Главная задача легких – обеспечивать нормальный газообмен в организме. Под этим понимается осуществление двух важнейших процессов – перехода кислорода из воздуха в венозную кровь и перехода углекислого газа из венозной крови в выдыхаемый воздух. Воздухоносные пути представляют собой последовательно разветвляющиеся трубочки, куда воздух попадает после прохождения через полость носа (здесь воздух нагревается, увлажняется и очищается от сравнительно крупных, загрязняющих воздух, частиц, находящихся во взвешенном состоянии – в виде так называемых аэрозолей). Внутренняя поверхность дыхательных путей покрыта слизистой оболочкой, которая выстлана мерцательным (с ресничками) эпителием и содержит большое количество желез, выделяющих слизь. Благодаря этому она и выполняет защитную функцию. Пылевые частички размером более 10 микрон (мк) обезвреживаются в результате их соприкосновения со стенками носовой полости и глотки. Далее воздух вместе с аэрозольными частицами меньшего размера (в основном 6–7 мк) попадает в трахею, которая делится на два главных бронха – правый и левый. Они, в свою очередь, делятся на долевые бронхи (в правом легком три доли, в левом – две), затем – на сегментарные бронхи (каждая доля легкого состоит из сегментов, причем в левом легком выделяют 10 сегментов, а в правом – 11). Такое деление продолжается дальше, вплоть до конечных бронхиол, не связанных непосредственно с альвеолами (воздушными пузырьками). При этом бронхи постепенно уменьшаются в диаметре и структура их стенки изменяется (Немцов, 2001).

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.