Легкие покрыты тончайшей оболочкой — плеврой. Она покрывает все легкое, переходит на грудную клетку и плотно облегает ее внутреннюю поверхность.

Таким образом, плевра двумя листками покрывает и легкое, и внутреннюю стенку грудной клетки.

Между этими листками остается плевральная щель.

Альвеола густо оплетена капиллярами. Стенки альвеол очень тонкие: они состоят только из одного слоя клеток. Стенки капилляров тоже состоят из одного слоя клеток. Следовательно, находящийся в альвеолах воздух и протекающая по капиллярам кровь отделяются друг от друга только двумя слоями клеток. Вот через эту тоненькую стенку и происходит газообмен. О характере газообмена, происходящего в легких, можно судить, если сравнить состав вдыхаемого выдыхаемого воздуха.

Мы вдыхаем атмосферный воздух. Он содержит 20,94% кислорода, 79,03 01о азота и разных инертных газов (аргон, неон, гелий и др.) и 0,03 % углекислого газа. Состав выдыхаемого воздуха уже иной: кислорода в нем 16,3%, углекислого газа—4%, азота и других инертных газов — 79,7%. Сопоставьте эти цифры. Вы видите, что в легких количество кислорода уменьшается, а углекислоты — увеличивается. Кислород из воздуха, находящегося в альвеолах, переходит в кровь, а углекислота покидает кровь и переходит в альвеолярный воздух.

Почему же происходит переход газов? Переход газов из окружающей среды в жидкость и из жидкости в воздух подчиняется определенным физическим законам.

Каждый газ растворяется в жидкости в зависимости от своего парциального давленая (от латинского парц. — часть).

Атмосферное давление равно 760 мм рт. ст. Следовательно, если воздух оказывает давление, равное 760 мм рт. ст., то парциальное давление кислорода составят 20,94% от общего давления и будет равно 159 мм рт. ст. Парциальное давление азота и других инертных газов составит 79,03% атмосферного давления и будет равно 600,6 мм рт. ст. Углекислого газа содержится очень мало — всего 0,03%. Поэтому и его парциальное давление будет приблизительно 0,2 мм рт. ст. Если парциальное давление газа в окружающей среде выше, чем давление (напряжение) этого же газа в жидкости, то газ будет растворяться в жидкости, пока не установится определенное равновесие. Если, например, парциальное давление кислорода в альвеолах будет выше, чем в протекающей венозной крови, то кислород из альвеолярного воздуха будет переходить в кровь.

В силу того же закона, когда напряжение газа в жидкости выше, чем его парциальное давление в воздухе, газ из жидкости будет выходить в окружающий воздух, пока не установится относительное равновесие. Поэтому, когда напряжение углекислого газа в венозной крови будет выше, чем в альвеолярном воздухе, углекислый газ будет переходить из венозной крови в альвеолярный воздух. Парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе составляет 110 мм рт. ст., а венозной крови — 44 мм рт. ст. Таким образом, имеется разность давления в 70 мм рт. ст.; этого вполне достаточно, чтобы кислород мог переходить из альвеолярного воздуха в кровь.

Потребность человека в кислороде равна 350 мл/мин; при физической работе она доходит до 5000 мл/мин. Ее можно полностью удовлетворить, если учесть, что разности в парциальном давлении в 1 мм рт. ст. достаточно, чтобы в кровь перешло 250 мл кислорода.

Между тем разность между величиной парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе и его напряжением в крови составляет 70 мм рт. ст. Это вполне удовлетворяет максимальные потребности организма.

В напряжении углекислого газа в крови и его парциальном давлении в альвеолярном воздухе тоже есть достаточная разность. Она составляет 6—7 мм рт. ст., что обеспечивает переход углекислого газа из крови в альвеолярный воздух.

дыхательный центр

Человек дышит ритмично. С первого и до последнего часа жизни ритм дыхания у него не нарушается, меняется лишь его частота. Новорожденный ребенок 60 раз в минуту совершает дыхательное движение, пятилетний — 25; с 15—16 лет частота дыхания устанавливается 16—18 раз в минуту и сохраняется такой до старости, а в старости вновь учащается.

Чем же определяется ритм дыхания? От чего он зависит?

Еще в прошлом веке ученые обнаружили в продолговатом мозгу участок, разрушение которого вызывало остановку дыхания и смерть. Этот участок назвали дыхательным центром. Сначала его именовали даже «Жизненным узлом», потому что от его нормальной деятельности зависит жизнь организма. Из дыхательного центра возбуждение регулярно поступает к дыхательным мышцам, они сокращаются, и человек совершает вдох. Затем возбуждение перестает поступать к мышцам, они расслабляются — совершается выдох. Такая ритмичность в деятельности дыхательного центра определяется в первую очередь самим процессом дыхания. Дело в том, что когда легкие растягиваются, то находящиеся в них нервные окончания раздражаются, в них возникает возбуждение. Оно идет по нервам к дыхательному центру и тормозит его. Тогда из дыхательного центра возбуждение перестает поступать к дыхательным мышцам, и они расслабляются: наступает выдох, легкие спадаются. Раздраженние нервных окончаний прекращается, К дыхательному центру возбуждение из легких больше не идет: его торможение проходит и вновь наступает вдох.

На дыхание сильно влияет кора головного мозга. Человек может по своему желанию изменять ритм, частоту и глубину дыхания.

Однако кроме нервной системы на деятельность

дыхательного центра влияет углекислоты в крови

Попробуйте задержать дыхание. Это может продолжаться 30-40 секунда, затем, несмотря на все усилия вы неизбежно, делаете вдох.

Так происходит потому, что при задержке дыхания углекислота не удаляется и её количество в крови повышается. А это возбуждает дыхательный центр и дыхание неизбежно возобновляется.