Айзек Азимов - Популярная анатомия. Строение и функции человеческого тела

Вся эта тонкостенная структура, включая дыхательные бронхиолы, ходы (обычно называемые альвеолярные ходы), воздушные мешочки и альвеолы, составляет так называемую функционально-анатомическую единицу. Более образно ее можно назвать листом бронхиального дерева. Стенки альвеол представляют собой клеточные мембраны, и через эти тонкие мембраны может свободно проходить кислород, конечно же в обоих направлениях, но сами ткани организма фактически не содержат свободного кислорода, а воздух в альвеолах содержит его в большом количестве, поэтому поток направлен из легких в сам организм. (Пожалуйста, помните, что, хотя легкие и расположены внутри тела, воздух не располагается внутри легких. Этот воздух беспрепятственно связывается с воздухом, находящимся вне ваших ноздрей, и его можно считать находящимся внутри вашего тела с таким же успехом, как и воздух в дырке бублика – внутри самого бублика. Только тогда, когда кислород проникает через мембрану альвеол, он входит в организм.)

Поскольку объем легкого полностью подразделяется на функционально-анатомические единицы, легкое никак нельзя считать мешком, оно скорее представляет собой очень сложную губку. Поскольку воздух остается в этой губчатой массе даже после смерти, легкие, извлеченные из убитых животных, плавают в воде – единственные органы, которые не тонут. Поэтому-то мясники и назвали их легкими. Тем не менее легкие взрослого человека весят от 2 до 2,5 фунта.

Установлено, что губчатая масса легких содержит в целом около 600 миллионов альвеол, поглощение кислорода возможно на общей поверхности площадью по меньшей мере 600 квадратных футов. Тогда без увеличения общего объема легких поверхность, подвергающаяся абсорбции, в 300 раз превышает ту поверхность, которую имели бы легкие, будь они простым мешком. Другими словами, площадь поверхности легких, на которой совершается газообмен, в 25 раз превышает общую поверхность кожи тела.

Легкие, как и остальные дыхательные пути, подвержены инфекционным воспалительным процессам. Одним из распространенных заболеваний легких является долевая пневмония. Ее зачастую называют просто пневмония, хотя этот термин в действительности относится к целому семейству легочных воспалений. При долевой пневмонии выделяемая жидкость заполняет зараженную часть легких. Часто поражена бывает только одна доля, отсюда и название, но, когда болезнь захватывает доли обоих легких, возникает так называемая двусторонняя пневмония.

Вторая бактериальная болезнь легких – туберкулез – получила такое название потому, что в очагах заражения образуются воспаленные узелки, называемые туберкулы (что по-латыни означает «небольшая опухоль»). Другое название – чахотка относится к истощению тканей, которое сопутствует этой болезни, и в результате создается впечатление, что все тело чахнет. Рак, который может поразить любую ткань организма, в последние десятилетия все чаще возникает в легких, что, похоже, спровоцировано ростом табакокурения после Второй мировой войны, ведь этот недуг гораздо чаще встречается у заядлых курильщиков, чем у некурящих.

Воздуха в легких недостаточно, чтобы довольно долго поддерживать жизнь. Через несколько минут запас кислорода закончится, и будет необходимо возобновить подачу воздуха. Старый воздух выводится, а новый подается с помощью дыхания. У взрослого человека в состоянии покоя частота дыхания составляет от 14 до 20 вдохов в минуту, в зависимости от габаритов индивидуума. Чем меньше человек, тем больше частота его дыхания, именно поэтому дети дышат гораздо чаще, чем взрослые. (Если уж на то пошло, частота дыхания крысы составляет 60 вдохов в минуту, канарейки – 108. А лошадь делает всего 12 вдохов в минуту.)

Даже за короткий промежуток времени между вдохом и выдохом состав воздуха изменяется в результате процессов, происходящих в легких.

Воздух, который вы вдыхаете, на 21 процент кислород и на 0,03 процента двуокись углерода. Воздух, который вы выдыхаете, на 14 процентов кислород и на 5,6 процента углекислый газ. (Как видите, не весь кислород заменяется углекислым газом. Некоторая часть его связывается, образуя воду, что не принимается в расчет при вычислении состава воздуха. Он обычно подсчитывается на основе «веса в сухом состоянии», когда количество воды вычитается.)

Содержимое легких за один вдох и выдох не обновляется полностью. Фактически, при обычных условиях покоя расширение и сжатие легких едва заметно. С каждым спокойным вдохом только 500 кубических сантиметров воздуха входит в легкие, а с каждым спокойным выдохом 500 кубических сантиметров воздуха их покидает. И даже эти цифры несколько преувеличены. При обычном вдохе первый воздух, попадающий в сами легкие, – это тот, который находился в бронхах, гортани и носу, то есть выведенный из легких в процессе предыдущего выдоха, но не вытолкнутый в окружающую среду. Затем, после того как процесс вдыхания завершился, некоторая часть свежего воздуха, который вошел через ноздри, остается в дыхательных ходах, где он бесполезен, и выдыхается снова еще до того, как сможет попасть в легкие. «Мертвая зона», представленная дыхательными ходами между ноздрями и легкими, составляет до 150 кубических сантиметров, поэтому свежий воздух, который действительно входит в легкие с каждым вдохом, может составлять не более 350 кубических сантиметров. Это только 1/ 18общей вместимости легких и называется дыхательный объем.

Частичной замены воздуха внутри легких (альвеолярного воздуха) посредством нашего нормального поверхностного дыхания вполне достаточно для привычных целей. Мы к тому же способны сделать глубокий вдох, принуждая пойти в легкие гораздо больше воздуха, чем попадает туда обычно. После того как 500 кубических сантиметров воздуха попали в легкие при спокойном вдохе, можно всосать 2500 дополнительных кубических сантиметров. С другой стороны, можно приложить усилие и вытолкнуть 700 кубических сантиметров дополнительного воздуха из легких после того, как завершится обычный спокойный выдох. Если постараться и выдохнуть из легких весь воздух, а затем сделать самый глубокий, какой только возможно, вдох, то гораздо более 4000 кубических сантиметров нового воздуха могут попасть в легкие за один вдох и выдох. Это жизненная емкость легких – ЖЕЛ [9] Всегда полезно приводить цифры, поскольку они дают контрастную картину сложившейся ситуации, а это обычно доставляет удовольствие читателю. Однако не стоит забывать, что эта картина фактически не столь уж отчетлива. Люди бывают неодинаковой комплекции и живут в разных условиях, поэтому нет таких цифр, которые можно было бы отнести ко всем без исключения. К примеру, ведущая сидячий образ жизни женщина с небольшими по размеру легкими может иметь ЖЕЛ не больше 3000 кубических сантиметров, в то время как у тренированного спортсмена ЖЕЛ может быть до 6500 кубических сантиметров. .