процессе вдоха воздух сначала попадает в легкие, потом, благодаря структуре легких – однослойному эпителию мембраны альвеол, происходит газообмен: углекислый газ из крови выходит в легкие, а кислород попадает в кровь. Далее кислород транспортируется кровью к органам и тканям. Там опять же происходит обмен газами. А в митохондриях клеток происходит окислительный процесс – клеточное дыхание.
Газообмен происходит благодаря процессу диффузии. Молекула кислорода как бы просачивается сквозь мембрану клеток из-за разницы давления по обе стороны мембраны.
Легкие по своему строению представляют собой что-то вроде губки. Если развернуть легкие, то их площадь будет равняться в среднем 100 кв. м, то есть площади теннисного корта. Благодаря этой структуре кислород может проникать в кровь.
Одним из показателей аэробных способностей организма во время физических нагрузок, например, когда мы бежим, является жизненная емкость легких. Зависит она от пола, возраста, антропометрических данных и измеряется в литрах. Вы наверняка слышали об этих цифрах: у женщин емкость легких составляет 3–4 литра, у мужчин 5–6 литров. А показатель знаменитого норвежского лыжника и биатлониста Уле-Эйнара Бьорндалена – целых 12 литров! Вот так можно с помощью тренировок резко улучшить качество своей жизни.
О чем же нам говорит такой показатель, как жизненная емкость легких?
В течение жизни мы используем лишь малую часть наших легких – дыхательный объем. Но если мы захотим, мы можем глубоко вдохнуть, даже если вдох перед эти мы уже сделали. Это резервный объем вдоха. Также человек может выдохнуть после обычного выдоха. Это резервный объем выдоха.
Но даже когда нам кажется, что мы выдохнули последний воздух из легких, в них еще останется кислород. Эта часть получила название остаточный объем. Он используется организмом только в экстремальных ситуациях, угрожающих жизни человека.
Наше дыхание регулируют два дыхательных центра. Основной находится в продолговатом мозге – эволюционно древней структуре. Работает он автономно от сознания. Мы не задумываемся, как дышать, это происходит помимо нашей воли.
Но в коре больших полушарий головного мозга, эволюционно молодой структуре мозга, присутствующей только у так называемых высших животных, есть другой дыхательный центр, который контролирует основной. То есть мы произвольно можем задержать дыхание, вдохнуть глубоко, выдохнуть медленно и так далее.
Но такое подчинение происходит до поры до времени. В сосудах и в продолговатом мозге находятся так называемые хеморецепторы. Как только концентрация углекислого газа в крови доходит до критического уровня (50 мм рт. ст.), хеморецепторы дают сигнал мозгу сделать вдох. И тут мы ничего не можем с этим поделать.
Это происходит, когда человек, например, тонет. Когда запас кислорода полностью исчерпан, концентрация углекислого газа выросла до порогового уровня, мозг дает сигнал сделать непроизвольный вдох, и вода попадает в легкие. Именно из легких выливается вода,
