Чтобы понять природу астмы, прежде всего нужно получить какое-то представление об анатомии легких и грудной клетки. Рисунки с 1 по 7 объясняют вам механизм дыхания. Попозже я расскажу, каким образом нехватка воды в организме приводит к уменьшению объема вдыхаемого воздуха.
В среднем мы совершаем примерно 12 вдохов и выдохов в минуту, при каждом из которых обменивается примерно 500 см3 воздуха. Средний уровень воздухообмена при нормальном дыхании составляет около 6000 см3 в минуту. Люди, которым не хватает воздуха, могут дышать с частотой до 50 раз в минуту, втягивая в себя от 3000 до 4000 см3 воздуха при каждом вдохе. Поддерживать такой темп притока воздуха на протяжении долгого времени невозможно. Физиология выдоха не рассчитана на такую скорость, и объем воздухообмена очень быстро уменьшится.
Рисунок 1. В грудной полости располагаются пять долей легких. Две левые доли заполняют левую сторону грудной полости. Три правые доли — верхняя, средняя и нижняя — заполняют правую часть грудной полости. Легкие отделяет от грудной стенки тонкая, шелковистая мембрана — плевра, — которая позволяет легким расширяться и сжиматься, не прилипая к грудной стенке. Сердце расположено между правым и левым легким, сместившись в левую сторону.
Рисунок 2. Перевернутое бронхиальное дерево со своими мелкими веточками (бронхиолами), направленными вниз и наружу, служит каркасом для бесчисленных воздушных мешочков (альвеол), в которых происходит газообмен. Хрящевые кольца, покрывающие бронхиальное дерево сверху донизу, формируют его жесткую трубкообразную структуру и одновременно обеспечивают эластичность. Нижние концы бронхиол состоят из клец мягкой мышечной и волокнисто фиброзной ткани и не содержат хрящей. У детей воздухоносные трубки меньше и их хрящевая оболочка не такая твердая. Вот почему в детском возрасте опасность полного перекрытия дыхательных путей намного выше.
Рисунок 3. К бронхиолам прикреплены воздушные мешочки, или альвеолы. Они напоминают грозди винограда, прикрепленные к стеблю черешками, с той лишь разницей, что «стеблями и черешками» в легких служат воздухоносные трубки, через которые воздух входит и выходит из альвеол.
При астме бронхиолы сокращаются и блокируют движение воздуха вверх и наружу. Воздушные мешочки остаются надутыми.
Представьте себе, что ваши легкие — это грозди винограда, только «ягоды» в легких наполнены не соком, а воздухом. Если «кожица» альвеол лишится воды, они полопаются, слипнутся и перестанут функционировать. Вот почему при обезвоживании воздушные мешочки надуваются и «герметично запаиваются», чтобы внешний воздух не повлиял на их форму и влажность. Только при достаточном насыщении водой все воздушные мешочки открываются и принимают участие в процессе воздухообмена.
Рисунок 4. Снизу грудная полость закрыта и отделена от брюшной полости мышечным куполом — диафрагмой. При сокращении диафрагма становится плоской и тянет за собой вниз нижние ребра. В то же время диафрагма толкает вниз содержимое брюшной полости, увеличивая пространство внутри грудной полости. Воздух всасывается в легкие под действием создающегося вакуума. Вот так мы вдыхаем воздух в легкие.
Тип дыхания, при котором всасывание воздуха в легкие производится только за счет диафрагмы, называется брюшным. Брюшное дыхание неглубокое и «проветривает» легкие не полностью.
Такому дыханию помогают мышцы живота, которые расслабляются в тот момент, когда диафрагма толкает содержимое брюшной полости вниз.
Рисунок 5. После завершения процесса газообмена, когда воздух из легких нужно вытолкнуть обратно, диафрагма расслабляется и снова принимает куполообразную форму. Нижние ребра поднимаются вверх в положение покоя, а «эластическая тяга легких» заставляет наполненные воздухом легкие сжаться. Воздух выталкивается до тех пор, пока не закончится процесс выдоха.
Объем воздухообмена при спокойном дыхании обычно составляет около 500 см3 при общем объеме легких около 5500 см3.
Глубокое дыхание включает в себя процесс расширения и сжатия самой грудной стенки. Ребра подтягиваются вверх, чтобы увеличить пространство внутри грудной клетки. При очень глубоком дыхании объем воздухообмена может достигать от 3000 до 3500 см3.
Один «воздушный мешочек»
Рисунок 6. Движения грудной стенки и диафрагмы недостаточно для того, чтобы равномерно вытолкнуть воздух из «воздушных мешочков» (альвеол) на сем пространстве легких. Таких «воздушных мешочков» в легких сотни тысяч. И каждому из них нужно освободиться от воздуха, поступившего в процессе вдоха. Но тут есть один секрет. Когда мы делаем вдох, вместе с воздухом в альвеолы поступают крошечные молекулы воды. Обладая свойством притягиваться друг к другу, они соединяются и образуют водную оболочку, которая покрывает внутреннюю поверхность «воздушных мешочков».
Сила, которая притягивает молекулы воды друг к другу, называется «поверхностным натяжением воды». Она воздействует на стенки альвеол, заставляя их сжиматься.
Сила поверхностного натяжения воды внутри «воздушных мешочков», дополняет силу эластической тяги, возникающую в результате сокращения самой легочной ткани, и заставляет все альвеолы равномерно выталкивать часть заполняющего их воздуха.
Рисунок 7. У спортсменов в период крайнего напряжения и у тяжело больных людей резко возрастает нагрузка на дыхательный аппарат, что выражается в тяжелом дыхании и увеличении амплитуды движения грудной клетки. Больных с такими проблемами дыхания в наши дни помещают в кислородную палатку или принудительно вводят им кислород через нос, чтобы облегчить процесс получения кислорода. Молодых спортсменов обычно выручает большой объем тренированных легких.
Кашель у людей, испытывающих проблемы с дыханием, начинается с быстрого вдыхания в легкие примерно двух литров воздуха с последующим плотным смыканием голосовых связок и перекрытием воздушного клапана (надгортанника), расположенного в трахее выше «дыхательного горла» (гортани).
В то же время мышцы живота и мышцы, соединяющие ребра, резко и сильно сокращаются, выталкивая из легких воздух под большим давлением. Внезапно голосовые связки и надгортанник широко открываются, воздух из легких вырывается наружу, и любые свободные частицы в дыхательных путях превращаются в «реактивные снаряды», вылетающие изо рта со скоростью от 75 до 100 миль в час (90—160 км/ч).
Кашель — это часть механизма очищения легочной ткани, которая постоянно контактирует с частицами, содержащимися в поступающем через нос воздухе.
Легочные инфекции и раздражение воздухоносных трубок (бронхов и бронхиол) активизируют кашлевой рефлекс, заставляя человека кашлять до изнеможения. Кашель такого типа обычно бывает сухим и может причинять серьезные неудобства.
Такой сухой кашель обычно появляется у астматиков перед тем, как они начинают испытывать недостаток воздуха и задыхаться. Именно этот кашель следует считать главным сигналом раннего оповещения о приближающемся приступе астмы.
По всей видимости, причиной кашля является тот же процесс, который стимулирует секрецию слизи, закупоривающей бронхиолы.
Источник:
