Текст книги "Будем правильно дышать!"

Вадим Иванович Романов
Будем правильно дышать!

© Романов В.И., Романова Р.Л. 2011

Введение

С первым вдохом мы приходим на землю, а с последним выдохом покидаем её, а между ними совершаем жизненно необходимый процесс – дышим беспрерывно. Считается, что посредством дыхания происходит взаимообмен нашей энергии с энергией космоса и Земли, – так в процессе дыхания мы становимся частью природы и получаем от неё большую часть жизненной энергии.

Тесная связь между дыханием, жизнью и изменением эмоциональных состояний в мозге была известна намного раньше – до зарождения современной науки. Прежние цивилизации, в частности индийская и китайская, разработали методы контроля дыхания и постепенного изменения эмоций и состояния сознания. Согласно индийским трактатам "жизненная энергия", находящаяся в области сердца и называемая праной, входит и выходит при физическом дыхании. Считается, что именно нарушение энергетического баланса в организме является первопричиной всех заболеваний, а главной функцией дыхательной системы является «продвижение по каналам, меридианам и психическим центрам организма» жизненной энергии, получаемой человеком из космоса. Прана – это совокупность всех энергий, существующих во Вселенной; это суммарная энергия, дарующая жизнь, проявление которой можно наблюдать и регулировать с помощью дыхания.

Йоги считают, что прана – это жизненно необходимая энергия, которую диктует процесс дыхания, а сама жизнь – это непрерывный процесс накопления и преобразования праны в средство влияния на внутренний и окружающий мир. И от того, как мы управляем жизненной энергией (т. е. дышим), всецело зависит наше физическое и душевное здоровье, состояние интеллекта, способность получения истинных знаний, влияющих на все сферы жизни человека. Йоги, практикующие древнюю дыхательную технику – пранаяму, считают её единственным способом восстановить нарушенный энергетический баланс в организме человека.

Дыхание здорового человека должно осуществляться в правильном ритме (вдох короче выдоха) и быть диафрагмированным – осуществляемым в основном сухожильно-мышечной перегородкой, отделяющей грудную полость от брюшной. Именно так дышат йоги, младенцы и долгожители. Но вместо этого у большинства современных людей дыхание грудное, частое, а ритм неправильный, как при волнении (вдох по продолжительности близок выдоху).

Установлено, что правильное дыхание повышает общий энергетический фон организма, включает в работу основную часть клеток, обеспечивая в них оптимальный уровень энергетики. Резкое улучшение энергетики клеток создает высокий статус иммунной системы, оказывает положительное влияние на обменные процессы в тканях и повышает функциональные возможности организма.

Между тем, болезни лёгких стали одной из самых частых причин смертности и ранней инвалидности населения нашей страны. Острее всего – ситуация с бронхиальной астмой и хроническими болезнями органов дыхания, характеризующихся медленно прогрессирующим нарушением проходимости бронхов. От этих заболеваний умирает в 2,2 раза больше людей, чем от рака лёгких. Что является первопричиной наблюдаемой в настоящее время «лёгочной эпидемии», то исследования показали, что 95 % смертей происходят из-за курения, но некоторые пациенты приобретают лёгочные болезни из-за вдыхания промышленной пыли или сильной загазованности воздуха.

Заболеваниями лёгких страдают миллионы, однако многие об этом и не догадываются. На ранних стадиях болезнь часто принимают за бронхиальную астму. Некоторые пациенты легкомысленно списывают свой затяжной кашель на «бронхит курильщика», который вроде как и лечить не надо. Между тем хронические болезни органов дыхания убивают человека медленно и незаметно. При этой болезни лёгкие дряхлеют и их старение развивается гораздо быстрее, чем у здоровых людей. Поэтому если сегодня вы всего лишь испытываете легкий дискомфорт при пробежке, то через несколько лет можете столкнуться с тем, что не сможете самостоятельно умыться или одеться. В 40–50 лет у многих пациентов развивается временная или стойкая утрата трудоспособности – в этом возрасте их лёгкие уже тянут лет на 80. Установлено, что при естественном «старении» лёгких человек мог бы прожить до 130–140 лет.

