Бронхиальное дерево

Ниже гортани находится вертикальная трубка длиной около 4,5 дюйма и диаметром 1 дюйм, которая располагается сразу под вентральной поверхностью шеи. Важно, чтобы эта трубка всегда была открыта: если подача воздуха в легкие прервется даже на несколько минут, последует смерть. По этой причине трубка снабжена С-образными кольцами крепких хрящей для придания жесткости ее передней части и боковинам. Таких колец, разделенных волокнистой соединительной тканью, бывает от 16 до 20 штук. Они могут сжиматься под действием мышц, соединяющих открытые концы так, что диаметр трубки при желании может немного меняться.

Если запрокинуть голову, вы можете почувствовать эту трубку, проведя пальцами вниз по фронтальной стороне шеи. Вы также почувствуете рубчики, образованные чередованием хрящей и волокнистой ткани, что придает трубке ощущение шероховатости. Именно поэтому она и названа трахея (что по-гречески означает «грубый, шероховатый»), хотя более наглядное и менее классическое ее название – дыхательное горло.

Несмотря на хрящевое уплотнение, дыхательное горло все-таки можно закрыть силой. Однако для того, чтобы сделать это рукой, требуется значительное усилие, дыхательное горло нужно держать закрытым на протяжении нескольких минут вопреки дикому сопротивлению жертвы, которая от этого должна задохнуться. Совершить такое убийство не так уж и просто.

Чуть ниже точки, где шея встречается с туловищем, трахея расходится на две ветви, называемые бронхи (что по-гречески означает «дыхательное горло»).

Каждый бронх ведет к отдельному легкому, по пути подразделяется на все более мелкие, тонкие и многочисленные трубочки, вроде ветвей дерева. Это сходство и побудило назвать всю эту структуру «бронхиальным деревом». В более основательных ответвлениях также имеются придающие жесткость хрящевые кольца, но по мере того, как ответвления становятся меньше, хрящи становятся менее выступающими и в конце концов сходят на нет. Когда разрушительное действие простуды или какой-то другой инфекции простирается вплоть до бронхов (бронхит), спазмы кашля бывают особенно мучительны. Бронхит легко может стать хроническим, особенно у курящих.

Несколько меньшие по размеру ответвления бронхиального дерева (бронхиолы) являются источником другого сорта неприятностей. Тонкие ответвления воздушных ходов выстланы круговыми мышцами, которые посредством сжатия или расслабления могут изменять диаметр, способствуя таким образом регуляции воздуховместимости легких. Иногда, в результате инфекции или аллергической реакции на какое-нибудь чужеродное вещество, происходит спазматическое сокращение мелких мышц и отек слизистых оболочек бронхиол. Воздушные ходы сужаются, и вместимость легких сокращается. Иногда доходит до удушья, и, хотя приступ астмы (что по-гречески значит «дышать с трудом») редко бывает смертельным, он определенно может отравить радость жизни.

Окружение бронхиального дерева, которое отходит от каждого главного бронха, – это легкие. Они простираются от ключицы до диафрагмы, располагаясь по одному с каждой стороны тела. Вместе они заполняют почти всю грудную полость. Легкие не являются полным зеркальным отражением друг друга. Правое легкое, которое несколько больше левого, частично разделяется на три доли, левое – только на две. Эти доли до определенной степени автономны, и, если одна доля пострадает от серьезного заболевания, другие доли остаются здоровыми. В этом случае подверженную инфекции долю можно удалить, оставив остальные доли нормально функционировать. Удаление доли не будет серьезной помехой дыханию. У многих органов имеется природный запас прочности, когда общая производительность больше, чем это необходимо. В таких случаях даже при утрате некоторой части у органа остается возможность нести нагрузку, достаточную для всех разумных целей.

Максимальная вместимость легкого в среднем около 6500 кубических сантиметров. Однако это не объем легких, а площадь поверхности, которую они представляют. Воздух может абсорбироваться только на поверхности, и количество его где-то в центре легких, которое случайно оказалось вне контакта с поверхностью, абсорбироваться не может. Тот факт, что воздух находится внутри легких, не имеет значения. Он с таким же успехом может находиться хоть в Африке, разницы для абсорбции не будет.

Это действительно представляло бы проблему, будь легкие простой парой шарообразных органов, вмещающих воздух в полую внутреннюю емкость, ограниченную гладкими стенками. В этом случае поверхность легких, соприкасающаяся с воздухом, насчитывала бы почти 2000 квадратных сантиметров. Легкие действительно представляют собой относительно простые мешки у двоякодышащих рыб, амфибий и рептилий, но все они – хладнокровные существа (то есть животные с температурой тела, приблизительно равной температуре окружающей среды). Хладнокровные могут при надлежащих условиях впадать в анабиоз.

