Грудная клетка – это та часть туловища человека, которая находится между шеей и брюшной полостью, и которая в большей части занята легкими и сердцем. Вокруг она ограничивается спинным хребтом, ребрами, грудной костью и снизу диафрагмой – большой поперечной куполообразной мышцей. Грудную клетку можно представить коническим, со всех сторон закрытым, корпусом, коническое сужение которого направлено кверху, задняя сторона образуется спинным хребтом, передняя – грудной костью и боковины – ребрами. Скелетные мышцы, участвующие в акте дыхания весьма многочисленны, это – диафрагма, внутренние и наружные межреберные, мышцы брюшной стенки. При спокойном дыхании выдох осуществляется пассивно – без участия мышц, за счет эластической обратной тяги растянутых при вдохе легких. Во время форсированного дыхания выдох осуществляется активно – за счет сокращения экспираторных мышц. Ребер всего – двадцать четыре, по двенадцати с каждой стороны. Они идут от спинного хребта, и семь верхних пар соединяются впереди с грудной костью, пять же нижних называются «ложными ребрами», и из них только две верхних пары соединены с грудной костью хрящами, а три нижних хрящей не имеют, концы их не соединены и они свободны. В промежутках между ребрами расположены межреберные мышцы, которые и приводят в движение ребра. При дыхании межреберные мускулы раздвигают ребра, увеличивают объем грудной клетки и растягивают легкие. При этом давление в легких падает, туда по известному закону физики и устремляется воздух из атмосферы. В этом процессе дыхания все зависит от так называемых «дыхательных мускулов». Без их помощи легкие не могут двигаться, и изучение способов пользоваться и управлять этими мускулами составляет науку о дыхании. Успешное управление этими мускулами состоит в умении расширить легкие насколько возможно больше, чтобы захватить в грудь наибольшее количество животворного воздуха.
Дыхательные пути включают в себя носовую полость, гортань, трахею, бронхи. Бронх каждого легкого дает более 20 последовательных ветвлений. Воздуховодные пути дыхательной системы разветвляются и уменьшаются в сечении в последовательности:
Рис. 1.3. Анатомическое строение легких.
Подсчитано, что легкие среднего взрослого человека содержат около 600–700 миллионов альвеол каждая диаметром 0,2 мм. Именно в этих мельчайших «пузырьках» и происходит газообмен с кровью. Все альвеолы густо оплетены кровеносными капиллярами. В пятидесятых годах двадцатого века медицинскими исследованиями было установлено, что у людей, активно занимающихся спортом, количество альвеол и альвеолярных ходов увеличивается на 15–20 процентов по сравнению с лицами, не испытывающих регулярных и гармоничных физических нагрузок. Именно так проявляется один из очень важных анатомических и функциональных резервов человеческого организма.
В отличие от многих других органов, легкие имеют двойную систему кровеносных сосудов. Первая ее часть – это сеть кровеносных капилляров и более крупных сосудов, непосредственно обеспечивающих главную функцию легких – газообмен. Вторая часть – это специальная кровеносная система, питающая саму легочную ткань, бронхи и стенки легочной артерии. Суммарная площадь поверхности всех альвеол взрослого человека при выдохе равняется 30-ти квадратным метрам, а при глубоком вдохе, то есть при растяжении, достигает 100—120-ти квадратным метрам. Напомним, что площадь поверхности всего тела человека составляет около 2 квадратных метров. А общая внутренняя поверхность всех капилляров, находящихся в легких, достигает примерно 70 – ти квадратных метров. Одновременно в легочных капиллярах может находиться до 150 миллилитров крови, и при активной физической работе количество крови протекающей сквозь кровеносную систему легких может достигать до 30 литров в минуту.
Дыхательный цикл (цикл: вдох – выдох) новорожденного осуществляется с частотой 35 раз в минуту, у ребенка – 25 раз, у подростка – 20 раз, а у взрослого – 16–18 раз в минуту. Женщины дышат несколько чаще, чем мужчины. Мы делаем 1000 вдохов в час, 26 000 за сутки, 9 миллионов за год, а на протяжении жизни: мужчина – 670 миллионов, а женщина – 746 миллионов.