Установлено также, что одна из причин высокого уровня смертности в России – резкое увеличение числа респираторных заболеваний. Это происходит, прежде всего, как из-за поздней диагностики, когда самые современные лечебные программы не позволяют затормозить прогрессирование болезни, так и из-за отсутствия у большинства пациентов понимания опасности заболевания и несоблюдения рекомендаций врачей. Часто и астму, и хронические лёгочные болезни лечат как простой бронхит, что усложняет дальнейшее лечение таких пациентов.

Тревогу специалистов вызывает и заболеваемость бронхиальной астмой, по уровню смертности от которой Россия занимает второе место в мире. К тому же у нас препараты, являющиеся в мире «золотым стандартом лечения», получают лишь 4 % больных, в то время как в Европе – 70 %.

Не надеясь на государство, Российское респираторное общество разработало и внедряет в жизнь социальную программу борьбы с лёгочными болезнями [66]. В рамках программы «Раскрась жизнь ярче» уже в 2010 году началось обучение врачей Москвы и регионов современным методам диагностики и лечения бронхиальной астмы и хронических лёгочных болезней; введена программа физической и психологической реабилитации для пациентов, а также обеспечение их лёгочными тренажёрами для тренировки функций этих жизненно важных органов.

Многие тяжело больные люди, обратившиеся к методам дыхательных гимнастик, обнаружили, что им больше нет необходимости заниматься медикаментозным лечением своих недугов. Оказалось, что многие их проблемы со здоровьем с успехом решают дыхательные гимнастики и тренажёры.

Наша книга посвящена анализу проблем дыхания, возникающих у современного человека – не важно живёт он в многомиллионном мегаполисе или в деревне. Цивилизация с её смердящими машинами и механизмами добралась до самых глухих мест. Обсуждаются возможные причины не понятно откуда взявшихся многих болезней – старых и вновь появившихся, немедикаментозные (безтаблеточные) методы и способы их преодоления правильным дыханием, дыхательными гимнастиками и тренажёрами.

В книге анализируется роль газообмена в здоровье человека, рассмотрены физиологические эффекты при дыхании кислородом и при вдыхании углекислого газа. Медициной доказано, что выраженный тренирующий и лечебный эффект в борьбе со многими болезнями даёт периодическая (интервальная) гипоксия – снижение содержания кислорода во вдыхаемом воздухе. Установлено, что лечебные сеансы гипоксии стимулируют восстановительные процессы, а также повышают сопротивляемость организма к заболеваниям.

Рассмотрены лечебные воздействия дыхательных тренажёров разных типов и видов. Практически все они обладают определённым лечебным воздействием, снижая во вдыхаемом воздухе уровень кислорода и повышая концентрацию углекислого газа. Оказалось, что тренированный к гипоксии организм становится устойчивым и к другим неблагоприятным факторам: к жаре и холоду, инфекциям и голоду, стрессам, различным интоксикациям и действию других неблагоприятных факторов. Кроме того, гипоксические тренировки улучшают процессы переноса кислорода кровью и процессы тканевого дыхания. В этом проявляется "парадокс дыхания" – на ограничение поступления кислорода в лёгкие организм отвечает усилением способности переносить и усваивать кислород.

Научные исследования убедительно показывают также, что в процессе длительных тренировок в условиях гипоксии улучшается капиллярное кровообращение, то есть открываются резервные капилляры и дополнительно образуются новые. Возникающий сосудистый эффект не менее эффективен, чем от приёма таких медикаментов, как трентал, никотиновая кислота, циннаризин и других сосудистых препаратов. Установлен иммуномодулирующий эффект, то есть активизация ослабленных и подавление патологических звеньев в работе иммунной системы.

Что касается углекислого газа, то повышение его концентрации во вдыхаемом воздухе, в альвеолах тоже оказывает серьёзное тренирующее и стимулирующее влияние на дыхательную систему и на организм в целом, во многом аналогичное гипоксическому воздействию. Известно, что при кратковременном повышении содержания углекислого газа в альвеолах возможно и повышение уровня этого газа в крови. Это увеличивает устойчивость дыхательной системы во время физических нагрузок и дополнительно тренирует систему кислотно-щелочного равновесия нашего организма. Некоторое повышение уровня углекислого газа в крови оказывает лёгкое бронхорасширяющее действие, улучшая их вентиляцию. Также при этом отмечается сосудорасширяющее действие углекислого газа на спазмированные артерии и капилляры – по аналогии с препаратом но-шпа.

