Дыхание – это процесс, без которого человек не может существовать. Знать, где у человека находятся легкие, как они функционируют и какое строение имеют, должен каждый, кто следит за своим здоровьем. Орган относится к жизненно важным, так как с его помощью весь организм обеспечивается кислородом.
Где находятся легкие?
Легкие располагаются по обе стороны от сердца и заполняют собой грудную клетку. Каждое легкое взрослого человека весит чуть больше 400 г
. Правое легкое немного тяжелее левого, поскольку последнему приходится делить место в груди с сердцем. Легкие защищены
грудной клеткой
. Между ее ребер находятся мелкие мышцы, участвующие в процессе дыхания.
Проверьте свои легкие
Если вы курите, обязательно проверьте свои легкие с помощью простого теста. Попробуйте задуть свечу на расстоянии метра.
Под легкими находится
диафрагма
– куполообразное мышечное образование, которое отделяет грудную клетку от брюшной полости и тоже участвует в дыхании.
Легкие
Строение легких
Легкие — парные органы, расположенные в грудной полости. Состоят из долей: правое легкое содержит три доли, левое — две. Легочная ткань состоит из пузырьков — альвеол, в которых происходит жизненно важный процесс — газообмен между кровью и атмосферным воздухом.
Легкое покрыто оболочкой — плеврой, которая переходит с поверхности легких на внутренние стенки грудной клетки. Между двумя листками плевры образуется плевральная полость, давление в которой ниже атмосферного (его называют отрицательным давлением), что имеет принципиальное значения для акта вдоха и выдоха.
Газообмен в легких и тканях
Воздух перемещается по воздухоносным путям и, наконец, достигает мельчайшей структуры легкого — легочного пузырька, или альвеолы. Стенка альвеолы оплетена густой сетью капилляров — сосудов с тонкой стенкой, через которую происходит диффузия газов: из крови в альвеолу выходит углекислый газ, а в кровь из альвеолы поступает кислород.
Кислород, растворившийся в крови, по кровеносным сосудам достигает внутренних органов и тканей организма. Замечу, что перемещаясь по крови, газы образуют соединения с гемоглобином эритроцитов:
- Кислород (O2) — оксигемоглобин
- Углекислый газ (CO2) — карбгемоглобин
- Угарный газ (CO) — карбоксигемоглобин
Соединение гемоглобина с угарным газом гораздо устойчивее, чем остальные: угарный газ легко выигрывает в конкуренции с кислородом и занимает его место. Этим объясняются тяжелые последствия отравлений угарным газом, который быстро скапливается при пожаре в замкнутом помещении.
По мере того, как кровь отдает углекислый газ и принимает кислород, из венозной крови (бедной кислородом) она превращается в кровь артериальную. В тканях происходит обратный процесс: клетки нуждаются в кислороде, необходимом для тканевого дыхания, а углекислый газ, побочный продукт обмена веществ, требует удаления из клетки в кровь.
Я часто спрашиваю учеников — «Что движет газом, что заставляет, к примеру, кислород перемещаться сначала из альвеолы в кровь, а в тканях — из крови к клеткам?» Запомните, что этой движущей силой является разность парциальных давлений газов.
Парциальным давлением газа называют ту часть от общего объема газа, которая приходится на долю данного газа. Не рекомендую вам заучивать таблицу, приведенную выше, но для понимания она весьма хороша.
Заметьте, парциальное давление кислорода в альвеоле 100-110, а в венозной крови капилляра, оплетающего стенку альвеолы, давление кислорода 40. Таким образом, кислород устремляется из области большего давления в область меньшего — из альвеолы в кровь.
Происходящие перемещения газов можно легко зафиксировать, измерив концентрацию газов во вдыхаемом и выдыхаемом человеком воздухе. Вероятно, многие из этих данных вам не пригодятся, но призываю вас запомнить, что в окружающем воздухе 21% кислорода и 0,03% углекислого газа — это важная информация.
Важное значение в транспорте газов имеет жидкость, покрывающая стенки альвеол — сурфактант. Изначально кислород растворяется в сурфактанте и только после этого диффундирует через стенку капилляра, попадая в кровь. Сурфактант также препятствует слипанию (спаданию) стенок альвеол во время выдоха.
Жизненная емкость легких
Одним из физиологически важных показателей является жизненная емкость легких (ЖЕЛ). ЖЕЛ — максимальное количество воздуха, которое человек может выдохнуть после самого глубокого вдоха.
