氣候因素占7%。由此可見，生活方式對人體健康的影響至關(guān)重要。生活中有哪些不良習(xí)慣會損傷我們的肺部？我們應(yīng)該如何保護(hù)肺部呢？

在中國科學(xué)技術(shù)館“科技與生活”A廳“健康之路”展區(qū)，就有這樣3件展品——“驅(qū)除異物”“煙之魔”和“煙之柱”，展示的就是香煙中的化學(xué)物質(zhì)對肺部的危害，以及如何保護(hù)我們的肺。

驅(qū)除異物

纖毛是生長在呼吸道黏膜上的突起物，纖毛周圍有較為稀薄的液膠層，外層有黏稠的凝膠層，纖毛擺動，就像風(fēng)吹麥浪一樣把進(jìn)入氣道的粉塵、顆粒、致病細(xì)菌等物質(zhì)通過黏液推向支氣管的敏感部位或咽部，以咳嗽的方式排出體外。人體內(nèi)的纖毛既看不到也摸不著，它是如何工作的呢？又是如何將氣道中的致病細(xì)菌清除出體外的呢？“驅(qū)除異物”這件展品掲示了其中的奧秘。

“驅(qū)除異物”展品（圖1）主要由纖毛模型、顆粒模型、黏液模型等組成，通過機(jī)械模擬纖毛的生理功能，直觀地展示了纖毛阻擋異物進(jìn)入肺部的過程。圖中綠色小球代表支氣管中的顆粒物，機(jī)械模型模仿支氣管中纖毛的運(yùn)動，有機(jī)玻璃板代表黏液，每旋轉(zhuǎn)1次旋鈕，系統(tǒng)模擬“咳嗽”聲，纖毛從左至右完成1次機(jī)械傳動，推送顆粒模型向前移動1步，不斷旋轉(zhuǎn)旋鈕，直至顆粒模型被移出凹槽，右側(cè)顯微鏡模型放大顯示纖毛運(yùn)動狀態(tài)的動畫和清除異物的過程。

正常狀態(tài)下，纖毛呈規(guī)律性擺動，通過定向擺動把附著在器官表皮上的細(xì)菌、顆粒排出體外。香煙燃燒時產(chǎn)生的大量有害物質(zhì)會損害呼吸道，燃燒時產(chǎn)生的焦油將沿著呼吸道進(jìn)入肺部，附著在氣管和呼吸道其他器官的纖毛上，黏稠的焦油使纖毛粘成一團(tuán)，無法擺動，影響了纖毛清除異物的作用，增大了感染肺部疾病的風(fēng)險(xiǎn)。

煙之魔

慢性呼吸系統(tǒng)疾?。ㄖ饕嘎璺危┡c心腦血管病、惡性腫瘤、糖尿病一起被世界衛(wèi)生組織并稱為4大慢病，它是一種常見但容易被人們忽視的疾病。慢阻肺全稱為“慢性阻塞性肺病”，是一種具有氣流阻塞特征的肺部疾病，包括慢性支氣管炎和肺氣腫。肺氣腫是終末細(xì)支氣管遠(yuǎn)端的氣道彈性減退，過度膨脹、充氣和肺容積增大或同時伴有氣道壁破壞的病理狀態(tài)，由于肺泡喪失充氣和保持空氣能力，形成呼吸道狹窄，導(dǎo)致呼吸不暢，造成呼吸困難。吸煙、空氣污染和感染是導(dǎo)致慢性阻塞性肺病的3大危險(xiǎn)因素，其中吸煙是最主要的因素。健康的肺部如何進(jìn)行呼吸運(yùn)動？患有肺氣腫的肺部呼吸時又有哪些困難？通過“煙之魔”這件展品就能找到答案。