Выяснилось, кроме того, что кратковременное повышение концентрации углекислого газа оказывает тонизирующее влияние на подкорковые структуры мозга, влияет на общий тонус мозга и всего организма, приносит ощущение тонуса, активности, бодрости.

Поэтому тренировки гиперкапнического характера (с повышенным содержанием углекислого газа) позволяют использовать его естественные биохимические свойства в лечебных и оздоровительных целях: стимулировать нервную систему, справиться с астенией, депрессией, тягой к курению табака и т. п. Также этот фактор способствует улучшению обменных процессов при различных нарушениях (ожирение, диабет) и защищает от избыточного накопления «свободных радикалов».

Что касается замедления частоты дыхания, достигаемое при тренировках на тренажёрах, то это надежный, давно известный способ повышения экономичности внешнего дыхания, уменьшения затрат энергии на преодоление сопротивления движению воздуха в бронхиальном дереве, на гипервентиляцию «мёртвого» лёгочного пространства. Постепенное увеличение продолжительности дыхательного акта, времени дыхательного цикла при занятиях на тренажёрах позволяет успешно использовать и этот фактор дыхательной терапии.

Дыхание – синоним и неотъемлемый признак жизни. "Пока дышу – надеюсь", утверждали древние римляне, а греки называли атмосферу "пастбищем жизни". Надеемся, что дыхание, поставленное на научную основу, поможет оздоровиться огромной непомерно выросшей в нашей стране армии страждущих больных и хотя бы частично оградит нас от медикаментозного засилья.

Глава I. Физиологические проявления дыхания

1. 1. Устройство и функционирование органов дыхания

Этот раздел книги написан, в основном, по материалам работ [2–8]. В этих работах дыхание и органы, позволяющие его производить, рассмотрены не просто как процедура и механизмы для “набирания и выпускания воздуха”, а как сложная биологическая система, использующая кислород для высвобождения энергии, содержащейся в молекулах пищи. Другими словами дыхательная система – это средство и биологические органы для приобретения живым организмом клеточной энергии.

Медицинский словарь [4] определяет дыхание, как “основной процесс жизни, в котором кислород используется для окисления органических топливных молекул, которые обеспечивают энергией организм, производя углекислый газ и воду”.

Различают дыхания двух тесно связанных друг с другом типов: организменное и клеточное. Организменное дыхание – это физический процесс поступления кислорода в организм, тогда как клеточное дыхание представляет собой сложный ряд реакций, использующих этот кислород для обеспечения тела энергией. Первый этап организменного дыхания – вентиляция лёгких – заключается в чередующемся обмене вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, т. е. в наполнении лёгких атмосферным воздухом и удалении его наружу. Этот процесс осуществляется благодаря дыхательным движениям грудной клетки. Рассмотрим его детально.

Рёбра (12 пар) прикреплены спереди к грудине, а сзади – к позвоночнику. Они защищают органы грудной клетки (сердце, лёгкие, крупные кровеносные сосуды) от внешних повреждений, их движение – на вдохе и выдохе, осуществляемое межрёберными мышцами, способствует наполнению и опустошению лёгких.

Снизу грудная клетка герметично отделена от брюшной полости диафрагмой, которая своей выпуклостью несколько вдаётся в грудную полость. Лёгкие заполняют почти всё пространство грудной клетки, за исключением её средней части, занятой сердцем. Нижняя поверхность лёгких лежит на диафрагме, их суженные и закруглённые верхушки выступают за ключицы. Наружная выпуклая поверхность прилегает к рёбрам.

В центральную часть внутренней поверхности лёгких, соприкасающихся с сердцем, входят крупные бронхи, лёгочные артерии (несущие в лёгкие венозную кровь из правого желудочка сердца), кровеносные сосуды с артериальной кровью, питающие ткань лёгких, и нервы. Из лёгких выходят лёгочные вены, несущие в сердце артериальную кровь. Вся эта зона образует так называемые корни лёгких. Каждое лёгкое покрыто оболочкой (плеврой). У корня лёгкого плевра переходит на внутреннюю стенку грудной полости. Поверхность плеврального мешка, в котором заключено лёгкое, почти соприкасается с поверхностью плевры, выстилающей внутреннюю сторону грудной клетки. Между ними имеется щелевидное пространство – плевральная полость, где находится небольшое количество жидкости.

