Айзек Азимов - Популярная анатомия. Строение и функции человеческого тела

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.