Текст книги "Захватывающий мир легких"

Кай-Михаэль Бе
Захватывающий мир легких

Посвящается Хедде, Ханне и Ютте

Один корабль идет на восток,

Второй с тем же ветром – на запад.

И дело не в том, куда дует ветер,

а в том, как поставлены паруса.

Элла Уилер Уилкокс. Ветры судьбы

© 2018 by Wilhelm Heyne Verlag, München, a division of Verlagsgruppe Random House GmbH, München, Gennany.

© Перевод. Издание на русском языке. Оформление. ООО «Попурри», 2019

Предисловие

В Германии новое поветрие: до недавнего времени литературой о внутренних органах человека интересовались исключительно медицинские работники, учителя биологии и ипохондрики, а сегодня книги о сердце, коже, простате и кишечнике входят в число бестселлеров. И вот перед вами книга о легких.

Почему именно легкие? Можно ответить предельно кратко: потому… Потому что настала их очередь. Потому что до сих пор про них ничего не писали. Потому что я врач-пульмонолог и легкие – это моя специализация, моя сфера компетенции. Никто же не удивляется, что Мануэль Нойер играет на позиции вратаря, а не нападающего, Леди Гага работает в шоу-бизнесе, а не в области делопроизводства, Йорг Пилава ведет на телевидении развлекательные программы, а не новости. Рано или поздно система подготовки врачей вынуждает их специализироваться, чтобы посвятить свою деятельность одному органу или одной системе организма. Но здесь я не буду рассуждать о том, насколько это правильно: если бы в начале учебы у меня спросили, в какой области мне хотелось бы специализироваться, то легкие – это неприметное парное асимметричное образование, имеющее прочную губчатую структуру, пронизанную хрящевой тканью, – наверняка заняли бы одно из последних мест в перечне моих предпочтений. Вам известен хоть один роман или кинофильм о врачах, в которых главный герой – пульмонолог? В таких культовых телесериалах, как «Надежда Чикаго» и «Скорая помощь», врачи этой специальности вообще отсутствуют.

Моя судьба мало чем отличалась от судьбы большинства однокурсников: как-то так получилось, что мне досталась эта специальность, а соскочить с нее вплоть до квалификационного экзамена не удалось. А потом я просто сжился с ней. Иногда с течением времени возникает нечто вроде любви, и если эта любовь сохраняется, то в лучшем случае врач становится энтузиастом своей специальности, а в худшем – профессиональным идиотом с шорами на глазах, для которого вся медицинская наука ограничивается изображением любимого органа в анатомическом атласе. И с этой позиции его не собьешь. Боли в груди? Это сердце! Одышка? Определенно сердце! Жжение при мочеиспускании? Само собой, сердце!!! А теперь поменяем специализацию врача. Боли в груди? Похоже, нервы. Одышка? Наверняка нервы. Жжение при мочеиспускании? Можно даже не сомневаться – нервы…

Так почему же эта книга о легких? Мой ответ будет субъективным: потому что я считаю легкие самым сложным, интересным, красивым, важным, незаменимым – короче говоря, самым главным органом, первой скрипкой человеческого организма. Потому что практически любое заболевание и любой симптом могут в той или иной степени затрагивать либо, наоборот, развиваться на фоне проблем с дыхательной системой.

Но, помимо моих личных оценок, существует целый ряд поразительных фактов, которые оправдывают столь пристальное внимание к этому органу. Итак, приведу несколько объективных ответов на вопрос, почему данная книга посвящена легким:

• потому что из года в год миллионы людей во всем мире приходят к врачам с жалобами на кашель или одышку;

• потому что воспаление легких – самая распространенная причина смерти среди инфекционных заболеваний; потому что туберкулез – это не реликт из художественной литературы XIX века, а болезнь, до сих пор убивающая огромное количество людей, особенно в развивающихся странах;

• потому что бронхиальная астма – самое распространенное детское хроническое заболевание;

• потому что рак легких – это самое распространенное онкологическое заболевание среди мужчин;

• потому что в ближайшем будущем, по прогнозам, рак легких станет самым часто встречающимся онкологическим заболеванием и среди женщин, а хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) займет третье место среди всех причин смерти;

• потому что в центре нынешней дискуссии о жульничестве с вредными выбросами дизельных двигателей и о влиянии мелкодисперсной пыли на городское население должно быть не экономическое будущее автомобильной индустрии, а долговременные последствия для здоровья легких. И потому что тревожащие цифры показателей загрязнения атмосферы в так называемых новых индустриальных странах неизбежно поставят вопрос о «праве человека на чистый воздух», если мы хотим предотвратить катастрофу в здравоохранении. Уже сегодня миллионы людей умирают из-за загрязнения воздуха – даже без учета жертв курения.