Органы дыхания человека

Во время вдоха межрёберные мышцы поднимают и разводят рёбра в стороны, нижний конец грудины отходит вперед. Диафрагма (главная дыхательная мышца) в этот момент также сокращается, отчего её купол становится более плоским и опускается, отодвигая брюшные органы вниз, в стороны и вперёд. Давление в плевральной полости становится отрицательным, лёгкие пассивно расширяются, и воздух через трахею и бронхи втягивается в лёгочные альвеолы. Так происходит первая фаза дыхания – вдох.

При выдохе межреберные мышцы и диафрагма расслабляются, рёбра опускаются, купол диафрагмы приподнимается. Лёгкие сдавливаются, и воздух из них вытесняется наружу. После выдоха наступает короткая пауза.

Необходимо отметить особую роль диафрагмы не только как главной дыхательной мышцы, но и как мышцы, активизирующей кровообращение. Сокращаясь во время вдоха, диафрагма давит на желудок, печень и другие органы брюшной полости, выдавливая из них венозную кровь по направлению к сердцу. Во время выдоха диафрагма приподнимается, внутрибрюшное давление снижается, и это усиливает приток артериальной крови к внутренним органам брюшной полости. Таким образом, дыхательные движения диафрагмы, совершающиеся 12÷18 раз в минуту, производят мягкий массаж органов брюшной полости, улучшая их кровообращение и облегчая работу сердца.

Разберём дыхательный процесс в целом, анатомию дыхательных путей и ряд других особенностей, связанных с этим процессом [120]. Внешнее дыхание осуществляется через следующие самостоятельные органы: нос, носоглотку, трахею, бронхи, лёгкие и лёгочные альвеолы, а также 1–2 процента газообмена осуществляются через кожу и пищеварительный тракт.

В процессе вдыхания порции воздуха воздушная струя, поднимаясь кверху через носовые отверстия, проходит главной своей массой по среднему носовому ходу, после чего, дугообразно опускаясь вниз сзади и снизу, направляется в носоглоточную полость. Таким закруглённым маршрутом достигается более продолжительное соприкосновение воздуха со слизистыми оболочками воздухоносных путей. Проходя через носовую полость, воздух согревается, увлажняется и очищается. Увлажняется воздух почти до полного насыщения за счёт носовой слизи, выделяемой слизистой оболочкой носа (около 0,5 кг влаги за сутки).

Далее воздух проходит через носоглотку, гортань и попадает в трахею, имеющую вид цилиндрической трубки длиной 11–13 сантиметров и диаметром от 1,5 до 2,5 сантиметра. Она состоит из хрящевых полуколец, соединённых между собой волокнистой соединительной тканью. Трахея выстлана изнутри слизистой оболочкой, покрытой мерцательным эпителием. Движения ворсинок мерцательного эпителия выводят наружу попавшую в неё пыль. Далее трахея разветвляется на бронхи, а те в свою очередь, на бронхиолы – более мелкие воздухоносные пути. В отличие от трахеи, бронхи уже имеют в составе стенок мышечные волокна.

В стенках бронхов располагаются слизистые железы, которые покрыты мерцательным эпителием. Совместная деятельность слизистых желёз, 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.

Воздух, пройдя путь по вышеописанным воздухоносным путям, очищенный и нагретый до температуры тела, попадает в альвеолы, смешивается с имеющимся там воздухом и приобретает близкую к 100-процентной относительную влажность.

Газообмен между внешним воздухом и кровью при выдохе и вдохе лёгких происходит в основном в альвеолах, которых насчитывается свыше 700 миллионов; они покрыты густой сетью кровеносных капилляров.

Воздух попадает в альвеолы благодаря изменению объёма легких из-за дыхательных движений грудной клетки. Так, при вдохе объем лёгких увеличивается, давление воздуха в них становится ниже атмосферного воздуха и последний засасывается в лёгкие. При выдохе объём легких уменьшается, давление в них воздуха становится выше атмосферного и воздух устремляется наружу. Во время вдоха давление в воздухоносных путях на 10–25 мм водного столба ниже атмосферного; во время выдоха оно на 20–40 мм водного столба выше атмосферного. Чем интенсивнее дыхание, тем сильнее падение давления воздуха в лёгких при вдохе и повышение его при выдохе.

