Воздух, пройдя через носовые ходы, очищенный от пыли и бактерий, увлажнённый, подогретый, поступает в глотку, гортань, а затем в дыхательное горло, или трахею. Дыхательное горло состоит из хрящевых полуколец. К ним сзади примыкает пищевод. То, что хрящи трахеи представляют собой не полное кольцо, а полукольцо, имеет большое приспособительное значение. Когда человек глотает пищу, пищевод, по которому проходит пищевой комок, несколько растягивается. Это возможно благодаря вы- резкам в хрящах трахеи, куда вдается растягивающийся пищевод.

Длина трахеи примерно 15 см. На уровне 4—5-го грудных позвонков трахея делится на два бронха — правый и левый. Каждый бронх входит в легкое, где ветвится на мелкие бронхи, которые, в свою очередь, разветвляются на бронхиолы толщиной 0,5 мм. Таких бронхиол около 25 млн. Каждая из них оканчивается ходами с группой воздушных мешочков, или альвеол.

Легкие можно сравнить с виноградной кистью, где веточки представляют собой бронхи и бронхиолы, а ягоды — альвеолы. Их насчитывается почти 300 млн. Сюда по многомиллионным ходам поступает вдыхаемый воздух. Альвеолы увеличивают дыхательную поверхность легкого. При сильном вдохе альвеолы растягиваются и могут покрыть площадь 150 м2. Это в 75 раз больше, чем поверхность тела человека, которая равна 2 м.

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.