Этот показатель весьма вариабельный, в среднем ЖЕЛ взрослого человека около 3500 см3. У спортсменов ЖЕЛ больше на 1000-1500 см3, а у пловцов может достигать 6500 см3. Чем больше ЖЕЛ, тем больше воздуха поступает в легкие и кислорода — в кровеносную систему, что очень важно для клеток тканей во время занятий спортом.
ЖЕЛ легко измеряется с помощью специального прибора — спирометра (от лат. spirare — дышать).
Механизм легочного дыхания
Между наружной поверхностью легкого и стенками грудной клетки имеется плевральная полость, которая играет важнейшую роль в процессе вдоха и выдоха, а также уменьшает трение легких при дыхательных движениях.
Давление в плевральной полости всегда ниже на 5-7 мм. рт. ст. атмосферного давления, поэтому легкие постоянно находятся в расправленном состоянии, скреплены через плевру со стенками грудной полости.
Вообразите: легкое подтягивается к плевре, которая скреплена с грудной клеткой. А грудная клетка постоянно совершает дыхательные движения, расширяясь и сужаясь, таким образом, легкое следует за дыхательными движениями грудной клетки.
Остается разобраться, как происходят эти дыхательные движения? Причина этому — сокращения и расслабления межреберных мышц, в результате которых грудная клетка соответственно — поднимается и опускается. Сейчас мы детально обсудим механизм вдоха и выдоха.
При вдохе сокращаются наружные межреберные мышцы, при этом ребра поднимаются, и грудина отодвигается вперед — грудная клетка расширяется в передне-заднем и фронтальном (в стороны) направлениях. Диафрагма — дыхательная мышца, во время вдоха сокращается и опускается вниз: грудная клетка расширяется в вертикальном направлении.
При выдохе сокращаются внутренние межреберные мышцы, ребра опускаются, грудина отодвигается назад — грудная клетка сужается в передне-заднем и фронтальном (в стороны) направлениях. Диафрагма во время выдоха расслабляется и поднимается вверх: грудная клетка сужается в вертикальном направлении. Благодаря этим движениям осуществляется вдох и выдох.
Можем ли мы брать под контроль свое дыхание? Легко. Но ведь мы далеко не всегда его контролируем даже в течение дня, не говоря о ночи. Процессом дыхания управляет дыхательный центр, расположенный в продолговатом отделе головного мозга. Дыхательный центр обладает автоматией — периодически импульсы сами поступают к дыхательным мышцам, к примеру — во время сна.
Состав крови сильно влияет на интенсивность дыхания. В многочисленных опытах было выявлено, что увеличение концентрации CO2 возбуждает дыхательный центр. Этим можно объяснить учащение дыхания во время физической нагрузки, к примеру, бега, когда в клетках мышц ног идет активное образование CO2 и поступление его в кровь, дыхание учащается рефлекторно.
Рефлекторную регуляцию дыхания наиболее ярко доказывает опыт с перекрестным кровообращением, при котором соединены кровеносные системы двух собак. При пережатии трахеи у первой собаки останавливается дыхание, и углекислый газ перестает удаляться из крови — его концентрация в крови возрастает, что приводит к возникновению одышки (учащенного дыхания) у второй собаки.
Пневмоторакс
В норме давление в плевральной полости отрицательное, оно обеспечивает растяжение легких. Однако при ранениях грудной клетки целостность плевральной полости может нарушаться: в таком случае давление в полости становится равным атмосферному.
Нарушение целостности плевральной полости называют — пневмоторакс (от др.-греч. πνεῦμα — дуновение, воздух и θώραξ — грудь). При наступлении пневмоторакса легкие спадаются и перестают участвовать в дыхании.
Горная и кессонная болезни
Альпинисты и любители горных походов (особенно новички) часто сталкиваются с горной болезнью. Это состояние возникает из-за того, что при подъеме на высоту парциальное давление кислорода падает, и его концентрация в крови не соответствует потребностям организма — ниже, чем должна быть.
Поначалу горная болезнь проявляется эйфорией (беспричинной радостью) и учащением пульса. Если покорение горных вершин продолжается, то к этим симптомам постепенно присоединяется апатия (состояние равнодушия), мышечная слабость, судороги и головная боль.
Что же делать, спросите вы? Необходимо немедленно прекратить дальнейший подъем, при усилении симптомов — начать спуск. Лучше всего предупредить горную болезнь, следуя правилу — не увеличивать высоты ночевки более чем на 300-600 метров.
Кессонная болезнь возникает у водолазов, связана с увеличением парциального давления газа — азота, которое возникает при погружении под воду. Существует закономерность: чем глубже водолаз опускается, тем больше становится растворенного в крови азота. В чем же опасность того, что азот растворяется в крови?
