Как и у всех прочих живых существ на Земле, дыхание у человека выполняет важнейшую функцию: поставляет кислород из атмосферы в ткани и клетки организма.
Дыхательный процесс проходит 3 фазы:
1-ая фаза – внешнее дыхание: кислород из атмосферы (в составе атмосферного воздуха) подаётся в лёгкие:
2-ая фаза – перенос газов кровью: в лёгких кислород через мембранную систему передаётся в кровь:
Кровеносная система человека включает в себя две подсистемы: артериальную (по которой кровь приносит кислород к каждой клетке) и венозную (по которой кровь излишек кислорода и углекислый газ переносит в лёгкие):
3-я фаза – тканевое (клеточное) дыхание: кислород, попадая в клетку, участвует в окислительных реакциях, реакциях обмена веществ и энергия. И, с точки зрения дыхания, кислород выполняет свою главную функцию: соединяясь с углеродом, синтезирует углекислый газ, который венозной кровью разносится по организму, выполняя чрезвычайно важные функции гуморальной (жидкостной) регуляцией биохимических и биофизических процессов в организме. Остальная часть углекислоты в виде газа через мембранную систему лёгких переходит в лёгочные альвеолы и там выполняет очень важные физиологические функции. Избыток углекислого газа (с излишним кислородом и воздухом) возвращается в атмосферу.
Воздух из атмосферы попадает в лёгкие по воздухоносным дыхательным путям.
Сначала воздух попадает во время вдоха в нос, затем в глотку, гортань, трахею и систему бронхов, которая поэтически называется бронхиальным деревом:
Верхние дыхательные пути это нос и носоглотка. Нос это 14 костей, зафиксированных вместе с хрящевой тканью и покрытых кожей снаружи и слизистой оболочкой изнутри.
Слизистая оболочка обильно пронизана мелкими кровеносными сосудами и нервами и содержит множество желёз (150 на квадратный сантиметр), которые выделяют слизь. Липкая слизь и волоски, покрывающие внутреннюю поверхность носа, задерживают пыль и бактерии, нагревают холодный воздух до нормальной температуры (36,6 градусов Цельсия). Слизистая оболочка выделяет вещества, уничтожающие микробов, а лимфатические узлы, из которых в слизь поступают белые кровеносные тельца – лейкоциты, также уничтожают микроорганизмы. Также в носовой полости увлажняется сухой воздух и фильтруется атмосферный воздух от попадания в лёгкие воздуха, загрязнённого порами вредных растений и ядовитыми веществами.
Но частички пыли и бактерии всё же проходят в следующий отдел – носоглотку.
В эту часть дыхательных путей воздух попадает через три извилистых носовых хода, которые ведут также в носовые пазухи, выполняющие специальные функции защиты организма от инфекций. В слизистой оболочке носовой полости также имеются особые нервные клетки – рецепторы обоняния, при помощи которых мы ощущаем запахи (конечно, не без основополагающей деятельности нервных путей и соответствующих отделов головного мозга).
Но в данной статье нас интересует респираторная (дыхательная) деятельность организма.
Носоглотка, образует общее пространство с ротоглоткой. Общее название для них – глотка. В носоглотке, проводящей воздух дальше такая же слизистая оболочка продолжает защитные, увлажняющие, согревающие, обеззараживающие и другие, более специфические функции.
Далее идут нижние дыхательные пути. Это – гортань, трахея и бронхи.
Гортань, удивительный орган нашего организма, выполняет много разнообразных функций (в т.ч функцию струнно – духового музыкального инструмента: речь, пение). Нас же, сейчас интересует самая простая из её функций – воздухоносная. Гортань имеет хрящевой скелет. Это стройная конструкция из хрящей, косточек – суставов, мышц и связок её длина у младенцев около 1,5 см, а у взрослых – 5-6 см. Гортань также изнутри выстлана слизистой оболочкой.
