По мере разветвления бронхов и уменьшения их диаметра стенка бронха становится тоньше, изменяется выстилка слизистой оболочки – высота поверхностного эпителиального пласта и количество клеточных рядов в нем становятся меньше, а в бронхиолах эпителий вообще превращается из многорядного в однорядный.
Конечные бронхиолы разветвляются на дыхательные бронхиолы, в стенках которых уже появляются в виде выпячиваний одиночные альвеолы. Отделы легких, содержащие альвеолы, называются дыхательной зоной легких, так как альвеолы непосредственно участвуют в газообмене.
Для того чтобы наиболее эффективно обеспечить поступление кислорода воздуха в кровеносную систему, легочные кровеносные сосуды, как и бронхи, имеют вид ветвящихся трубочек. Легочная артерия постепенно делится до капилляров. Капилляры образуют в стенках альвеол густые сплетения. Диаметр каждого капилляра около 10 мк, что близко к диаметру эритроцита (красная кровяная клетка). Капилляры настолько коротки, что их густая сеть формирует в стенке альвеол почти непрерывный слой крови. Это чрезвычайно «выгодно», так как соприкосновение между кровью и альвеолярным воздухом осуществляется на очень большой поверхности – приблизительно 50—100 м2 – при толщине слоя менее 0,5 миллимикрона.
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.