Рис. 1. Строение дыхательной системы
Основная функция легких – поглощение кислорода и удаление из организма двуокиси углерода. На протяжении суток у взрослого человека через легкие проходит в среднем 15–25 тысяч литров воздуха. Весь этот воздух согревается, очищается и обезвреживается в дыхательных путях. Первым поток входящего внутрь организма воздуха встречает носовая полость. Наружный нос – это то, что мы видим на лице. Он состоит из хрящей, покрытых кожей. В области ноздрей кожа заворачивается внутрь носа и постепенно переходит в слизистую оболочку.
Внутренний нос (носовая полость) разделен примерно на две равные половины. В каждой носовой полости расположены три носовые раковины: нижняя, средняя и верхняя (см. рис. 2). Эти раковины в каждой носовой полости образуют отдельные носовые ходы: нижний, средний и верхний. При этом каждый носовой ход помимо пропускания воздуха выполняет и дополнительные задачи.
Рис. 2. Внутренний нос с тремя носовыми ходами (вид спереди)
Воздушная струя на входе в нос оценивается волосками-антеннами и мощной рефлекторной зоной. Далее, поднимаясь вверх через носовые ходы, основной объем воздуха проходит по среднему носовому ходу, после чего, дугообразно опускаясь вниз сзади и снизу, направляется в носоглоточную полость. Этим достигается продолжительное соприкосновение воздуха со слизистой оболочкой. Слизистая оболочка носа и его пазух постоянно вырабатывает особую слизь (около 500 г влаги за сутки), которая, выделяя воду, увлажняет вдыхаемый воздух, содержит естественные противомикробные вещества и иммунные клетки, а также с помощью микроскопических ворсинок задерживает частицы пыли. Слизистая оболочка носовой полости богата кровеносными сосудами. Это способствует согреванию воздуха, который вдыхается. Таким образом, проходя через носовую полость, воздух согревается, увлажняется и очищается.
Нос первым встречает поступающие из внешней среды болезнетворные микробы, поэтому именно в нем относительно часто развиваются воспалительные процессы – локальные «сражения» иммунитета с болезнетворной флорой. И если на этом этапе мы не остановили инфекцию, то она идет в зев. Там девять пар желез. Имеются парные миндалины (две трубные и две нёбные) и непарные (три язычные и глоточная). Комплекс этих миндалин образует лимфоэпителиальное кольцо Пирогова.
Дальше на пути воздуха находится язычок . Когда он открывается на вдохе, инфекция в воздушном потоке затягивается на него и уничтожается, а воздух, обходя язычок, затекает в гортань – важнейшую рефлекторную зону.
Проходя через носоглотку и гортань, воздух попадает в трахею , которая имеет вид цилиндрической трубки длиной 11–13 см и диаметром 1,5–2,5 см. Она состоит из хрящевых полуколец, соединенных между собой волокнистой тканью.
Движения ресничек мерцательного эпителия позволяют выводить наружу попавшую в трахею пыль и другие чужеродные вещества либо благодаря высокой всасывающей способности эпителия всосать их и далее вывести из организма внутренними путями. Функция трахеи – проведение воздуха от гортани к легким, а также его очищение, увлажнение и согревание. Она начинается на уровне 6-го шейного позвонка, а на уровне 5-го грудного позвонка разделяется на два главных бронха.
Легкое состоит из 24 уровней деления бронхов (см. рис. 3), от трахеи до бронхиол (их около 25 миллионов). Бронхами называют ветви дыхательного горла (так называемое бронхиальное дерево). Бронхиальное дерево включает в себя главные бронхи – правый и левый, долевые бронхи (1-го порядка), зональные (2-го порядка), сегментарные и субсегментарные (от 3-го до 5-го порядков), мелкие (от 6-го до 15-го порядков) и, наконец, терминальные бронхиолы, за которыми начинаются респираторные отделы легких (задача которых – выполнять газообменную функцию).
Рис. 3. Строение бронхиального дерева
Многоступенчатая структура бронхиального дерева играет особую роль в защите организма. Конечным фильтром, в котором осаждаются пыль, сажа, микробы и прочие частицы, являются мелкие бронхи и бронхиолы.