Именно поэтому книга посвящена легким. Вообще-то им необходим пиар, потому что в большинстве стран о них и не вспоминают, если только речь не идет о кампаниях по борьбе с курением. Вы не увидите в пешеходных зонах кричащие о болезнях легких плакаты вроде тех, что рассказывают об инфаркте, диабете, воспалении печени или импотенции. Инициативы, посвященные раннему обнаружению легочных заболеваний, сводятся, как правило, к элементарному совету бросить курить, а их финансирование весьма скудно. Несмотря на миллионы людей, страдающих болезнями легких, пульмонологии отводится явно недостаточное место в исследовательских программах немецких университетов и клиник. В 2012 году в Германии подготовили более 10 тысяч врачей, но среди них было всего 90 пульмонологов – втрое меньше, чем кардиологов, и вдвое меньше, чем специалистов по желудочно-кишечным заболеваниям. Практически любой немецкий семейный врач может дать направление на ЭКГ, а вот простое исследование вентиляционных функций легких, занимающее менее тридцати секунд, предлагается лишь в очень небольшой части медицинских практик.

Легкие не заявляют о себе громко, ведут себя скромно и незаметно. Это командный игрок, предпочитающий не высовываться, хотя при этом ему отводится крайне важная роль. В футболе, скорее всего, они находились бы на позиции полузащитника, от которого во многом зависит как победа, так и поражение, но которого почти не упоминают в отчетах о матче. Такие футболисты пробегают по 10 километров за игру, побеждают в 90 процентах единоборств, но не забивают голов и не отдают результативных передач. Легкие не в состоянии конкурировать со «звездами» среди органов. Это вам не сердце и не мозг, которым отводится роль вместилища души и разума и где разыгрываются такие драмы, как инфаркт или инсульт, симптомы которых наизусть может перечислить практически любой школьник. Всевозможные печальные события и неприятности могут «разбивать сердце», «сидеть в печенках» или заставлять «из кожи лезть», но никак не затрагивают легкие. Легкие не связаны с органами чувств, которые по любому малейшему поводу способны ввергнуть человека в панику. Легкие запросто могут лишиться более одной трети своих функций, а мы этого даже не заметим!

Легкие не чешутся и не болят, они не ломаются, как бедренная кость, и не рвутся, как крестообразная связка. В большинстве случаев легкие ведут себя как тихий и незаметный квартирант, который вроде бы существует, но которого никто не видит и не слышит. Мы не чувствуем легких, в них отсутствуют болевые ощущения. Если образуется злокачественная опухоль, то это происходит незаметно. Боль возникает лишь тогда, когда болезнь выходит за пределы этого органа и затрагивает, к примеру, плевру или грудину.

Легкие находятся не на виду: они прячутся в глубине грудной клетки за панцирем из костей и мышц, и мы их никогда не видим. Поскольку легкие животных практически несъедобны (если не брать в расчет отдельных любителей), большинство людей даже в мясной лавке не могут посмотреть, как они выглядят. На рентгеновском снимке мы видим, как правило, два неясных темных пятна, по форме похожих на разрезанную пополам буханку хлеба (а между ними сияет ослепительно-белое сердце!).

Чем же примечателен орган, который мы не чувствуем и не видим и который тихо и незаметно выполняет свою функцию? Да всем! Благодаря легким мы дышим, они в работе постоянно – от колыбели до могилы. Легкие функционируют в организме недоношенного ребенка, они участвуют в первом крике новорожденного, в гуканье и плаче грудных детей, во всхлипываниях расстроенного подростка, в сбивчивом и хриплом дыхании спортсмена, в стонах и потугах роженицы, в спокойном и ритмичном дыхании спящего, в болезненных спазмах пациента при последнем издыхании.