Функции гортани :
1). Проводить воздух от носоглотки до трахеи и обратно;
2). Регулировать количество воздуха, поступающего в нижние дыхательные пути;
3). Рефлекторно регулировать ритм и глубину дыхания;
4). Предохранять нижние дыхательные пути от инородных тел (уже прошедших через предшествующие фильтры);
Ещё одна из самых главных функций гортани – образование голоса (именно в гортани находятся голосовые связки).
Ну, а дальше воздухоносные пути переходят в трахею (дыхательное горло). Длина трахеи 9/12 см, а диаметр – 1,5/3 см. Трахея - самый простой орган дыхательной системы. Просто полая трубка, которая начинается на уровне нижнего края 6-го позвонка, а заканчивается бифуркацией трахеи (разделением на 2 главных бронха) на границе 1-го и 5-го грудных позвонков.
Основа трахеи – хрящевые полукольца (от 15 до 19); высота каждого – 2-5 мм (только самый первый хрящ до 13 мм). Толщина хрящей около 1 мм. Сзади трахеи идёт пищевод и к нему обращён сегмент трахеи (в 1,5 см по радиусу) без хряща: эта часть затянута гладкомышечной полоской (перепончатой стенкой). Это гибкая и мягкая полоска защищает пищевод и саму трахею от твёрдых комков пищи и позволяет трахее уменьшать и увеличивать свой просвет. Внутренний слой трахеи опять же слизистая оболочка, которая продолжает очищать, согревать и увлажнять проходящий по ней воздух.
В месте раздвоения (бифуркации) трахеи начинается роскошное бронхиальное дерево. Почему роскошное? А иначе и не скажешь. Сами судите. Ствол дерева – трахея, корень дерева, основной – гортань – опущен в носоглотку своим нижнем концом. Крона дерева состоит из двух «подкрон», потому что в месте бифуркации ствола – трахеи - происходит разделение на два ствола – два главных бронха – правый и левый. Честно говоря, деревом это всё смотрится, если человека поставить на голову, ногами вверх. Или он сам, добровольно, сделает стойку на голове или руках. Каждый из главных бронхов входит в своё лёгкое: правый – в правое, а левый – в левое.
В каждом лёгком начинается дихотомическое, в основном, деление бронхов, т.е. каждый предыдущий делится на 2, даёт 2 последующих бронха. Так возникает двойная крона бронхиального дерева.
Таким образом, трахея делится на 2 главных бронха. Каждый главный бронх делится на 2 бронха, с просветом чуть меньше и т.д… На деле картина немного сложнее, но сути это не меняет.
И всё же : из-за того, что сердце – достаточно крупный орган – большей своей частью находится слева, правый главный бронх толще, короче левого и отходит более вертикально, как главное, основное продолжение трахеи. Левый же главный бронх уже, тоньше и отклоняется влево под большим углом. Да и само левое лёгкое меньше и изящнее правого, т.к. делит левую часть грудной клетки с сердцем. Поэтому в правом главном бронхе – 6-8 хрящевых колец, а в левом – 9-12. Эти кольца, в отличие от колец трахеи – сплошные и даже, в отдельных местах, соединённые хрящевыми перемычками. Изнутри бронхи, как и трахея, покрыты слизистой оболочкой.
Дальше информация относится уже к разделу «Строение лёгких», т.к. обе части кроны бронхиального дерева погружены в лёгкие. Но мы этим заинтересуемся позже.
После вхождения в лёгочную ткань, каждый главный бронх распадается на долевые бронхи: левый − на 2 (верхний и нижний), а правый – на 3 (верхний, средний и нижний). В них значительно увеличивается количество хрящевых перемычек, а вот колец, практически, уже не видно: структура бронхов из кольчатой становится решётчатой. Эти новые бронхи называются также бронхами 2-го порядка. Каждый из них распадается на бронхи 3-го порядка – сегментарные.
И только бронхи 4-го, 5-го, 6-го и 7-го порядка следует уже строго дихотомическому делению, т.е. делятся на 2 более мелких бронха. Бронхи 8-го порядка (дольковые) уже очень тонкие (1 мм в диаметре), без хрящевой ткани, слизистая их – без слизистых желёз.
