Представьте себе, что ваши легкие – это грозди винограда, только «ягоды» в легких наполнены не соком, а воздухом. Если «кожица» альвеол лишится воды, они полопаются, слипнутся и перестанут функционировать. Вот почему при обезвоживании воздушные мешочки надуваются и «герметично запаиваются», чтобы внешний воздух не повлиял на их форму и влажность. Только при достаточном насыщении водой все воздушные мешочки открываются и принимают участие в процессе воздухообмена.

Рисунок 4. Снизу грудная полость закрыта и отделена от брюшной полости мышечным куполом – диафрагмой. При сокращении диафрагма становится плоской и тянет за собой вниз нижние ребра. В то же время диафрагма толкает вниз содержимое брюшной полости, увеличивая пространство внутри грудной полости. Воздух всасывается в легкие под действием создающегося вакуума. Вот так мы вдыхаем воздух в легкие.

Тип дыхания, при котором всасывание воздуха в легкие производится только за счет диафрагмы, называется брюшным. Брюшное дыхание неглубокое и «проветривает» легкие не полностью.

Такому дыханию помогают мышцы живота, которые расслабляются в тот момент, когда диафрагма толкает содержимое брюшной полости вниз.

Рисунок 5. После завершения процесса газообмена, когда воздух из легких нужно вытолкнуть обратно, диафрагма расслабляется и снова принимает куполообразную форму. Нижние ребра поднимаются вверх в положение покоя, а «эластическая тяга легких» заставляет наполненные воздухом легкие сжаться. Воздух выталкивается до тех пор, пока не закончится процесс выдоха.

Объем воздухообмена при спокойном дыхании обычно составляет около 500 см^>3 при общем объеме легких около 5500 см^>3.

Глубокое дыхание включает в себя процесс расширения и сжатия самой грудной стенки. Ребра подтягиваются вверх, чтобы увеличить пространство внутри грудной клетки. При очень глубоком дыхании объем воздухообмена может достигать от 3000 до 3500 см^>3.

Рисунок 6. Движения грудной стенки и диафрагмы недостаточно для того, чтобы равномерно вытолкнуть воздух из «воздушных мешочков» (альвеол) на всем пространстве легких. Таких «воздушных мешочков» в легких сотни тысяч. И каждому из них нужно освободиться от воздуха, поступившего в процессе вдоха. Но тут есть один секрет. Когда мы делаем вдох, вместе с воздухом в альвеолы поступают крошечные молекулы воды. Обладая свойством притягиваться друг к другу, они соединяются и образуют водную оболочку, которая покрывает внутреннюю поверхность «воздушных мешочков».

Сила, которая притягивает молекулы воды друг к другу, называется «поверхностным натяжением воды». Она воздействует на стенки альвеол, заставляя их сжиматься.

Сила поверхностного натяжения воды внутри «воздушных мешочков», дополняет силу эластической тяги, возникающую в результате сокращения самой легочной ткани, и заставляет все альвеолы равномерно выталкивать часть заполняющего их воздуха.

Рисунок 7. У спортсменов в период крайнего напряжения и у тяжело больных людей резко возрастает нагрузка на дыхательный аппарат, что выражается в тяжелом дыхании и увеличении амплитуды движения грудной клетки. Больных с такими проблемами дыхания в наши дни помещают в кислородную палатку или принудительно вводят им кислород через нос, чтобы облегчить процесс получения кислорода. Молодых спортсменов обычно выручает большой объем тренированных легких.

Кашель у людей, испытывающих проблемы с дыханием, начинается с быстрого вдыхания в легкие примерно двух литров воздуха с последующим плотным смыканием голосовых связок и перекрытием воздушного клапана (надгортанника), расположенного в трахее выше «дыхательного горла» (гортани).