Четвертая функция нашего носа также защитная и связана с предохранением организма от поступления в легкие воздуха, загрязненного парами вредных веществ.
Слизистая оболочка, богато снабженная артериями и венами, может значительно изменяться в своем объеме. Когда стенки ее сосудов сокращаются, слизистая оболочка сжимается, носовые ходы широко раскрываются и человек легко и свободно дышит носом.
Когда вы рано утром выходите в поле, в лес или на берег моря, то чувствуете, как легко дышится. Это происходит потому, что слизистая носа спадается и широко раскрывает носовые ходы, дыхательные пути расширяются и чистый воздух заполняет легкие.
Но бывает, что сосуды расширяются, слизистая оболочка набухает и закрывает носовые ходы. Дыхание резко затрудняется. Это происходит обычно, когда человек входит в помещение с загрязненным, удушливым воздухом. Организм, ограничивая дыхание, успешно защищается от загрязненного воздуха.
Все это связано с нервной системой, допустим, что к носу поднесли флакон с нашатырным спиртом. Пары нашатырного спирта раздражают нервные окончания в слизистой оболочке носа. Возникает возбуждение, которое идет в центральную нервную систему и сигнализирует об угрозе -- о том, что в легкие могут поступить пары нашатырного спирта. Из головного мозга возбуждение немедленно передается определенным мышцам и внутренним органам. Слизистая оболочка носа набухает, и носовые ходы суживаются, а иногда и полностью закрываются; суживаются и воздухоносные пути; легкие спадаются; диафрагма становится куполообразной и этим уменьшает объем грудной клетки; деятельность сердца замедляется.
Если же на нервные окончания действует чистый утренний воздух, то, опять-таки рефлекторно, под влиянием возбуждения, поступающего из центральной нервной системы, набухание слизистой носа уменьшается, воздухоносные пути расширяются, диафрагма становится более плоской, объем грудной клетки увеличивается, сердце начинает работать быстрее -- все органы как бы говорят: «добро пожаловать!»
Итак, воздух, проходя через нос, действует на нервные окончания которые находятся в разных участках слизистой оболочки носа. Раздражение этих окончаний влияет не только на дыхательные пути, но и на деятельность многих органов: изменяются частота сердечных сокращений, уровень кровяного давления, деятельность дыхательных мышц и т. д.
Нос имеет и обонятельную функцию. Он устроен так, что вдыхаемый воздух почти вертикально поднимается вверх и достигает окончаний обонятельного нерва. При этом левая половина носа обладает более высокой остротой обоняния, чем правая. Это связано с естественной кривизной перегородки, отделяющей правую половину носа от левой, У большинства людей она искривлена вправо.
Обоняние у человека очень развито, Например, если в 50 мл воздуха содержится 0,000000000025 г ванилина, то человек уже чувствует его запах. Некоторые другие вещества ощущаются при концентрации в 10 или даже в 100 раз меньшей, чем концентрация ванилина.
У собак и у диких животных обоняние развито еще сильнее, чем у человека. Поэтому собак используют на охоте и при розысках.
Кроме непосредственного ощущения запахов у людей бывают обонятельные иллюзии и галлюцинции Обонятельные галлюцинации могут быть и следствием заболевания.
Лабиринт с многомиллионными ходами
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.
Между тем разность между величиной парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе и его напряжением в крови составляет 70 мм рт. ст. Это вполне удовлетворяет максимальные потребности организма.
В напряжении углекислого газа в крови и его парциальном давлении в альвеолярном воздухе тоже есть достаточная разность. Она составляет 6--7 мм рт. ст., что обеспечивает переход углекислого газа из крови в альвеолярный воздух.
дыхательный центр
Человек дышит ритмично. С первого и до последнего часа жизни ритм дыхания у него не нарушается, меняется лишь его частота. Новорожденный ребенок 60 раз в минуту совершает дыхательное движение, пятилетний -- 25; с 15--16 лет частота дыхания устанавливается 16--18 раз в минуту и сохраняется такой до старости, а в старости вновь учащается.
Чем же определяется ритм дыхания? От чего он зависит?
Еще в прошлом веке ученые обнаружили в продолговатом мозгу участок, разрушение которого вызывало остановку дыхания и смерть. Этот участок назвали дыхательным центром. Сначала его именовали даже «Жизненным узлом», потому что от его нормальной деятельности зависит жизнь организма. Из дыхательного центра возбуждение регулярно поступает к дыхательным мышцам, они сокращаются, и человек совершает вдох. Затем возбуждение перестает поступать к мышцам, они расслабляются -- совершается выдох. Такая ритмичность в деятельности дыхательного центра определяется в первую очередь самим процессом дыхания. Дело в том, что когда легкие растягиваются, то находящиеся в них нервные окончания раздражаются, в них возникает возбуждение. Оно идет по нервам к дыхательному центру и тормозит его. Тогда из дыхательного центра возбуждение перестает поступать к дыхательным мышцам, и они расслабляются: наступает выдох, легкие спадаются. Раздраженние нервных окончаний прекращается, К дыхательному центру возбуждение из легких больше не идет: его торможение проходит и вновь наступает вдох.
На дыхание сильно влияет кора головного мозга. Человек может по своему желанию изменять ритм, частоту и глубину дыхания.
Однако кроме нервной системы на деятельность
дыхательного центра влияет углекислоты в крови
Попробуйте задержать дыхание. Это может продолжаться 30-40 секунда, затем, несмотря на все усилия вы неизбежно, делаете вдох.
Так происходит потому, что при задержке дыхания углекислота не удаляется и её количество в крови повышается. А это возбуждает дыхательный центр и дыхание неизбежно возобновляется.
Литература
«Детская энциклопедия», изд. «Педагогика», Москва 1975.
Конспект лекций по физиологии
Материалы сети Интернет
Страницы: 1, 2, 3
