Зачем нужна такая мощная дыхательная система? Что происходит с воздухом внутри легких? Общая площадь альвеол у взрослого человека достигает 80–90 м2, то есть примерно в 50 раз превышает поверхность тела человека. Такая огромная площадь всасывающей поверхности необходима для постоянного газообмена между внешней средой и насыщенной отработанными веществами кровью. Управляет этой мощной машиной система мышц грудной клетки, осуществляющая поднятие и опускание ребер и движения купола диафрагмы. Между прочим, в обычной жизни мы используем только движение диафрагмы. Для спокойных вдохов-выдохов нам вполне достаточно колебания купола диафрагмы амплитудой около 1 см. Когда же требуется усиленная вентиляция легких, например при тяжелой физической работе, горных восхождениях, чрезмерных нагрузках, подключается система поднятия и опускания ребер. В активный процесс тогда включаются обычно бездействующие мышцы: трапециевидные, передние лестничные и грудино-ключично-сосцевидные. Благодаря особому устройству крепления ребер они могут поворачиваться и расширяться, резко увеличивая объем легких.
К сожалению, у нетренированных людей легкие не работают даже вполсилы, эластичность и растяжимость легких понижена. Это происходит по разным причинам, приводящим к снижению поверхностного натяжения жидкости в альвеолах. Это может происходить, например, из-за курения, нарушения кровотока в легких, воспаления или отека, острой кислородной недостаточности (гипоксии) или избытка кислорода (гипероксии), а также в результате вдыхания различных токсических веществ. Для правильной работы легких необходима определенная разница между внутрилегочным и атмосферным давлением. Легкие для поддержания этой разницы «упакованы» в организме так, чтобы у них не было прямого сообщения с внешним воздухом. Порции свежего воздуха они получают только во время вдоха. Их пространство абсолютно герметично и отделено изнутри листками плевры и стенками легких. Любое нарушение этой герметичности вызывает тяжелые заболевания. Например, скопление жидкости приводит к отекам легких, раны в области легких могут вызвать травмы, несовместимые с жизнью. Природа не зря так старательно защищает от любого внешнего воздействия наши легкие: именно от их работы зависит, будет ли наше тело здоровым.
Как же в легких происходит газообмен? Вот вы сделали вдох: воздух из атмосферы достиг альвеол. Именно отсюда и начинается всасывание в кровь кислорода. В капиллярах легких основная масса поступающего в кровь кислорода вступает в химическую связь с гемоглобином, который, в свою очередь, способен избирательно связывать кислород, в результате чего образуется оксигемоглобин. Если гемоглобин не может связать необходимое количество кислорода, возникает болезнь.
Например, при анемии, токсическом отравлении резко снижается способность гемоглобина связывать кислород. Обычно насыщенность крови связанным кислородом достигает 95–97 %. Если дышать чистым кислородом,