Если говорить о клеточном дыхании, то в живом организме все клетки задействованы в том или ином виде дыхания. Процесс дыхания позволяет клетке переносить химическую энергию, запасённую в углеводородах, липидах и некоторых белках в молекулы-носители, такие как аденозинтрифосфат (АТФ). Затем при необходимости клетки используют хранящуюся АТФ для различных реакций, которые происходят внутри клетки – в первую очередь для образования клеточных белков.

Таким образом, по мере распада пищевых молекул из них высвобождается энергия, которая может быть использована для поддержания функций клетки. Этот процесс зависит от наличия кислорода. Заметим, что при отсутствии кислорода в организме может развиваться анаэробное дыхание или ферментация (брожение), но оно не представляет какого-либо значения для дыхательной системы человека и здесь не рассматривается.

Кислород играет основополагающую роль в обеспечении клетки энергией, – если его добавить к молекуле глюкозы (простой сахар), то получится углекислый газ и вода – с полным выходом 36 молекул аденозинтрифосфата (АТФ). Клетки расходуют АТФ в качестве энергетического средства для проведения большинства энергозатратных реакций. Химическая реакция жизнедеятельности клетки описывается следующим уравнением:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ —» 6СО₂ + 6H₂О

(с типичным выходом энергии в 36 АТФ).

Этот клеточный процесс известен как гликолиз.

Рассмотрим анатомические особенности дыхательной системы человека. Основной задачей её является газообмен. Однако, дыхательная система выполняет множество и других функций, таких как насыщение лёгких воздухом (механическое дыхание), использование кислорода (его обработка) и удаление углекислого газа и воды из организма. Основными структурами, задействованными в этом процессе, являются: полость носа, глотка, гортань, трахея, бронхи, бронхиолы и альвеолы лёгких (смотри рисунок № 1).

Функционально дыхательная система обычно делится на проводящий отдел и дыхательный отдел. Проводящий отдел состоит из всех проходов и структур, которые проводят газы к дыхательному отделу. Газообмен происходит в дыхательном отделе, который состоит из бронхиол и альвеол.

Проводящая система

Наружный воздух попадает в наш организм через два отверстия: рот и нос.

После входа в полость носа он согревается с помощью разветвлённой сети кровеносных сосудов, покрывающих полость носа. Полость носа покрыта волосками, называемыми вибриссами, которые обычно располагаются в ноздрях для задержания микрочастиц от попадания в лёгкие. Мелкие частицы, такие как пыль, пыльца растений или дым, задерживаются на влажной слизистой оболочке, которая выстилает полость носа.

Глотку, представляющую также элемент проводящей системы организма, выстилает слизистая оболочка, покрытая выделяющими слизь клетками. Слизь помогает задерживать пыль, пыльцу и другие инородные частицы. Без подобного специального покрытия эти чужеродные частицы попадали бы в места, где происходит газообмен и мешали бы физиологическим обменным процессам. Но слизь сама по себе не решает всех проблем удаления «биологического мусора». Если бы она оставалась на стенках глотки, то, в конечном счёте, высыхала бы и не могла бы выполнять защитную очистительную функцию. Наше тело должно быть в состоянии постоянно удалять старый слой слизи и производить новый. Для этого существует особая группа пальцевидных выростов, известных как реснички. Эти особые выросты удаляют старую слизь и наносят новый “свежий” слой слизи, поддерживая глотку во влажном состоянии.

«Реснички [5] представляют собой крошечные волосоподобные выросты размером приблизительно 0.25µм в диаметре, в центре которых находится пучок микротрубочек. Их функцией является передвижение жидкости по поверхности клеток или проталкивание отдельной клетки через жидкость. На эпителиальных клетках, которые выстилают дыхательные пути человека, огромное число ресничек (10⁹ на каждом см²) удаляют слои слизи вместе с задержанными частицами пыли и мёртвых клеток, и продвигают их по направлению ко рту, где они проглатываются или выплёвываются и таким образом удаляются».

По мере продвижения воздуха к альвеолам в лёгкие он проходит через глотку в гортань, обычно называемую голосовой камерой. В голосовой камере находятся несколько маленьких, расположенных строго по парам констрикторных (сжимающих) мышц, которые помогают менять длину, положение и напряжение голосовых связок, и имеют специфическую иннервацию [6]. Гортань выполняет две функции: предохраняет попадание пищи (в основном жидкостей) в трахею и участвует в образовании звуков.

