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前言：
在高海拔地区，人类可能会面临重大的生理挑战。为了应对这些，人类依靠预防措施，在某些情况下，依靠生命支持设备。
尽管陆*飞行员主要在相对较低的高空驾驶旋转翼飞机，但机组人员仍然会遇到与海拔有关的问题，导致缺氧、过度换气以及呼吸紊乱（障碍），通过了解大气的特点，机组人员更好地准备管理随着海拔的增加而发生的生理变化。
要了解海拔对人体的影响，必须了解循环系统的基本结构和功能，以及血液在全身O2运输中的作用。
一、血液循环系统的结构和功能循环系统的基本功能是血液输送，血液循环系统满足身体的氧、营养和排泄需求、身体热量和电化学平衡要求，并产生免疫反应。循环系统组成部分包括心脏及其血管（动脉、毛细血管和静脉）。
图1：循环系统1.1动脉动脉是有力发达的弹性血管，将血液从心脏的心室（主泵）输送出去。动脉血管通常将富含O2的血液输送到毛细血管，供组织使用。动脉能承受相对较高的压力。
1.2毛细血管毛细血管是人体最小的血管，是最小的动脉（小动脉）和最小的静脉（静脉）之间的连接。毛细血管实际上是小动脉和静脉内衬的半透延伸，为身体组织提供血液通道。
毛细血管几乎无处不在，几乎为每个细胞提供必要的气体和营养交换能力。
1.3静脉静脉将血液从毛细血管输送回心脏的心房（泵管较小）。静脉是低压通路，具有瓣状瓣，以确保血液只流向心脏方向。
此外，静脉可以根据身体要求收缩或扩张。这种独特的能力允许血液流动和压力根据身体热量或创伤等因素进行改变。
二、血液的成分和功能虽然血容量随体型而异，但成年人的平均血容量接近5升。血液约占总重量的5%，是一种结缔组织，其细胞悬浮在液体细胞间材料中。
血液的细胞部分约占血容量的45%，主要由红细胞（RBC）、白细胞（WBC）和血小板组成。血浆占血液的其余55%。每个组件都执行独特的功能）。
图2：血液成分的功能
2.1红细胞红细胞，或红细胞，是由扁平骨骼和长骨末端的红骨髓产生的。红细胞将身体的大部分O2供应输送出去，并将CO2从组织转移到肺部。
红细胞计数是每立方毫米血液中红细胞数量的计数。循环血液中的红细胞数量相对稳定。
然而，环境因素在决定实际红细胞计数方面起着重要作用。吸烟、饮食不足和生活高度都会导致红血数量的波动。
事实上，居住在1万英尺以上海平面的人的红细胞可能比生活在海平面上的人多30%。
由于红细胞的氧合作用取决于大气中的O2含量，即使在低海拔地区，机组人员也可能缺氧。当机组人员缺氧时，红细胞的结构、外观和产量是影响船员缺氧的因素之一。
血红蛋白约占每个红细胞的三分之一。血红蛋白由几个蛋白质链和一种称为血红素的含铁化合物组成，携带O2分子，通过将其与血红素成分的铁结合到组织中。
当血液供应完全饱和O2时（在动脉血的情况下），随着氧血红蛋白的形成，血液呈亮红色。当血液通过毛细血管时，它会向周围组织释放O2。
结果，脱氧血红蛋白形成并使静脉血液呈深红色。氧气是大气中第二丰富的气体。
吸入过程中获得的氧气需要通过呼吸过程进行新陈代谢（分解食物并为身体运作提供能量的所有化学反应），以满足人体的能量需求。
高原地区人体内氧气不足会引起剧烈的生理变化，可能导致死亡。
2.2白细胞白细胞的主要作用是对抗和控制各种疾病，特别是由入侵微生物引起的疾病。虽然白细胞通常比红细胞大，但它们可以挤在血管细胞之间到达病变组织。白细胞也有助于形成对许多疾病过程的自然免疫。
2.3血小板虽然不是完整的细胞，但血小板或血小板细胞，产生于红色骨髓中大得多的细胞的微小、破碎的部分。
血小板大约只有红细胞的一半大小，通过初始化血液凝固和血管收缩来对循环系统中的任何破裂做出反应。
2.4血浆血液的液体部分是一种半透明的稻草色液体，称为血浆。血液中的所有细胞结构都悬浮在这种液体中。
血浆主要由水组成，还含有蛋白质和无机盐（电解质）。血浆的一个重要功能是营养物质（如葡萄糖）和废物（如 化碳）的运输。
三、呼吸系统对呼吸系统的组成部分、呼吸机制和呼吸机制的了解，使机组人员能够更好地识别飞行过程中呼吸功能的偏离。这种理解对于减轻可能危及机组人员和任务完成的呼吸风险因素至关重要。
3.1呼吸和呼吸系统呼吸是生物体内物理和化学过程的总和，通过这些过程，O2被输送到组织和细胞，并排放 化碳和水等废物。所有生物体都与环境交换O2和CO2等气体。这个气体交换过程可分为呼吸、外呼吸和内呼吸三个部分。
呼吸是将空气吸入肺部并排出肺部的过程。呼吸肌，主要是横膈肌和肋间肌的收缩和松弛，导致气体进出肺部。反过来，肺是大气和身体之间的界面，进行气体交换。
外呼吸发生在肺泡中。空气通过呼吸的机械过程移动到肺泡。一旦进入肺泡囊，O2就会从进入的空气中扩散到血液中。同时， 化碳从静脉血扩散到肺泡囊中，从肺部排出。
内部呼吸包括细胞使用血液O2，产生 化碳以及细胞与周围流体介质之间的气体交换。内部呼吸是新陈代谢的关键组成部分，新陈代谢是利用、维护和产生体内物质和能量的物理和化学过程。
3.2呼吸功能呼吸有几个功能。它将氧气带入体内，排出体内的 化碳，帮助维持体温和酸碱平衡。
呼吸的主要功能是吸入氧气。氧气通过呼吸系统进入人体，并通过循环系统在体内输送。所有的身体细胞都需要氧气来代谢食物。
化碳是新陈代谢过程的副产品之一。 化碳溶解在血浆中，也由血红蛋白携带。当血液被输送到肺部时，血浆和血红蛋白会将 化碳释放到肺部，从身体排出（呼出）。
体温通常保持在狭窄的范围内（华氏97度至度）。汗液蒸发会产生热量损失，并有助于保持身体热量平衡。在呼气过程中，释放温暖潮湿的空气也有助于这一过程。
体内的O2和CO2之间存在微妙的平衡。O2和CO2的吸收是通过血红蛋白和血浆的广泛化学变化发生的。破坏这些途径会改变身体的化学平衡。
体内的主要酸是氢（H2）离子，它很容易与水（H2O）结合形成H3O+。水性溶液的氢（pH）电位，如血液，是酸度的度的度量，如H3O+浓度所示。
pH值越高（pH值表7.0），基础（碱性）和富含O2的血液就越高。pH值越低（7.0），酸性和O2剥夺血液就越强。pH值恰好为7.0被认为是中性的，因为它是水在25摄氏度时可接受的pH值，本质上既不是酸性的也不是碱性的。
在正常条件下，身体的相对酸度或碱度（pH值）保持在非常狭窄和略碱性的pH值范围（7.35至7.45），但可以在该范围之外短暂的变化中存活。
化碳的分压可以在体内升高。例如，增加体力消耗会增加 化碳的产生，屏住呼吸会减少 化碳的消除。过多的 化碳可以与水反应生成 。这使得血液的pH值降至7.3以下。
化碳不足，如人们在过度通风时呼吸太快，会导致 减少，血液pH值高于7.45，碱性状态增加。下图显示了体内 化碳的含量如何影响血液的pH值。
图3：呼吸周期由于人体在狭窄的限度内保持平衡，大脑的呼吸中枢感知血液pH值和CO2水平的任何变化。
当异常水平出现时，化学受体会触发呼吸过程，以帮助将CO2和pH水平恢复到正常极限。
例如，pH值低于正常水平（酸性太强）的血液会更快地刺激身体呼吸，以排出更多的 化碳。
这反过来又降低了 水平，有助于消除酸，并将pH值恢复到可接受的水平。
没有适当的pH值平衡，身体就无法正常工作。保持7.2至7.6的水平对于血液对O2的必要吸收和向组织释放O2至关重要。
四、呼吸系统的组成部分呼吸系统由将大气带入人体的通道和器官组成。呼吸系统的组成部分，如图4所示，包括口鼻道、咽、喉、气管、支气管、细支气管、肺泡管和肺泡。
图4：呼吸系统的组成部分4.1口鼻通道口鼻通道包括口腔和鼻腔。鼻腔通道内衬粘膜，其中含有许多纤毛细毛细胞。膜的主要目的是过滤进入鼻腔的空气。
毛发通过将过滤材料扫到喉咙后部，不断清洁膜，在那里，它要么被吞咽，要么通过嘴巴排出。因此，通过鼻腔进入的空气比通过口腔进入的空气过滤得更好。
4.2咽部咽部是位于喉咙后部的纤维肌肉状锥形管。它与鼻腔和口腔相连。它主要对进入呼吸系统的空气进行加湿和加热。
4.3气管和支气管气管是空气进入支气管的管子。从那里，空气继续沿着越来越小的通道或管道向下移动，直到它到达肺组织中的小肺泡。
4.4肺泡肺泡是肺中气体交换发生的小气囊。每一分钟的肺泡都被一个毛细血管网所包围，毛细血管网携带着血液，血液在肺泡中吸收和排出气体。
显微镜下的毛细血管壁只有一个细胞的厚度，非常狭窄，红细胞以单个排列的形式穿过。
由于周围毛细血管中气体水平之间的压差， 化碳和氧气进出肺泡。这种运动是基于气体扩散定律：气体总是从高压区向低压区移动。显示了肺泡和毛细血管之间CO2和O2的交换。
图5：肺泡和毛细血管之间 化碳和氧气的交换当O2到达肺泡时，它穿过一个薄薄的细胞屏障，进入毛细血管床，到达携带O2的RBC。
当O2进入肺泡时，它的PO2约为毫米/汞柱。在血液中，静脉回血的PO2约为40毫米/汞柱。
当血液穿过肺泡的毛细血管网络时，O2从肺泡内的高压区流到血红蛋白充血（饱和）内的低压区。
化碳以同样的方式从血液扩散到肺泡。毛细血管静脉回流血中的PCO2约为46mm/Hg，而肺泡中为40mm/Hg。
当血液流经毛细血管时， 化碳从毛细血管中的高PCO2移动到肺泡中的低PCO2区域。 化碳在呼气时释放，这是呼吸的下一个被动阶段。
组织和毛细血管之间O2和CO2的交换与肺泡和毛细血管之间的交换方式相同。
氧气和 化碳通过肺泡毛细血管膜转移到血液中的量主要取决于肺泡氧压与静脉氧压之间的差值。
这个压差是关键的；血氧饱和度随着海拔的升高而降低，这会导致缺氧。下表显示了海拔高度与氧饱和度之间的关系。
表1：海拔与血氧饱和度的相关性
文中不准确的地方，请各位专家批评指正。未完待续，敬请期待！
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