При резком быстром подъеме растворимость азота в крови понижается, и кровь буквально вскипает. Только представьте, в сосудах возникают настоящие пузыри газа! Они могут закупорить сосуды легких, сердца, других внутренних органов, в результате чего кровообращение остановится, и последствия могут быть самыми печальными, вплоть до летального исхода.
Как же предупредить кессонную болезнь? Можно использовать в дыхательной смеси вместо азота газ гелий, который не приводит к таким последствиям. Также необходимо придерживаться правила постепенного подъема, с остановками, избегать резкого всплытия.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию
.
Как происходит дыхание?
До рождения ребенок получает кислород непосредственно из крови своей мамы, поэтому его легкие заполнены жидкостью и не работают. В момент появления на свет малыш делает первый вдох, и с того момента его легкие трудятся без отдыха. Дыхательный центр головного мозга постоянно получает сигналы о том, какое количество кислорода в каждый конкретный момент требуется организму. Например, если человек спит, ему нужно гораздо меньше кислорода, чем тогда, когда он бежит за автобусом. Мозг посылает сообщения по нервам к дыхательным мышцам, которые помогают регулировать объем воздуха, попадающего в легкие. Как только этот сигнал поступает, диафрагма расправляется, а мышцы растягивают грудную клетку наружу и вверх. Это позволяет максимально увеличить объем, который могут занять легкие в грудной клетке. При выдохе диафрагма и межреберные мышцы расслабляются, уменьшая объем грудной клетки. За счет этого воздух выталкивается из легких.
Легкие человека: краткая характеристика органа
От работы дыхательной системы напрямую зависит функционирование мозга, выделение энергии, с помощью кислорода происходит расщепление полезных веществ. Органы дыхания включают нос, рот, гортань, трахею, бронхи, входящие в состав легких.
Легкое – это один из парных, самый объемный орган человека. В здоровом состоянии он розово-красного цвета, структура – мягкая, губчатая.
Объем органа в среднем составляет 3 литра, но для вдыхания и выдыхания достаточно 450-500 мл. У лиц, активно занимающихся плаванием, объем легких достигает 5 литров.
Для глубокого вдоха используется около двух литров атмосферного воздуха. При таких особенностях дыхания в органе остается запас, благодаря которому в альвеолах поддерживается уровень кислорода на необходимом уровне.
В тканях каждого легкого постоянно перемещается венозная и артериальная кровь, присутствуют лимфатические сосуды. В нем также имеются нервные клетки, тесно связанные с сосудами и бронхами.
В первый месяц беременности у плода уже формируются зачатки главного органа респираторной системы, а к пятому месяцу обозначаются его составные элементы. Орган продолжает рост до 25 лет, так как растущий организм постоянно нуждается в кислороде.
Как кислород попадает в кровь?
Через тонкие стенки альвеол кислород попадает в кровеносные сосуды. Здесь его подхватывает “транспорт” – гемоглобин
, который содержится в эритроцитах. В это же время в обратную сторону – в альвеолы – из крови поступает углекислый газ, который удаляется из организма при выдохе. Насыщенная кислородом кровь отправляется из легких в левую часть сердца, откуда по артериям распределяется по телу. Как только кислород из крови израсходуется, кровь по венам поступает в правую часть сердца и оттуда – обратно в лёгкие.
Что означает КТ1, КТ2, КТ3, КТ4 при вирусной пневмонии COVID-19?
Чтобы врачи могли объективно оценивать объем поражения легких, взвешивать риски и реагировать на вызовы, был принят единый стандарт классификации вирусных пневмоний по степени тяжести, где:
КТ-0 — отсутствие признаков вирусной пневмонии;
КТ-1 — легкая форма пневмонии с участками «матового стекла», выраженность патологических изменений менее 25%;
КТ-2 — умеренная пневмония, поражено 25-50% легких;
КТ-3 — среднетяжелая пневмония, поражено 50-75% легких;
КТ-4 — тяжелая форма пневмонии, поражено >75% легких.
Процент деструкции легочной ткани определяется по томограммам. Врач-рентгенолог оценивает по пятибалльной шкале каждую из пяти долей легких.* Если признаки пневмонии не выявлены, то значение соответствует 0; 1 балл свидетельствует о поражении легких 5%, и так далее.
* Согласно «Временным методическим рекомендациям» Министерства Здравоохранения РФ от октября 2021 г., принятая и описанная выше балльная система оценки легочных сегментов и долей упразднена. Объективность оценки поддерживается программным обеспечением и медицинской экспертизой.