Отмечается [2] замечательное свойство гортани в передаче речевых сообщений, причём она обладает анатомическими особенностями, которые можно обнаружить только у людей. Ни среди современных живых существ, ни среди тех, которые принадлежат к летописи окаменелостей, нет ни одного, кто обладал бы чем-либо напоминающим гортань (“голосовую камеру”), которая обнаруживается только у людей. Отметим, что птицы и животные производят звуки для общения, не используя гортань.

Речь осуществляется речевым аппаратом человека, который состоит из набора органов. Они представляют собой механизм по извлечению звука. Этот механизм управляется волей человека и сам по себе не издает никаких произвольных осмысливаемых звуков, а только по воле человека. По сути дела весь механизм речеобразования человека образно можно представить духовым инструментом наподобие волынки, где лёгкие – это мехи подающие воздух, а ротовые и носовые полости – резонаторы, язык и губы – клавиши переключения звуков, а голосовые связки – резонаторные усилители звуков. Всё очень наглядно и конкретно.

Лёгкие создают первичное давление воздуха, необходимое для создания речевого сигнала. Полость глотки, полость рта и полость носа придают форму окончательному исходящему звуку, который воспринимается как речь. Может ли эволюция объяснить существование гортани, и почему у других животных не развилась способность говорить? Наши знания не позволяют пока ответить на эти вопросы [2].

Дыхательный отдел лёгких

Ещё болеё сложно и совершенно устроены трахея и бронхи человека. Из гортани воздух поступает прямо в трахею или дыхательное горло. В работе [9] даётся такой комментарий: «Ниже глотки дыхательные пути состоят из трахеи – трубки, которая доходит почти до середины груди; бронхов (бронхиального дерева), образованных разделением трахеи, где затем каждая трахея делиться ещё раз; и бронхиол – тонких и коротких эластичных дыхательных путей, вновь многократно разделяющихся и образовывающих альвеолярные ходы, от которых отходят альвеолы».

Трахея разветвляется на два бронха, а затем продолжает разветвляться дальше и образует бронхиальное дерево [8]: «Глубже в лёгких бронх разделяется и образует вторичные бронхи и сегментарные (третичные) бронхи. Бронхиальное дерево продолжает разветвляться на меньшие трубочки, называемые бронхиолами. В бронхиолах есть маленький хрящ, который содержит плотные клетки гладкой мускулатуры, способные сжимать или расширять эти дыхательные пути».

Дыхательная система

После того, как воздух прошёл определённую «термопылевую» обработку и подготовку, он готов для прохождения в отдел, где осуществляется газообмен, то есть в лёгкие. Говоря о лёгких, авторы [7]отмечают:

«Если лёгкое сравнить с близко расположенным, механически активным сердцем, то оно может показаться относительно неактивным. Лёгкое – это орган, который на протяжении всей жизни подвержен изменению внешнего и внутреннего давления из-за пульсирующего сердца и механического движения воздуха посредством ритмических сокращений дыхательных мышц. И хотя может показаться, что лёгкое – это бездеятельный орган, в действительности оно считается очень активным и действующим. В человеческом организме в течение дня через лёгкие проходит 12 тысяч литров воздуха и 6 тысяч литров крови».

Устройство бронхиол и альвеол

Ткань лёгких состоит из мельчайших наполненных воздухом пузырьков – альвеол, стенки которых густо оплетены кровеносными сосудами. В отличие от многих других органов лёгкие имеют двойное кровоснабжение: систему кровеносных сосудов, обеспечивающих специфическую функцию лёгких – газообмен, и специальные артерии, питающие саму лёгочную ткань, бронхи и стенку лёгочной артерии.

Капилляры лёгочных альвеол представляют собой весьма густую сеть с расстоянием между отдельными петлями в несколько микрометров. Это расстояние увеличивается при растяжении стенок альвеол во время вдоха.

Общая внутренняя поверхность всех капилляров, находящихся в лёгких, достигает примерно 70 м².

Одномоментно в лёгочных капиллярах может находиться до 140 мл крови, при физической работе количество протекающей крови может достигать 30 л в 1 мин.

