Вы не больны, у вас жажда

Процесс дыхания

Чтобы понять природу астмы, прежде всего нужно получить какое-то представление об анатомии легких и грудной клетки. Рисунки с 1 по 7 объясняют вам механизм дыхания. Попозже я расскажу, каким образом нехватка воды в организме приводит к уменьшению объема вдыхаемого воздуха.

В среднем мы совершаем примерно 12 вдохов и выдохов в минуту, при каждом из которых обменивается примерно 500 см³ воздуха. Средний уровень воздухообмена при нормальном дыхании составляет около 6000 см³ в минуту. Люди, которым не хватает воздуха, могут дышать с частотой до 50 раз в минуту, втягивая в себя от 3000 до 4000 см³ воздуха при каждом вдохе. Поддерживать такой темп притока воздуха на протяжении долгого времени невозможно. Физиология выдоха не рассчитана на такую скорость, и объем воздухообмена очень быстро уменьшится.

РАСШИРЕНИЕ ГРУДНОЙ КЛЕТКИ СОЗДАЕТ ВАКУУМ И СПОСОБСТВУЕТ ПОСТУПЛЕНИЮ ВОЗДУХА В ЛЕГКИЕ

Рисунок 1. В грудной полости располагаются пять долей легких. Две левые доли заполняют левую сторону грудной полости. Три правые доли – верхняя, средняя и нижняя – заполняют правую часть грудной полости. Легкие отделяет от грудной стенки тонкая, шелковистая мембрана – плевра, – которая позволяет легким расширяться и сжиматься, не прилипая к грудной стенке. Сердце расположено между правым и левым легким, сместившись в левую сторону.

Рисунок 2. Перевернутое бронхиальное дерево со своими мелкими веточками (бронхиолами), направленными вниз и наружу, служит каркасом для бесчисленных воздушных мешочков (альвеол), в которых происходит газообмен. Хрящевые кольца, покрывающие бронхиальное дерево сверху донизу, формируют его жесткую трубкообразную структуру и одновременно обеспечивают эластичность. Нижние концы бронхиол состоят из колец мягкой мышечной и волокнистой фиброзной ткани и не содержат хрящей. У детей воздухоносные трубки меньше и их хрящевая оболочка не такая твердая. Вот почему в детском возрасте опасность полного перекрытия дыхательных путей намного выше.

Рисунок 3. К бронхиолам прикреплены воздушные мешочки, или альвеолы. Они напоминают грозди винограда, прикрепленные к стеблю черешками, с той лишь разницей, что «стеблями и черешками» в легких служат воздухоносные трубки, через которые воздух входит и выходит из альвеол.

При астме бронхиолы сокращаются и блокируют движение воздуха вверх и наружу. Воздушные мешочки остаются надутыми.

Представьте себе, что ваши легкие – это грозди винограда, только «ягоды» в легких наполнены не соком, а воздухом. Если «кожица» альвеол лишится воды, они полопаются, слипнутся и перестанут функционировать. Вот почему при обезвоживании воздушные мешочки надуваются и «герметично запаиваются», чтобы внешний воздух не повлиял на их форму и влажность. Только при достаточном насыщении водой все воздушные мешочки открываются и принимают участие в процессе воздухообмена.

Рисунок 4. Снизу грудная полость закрыта и отделена от брюшной полости мышечным куполом – диафрагмой. При сокращении диафрагма становится плоской и тянет за собой вниз нижние ребра. В то же время диафрагма толкает вниз содержимое брюшной полости, увеличивая пространство внутри грудной полости. Воздух всасывается в легкие под действием создающегося вакуума. Вот так мы вдыхаем воздух в легкие.

Тип дыхания, при котором всасывание воздуха в легкие производится только за счет диафрагмы, называется брюшным. Брюшное дыхание неглубокое и «проветривает» легкие не полностью.

Такому дыханию помогают мышцы живота, которые расслабляются в тот момент, когда диафрагма толкает содержимое брюшной полости вниз.

Рисунок 5. После завершения процесса газообмена, когда воздух из легких нужно вытолкнуть обратно, диафрагма расслабляется и снова принимает куполообразную форму. Нижние ребра поднимаются вверх в положение покоя, а «эластическая тяга легких» заставляет наполненные воздухом легкие сжаться. Воздух выталкивается до тех пор, пока не закончится процесс выдоха.

Объем воздухообмена при спокойном дыхании обычно составляет около 500 см³ при общем объеме легких около 5500 см³.

Глубокое дыхание включает в себя процесс расширения и сжатия самой грудной стенки. Ребра подтягиваются вверх, чтобы увеличить пространство внутри грудной клетки. При очень глубоком дыхании объем воздухообмена может достигать от 3000 до 3500 см³.

Рисунок 6. Движения грудной стенки и диафрагмы недостаточно для того, чтобы равномерно вытолкнуть воздух из «воздушных мешочков» (альвеол) на всем пространстве легких. Таких «воздушных мешочков» в легких сотни тысяч. И каждому из них нужно освободиться от воздуха, поступившего в процессе вдоха. Но тут есть один секрет. Когда мы делаем вдох, вместе с воздухом в альвеолы поступают крошечные молекулы воды. Обладая свойством притягиваться друг к другу, они соединяются и образуют водную оболочку, которая покрывает внутреннюю поверхность «воздушных мешочков».

Сила, которая притягивает молекулы воды друг к другу, называется «поверхностным натяжением воды». Она воздействует на стенки альвеол, заставляя их сжиматься.

Сила поверхностного натяжения воды внутри «воздушных мешочков», дополняет силу эластической тяги, возникающую в результате сокращения самой легочной ткани, и заставляет все альвеолы равномерно выталкивать часть заполняющего их воздуха.

Рисунок 7. У спортсменов в период крайнего напряжения и у тяжело больных людей резко возрастает нагрузка на дыхательный аппарат, что выражается в тяжелом дыхании и увеличении амплитуды движения грудной клетки. Больных с такими проблемами дыхания в наши дни помещают в кислородную палатку или принудительно вводят им кислород через нос, чтобы облегчить процесс получения кислорода. Молодых спортсменов обычно выручает большой объем тренированных легких.

Кашель

Кашель у людей, испытывающих проблемы с дыханием, начинается с быстрого вдыхания в легкие примерно двух литров воздуха с последующим плотным смыканием голосовых связок и перекрытием воздушного клапана (надгортанника), расположенного в трахее выше «дыхательного горла» (гортани).

В то же время мышцы живота и мышцы, соединяющие ребра, резко и сильно сокращаются, выталкивая из легких воздух под большим давлением. Внезапно голосовые связки и надгортанник широко открываются, воздух из легких вырывается наружу, и любые свободные частицы в дыхательных путях превращаются в «реактивные снаряды», вылетающие изо рта со скоростью от 75 до 100 миль в час (90160 км/ч).

Кашель – это часть механизма очищения легочной ткани, которая постоянно контактирует с частицами, содержащимися в поступающем через нос воздухе.

Легочные инфекции и раздражение воздухоносных трубок (бронхов и бронхиол) активизируют кашлевой рефлекс, заставляя человека кашлять до изнеможения. Кашель такого типа обычно бывает сухим и может причинять серьезные неудобства.

Такой сухой кашель обычно появляется у астматиков перед тем, как они начинают испытывать недостаток воздуха и задыхаться. Именно этот кашель следует считать главным сигналом раннего оповещения о приближающемся приступе астмы.

По всей видимости, причиной кашля является тот же процесс, который стимулирует секрецию слизи, закупоривающей бронхиолы.