Легкие можно представить себе в виде скопления нескольких сот миллионов (300–500 млн) пузырьков (альвеол), диаметр которых около 0,3 мм.
В норме воздух перемещается по системе дыхательных трубок к альвеолярно-капиллярному барьеру, дыхательные газы проходят (диффундируют) через этот барьер, причем кислород поступает в кровь, разносится по всему организму и попадает во все органы и ткани. В клетках всех тканей имеются внутриклеточные включения, которые называются митохондриями. В митохондриях идет процесс тканевого дыхания – основа жизни любого организма. Теперь рассмотрим более подробно вдох и выдох.
Поступление воздуха в легкие происходит благодаря дыхательным движениям грудной клетки. Легкие никогда самостоятельно не растягиваются и не сокращаются, они пассивно следуют за грудной клеткой. Полость же грудной клетки расширяется благодаря сокращению дыхательных мышц – диафрагмы и межреберных мышц.
Легкие растягиваются, следуя за растяжением грудной клетки, и давление в них падает. В результате создается разность между атмосферным давлением и давлением в легких. А так как легочное давление оказывается ниже атмосферного, воздух устремляется в легкие и заполняет их. Так происходит вдох. За вдохом следует выдох.
При обычном выдохе диафрагма и межреберные мышцы расслабляются, грудная клетка спадается и ее объем уменьшается. Тогда легкие тоже спадаются и воздух из них выходит наружу.
Таким образом, изменение объема легких происходит пассивно, вследствие изменения объема грудной клетки и колебаний давления в плевральной щели между легкими и грудной клеткой, а также внутри легких.
Обычно дыхание осуществляется без участия сознания – автоматически, под руководством расположенного в глубине мозга и работающего автономно дыхательного центра. Дыхательный центр связан с сосудами, по которым движется кровь, насыщенная кислородом. Рецепторы сосудов воспринимают малейшие отклонения в количестве кислорода и углекислого газа в крови и мгновенно сигнализируют об этом в головной мозг. Мозг, быстро оценив информацию, в зависимости от ситуации, посылает сигналы-команды тем органам, с помощью которых должно восстановиться нарушенное равновесие. Например, когда мышцы нашего тела совершают усиленную работу, в крови возрастает количество углекислого газа. Это повышает возбудимость дыхательного центра и вызывает углубление и учащение дыхательных движений. Так осуществляется саморегуляция постоянного содержания газов в крови.
Большую роль в изменении дыхательных движений играют дыхательные рефлексы. Например, защитными дыхательными рефлексами являются чихание и кашель. Они осуществляются следующим образом.
Попадая в носовую полость, пыль или вещества с резким запахом раздражают рецепторы, расположенные в слизистой оболочке, выстилающей носовую полость. Тогда мы чихаем. Чихание – это сильный и очень быстрый рефлекторный выдох через ноздри, благодаря которому из носовой полости удаляются раздражающие ее вещества. Накопившаяся в ней слизь при насморке вызывает такую же реакцию. Кашель – резкий рефлекторный выдох через рот – возникает при различных раздражениях гортани.
Итак, правильное чередование дыхательных движений объясняется работой дыхательного центра, в котором автоматически возникают ритмические возбуждения, передающиеся дыхательным мышцам.
Частота дыхания зависит от возраста, выполняемой работы, тренированности. Дыхательный цикл (вдох-выдох) новорожденного – 35 раз в минуту, у ребенка – 25 раз, у подростка – 20 раз. Во время бодрствования при относительном покое взрослые люди совершают примерно 16 дыхательных движений в минуту, во время сна – 12, а при усиленной работе мышц частота дыхательных движений может возрастать в два и более раз. Однако, чем больше тренирован человек, тем меньше у него учащение дыхания. Необходимо отметить, что человек способен и по собственному желанию изменять ритм, частоту и глубину дыхания.
Кроме того, выделяют внешнее, или легочное, дыхание – это поглощение кровью легочных капилляров кислорода и выделение из крови углекислого газа, и внутреннее, или тканевое, дыхание – поглощение тканями кислорода из крови, образование в них углекислого газа и переход его из тканей в кровь.