Ни один другой орган не подвержен в такой степени влиянию и угрозам извне, следствием этого являются его частые заболевания. Как правило, больной поправляется, однако так бывает не всегда. И тогда легочные заболевания сильно отравляют существование пациента и даже угрожают его жизни. Поэтому цель данной книги в том, чтобы в простой и доходчивой форме разъяснить и здоровым и больным, как возникают легочные заболевания, какими могут быть их последствия и, самое главное, как с ними бороться. Уход за этим чудесным органом начинается с профилактики и заканчивается максимально эффективным лечением с целью предотвращения осложнений.

Легкие – это намного больше, чем просто поставщик горючего для выработки энергии, вот почему имеет смысл как следует позаботиться об их благополучии! Здоровые и полностью работоспособные легкие – это важная предпосылка для выполнения организмом своих физических функций. Тот, кому довелось пережить радость (и муки) максимальной нагрузки на легкие в ходе спортивных занятий, смотрит на этот орган совсем другими глазами. А тот, кто с помощью простых, но проверенных веками дыхательных упражнений приводит свое тело в состояние глубокого покоя, склонен считать, что какая-то часть нашей души живет и в легких.

Так что относитесь к этому чуду бережно и внимательно, легкие нуждаются в защите, им требуется поощрение и забота. Об этом и рассказывается в книге. Сделайте глубокий вдох и приступайте к чтению!

1
Основы: архитектура и дизайн

Легкие – удивительный механизм. На минутку попробуйте вообразить себя Творцом. Представьте, что вы сидите за рабочим столом в своем конструкторском бюро и срок сдачи чертежей легких истекает уже в конце недели. И вот вы размышляете, как закрепить этот орган внутри грудной клетки. Задача сложная, и сравнение с другими органами мало что дает. Мозг, например. Он без движения лежит в черепе, словно устрица в раковине, и от него отходит некое подобие корня в виде спинного мозга. А что с печенью и кишечником? Они достаточно бессистемно расположены в брюшной полости и на дне таза. Сверху их ограничивает диафрагма, а спереди – стенка брюшной полости. Почки? Они расположены справа и слева на задней стенке брюшной полости, а снизу от них отходит мочеточник – и все. Мышцы? Они обоими концами прикреплены к костям, а их стабильное положение между точками крепления обеспечивается опять же костями.

Но как быть с легкими? Снаружи они выглядят как некрасивый родственник печени: три доли справа, две доли слева – их что, забыли разделить при рождении? А внутри что? Сплошные хрящи (употреблять их в пищу – все равно что пить денатурат). А что это еще торчит у них посредине? Какая-то гибкая хрящевая трубка длиной 15 сантиметров, похожая на гусиную шею или на шланг от душа. И как прикажете разместить этот губчатый и лишенный костей асимметричный орган, чтобы он был достаточно стабилен, не опадал вниз и не сжимался, но при этом сохранял подвижность и мог при каждом вдохе, совершаемом 15, 20, 30 и даже 60 раз в минуту, выполнять свои функции внутри грудной клетки?

Вы прорабатываете несколько вариантов. Можно открыть грудную клетку сверху, засунуть внутрь легкие и просто положить их на диафрагму. Плохая идея: орган осядет вниз бесформенной массой, его верхние доли будут сдавливать нижние, и тем не достанется в достаточном количестве ни крови, ни воздуха. А если подвесить легкие к гортани, ведь практически так все и выглядит, а иначе зачем этот шланг? Итак, прикрепляем трахею к гортани, чтобы легкие висели на ней, словно картины в национальной галерее. Плохо лишь то, что при каждом вдохе язык будет проваливаться внутрь горла, потому что диафрагма потянет легкие вниз. Это напоминает старый механизм колокольчика у входной двери, который звонит, когда дергают за веревочку: динь-дон, кто дома? А может, каким-то образом приклеить легкие изнутри к стенкам грудной полости? В этом случае снимается давление с диафрагмы и органы гортани тоже не испытывают воздействия. Вот только при каждом расширении грудной клетки наружная поверхность легких будет рваться и через трещины начнет проходить воздух. Короче говоря, все три варианта непригодны.