Иными словами, сокращение КТ1, КТ2, КТ3 или КТ4, которое врач-рентгенолог пишет в заключении, указывает на объемы нефункциональной легочной ткани в совокупности с другими признаками, характерными для той или иной стадии. Это эмпирическая визуальная шкала, принятая рентгенологами.
Данную шкалу визуальной оценки легких по результатам компьютерной томографии (или МСКТ) разработали только во время пандемии новой коронавирусной инфекции. Ее ввели специалисты из Центра диагностики и телемедицины США, изучив КТ-исследования 13 003 человек, которые составили основную выборку.
Примечательно, что скорость перехода пневмонии к следующей, более осложненной степени зависит не только от возраста пациента (чем старше, тем быстрее), но и от текущей стадии заболевания. А именно, если вирусная пневмония SARS-CoV-2 у пациента была выявлена еще на первой стадии (КТ1), то предотвратить переход к следующей (КТ2) будет легче как минимум потому, что сравнительно малому числу вирионов требуется больше времени, чтобы распространиться по легким и спровоцировать более обширный воспалительный процесс. В то время как переход от КТ3 к КТ4 происходит очень быстро, и тогда жизнь пациента находится под угрозой. Анализируя уже упомянутую группу пациентов, ученые из США пришли к выводу, что при переходе в следующую группу, риск летального исхода при коронавирусе увеличивался примерно на 38%.
Процент вовлечения паренхимы (собственно поражения) легких в заключениях обычно указан приблизительно, поэтому диапазон значений может быть довольно широким, однако это не главный показатель. При определении степени тяжести воспаления легких учитываются и другие признаки воспаления легких:
1) Наличие «матовых стекол» на сканах КТ, их локализация, консолидация. «Матовые стекла» — это светлые участки легких на томограммах, которые свидетельствуют об очагах инфильтрации. Плотная ткань не пропускает рентгеновские лучи. «Матовые стекла» — основной признак поражения легких на КТ. Их распространенность и консолидация соответствует тяжелым стадиям пневмонии КТ3 и КТ4.
2) Утолщение междолькового пространства легких или «симптом булыжной мостовой» — ткань легких на сканах КТ имеет внешнее визуальное сходство с брусчаткой. Соответствует тяжелой стадии пневмонии КТ4.
3) Симптом «обратного гало» или «ободка́» — на томограммах выглядит как светлые кольца. Это участки уплотнения вокруг очага инфекции. Считается признаком организующейся пневмонии.
4) Ретикулярные изменения — тонкие линии патологически измененного легочного интерстиция, формирующие сеть.
Если в заключении указана «полисегментарная пневмония», это значит, что признаки воспалительного процесса обнаружены в обоих легких, в нескольких сегментах.
Что еще делают легкие?
Каждый день легкие взрослого человека перекачивают около десяти тысяч литров воздуха
.
Последствия курения
Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) по праву считается самым наглядным последствием курения. К тому же, неизлечимым. Узнайте, как предотвратить заболевание.
С каждым вдохом в них поступает не только кислород, но и пыль, микробы и другие инородные объекты. Поэтому легкие также осуществляют функцию физической и химической обороны от нежелательных объектов из воздуха. На стенках бронхов располагаются крохотные ворсинки, которые
задерживают пыль и микробы
. В стенках дыхательных путей специальные клетки производят слизь, которая помогает очищать и смазывать эти ворсинки. Загрязненная слизь выводится через бронхи наружу и откашливается.
Что делать для здоровья легких?
Один из лучших способов обеспечить здоровье легких – избегать воздействия табачного дыма, потому что по крайней мере 70 из 7000 химических веществ, содержащихся в табачном дыме, повреждают клетки легких. По данным Клиники Майо, среди любителей табака зафиксирован самый высокий риск развития рака легких. Более того, недавно ученые обнаружили, что пристрастие к сигаретам увеличивает риск заболеванием CoVID-19. Чем больше человек курит, тем выше риск. Но есть и хорошие новости – как пишет издание Livescience, если человек бросает курить, то легкие могут восстановиться от большей части повреждений.
Медицинский центр университета Раша также предлагает практиковать дыхательные упражнения и регулярно заниматься спортом, чтобы сохранить легкие здоровыми. Сегодня, в разгар пандемии нового коронавируса, лучшее, что вы можете сделать для собственного здоровья – бросить курить и соблюдать рекомендации Всемирной организации здравоохранения. А о том, как не заразиться CoVID-19 читайте в нашем специальном материале.