Таким образом, для того, чтобы кровь, оттекающая от легких, имела нормальную концентрацию кислорода, необходима последовательная смена ряда процессов. Большое значение имеют следующие моменты:
1) достаточное содержание кислорода во вдыхаемом воздухе;
2) нормальное прохождение вдыхаемого воздуха через воздухоносные пути до альвеол;
3) газообмен через альвеолярно-капиллярную мембрану – диффузия кислорода из альвеол в капилляры и диффузия углекислого газ из капилляров в альвеолы;
4) нормальный выдох отработанного воздуха.
Первый момент имеет отношение к окружающей среде и не зависит от организма. Три последующих процесса регулируются сложными механизмами, обеспечивающими их синхронизацию во времени. В обеспечении процессов вдоха-выдоха принимают участие:
1) нервная система, рефлекторно регулирующая тонус бронхов и сосудов;
2) эндокринная система, влияющая на проходимость бронхов, сосудистый тонус, работа бронхиальных желез за счет выделения из желез внутренней секреции различных гормонов, которые через кровь переносятся к органам-мишеням;
3) различные биологически активные вещества, которые выделяются как местно, в легких, так и в других органах и тканях и через кровь попадают в легкие;
4) иммунная система, обеспечивающая нормальный иммунный ответ на поступающие в составе вдыхаемого воздуха аллергены.
Надо также иметь в виду, что сами легкие – не только орган дыхания. С одной стороны, они играют важную роль в выработке многих биологически активных веществ, действующих как местно, так и на уровне всего организма, а с другой стороны, принимают участие в инактивации (путем расщепления) различных активных веществ, влияющих на работу легких. Все это говорит о чрезвычайно сложной регуляции, казалось бы, такой простой для внешнего восприятия функции, как дыхание.
Поэтому становится понятно, что нарушение в любом звене многоэтапно устроенного регуляторного процесса, который пространственно может быть представлен в виде своеобразной сети с узлами – биологически активными веществами и цитокинами (клеточными регуляторами, от лат. cytos – клетка) может привести к возникновению болезненного состояния. Причем при одних и тех же проявлениях болезни ее зачастую вызывают нарушения на разных уровнях регуляции.
В обширном перечне болезней органов дыхания бронхиальная астма занимает особое место. Как уже говорилось во «Введении» нашей книги, бронхиальная астма как болезнь была известна людям еще в глубокой древности. Упоминания о ней найдены в трудах классиков медицины со времен Гиппократа. Тогда же начали разрабатываться методы лечения приступов астмы. Классическое описание клинической картины бронхиальной астмы сделано в 1838 г. отечественным врачом Г.И. Сокольским.
Некогда крайне редкая, болезнь эта сегодня очень распространена в мире. По данным медицинской статистики, за последние годы заболеваемость бронхиальной астмой в большинстве стран значительно возросла. В Новой Зеландии, Великобритании и на Кубе, к примеру, бронхиальная астма среди заболеваний занимает одно из первых мест. Увеличение распространенности астмы среди лиц молодого возраста указывает на сохраняющуюся тенденцию роста частоты. Печальным фактом является то, что, несмотря на научные достижения в области изучения причин и условий возникновения заболевания и наличие новых лекарственных средств, заболеваемость и смертность от бронхиальной астмы постоянно возрастают. Это характерно для большинства стран Европы, США, Австралии.
В переводе с греческого asthma обозначает тяжелое дыхание. Здесь и корень проблемы. Именно тяжелое дыхание, удушье, кашель характерны для людей, страдающих бронхиальной астмой. Но что предшествует такому состоянию? Из каких составных складывается болезнь? Об этом много лет рассуждали и спорили врачи в разных уголках планеты.
Эволюция учения о бронхиальной астме в какой-то степени повторяет развитие наших знаний о гипертонической болезни. На определенном этапе диагноз «гипертоническая болезнь» скрывал в себе большое количество форм симптоматической гипертонии, диагностика которых стала возможной только после детального их изучения и появления специальных методов клинического, инструментального, рентгенологического и лабораторного исследования. Так и с данным диагнозом. За последние 100 лет предложено много различных определений этой болезни. Известны попытки классификации астмы по анатомическому принципу (легочная, сердечная и почечная); по физиологическому принципу (психогенная, рефлекторная и эндокринная); с точки зрения гигиенического принципа (бытовая, профессиональная) и т. д. (Болотовский, 2004).