Кровоснабжение разных участков лёгкого зависит от их функционального состояния. В выключенных из вентиляции участках лёгких кровоток резко снижен. Такие участки лёгочной ткани становятся беззащитными при вторжении болезнетворных микробов.

В нормально функционирующих лёгочных альвеолах имеются специальные клетки, которые называются альвеолярными макрофагами. Они защищают лёгочную ткань от органической и минеральной пыли, содержащейся во вдыхаемом воздухе, обезвреживают микробы и вирусы и нейтрализуют выделяемые ими вредные вещества (токсины). Эти клетки переходят в лёгочные альвеолы из крови. Длительность их жизни определяется количеством вдыхаемой пыли и бактерий: чем больше загрязнён вдыхаемый воздух, тем быстрее гибнут макрофаги.

От способности этих клеток к поглощению и перевариванию болезнетворных бактерий в большой степени зависит уровень сопротивляемости организма к инфекции. Кроме того, макрофаги очищают лёгочную ткань от её собственных погибших клеток. Известно, что макрофаги быстро «узнают» повреждённые клетки и направляются к ним, чтобы их устранить. Организм человека лишь частично использует кислород атмосферного воздуха. Как известно, во вдыхаемом воздухе в среднем содержится 21 %, а в выдыхаемом —15÷17 % кислорода. В состоянии покоя организм потребляет 200–300 см³ кислорода в минуту.

Переход кислорода в кровь и углекислоты из крови в лёгкие происходит вследствие разницы между парциальным давлением этих газов в воздухе, находящемся в лёгких, и их напряжением в крови. Поскольку парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе составляет в среднем 100 мм рт. ст., в крови же, притекающей к лёгким, давление кислорода равно 37–40 мм рт. ст., он переходит из альвеолярного воздуха в кровь.

Установлено, что в состоянии покоя средний взрослый человек за каждую минуту поглощает 250 мл кислорода, и выдыхает около 200 мл углекислого газа. Именно внутри альвеол лёгких происходит настоящий газообмен с помощью простой диффузии. Говоря о функциональной значимости альвеол, утверждается [7]: «В человеческом лёгком расположено приблизительно 300 миллионов альвеол со средним диаметром 250 µм, что даёт общую альвеолярную площадь поверхности в 143 м²».

Газообмен альвеолы с капилляром

Каждая альвеола – это всего лишь отдельная клетка, покрытая одним слоем, отсюда толщина воздушно-кровяного барьера составляет толщину стенок двух клеток – клеточная стенка одной альвеолы и клеточная стенка одного капилляра. Альвеолы по форме многогранны и обычно расположены группками, как медовые соты, которые называются альвеолярными «мешочками».

Огромная площадь поверхности альвеол и маленькое диффузионное расстояние между воздухом альвеолы и кровью капилляра быстро приводит кровь в газообразное равновесие с воздухом в альвеоле. Функция альвеол облегчается ещё и за счёт того, что альвеолы окружены такой сетью капилляров, что они почти постоянно покрыты кровью. та комплексная система снабжения клеток энергией также зависит и от гемоглобина, который поставляет кислород во все части организма.

Поглощение кислорода в в альвеоле

Без него все внутренние органы не могли бы получать кислород. Гемоглобин – это сложный белок, который имеет две цепи (альфа и бета) – он окрашивает кровяные тельца в красный цвет. Таким образом, дыхательная система полностью зависит от циркулирующей крови, которая поставляет кислород в  и выводит углекислый газ.

Упрощённая схема транспорта кислорода и углекислого газа в организме при нормальных условиях выглядит следующим образом: во время вдоха кислород проникает через альвеолярную лёгочную мембрану и связывается с гемоглобином красных клеток крови – эритроцитов. Эритроциты доставляют кислород к тканям.

Там гемоглобин, восстанавливаясь, отдаёт кислород и присоединяет углекислый газ. Возвращаясь в лёгкие, гемоглобин вновь окисляется и отдаёт углекислый газ, который удаляется из организма с выдохом.

При спокойном дыхании не все альвеолы участвуют в дыхании одновременно, часть их находится в спавшемся состоянии. Они раскрываются при усиленном дыхании во время мышечной работы и при действии на организм разреженного воздуха (в горах). Таким образом, в лёгких, как и в капиллярах кровеносной системы, при небольшом уровне активности происходит попеременное включение в деятельность то одних, то других «функциональных единиц» (т. е. альвеол).