Учёные Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) объяснили, как на самом деле работает дыхательная система человека. Оказалось, что главный сигнал для вдоха — не нехватка кислорода, а избыток углекислого газа. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе университета.
Старший научный сотрудник кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат медицинских наук Валерий Литвинов объяснил, что ощущение потребности вдохнуть — это результат работы дыхательного центра в мозге. Углекислый газ, растворяясь в крови, повышает её кислотность, и специальные рецепторы заставляют нас сделать вдох.
За день человек совершает около 20 000-25 000 вдохов и выдохов. При этом ёмкость лёгких может достигать 6 литров, но в спокойном состоянии мы используем лишь 400-500 мл воздуха.
«Легкие выступают в роли резервуара с запасом кислорода. Быстрые глубокие вдохи-выдохи перед задержкой помогают увеличить его количество и снизить уровень углекислого газа, отодвигая срабатывание дыхательного рефлекса», — добавил Валерий Литвинов.
Способность задерживать дыхание — это сложный механизм. Сердце замедляет ритм, а сосуды сужаются, перенаправляя кислород к жизненно важным органам. Однако при критическом уровне CO₂ мозг вызывает непроизвольный вдох.
Профессор кафедры «Охрана окружающей среды» ПНИПУ, доктор медицинских наук Олег Долгих предупредил, что длительные задержки дыхания (более 5 минут) опасны даже для спортсменов. Они могут привести к повреждению лёгких, гипоксии мозга и проблемам с сердцем. При пневмонии же любые задержки категорически запрещены.
Интересные факты:
- Лёгкие никогда не бывают пустыми. После выдоха в них остаётся 1-1,5 литра воздуха. Специальное вещество — сурфактант — не даёт альвеолам слипнуться.
- Существует ось «кишечник-лёгкие». Полезные бактерии в кишечнике помогают иммунитету бороться с респираторными инфекциями и снижают риски астмы.
- Лёгкие очищаются в три этапа: в носоглотке, в бронхах (с помощью ресничек) и в альвеолах (силами клеток-макрофагов).
- При пневмонии лёгкое может стать плотным, как печень, из-за заполнения альвеол жидкостью и фибрином. Однако иммунная система способна рассасывать эти уплотнения.
- Рисунок бронхиального дерева уникален у каждого человека, как отпечатки пальцев, что помогает в диагностике и планировании операций.
Развитие медицинской диагностики позволяет выявлять легочные заболевания на ранних стадиях. Так, исследователи из Сеченовского университета представили новый неинвазивный метод диагностики редкого заболевания — лимфангиолейомиоматоза (ЛАМ). Анализируя специфические соединения в выдыхаемом воздухе с помощью масс-спектрометрии, врачи получили возможность раньше выявлять болезнь и контролировать её течение, что открывает путь для персонализированной терапии.