Птицы и млекопитающие – теплокровные животные. Температура их тела поддерживается около 40 °C (нормальная температура для человека обычно составляет 36,6 °C, независимо от температуры окружающей среды. Эта необходимость постоянно вырабатывать тепло в ответ на холодный ветер поддерживает химическую лабораторию нашего организма в рабочем состоянии с высокой производительностью. Скорость всех химических реакций возрастает с ростом температуры. Для поддержания высокой скорости работы нашего химического механизма необходимо гораздо больше кислорода, чем требуется поверхности хладнокровного животного такого же веса. По этой причине легкие в форме простого мешка нам не подходят. 2 квадратных футов поверхности нам недостаточно. Для увеличения площади поверхности приходится разделять и разделять внутреннюю часть легких, и именно это и делают бронхи и бронхиолы. Стенки бронхов и главных бронхиол слишком толстые, чтобы поглощать воздух, но по мере того, как бронхиолы становятся меньше и тоньше, их стенки тоже становятся тоньше, до тех пор, пока, наконец, в самых мелких бронхиолах не возникнут условия для абсорбции. Эти дыхательные бронхиолы ведут в несколько ходов, каждый из которых заканчивается скоплением воздушных мешочков, похожих на крошечную виноградную гроздь. Воздушные мешочки заканчиваются крошечными воздушными клетками, альвеолами (по-латыни это означает «небольшая полость»).

Вся эта тонкостенная структура, включая дыхательные бронхиолы, ходы (обычно называемые альвеолярные ходы), воздушные мешочки и альвеолы, составляет так называемую функционально-анатомическую единицу. Более образно ее можно назвать листом бронхиального дерева. Стенки альвеол представляют собой клеточные мембраны, и через эти тонкие мембраны может свободно проходить кислород, конечно же в обоих направлениях, но сами ткани организма фактически не содержат свободного кислорода, а воздух в альвеолах содержит его в большом количестве, поэтому поток направлен из легких в сам организм. (Пожалуйста, помните, что, хотя легкие и расположены внутри тела, воздух не располагается внутри легких. Этот воздух беспрепятственно связывается с воздухом, находящимся вне ваших ноздрей, и его можно считать находящимся внутри вашего тела с таким же успехом, как и воздух в дырке бублика – внутри самого бублика. Только тогда, когда кислород проникает через мембрану альвеол, он входит в организм.)

Поскольку объем легкого полностью подразделяется на функционально-анатомические единицы, легкое никак нельзя считать мешком, оно скорее представляет собой очень сложную губку. Поскольку воздух остается в этой губчатой массе даже после смерти, легкие, извлеченные из убитых животных, плавают в воде – единственные органы, которые не тонут. Поэтому-то мясники и назвали их легкими. Тем не менее легкие взрослого человека весят от 2 до 2,5 фунта.

Установлено, что губчатая масса легких содержит в целом около 600 миллионов альвеол, поглощение кислорода возможно на общей поверхности площадью по меньшей мере 600 квадратных футов. Тогда без увеличения общего объема легких поверхность, подвергающаяся абсорбции, в 300 раз превышает ту поверхность, которую имели бы легкие, будь они простым мешком. Другими словами, площадь поверхности легких, на которой совершается газообмен, в 25 раз превышает общую поверхность кожи тела.

Легкие, как и остальные дыхательные пути, подвержены инфекционным воспалительным процессам. Одним из распространенных заболеваний легких является долевая пневмония. Ее зачастую называют просто пневмония, хотя этот термин в действительности относится к целому семейству легочных воспалений. При долевой пневмонии выделяемая жидкость заполняет зараженную часть легких. Часто поражена бывает только одна доля, отсюда и название, но, когда болезнь захватывает доли обоих легких, возникает так называемая двусторонняя пневмония.

Вторая бактериальная болезнь легких – туберкулез – получила такое название потому, что в очагах заражения образуются воспаленные узелки, называемые туберкулы (что по-латыни означает «небольшая опухоль»). Другое название – чахотка относится к истощению тканей, которое сопутствует этой болезни, и в результате создается впечатление, что все тело чахнет. Рак, который может поразить любую ткань организма, в последние десятилетия все чаще возникает в легких, что, похоже, спровоцировано ростом табакокурения после Второй мировой войны, ведь этот недуг гораздо чаще встречается у заядлых курильщиков, чем у некурящих.