氮气可以吸入体内吗(人体氮含量过高会发生氮麻醉现象)

说到呼吸,马上就会想到氧气,因为在地球上包括人类在内的绝大多数动植物都是依靠氧气来进行呼吸的,那么呼吸一定需要氧气吗?还真不一定。

其实在地球上最初诞生的生命形式就是不需要氧气的,它们就是厌氧微生物。今时今日在我们的身边,厌氧微生物依旧很多,比如很多导致外伤感染性炎症发生的细菌都是厌氧微生物。厌氧微生物顾名思义就是不需要氧气的微生物,那么它们靠什么呼吸呢?厌氧微生物其实根本就不依靠气体进行呼吸。对于我们而言,呼吸就意味着吸气和吐气,但实际上呼吸的本质并不是吸气和吐气,而是生物通过化学反应获取能量的过程。

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简单来讲,当氧气通过呼吸器官后,会经血液循环被输送到各个部位。

当位于身体各个部位的细胞接收到氧气之后,会通过细胞器将氧气与糖类物质结合,生成水、二氧化碳以及能量,有了能量,细胞就能够维持正常的生命活动,我们也就能健康地存活下去。既然呼吸的本质是为了获取能量,那么氧气就不是必需品,比如厌氧微生物就是通过发酵来完成能量代谢的。当然了,厌氧微生物的能量代谢方式就决定了它们能够获取的能量是非常有限的,所以过了数十亿年,它们依旧还是微生物,而懂得如何利用氧气来呼吸的生物则早已今非其比,甚至还进化出了智慧与文明。

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既然呼吸并不一定要使用氧气,那么为什么人类最终还是选择了氧气呢?进化成氮气呼吸不是更好吗?

似乎的确如此,因为在地球大气之中,氮气的含量可比氧气要高多了,在地球大气之中,氧气的含量只占21%,而氮气的含量却高达78%。其实道理非常简单,呼吸是为了通过化学反应生成能量,而要想让氮气参与反应实在是太困难了,因为氮气是一种惰性气体,不容易与其它物质发生反应。这是因为氮原子之间的化学键键能较高,很难被分割开来,所以吸进体内的是氮气,呼出来的还是氮气。不过虽然氮气在人体内只是走了一个过场,但这也不意味着人类就可以肆无忌惮地吸氮气。

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氮气虽然不与其它物质发生反应,也不参与人体细胞内的化学过程,但如果人体血液中的氮含量过高,则会发生氮麻醉现象。

氮麻醉现象经常发生于潜水过程中,随着下潜深度的增加,氮分压会随之升高,当人体的脂肪和神经组织中溶解了大量的高压氮,则会导致神经传到受阻,人体机能会随之减弱,甚至有可能导致死亡,而在氮麻醉初期,患者会出现短暂的兴奋感。此前瑞士新发明的“安乐死胶囊”就是通过迅速提高胶囊仓内的氮气含量来实现致死目的的,据说整个过程没有痛苦,还会感到些许愉悦,不过这个事情谁试谁知道。

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既然氮气不活跃,为什么还能够与氢气反应生成氨气呢?这种反应需要较高的温度,而生物体内显然不具备这样的环境。

虽说生物不能呼吸氮气,但氮元素却是生物体内所不可或缺的一种物质,对于植物而言更是如此。氮是植物生长所不可或缺的物质,是蛋白质合成的主要来源,但是植物却无法通过呼吸作用直接获取空气中的氮,怎么办呢?就必须要一种小生物来帮忙,它就是固氮菌。固氮菌的种类很多,有些是与植物共生的,它们会将空气中的氮转化为氮肥供植物使用,还有些固氮菌是独立于植物的,它们吸收氮气,繁衍后代,并将富含氮元素的尸体留给植物。

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氮气不能用于呼吸,那么其它气体是否可以呢?在宇宙中会不会存在着某种生物依靠其它气体进行呼吸呢?

这种可能性是完全存在的,不过能够参与生物呼吸作用的气体要具备一些基本条件,首先这种气体要稳定,如此才能有足够的气体供生物呼吸使用。其次,这种气体在化学反应过程中能够产生足够的能量。第三就是反应的过程要可控,如果不可控,呼吸就不仅仅是产生能量,而是会直接导致生物自燃。如果以这三点作为前提的话,对于碳基生物而言,几乎没有已知的气体可以替代氧气,至于碳基生物以外的其它生物也许会有希望。如果硅基生命存在,你觉得它们会呼吸什么气体呢?

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