Но у матери-природы нашлось решение, для нее не бывает безвыходных ситуаций! Природный план представляет собой комбинацию различных механизмов для равномерного распределения давления и тяговых усилий внутри грудной клетки. Это решение позволило создать уникальное «всасывающее устройство» за счет прочного и в то же время мобильного, скользящего соединения поверхности легких с внутренними стенками грудной полости. Таким образом легкие получили прочную внутреннюю основу, которую снаружи защищает грудная клетка, способная противостоять большим физическим усилиям. Эта уникальная конструкция представляет собой заслуживающий пристального внимания «дом для легких»: он обеспечивает условия для работы и отдыха, в нем возбуждение мгновенно сменяется расслаблением, здесь происходит постоянная уборка, удаление мусора, ремонт и перестройка… Здесь имеют место процессы распада, против которых бессилен любой ремонт. Здесь сменяют друг друга борьба, смерть и возрождение. Здесь живет надежда, но нередко и отчаяние. Здесь, как и в любой семье, царит общность интересов, но бывают и проявления коварства, ревности, зависти, конкуренции и недовольства – в семье не без урода. В этом доме всегда сквозняки, потому что дверь постоянно нараспашку. Давайте войдем, оглядимся и удивимся. Если хотите, можете остаться здесь подольше.

Что мы видим? Нечто поразительное! Дыхательные пути человека от начала до конца

Любое начало поражает воображение. Но что касается дыхательных путей, то первым делом надо выяснить, где, собственно, у них начало. Если скажете, что во рту, то не будете одиноки в подобном мнении – так отвечают многие, но это ошибка. Хотя мы нередко используем рот для дыхания, поцелуев или курения, однако анатомически он все же относится к пищеварительному тракту и по своему микроскопическому строению ближе к кишкам, чем к бронхам: его основная функция заключается в приеме пищи, а не в дыхании.

Дыхательные пути начинаются с носа, у которого много общих функциональных и анатомических черт с бронхами. Творец решил, что мы должны дышать преимущественно носом, а не ртом. И у него для этого были веские основания, которые мы подробно рассмотрим в разделе «Какая связь между носом и легкими?». Таким образом, с началом мы разобрались. Что дальше? Давайте проследим за движением молекулы кислорода по дыхательным путям – от начала до конца.

Итак, нос представляет собой начальную часть верхних дыхательных путей, отсюда наша молекула отправляется в путешествие. Она проходит в ноздри, преддверие носа и бугристую поверхность трех носовых раковин, а затем попадает в заднюю часть носовой полости – носоглотку.

Здесь ей важно не потерять ориентацию, поскольку в носоглотке скрещиваются пищеварительный тракт и дыхательные пути, причем в спорных случаях преимущество имеет именно дыхание! В качестве регулировщика движения выступает необычное образование – свисающий вниз язычок мягкого нёба. В этом месте природа окончательно разделяет пути для пищи и воздуха. Пищевод, состоящий из мышц и слизистой оболочки, ведет к желудку. Он расположен в задней части шеи, прилегая непосредственно к позвоночнику. Гортань и ведущие от нее дыхательные пути находятся перед пищеводом. В результате при каждом глотании дыхательные пути плотно перекрываются надгортанником, прикрепленным к задней части языка. Это значит, что, глотая, мы не можем дышать (естественно, и говорить), и наоборот. Попытку сделать и то и другое одновременно природа прерывает приступом кашля или, в худшем случае, удушья. Так что за столом надо молчать! Это вовсе не следствие аскетизма, который протестантизм воспитывал в людях веками, а биологическая целесообразность в полном соответствии с законами дарвинизма: выживает тот, кто ест и помалкивает!

Если бы нашей молекуле воздуха не повезло, в данном месте она могла бы попасть в пищеварительный тракт и лишиться тогда самой интересной части путешествия. Но, к счастью, молекула сворачивает в нужном направлении и через парные голосовые связки, которые тоже относятся к гортани, попадает в трахею.

Отсюда начинаются нижние дыхательные пути, и это самая длинная часть нашего путешествия, пролегающая сквозь бронхи. У бронхов тоже есть свое начало (трахея) и не менее 400 миллионов окончаний – легочных пузырьков, или альвеол. В них заканчивается наш путь.

Чем объясняется такое невообразимо большое количество альвеол? По дороге к ним дыхательные пути постоянно разветвляются и становятся все тоньше и нежнее. Всего встречается 23 разветвления, и каждый раз наша молекула должна решить, куда ей сворачивать – направо или налево. С автострады она попадает сначала на обычные многополосные дороги, потом на однополосные, проселочные и в конце концов на тропинки. Последняя из них после 23-й развилки заканчивается тупиком – альвеолой. Ну разве не удивительно, что в этом путешествии молекуле предоставляется на выбор 400 миллионов парковочных мест?