Вот здесь главное в делении бронхов: каждый дольковый бронх (8-го порядка) делится на 12-18 конечных (терминальных) бронхиол, диаметром 0,3 – 0,5 мм. Стенки бронхиол представлены отдельными мышечными волокнами, а изнутри – лишь 1-3 слоя эпителия, лишённого ресничек.
Чтобы понять ещё одну, специфическую, особенность воздухоносной и респираторной (дыхательной) системы человеческого организма, мы вернёмся к началу нашего описания.
Как уже описано, пыль, бактерии и неблагоприятные химические вещества из атмосферы попадают в воздухоносные пути и проходят через ряд барьеров, которые их останавливают. Но часть всё-таки доходит до лёгких. Но природа позаботилась об удалении этих вредных веществ и частиц из организма. Почти вся слизистая оболочка дыхательных путей покрыта крохотными колеблющимися ресничками. Этот слой называется мерцательным эпителием. Реснички колеблются ритмически – волнообразно: каждая из них совершает примерно 40000 колебаний в час. Они похожи на пшеничное поле, колышущееся при слабом ветре. Движение ресничек направлено от лёгких к верхним дыхательным путям и от внутренних отделов носа к наружным. Таким образом из самых глубоких уголков лёгких и из дыхательных путей слизь и с нею инородные частички удаляются. Если бы не эта работа мерцательного эпителия, то в лёгких в течении жизни человека скопилось бы до 5 кг пыли! В современном городе частички пыли, выхлопные газы, разнообразные минеральные вещества, микробы и бактерии образуют купол высотой от 300 м до 1,5-2 км. В одном кубическом м городского воздуха содержится 150 млн. минеральных частиц и до 100000 микроорганизмов. Здесь нам и приходят на помощь защитные функции слизистых оболочек и мерцательный эпителий!
Бронхиальным деревом называется вся совокупность бронхов, начиная с 2-х главных и включая конечные (терминальные) бронхиолы, это 8+1 порядок деления более крупных бронхов на более мелкие. Условно, 9-м порядком можно считать бронхиолу.
С каждым порядком снижается диаметр просвета бронха, уменьшается количество хрящевой ткани и желёз в слизистой оболочке, но нарастает гладкомышечный слой, благодаря которому поддерживается тонус мелких бронхов и бронхиол и их способность к активному движению: изучены перистальтические (по ходу движения воздушной струи) и спиральные движения, сужение и расширение этих бронхиальных трубочек синхронно с дыханием. Но более наглядно бронхиальным деревом надо бы называть всю воздухоносную систему с роскошной двойной бронхиальной кроной.
Бронхи, все их порядки от главных бронхов до бронхиол участвуют в проведении воздуха, продолжают работу по очистке, согреванию и обеззараживанию атмосферного воздуха, но в газообмене они участие не принимают!
2-ая фаза дыхательного процесса − газообмен в лёгких – осуществляется респираторными бронхиолами, стенки которых покрыты выпячивающимся (вроде неправильных полушарий) образованиями – альвеолами. Эти альвеолы фактически полумешочки с тончайшими мембранами – стенками, через которые и идёт газообмен с кровью, которая течёт по тончайшим капиллярам, плотно оплетающим стенки альвеол. Мембраны альвеол тесно соприкасаются с мембранами капилляров, газы + кислород +углекислый газ легко, по законом диффузии переходят из альвеол лёгких в капилляры артериальной сети и обратно.
Конечные (терминальные) бронхиолы ещё не дышат. Они получаются после деления мелких бронхов 8-го порядка (дольковых) в среднем на 15 бронхиол. Но деление бронхиол продолжается трёхкратно они делятся на 2 веточки и образуют дыхательные (респираторные) бронхиолы 1-го, 2-го и 3-го разрядов. И вот их стенки покрыты альвеолами.
Мы описали систему внешнего дыхания, упростив до неприличия все звенья этого процесса. Но для общего понимания 1-ой фазы дыхания этого вполне достаточно.
Читать о методе нормализации дыхания по Бутейко
Дипломированный методист Бутейко,
Людмила Валерьевна Сокольская.
! Новая редакция и дополнения 3 июня 2024 !
======================================================