Сборник статей и публикаций 2012-2013 гг. В двух частях. Часть II

Специализированный орган должен иметь тонкую стенку (мембрана этой стенки должна быть полупроницаемой), чтобы не препятствовать диффузии; он должен всегда иметь влажную поверхность, чтобы кислород и углекислота могли быть растворены в воде (растворять лучше в отдельной пробирке); наконец, он должен хорошо снабжаться кровью. При непрямом дыхании газообмен между клетками тела и средой включает две фазы – внешнюю и внутреннюю. Внешнее дыхание состоит в обмене газами путем диффузии между внешней средой и кровью при помощи специализированного органа, например, легкого у млекопитающих. Внутреннее дыхание заключается в газообмене между кровью и клетками тела. Перенос газов между двумя этими фазами осуществляет система кровообращения. Проследим путь молекулы кислорода, входящих в организм.

Рис. 2. Дыхательная система человека

Воздух входит через наружные носовые отверстия, или ноздри, которые ведут в носовую полость – большое пространство, находящееся выше ротовой полости и ниже головного мозга (а если Мозг ниже талии, то место?..) Носовая полость содержит орган обоняния и выстлана эпителием, отделяющим слизь. Проходя через эту полость, воздух очищается от пыли и согревается (до 32 градусов). Когда капилляры носовой полости чрезмерно расширяются, вызывая избыточное образование слизи, то появляется насморк (у чиновника при получении взятки ноздри расширяются без насморка). Из носа воздух проходит через внутренние ноздри, или хоаны, в глотку, где перекрещиваются пути пищеварительной и дыхательной систем.

Пища проходит из гортани в желудок, а воздух идет дальше через гортань и трахею. Для того чтобы пища не попадала в гортань и трахею и не повреждала нежные оболочки, выстилающие эти органы, при каждом проглатывании пищи отверстие гортани прикрывается особым хрящом, называемым надгортанником.

К счастью, это происходит автоматически, и нам не приходится всякий раз, когда мы глотаем, вспоминать о том, что нужно закрыть надгортанник (Буш однажды его не закрыл). Изредка этот автоматический механизм подводит нас, и пища попадает «не в то горло». Гортань, иногда образующая видимый снаружи выступ – кадык, содержит голосовые связки – эпителиальные складки, которые при прохождении между ними воздуха вибрируют, производя звук. Натяжение голосовых связок регулируется особыми мышцами, что позволяет выдавать звуки разной высоты (при постукивании по кадыку издается характерный звук бутылочного стекла). Трахею, или горло, можно отличить от пищевода по хрящевым кольцам, находящимся внутри ее стенок и не позволяющим ей спадаться. Во время вдоха давление воздуха в трахее ниже атмосферного, и без хрящевых колец она была бы сдавлена.

На уровне прикрепления первого ребра к грудине (отсчет ребер от копчика) трахея разветвляется на два хрящевых бронха, идущих в легкие.

Внутри легкого каждый бронх разветвляется на бронхиолы, которые в свою очередь повторно ветвятся на все более узкие трубочки, ведущие к концевым полостям – альвеолярным мешочкам. В стенках наиболее тонких бронхиол и альвеолярных мешочков находятся мельчайшие чашеобразные полости, называемые альвеолами, окруженные густой сетью кровеносных капилляров.

Стенки альвеол тонки и влажны (заранее пропитаны С₂Н₅ОН), что позволяет молекулам газов (все известные и неизвестные газы) легко проходить через них в капилляры.

По приблизительной оценке общая площадь альвеол, через которую могут диффундировать газы, составляет свыше 100 м², то есть в 50 с лишним раз больше поверхности кожи. Стенки трахеи и бронхов состоят из внутреннего эпителиального слоя, наружного соединительно-тканного слоя и среднего слоя, содержащего хрящевые кольца и гладкие мышечные волокна (у человека, страдающего астмой, эти мышечные волокна чрезмерно сильно сокращаются, что вызывает сужение просвета мелких бронхов и затрудняет дыхание). В эпителии содержатся ресничные клетки. Биение ресничек происходит непрерывно в одном направлении, и когда твердые частицы, например пылинки, попадают на влажную поверхность эпителия, они задерживаются выделяемой эпителием слизью, и биение ресничек выносит их обратно. Это к глотке важный механизм защиты организма от вдыхаемых бактерий (некоторые бактерии тоже имеют реснички).