“煙之魔”展品（圖2）主要由U形管、氣泵活塞等組成。U形管模擬健康氣道和肺氣腫氣道，管中分別設(shè)置小球，模擬空氣流動，手柄模擬呼吸過程。推拉手柄，健康肺部的氣道中氧氣小球可以在U形管內(nèi)從左至右順暢運(yùn)動，完成1次呼吸過程。當(dāng)推拉代表肺氣腫氣道的手柄時，手柄沉重，小球運(yùn)動到一半即掉落，無法完成完整的呼吸過程。這件展品通過對比體驗(yàn)，使我們深刻地感受到呼吸困難給肺氣腫患者帶來的痛苦。

肺氣腫的發(fā)病原因有很多，最主要的是個體易感因素和環(huán)境因素，它們之間相互影響，吸煙是引起肺氣腫最主要的原因。正常狀態(tài)下，非吸煙者的肺部呈鮮明的淡粉紅色，看上去充滿生氣，而吸煙者的肺部，由于煙草中致癌物質(zhì)的沉積，肺部布滿了黑色斑點(diǎn)，整個肺部呈暗黑色（圖3），吸煙數(shù)量越多、持續(xù)煙齡越長，肺部顏色越暗。

研究表明，長期吸煙者患肺癌、慢性阻塞性肺疾病的概率明顯高于非吸煙者，患肺氣腫的概率比不吸煙者多3?5倍，吸煙量越大、吸煙時間越長、開始吸煙的年齡越早，患病的危險(xiǎn)性越大。

煙之柱

香煙中有哪些有害物質(zhì)？為什么人們難以戒除煙癮？“煙之柱”這件展品將為你掲曉答案。

現(xiàn)在我國大約有3億人吸煙，其中約90%在青少年時期就開始吸煙。煙草中含有4000多種有害物質(zhì)、69種致癌物，主要有害物包括一氧化碳、尼古丁、焦油等。一氧化碳被吸入人體后，會制約體內(nèi)血氧結(jié)合，降低紅血球輸送氧氣的能力，導(dǎo)致體內(nèi)缺氧，引起心腦血管疾病。尼古丁是一種使吸煙者產(chǎn)生高度心理依賴的化學(xué)物質(zhì)。吸煙時，尼古丁作用于大腦釋放多巴胺，多巴胺使吸煙者產(chǎn)生輕松愉悅的感覺，即“獎賞作用”;當(dāng)尼古丁含量降低時，吸煙者會感到煩躁并渴望再次吸煙，這就是吸煙成癮的原因。

“煙之柱”展品由香煙柱模型、煙蒂模型等組成（圖4）。煙柱模型由燈箱和透明玻璃柱組成，透明玻璃柱內(nèi)裝滿了煙蒂模型，從下至上分別為吸煙5年、10年、15年、25年產(chǎn)生的煙蒂。操作臺設(shè)置代表不同煙齡的按鈕，啟動煙齡按鍵，香煙柱燈箱點(diǎn)亮，顯示該煙齡產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失，以及對比與此等值的更健康有意義的消費(fèi)行為。以1個人每天吸1盒煙為例，10年6萬元，20年12萬元，30年18萬元，這些錢可以用于健身、旅行、子女教育、家庭建設(shè)等。展品以“煙齡”為互動元素，以實(shí)物體量的方式提醒參觀者吸煙帶來的經(jīng)濟(jì)損失，以及給身體積累的傷害，對比與此等值的更健康有意義的消費(fèi)行為。

無論是主動吸煙還是被動吸煙，無論是二手煙還是三手煙，香煙燃燒時產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)及附著在環(huán)境中的煙草殘留物都會對我們的肺部造成損傷，如果人們在青少年時期不吸煙，那么他們長大后吸煙的概率就很低。青少年更要學(xué)會保護(hù)自己的身體，遠(yuǎn)離煙草對健康的危害，正如世界衛(wèi)生組織所倡導(dǎo)保持健康的4大基石：合理膳食，適量運(yùn)動，戒煙限酒，心理平衡。