Бронхиолы – это тоненькие трубочки, в диаметре не превышающие 1 мм, которые находятся между бронхами и альвеолами. В отличие от трахеи бронхи имеют в составе стенки мышечные волокна. Причем с уменьшением калибра (просвета) мышечный слой становится сильнее развитым, а волокна идут в несколько косом направлении; сокращение этих мышц вызывает не только сужение просвета бронхов, но и некоторое укорочение их, благодаря чему они участвуют в выдохе. В стенках бронхов располагаются слизистые железы, покрытые мерцательным эпителием. Совместная деятельность слизистых желез, бронхов, мерцательного эпителия и мускулатуры способствует увлажнению поверхности слизистой оболочки, разжижению и выведению наружу вязкой мокроты при патологических процессах, а также выведению частиц пыли и микробов, попавших в бронхи с потоком воздуха.
Пройдя весь описанный выше путь, воздух, очищенный и нагретый до температуры тела, попадает в альвеолы, смешивается с имеющимся там воздухом и приобретает 100 %-ную относительную влажность. Альвеолы – это та часть легких, где кислород переходит в кровь через специальную мембрану. В обратном направлении, то есть из крови в альвеолы, поступает углекислый газ. Альвеол насчитывается свыше 700 миллионов; они покрыты густой сетью кровеносных капилляров. Каждая альвеола имеет диаметр 0,2 мм и толщину стенки 0,04 мм. Общая поверхность, через которую происходит газообмен, в среднем равна 90 м2. Воздух попадает в альвеолы благодаря изменению объема легких в результате дыхательных движений грудной клетки.
Типы дыхания. Как надо дышать – носом или ртом?
Правильно ли вы дышите? Приходил ли такой вопрос вам в голову? Прочтите всего несколько абзацев ниже, и вы непременно во всем разберетесь!
Дыхательные движения осуществляются с помощью диафрагмы и межреберных мышц (см. рис. 4).
Рис. 4. Схема процесса дыхания. Работа диафрагмы при дыхании
Диафрагма – мышечно-сухожильная перегородка, отделяющая грудную полость от брюшной.
Главная ее функция заключается в создании отрицательного давления в грудной полости и положительного – в брюшной. Края диафрагмы соединены с краями ребер, а ее сухожильный центр сращен с основанием сумки перикарда. Диафрагма похожа на два купола: правый расположен над печенью, левый – над селезенкой. Вершины этих «куполов» обращены к легким. Когда мышечные волокна диафрагмы сокращаются, оба «купола» опускаются, межреберные мышцы за счет разворачивания ребер в стороны и небольшого поднятия их вверх увеличивают объем грудной полости в направлении сверху вниз. В результате этого создается небольшой вакуум, разряжение и воздух снаружи засасывается в легкие, чтобы заполнить их. Происходит вдох. Сокращаясь, диафрагма давит на органы брюшной полости, которые выжимаются вниз и вперед, – живот выпячивается. Когда же мышцы диафрагмы расслабляются, оба «купола» поднимаются вверх, вытесняемые органами брюшной полости, в которой давление всегда выше, чем в грудной. Сокращение мышц брюшного пресса еще больше усиливает это давление. Вследствие этого объем грудной полости уменьшается, в легких создается повышенное давление и воздух устремляется наружу. Происходит пассивный выдох. Когда же его необходимо сделать форсированным, этому помогают внутренние межреберные мышцы и мышцы живота.
Таким образом, процесс дыхания включает в себя вдох воздуха в легкие, а затем выведение этого воздуха из легких. При нормальном, спокойном дыхании на все это уходит от 4 до 6 секунд. За этот короткий промежуток времени протекает газообмен между воздухом, богатым кислородом (в альвеолах) и кровью, насыщенной двуокисью углерода (в капиллярах, покрывающих альвеолы).
В зависимости от того, какие мышцы задействованы во время дыхания, различают четыре типа дыхания: нижнее, среднее, верхнее и смешанное.
Нижнее дыхание (брюшное, диафрагмальное). В дыхательных движениях участвует преимущественно диафрагма, а грудная клетка двигается по минимуму. При этом в основном вентилируется нижняя часть легких и немного средняя.
Среднее дыхание (реберное). В дыхательных движениях участвуют межреберные мышцы, грудная клетка расширяется в стороны и немного поднимается вверх. Диафрагма при этом слегка поднимается.
Верхнее дыхание (ключичное). Дыхание осуществляется только за счет поднятия ключиц и плеч вверх при неподвижной грудной клетке и некотором втягивании диафрагмы. При этом в основном вентилируются верхушки легких и немного средняя часть.
Смешанное дыхание (полное дыхание йогов). Объединяет все указанные типы дыхания, равномерно вентилируя все части легких.
