Дыхание. Физиология. Механика. Что такое и как оно работает? Часть 1.⁠⁠

Идея поста пришла благодаря этому посту, в котором рассказывается учесть "пленников 60-и метров". В посте было отмечено, что экипаж подводной лодки пытался выбраться. Бежать им было особо некуда, даже если бы им удалось выбраться из той подводной лодки. Этими постами я хочу объяснить почему.

Как всегда я сразу начну с крутой картиночки, с подписью под ней и указанным источником, с небольшой базы и пойдем "вглубь" изучения этого вопроса.

Дыхание.

Эритроциты (источник)

Почти каждый раз, когда Вам говорят что-то типа "как странно, что нам не приходится следить за тем, как мы дышим и не странно ли, как эти яйца висят наружу?", Вы начинаете следить за дыханием и получается это у вас не очень. Вы пытаетесь регулировать количество поступаемого воздуха, неуклюже и не вовремя делаете выдох. Как же, черт возьми, это работает? Запомните этот вопрос и давайте проверим, сможете ли вы ответить на этот вопрос самостоятельно в конце этого поста.

Итак, простая база, которую (ну я надеюсь) знает почти каждый человек:

1 (одна) атмосфера - давление которое давит на нас на уровне моря. Она равна 760-и мм. ртутного столба (Это может знать не каждый, понимаю)

Дыхание - процесс, собственно, благодаря которому мы поддерживаем в себе жизнь. Оно же и есть вентиляция легких.

Воздух - тот самый, которым мы дышим. Состоит из трех наиболее важных в данном контексте газов - C02 - углекислый газ, O2 - кислород, H - водород, Я - еб и N2 - азот в соотношении 0,03/20,9/78% (тут вы 100% не получите, не пытайтесь. Я не беру в счет остальные газы).

Основные понятие у вас сформированы. Хочу уже перейти непосредственно к объяснению "механизма работы" кессонной болезни, но, увы, нужно понимать как оно должно быть в норме, чтобы понимать, как работает не норма.

Норма:

Как мы дышим?

Легкие человека (источник)

Очень просто - делаем вдох. Воздух заполняет легкие, а там короче кислород-углерод шуры муры с кровью делают и так расходятся

Очень сложно. И прежде чем мы перейдем к механике дыхания, давайте разберемся вот с чем: все на свете и все в этом мире стремится к балансу. Если с одной стороны чего-то много, а с другой чего-то мало, природа будет стараться сделать поровну. Если вы возьмете целлофановый пакет, зальете в него соленую воду и кинете его в сосуд с чистой водой - будьте уверены, через некоторое время вся вода (и в сосуде и в пакете) будет одинаково соленой. Диффузия, мать её...

Если говорить конкретно на нашем примере - градиент давления.

Итак, механика дыхания:

Начнем с самого простого - пауза. В покое, когда нам не надо никакого воздуха, когда у нас и так всё есть, легкие выглядят приблизительно так:

Давление = 760 мм.рт.ст. (1 атмосфера. Хм... как и то, что давит на нас на уровне моря)

Концентрация кислорода снижается
Концентрация углекислого газа повышается

Так как наше давление в легких было равно давлению атмосферному, никаких перемещений воздуха не наблюдалось. Но нам же когда-то придется сделать выдох? Как заставить воздух поступать в организм рефлекторно, чтоб мне не приходилось за этим следить?

Мы ж не просто так тут концентрацию CO2 повышаем? Он за что-то отвечает. А именно - за стимуляцию дыхательного центра в наших продолговатых мозгах. Тот стимульнулся высоким содержанием CO2, передал сигнал мышцам, но не всем, а конкретным и нужным для осуществления дыхания мышцам. Этими мышцами были Альберт Энштейн наружные межреберные мышцы и диафрагма (это не совсем мышца, но пусть будет)

(источник)

Стимульнутые наружные межреберные мышцы и диафрагма сокращаются, вытягивая при этом грудную клетку вверх и кнаружи в области НММ (наружные межреберные мышцы) и вперед в области диафрагмы. Это влечет за собой уголовную ответств увеличение объема грудной клетки. А что будет с шариком, если его надувать? Как изменится давление внутри него? Оно будет уменьшаться в зависимости от увеличения его объема. Так и в грудной клетке: увеличился объем - уменьшилось давление. (приблизительно на 4 мм.рт.ст.) Но важно не то, что давление уменьшилось. Важно где оно уменьшилось.

Давление на 4 мм.рт.ст. уменьшается в плевральной полости. Но ведь плевральная полость это не легкие, что нам это дает? Плевральная полость - полость между двумя пластинками. назовем их пластинка номер 1, которая прилегает к легкому и пластинка номер 2, которая находится с другой стороны от плевральной полости. (Смотри картиночку внизу). Уменьшение давления в плевральной полости до 756 мм.рт.ст. должна была растянуть легкие, но этого почему-то не происходит... Хм....

Казалось бы: всё есть, и желание вдохнуть и стимульнутые центры дыхания и даже градиент необходимый есть, но воздуха чет не поступает, а легкие на границе не растягиваются.

И великие ученные стояли в недоумении. Если ничего не происходит, то, наверное, что-то не так с давлением. Как там говорил Ньютон? На каждое действие есть противодействие, равное этому действию? Да, по-моему так. Выяснилось, что и в легких есть противодействующая растяжению сила. Эластическая Тяга Легких, которая равна, вы не поверите, 756 мм.рт.ст. Она как бы выжидает и ждет ещё большего. Как натянутая резинка, которая скоро выстрелит. И она получает это, не без помощи НММ. НММ своим растяжением уменьшают давление в плевральной полости до 755, в результате которого давление атмосферное становится больше давления в полости (которая хочет растянуть), которое в свою очередь больше давления противодействующей силы. Ну вот оно! Поехали!...

(Источник)

Ну вот. Объем легких увеличился -> давление в легких уменьшилось на 2 мм.рт.ст. Долгожданный градиент давления, воздух поступает в легкие.

Но и вдыхать постоянно мы не можем. Не так ли? Надо прекращать это безобразие. В процессе вдоха давление в плевральной полости постепенно уменьшается, достигая точки максимума (ну или минимума, эт как посмотреть) - 751 мм.рт.ст. А Эластическая Тяга Легких всё это время повышается. При этом НММ, диафрагма расслабляется. Грудная клетка под влиянием собственного веса, ЭТЛ и поверхностного натяжения возвращается в исходную позицию. Объем легких уменьшается, что приводит к увеличению давления в них до 762 мм.рт.ст. и здравствуй градиент давление всего в каких-то 2 мм.рт.ст. Воздух выходит.

На этом я пока закончу. Со следующего поста (понравится вам этот или нет, не имеет значения) я продолжу газообменом и закончу там же объяснением механики кессонной болезни. Прошу простить меня за возможные орфографические ошибки и за неточности в описании некоторых процессов. Время позднее, другого времени писать у меня нет.

Спасибо за уделенное время. Ваш какашкакакашкамальчик