Правда, альвеола – это строго говоря не стоянка, здесь долго не засидишься. Это скорее пункт оплаты дорожного сбора перед тем, как молекула попадает в кровь – конечную цель своего путешествия, здесь и только здесь, в легочных пузырьках, происходит газообмен между кислородом и двуокисью углерода.

Трахея и бронхи (примерно до 16-го разветвления) выполняют всего-навсего роль трубопроводов, направляющих воздух к сплетению альвеол. Только там молекула кислорода преодолевает тонкий барьер между дыхательной и кровеносной системами и сталкивается с движущейся ей навстречу молекулой углекислого газа, после чего присоединяется к красному кровяному тельцу. С потоком крови она попадает к сердцу, которое, непрерывно сокращаясь, посылает кровь в самые отдаленные части тела. Там кислорода ждут ненасытные производители и потребители энергии, такие как мышцы или мозг.

Окончание дыхательных путей – необъятная вселенная альвеол – представляет собой то место, где таинственным образом стирается граница между внешним миром окружающей среды и внутренним миром организма. Эта точка перехода очень хрупка и уязвима у всех живых и дышащих существ: рептилий, рыб, млекопитающих. Здесь воздух становится плотью, а плоть – воздухом, именно данным процессом поддерживается жизнь. Но в непосредственном воздействии внешнего мира таится и самая большая опасность. Процесс перехода уязвим, однако не беззащитен!

Шенгенская зона и внешние границы: легкие и их соседи

Поддерживать хорошие отношения с соседями необходимо, но зачастую не так уж легко. Споры могут вызывать такие моменты, как высота и форма забора, границы участка, кто и когда убирает снег, где и как жарить шашлыки и принимать гостей. То соседи чересчур навязчивые, то, наоборот, необщительные. Здороваются они или нет? Вовремя ли пропалывают сорняки на участке? Короче говоря, все непросто с дорогими соседями.

Биологические системы для правильного функционирования также должны сотрудничать. На каком-то этапе в процессе эволюции пара одноклеточных существ, устав от вечных соседских разногласий, пришла к решению, что многоклеточному организму будет проще справляться с жизненными трудностями. Они заключили партнерское соглашение, и какое-то время все было прекрасно. Но это партнерство недолго оставалось уникальным: другие одноклеточные также скооперировались, в результате чего дрязги и ссоры начались заново. Кооперативы росли, возникли сложные организмы, появились позвоночные существа, в конце концов создался и человек – чем более враждебным и угрожающим был мир вокруг когда-то независимых его обитателей, тем теснее они сплачивались.

Но является ли человек, состоящий из множества систем, единым целым или все-таки он сумма различных составных частей? Действительно ли мы так индивидуальны и неделимы, как нам кажется? Можем ли мы считать себя свободным и автономным организмом? Ни в коем случае. Биологические системы – как физические, так и психические – не являются централизованными унитарными государствами. Да, в них существуют некие общие рамки и правила, но все же в основе лежит сильная федеративная система, составные части которой подлежат лишь ограниченному контролю и управлению. Только когда один из органов выбивается из общего ряда, мы начинаем догадываться, чего стоит вся наша автономия. Кто контролирует печень, почки, поджелудочную железу? Кто обеспечивает бесперебойное дыхание, пока мы спим? Кто решает, когда нам пора сходить в туалет? Что мы знаем о более чем 50 миллиардах белых кровяных телец? Например, вы имеете хоть малейшее представление, чем они заняты на протяжении дня? Знаете ли вы, что каждый вечер все они совершают самоубийство? А кто же обеспечивает пополнение? Не знаете? Вы вообще хоть что-то контролируете?

Я вам советую как врач: расслабьтесь и не терзайте себя вопросами, иначе можно свихнуться. «Я – это другой», – говорил французский поэт Артюр Рембо. Как вы догадываетесь, кончил он плохо. Лучше доверьтесь силе федерализма и региональной автономии. Представьте себе свой организм в виде Евросоюза или другого союза государств с разными регионами. Какими бы «сепаратистами» мы ни были в результате медицинской специализации и как бы мы ни отстаивали исключительную важность «своих» органов, на практике мы все равно никак не обойдемся без целостного, «федеративного» подхода к организму. Здоровье является следствием добрососедства органов: если все тянут канат в одном направлении, нас ждет успех. Если же один или несколько членов откалываются от общей массы, страдать начинают все. Знакомая история, не правда ли?

