Когда мы вдыхаем, свежий воздух смешивается с оставшимся, и таким образом получается смесь с неким усредненным содержанием кислорода. В зависимости от того, насколько мы глубоко вдохнули, эта концентрация может меняться.
Слои бронхов
Если мы посмотрим на дыхательные пути, то увидим, что крупные бронхи состоят из нескольких слоев:
Внутренний слой бронхов (слизистый или эпителиальный)
Внутренний слой бронхов состоит из слизистого эпителия, который образован реснитчатым эпителием, выполняющим колебательное движение для удаления слизи, предназначенной для очищения воздуха от пыли и бактерий. Опасные вещества, содержащиеся в пыли, стремятся проникнуть в альвеолы и распространиться по организму. Однако пути до альвеол слишком длинные, и вредные частицы оседают на стенках бронхов, где прилипают к слизи. С течением времени количество этих частиц становится слишком большим, и их необходимо удалить. Реснички медленно и плавно выдвигают эту слизь в сторону выхода. Как результат, утром мы обнаруживаем эту слизь с мертвыми бактериями в ротовой полости и обычно проглатываем ее.
Гладкомышечный слой (расположен под слизистым слоем)
Мышцы этого слоя расположены по кругу и способны сжиматься для уменьшения диаметра воздушных путей или расслабляться для увеличения проходимости. Внешний слой крупных бронхов состоит из хрящевой ткани, предотвращающей их деформацию. В отличие от бронхов, бронхиолы не содержат желез и хрящей, что делает их более подвижными и склонными к деформации.
Альвеолы имеют однослойный плоский тонкий эпителий, благодаря которому происходит обмен газами. Этот процесс очень быстрый, средняя продолжительность перехода эритроцита через капилляр составляет около 30 миллисекунд.
Стенки альвеол находятся в пузырчатом состоянии и сохраняют свою структуру благодаря нескольким факторам:
1. Пониженное давление вокруг легких способствует поддержанию раскрытости альвеол.
2. Внутренняя поверхность альвеол выстлана специальным жироподобным веществом, называемым сурфактантом.
Сурфактант выполняет несколько важных функций:
■ защищает стенки альвеол от пересыхания при контакте с воздухом;
■ предотвращает слипание альвеол между собой;
■ обеспечивает дополнительное отопление, поскольку в процессе окисления выделяет тепло для нагревания воздуха. Однако в результате этого процесса сурфактант быстро расходуется, что может ослабить его защитные функции.
Альвеолярное звено является основным местом газообмена в легких, где происходит обмен кислорода и углекислого газа между воздухом и кровеносной системой.
Сам процесс дыхания сопряжен с двумя процессами:
1. Диффузия – это перемещение газов между альвеолами и капиллярами в легких без усилий организма.
2. Перфузия – это омывание альвеолы кровью. Чем активнее происходит омывание, тем выше вероятность, что будет происходить газообмен. Пример. Если мы долго сидели и решили потренироваться, то в процессе тренировки мы начинаем потреблять больше кислорода. Это происходит потому, что у нас ускоряется кровоток, и легкие сильнее омываются кровью.
Когда мы в покое, то у нас вся кровь циркулирует в нижних долях легких. В малом круге кровообращения давление такое низкое, что до верхнего купола легких она недостает. Кровь циркулирует примерно до середины грудины. Когда человек начинает активно что-то делать, его сердце растягивается сильнее (из-за венозного возврата) и, активнее сокращаясь, выталкивает кровь в малый круг. Там повышается давление, и кровь начинает заполнять более высокие части легких и захватывать кислород. Он и раньше там был, но проблема была в том, что не было клеток крови, чтобы его забрать. Это еще один аргумент в пользу активного образа жизни.