Дыхательная система
Дыхательная система
Первейшей потребностью всех живых существ на земле является кислород. Ничто не может жить без него. В отсутствие дыхания клетки тела умерли бы. Кровь приносит им кислород, забирая углекислый газ. Снабжение клеток кислородом и освобождение их от углекислого газа называется дыханием. Именно клетки тела используют кислород, а не легкие. Кислород непрерывно поглощается (или сжигается) клетками тела. Этот процесс (окисление) называется огнем жизни, так как участвующие в нем вещества действительно сгорают, как в огне.
Чтобы поступление воздуха в легкие было возможно, тело должно иметь соответствующий трубопровод. Таким трубопроводом является трахея. Кроме того, необходим механизм, который бы осуществлял как введение воздуха внутрь, так и выведение его наружу. Таким механизмом является ансамбль грудной клетки, диафрагмы и живота.
Трахея начинается сразу под голосовыми связками и заканчивается в верхней части грудной клетки, где она раздваивается, образуя левый и правый бронхи, ведущие соответственно к левому и правому легким. Бронхи в свою очередь разделяются на маленькие ответвления, называемые бронхиоли. Бронхиоли снабжают воздухом мириады маленьких мешочков (альвеол), напоми – нающих своим строением пчелиные соты.
Площадь поверхности взаимодействия альвеол с воздухом невероятно большая. Если расстелить альвеолы на плоскости, они заняли бы 1000 кв. футов (около 93 кв. м), что больше чем в 20 раз превышает площадь поверхности кожи человека.
Каждая альвеола покрыта сетью капилляров (мельчайшие кровеносные сосуды). Стенки капилляров настолько тонки, что молекулы кислорода могут свободно проходить сквозь них, попадая таким образом в систему кровообращения. Как только кислород вступает во взаимодействие с кровяными тельцами, последние тут же изменяют свой цвет (с синевато – пурпурного на ярко-красный). После этого кислород распределяется по всему телу (с помощью сердца). Одновременно с этим углекислый газ поступает из крови в альвеолы и с каждым выдохом выводится из организма.
Обычно человек совершает около 15 дыханий в минуту, вдыхая и выдыхая за один раз примерно по 0,5 литра воздуха. В среднем легкие вмещают около 3 литров, так что при каждом вдохе и выдохе человек обновляет примерно 17 содержащегося в них воздуха.
Сам механизм дыхания осуществляется с помощью двух движений:
1) расширения ребер наружу и вверх;
2) расширения живота наружу.
При этом диафрагма оттягивается вниз. Общим результатом этих двух движений является увеличение объема грудной клетки. Легкие в точности следуют движениям внутренней поверхности грудной клетки. При глубоком дыхании превалирует движение ребер вверх. Это позволяет легким вместить до двух литров воздуха дополнительно (сверх обычного объема).
Выдох тоже можно усилить за счет полного сжатия грудной клетки и живота. Этим достигается выведение дополнительного количества воздуха (около 1,5 литров).Таким образом вместо 1 литра воздуха (обычное дыхание [вдох + выдох]) в организме может рециркулировать более 4 литров (глубокое дыхание [вдох + выдох]). Однако даже после самого тщательного выдоха в легких остается некоторое количество воздуха (около 1,5 литров).
Обычно дыхание происходит автоматически (его контролирует центральная нервная система), однако оно может быть контролируемо и сознательной частью ума (глубокое дыхание или задержка дыхания).
Грудная клетка имеет коническую форму: уже вверху и шире книзу (легкие имеют ту же форму, что и грудная клетка). Низ грудной клетки образует диафрагма – куполообразная мышца, играющая в дыхании очень важную роль.
Две половины легких отделены друг от друга сердцем. Если не учитывать соединение легких с сердцем и с корнем трахеи, то каждое легкое может двигаться свободно и независимо друг от друга. Легкие разделены на доли или камеры: правое легкое – на три доли, левое – на две. Внешняя поверхность каждого легкого покрыта гладкой влажной пленкой, называющейся плеврой. Такая же пленка покрывает внутреннюю поверхность грудной клетки и диафрагму. Плевра поддерживается влажной с помощью особой смазывающей жидкости и способствует расширению и сжатию легких, уменьшая трение между ними и грудной клеткой.
Воздух, которым мы дышим, перед тем, как попасть в легкие, должен быть несколько изменен (как правило, он слишком сухой и холодный). Такой воздух очень быстро высушил бы ткани легких. Кроме того, в окружающем нас воздухе находится огромное количество пыли и миллионы микробов. Все это должно быть удалено из воздуха, прежде чем он попадет в легкие (в противном случае они будут инфицированы или заблокированы грязью). Для этого тело снабжено очистительной системой и системой кондиционирования, которые начинаются в носу. Выступающие наружу волоски при входе в нос задерживают крупные частицы пыли. Особая костная структура ходов носа покрыта толстой слизистой оболочкой, в которой циркулируют большие количества крови. При прохождении через эти ходы воздух нагревается и увлажняется до необходимых температуры и влажности.
Пройдя через волоски при входе в нос, воздух все еще содержит изрядное количество пыли. Для ее удаления весь дыхательный тракт покрыт слизистой оболочкой с напоминающими волоски ворсинками (ресничками) и многочисленными железами, производящими слизь, на которую налипают частички пыли. Исследования с помощью микроскопа показали, что реснички непре – рывно совершают колебательные движения (около 12 в секунду), благодаря чему слизь перемещается вверх к горлу и проглатывается. Микробы быстро уничтожаются желудочными соками и удаляются из тела.
Кашель – резкий выброс воздуха, очищающий дыхательные пути, – является важным защитным механизмом дыхательной системы.
Очень важно дышать через нос, заполняя живот и грудную клетку. Дыхание многих людей неровно и поверхностно, в то время как плавное и медленное дыхание позволяет дыхательной системе функционировать с максимальной эффективностью.