В силу своей жизненно важной функции снабжения организма кислородом легкие являются весьма значимым фактором, без них не обойтись. Мозг может обходиться без кислорода лишь несколько минут, да и сердце очень быстро перестанет биться, если не будет поступлений горючего от легких. Пожалуй, их можно сравнить с Германией в Европе: они тоже расположены в центре, имеют относительно большой размер, им не приписывают каких-то духовно-моральных качеств, но они незаменимы в хозяйственном плане, играя роль экономического локомотива. Так же стараются поддерживать хорошие отношения со всеми, но по-особому зависят от некоторых ближайших соседей. Костная структура грудной клетки обеспечивает нерушимость внешних границ легких и защищает их от повреждений. Диафрагма играет роль механического насоса, качающего воздух. Сердце поставляет кровь – сырье, подлежащее обогащению кислородом.

Как выглядит внешняя граница? Легкие полностью окружены грудной клеткой, состоящей из ребер, грудного отдела позвоночника и грудины. В ней есть отверстие сверху (маленькое) и отверстие снизу (большое). Нижнее отверстие прикрыто диафрагмой, а верхнее, расположенное выше ключиц, – мышцами шеи, реберной плеврой и соединительной тканью. Внутри этих внешних границ располагается шенгенская зона, для которой характерны тесная кооперация, оживленный обмен между органами и весьма условные внутренние границы. За пределами этой зоны легкие поддерживают дипломатические отношения, например с кишечником или мозгом, которые также представляют собой части неких ограниченных пространств, в частности брюшной полости и черепной коробки. Исключением является «эксклав», состоящий из трахеи, гортани, глотки и носа – они относятся к органам дыхания, но не находятся под защитой грудной клетки. Внутри грудной клетки в свою очередь выделяют три обособленных пространства – это левая и правая плевральные полости, в которых помещаются соответственно левое и правое легкое, и находящееся между ними средостение, или медиастинум, в котором расположены сердце, артерии, вены, нервы и лимфатические сосуды. Между легкими проходит пищевод, ведущий к желудку. Обе плевральные полости и средостение полностью отделены друг от друга. Лишь в средней части легких имеются так называемые ворота, через которые проходят крупные кровеносные сосуды, отходящие от сердца. Размещение обоих легких в изолированных полостях имеет особое значение для дыхания.

Помните конструкторскую проблему, описанную в начале этой главы: как закрепить бесформенные легкие внутри грудной клетки? Прежде чем ознакомить вас с решением, я спрошу: «У вас есть дети? Они демонстрировали вам фокусы с помощью набора юного иллюзиониста? А может, у вас самих был такой набор?» Тогда вы наверняка помните два классических трюка, для выполнения которых не требуется вообще никаких особых навыков. Для первого фокуса надо наклеить на надутый воздушный шарик клейкую ленту, а затем проколоть его иголкой через эту ленту. Шарик не лопнет. Для второго трюка используют два обычных с виду игральных кубика из набора, которые, однако, имеют очень гладкую поверхность. Один кубик лежит на столе, а второй фокусник держит в руке и незаметно смачивает его нижнюю поверхность слюной. После этого он прижимает второй кубик мокрой стороной к первому и поднимает его. Нижний кубик прилипает и «магическим образом» поднимается вместе с верхним. То же самое происходит со стенкой грудной полости и легкими – правда, без всякой магии.

Рис. 1. Посредине между правым и левым легким находится сердце. Идущая вверх трахея и гортань связывают дыхательные пути с ротовой полостью

И стенка брюшной полости, и легкие покрыты гладкой тонкой пленкой, которая именуется плеврой. Один ее слой выстилает костную стенку грудной клетки изнутри, а второй – внешнюю поверхность легкого. Пространство между обоими слоями заполнено небольшим количеством жидкости. Если удалить из этой конструкции воздух, легкое прочно присасывается к стенке грудной полости, но в то же время сохраняет подвижность благодаря плевральной жидкости, которая обеспечивает скольжение слоев плевры относительно друг друга. Такое гениальное решение дает легкому возможность менять форму и автоматически подстраиваться под любое движение грудной клетки во время дыхания. Загвоздка лишь в том, что это соединение основано исключительно на свойствах вакуума и не предусматривает никакого запасного плана. Таким образом, если воздух попадает в пространство между стенкой грудной полости и легкими, они тут же опадают, словно мокрый мешок, – подобное состояние называется «пневмоторакс». Оно возникает достаточно часто при наружных, а иногда и при внутренних повреждениях. Грудная клетка дает хорошую защиту, но, когда на нее воздействует грубая сила, например чрезмерное давление или острый предмет, которым наносят проникающее ранение, защита не срабатывает.

Форма грудной клетки оптимальна с точки зрения устойчивости к давлению. С верхнего ракурса она больше напоминает эллипс, чем окружность, а при виде спереди имеет форму яйца, установленного острым концом вверх. Двенадцать ребер можно сравнить с прутьями клетки, объем которой увеличивается при вдохе и уменьшается при выдохе. Первые семь ребер (начиная сверху) являются «истинными», сзади они имеют подвижное соединение с позвонками посредством суставов, а спереди неподвижно соединяются с грудиной. У «ложных» ребер (с 8-го по 12-е) нет непосредственного соединения с грудиной: их передние концы либо имеют хрящевое соединение с ребрами, расположенными над ними, либо вообще ни к чему не прикрепляются (11-я и 12-я пары). Такая конструкция достаточно устойчива к ударам и давлению извне и в то же время обеспечивает подвижность при дыхании (см. рис. 2). Насколько прочна эта конструкция и какие экстремальные нагрузки она способна выдержать?

Рис. 2. Грудная клетка и диафрагма. Плоская мышца диафрагма имеет куполообразную форму и перекрывает нижнее отверстие грудной клетки, отделяя грудную полость от брюшной

«Профессор Ужас: краш-тесты с трупами!» – с таким заголовком вышла газета Bild в ноябре 1993 года. Что же произошло? Журналистское расследование показало, что ученые Гейдельбергского университета в 1970-80-е годы для изучения нагрузок на кости использовали человеческие трупы, в том числе и детские. Скандал? Но из исследований не делалось никакой тайны. В одном из экспериментов тело мертвого человека усаживали на переднее сиденье автомобиля, который затем на большой скорости врезался в препятствие. После этого тело вскрывалось для фиксации переломов ребер и внутренних повреждений. В другом эксперименте труп укладывался на твердое основание, а на грудную клетку в области грудины оказывалось нарастающее давление, пока кости не ломались. Вам это может показаться сценарием фильма ужасов, но на самом деле речь идет о всем доступных материалах из учебников по биомеханике или механике травматизма, которым уже более 50 лет. За подобными экспериментами скрывается научная логика: если вы хотите узнать, какую нагрузку может выдержать кость, ее надо сгибать, пока она не сломается. И лучше проводить эти опыты на трупах, а не на живых людях. Правда, одновременно возникают вопросы этического характера: допустимы ли такие опыты? Нужны ли они, и если да, то кто вправе дать на них разрешение? Какие цели могут оправдать подобные средства и есть ли вообще место этике в процессе познания? Не самые удобные, но оправданные вопросы.

Какие бы неприятные чувства у вас ни вызывали эти эксперименты, биомеханике вы обязаны очень многим, возможно, даже своей жизнью. Конструктор нашей грудной клетки учел множество обстоятельств, но он не рассчитывал на то, что будет изобретен автомобиль! Именно это изобретение участвует почти во всех случаях повреждения грудной клетки. Более половины всех дорожно-транспортных происшествий заканчивается травмами грудной клетки, а причиной одной трети всех смертей в результате ДТП являются повреждения грудной клетки и органов грудной полости. В начале 1970-х годов на дорогах Германии ежегодно погибало около 21 тысячи человек – непостижимая по нынешним временам цифра (для сравнения: в 2017 году 3177 погибших). Надо было что-то предпринимать, голова и грудная клетка нуждались в дополнительной защите. Но как это сделать? Эксперименты с человеческими трупами показали, что грудная клетка обладает огромной прочностью – она выдерживает давление до 400 килограммов, а чтобы кости начали ломаться, требуется вдавить ее не менее чем на 6 сантиметров. Правда, подобные нагрузки достигаются при ударе о руль даже на относительно невысокой скорости столкновения. Как же укротить эту силу и спасти жизнь водителей?