Александр Никольский - Занимательная физиология

Увеличение полости груди достигается у человека двумя главными способами: во-первых, стенка груди немного приподнимается кверху и отодвигается от позвоночного столба, вследствие чего полость груди увеличивается спереди назад, т. е. в промежутке между позвоночным столбом и передней стенкой груди. Достигается это тем, что ребра, прикрепляющиеся к позвоночнику под острым углом, передними своими концами начинают описывать дугу, так что угол этот становится больше и расстояние между передними концами ребер и позвоночным столбом увеличивается. Концы ребер, прикрепляющиеся к грудной кости, тянут за собой и эту кость. Второй способ увеличения полости груди заключается в опускании грудобрюшной преграды вниз. Она имеет вид купола, который выпуклостью вдается в полость груди. При помощи особых мышц грудобрюшная преграда делается более плоской, причем середина ее опускается вниз. Вследствие этого полость груди увеличивается в направлении сверху вниз. Когда середина грудобрюшной преграды опускается вниз, она давит на внутренности живота, отчего с каждым ее опусканием выпячивается стенка живота. Поэтому такой тип дыхания получил название «брюшного» , в отличие от поднятия стенки груди, которое называют «грудным» дыханием.　

Каждый может убедиться в том, что у мужчин преобладает брюшное дыхание, а у женщин — грудное, или, проще говоря, мужчины дышат животом, а женщины — грудью. Такая разница сделается понятной всякому, если принять в соображение, что у женщин в состоянии беременности полость живота занята плодом и грудобрюшная преграда не может опускаться вниз достаточно глубоко. Во сне, однако, и у мужчин преобладает грудное дыхание.

Для такого опыта надо иметь бутыль, у которой вместо дна находится резиновая пластинка. Эта пластинка и будет соответствовать грудобрюшной преграде, а полость бутылки — полости груди. Через пробку бутыли проводят стеклянную трубку, разделяющуюся на конце на две трубки. Общая трубка будет соответствовать дыхательному горлу, а две ее ветви — двум бронхам. К каждой из двух ветвей привязывают по резиновому мешочку с тонкими растяжимыми стенками; они соответствуют легким. Если теперь за петлю оттянуть резиновую пластинку вниз, полость бутыли увеличится, мешочки расширятся и раздуются. Если же пластинку вернуть на прежнее место, а еще лучше — вдавить внутрь бутылки, то мешочки сократятся. Для большей ясности действия этого аппарата к бутыли приделывают еще коленчатую трубку с ртутью. Трубка эта служит манометром, показывающим изменение давления воздуха в бутыли при опускании и поднятии резинового дна.

И в этом отношении наблюдается разница между мужчинами и женщинами. У новорожденного ребенка в одну минуту происходит до 60 дыхательных движений, у некоторых — больше; у пятилетнего ребенка — двадцать шесть движений. Начиная с 8-ми лет уже обнаруживается разница в числе этих движений между мужчиной и женщиной: у женщин они происходят чаще, около 18 раз, а у мужчин — около 16 раз. Лежа человек дышит реже, чем сидя, а в стоячем положении дыхание чаще, чем при сидении. Вообще одно дыхательное движение приходится на 4–5 сердцебиений.

Как бы чист ни был воздух, в нем всегда плавают частицы пыли. В этом лучше всего можно убедиться днем в темной комнате с закрытыми ставнями: если через щель пробивается луч солнца, то в воздухе, освещенном этим лучом, можно видеть бесчисленное множество пылинок, которые, подобно мошкам, толкутся на месте или, если на них дунуть, уносятся, заменяясь новыми. При вдыхании эти пылинки втягиваются в легкие, и хотя этот воздух потом выдыхается, значительная часть пылинок остается в легких; они прилипают к влажной внутренней поверхности дыхательного горла, бронхов до самых тончайших трубочек. С каждым вдыханием вносятся новые пылинки, и каждый раз они застревают в легких. Отчего же в конце концов легкое не заполняется пылью?

Микроскопические исследования внутренней поверхности легочных трубочек показали, что она покрыта особой тканью, получившей название мерцательного эпителия. Клетки этой ткани усажены ресничками, которые постоянно, пока человек жив, «мерцают», производят такие движения, как будто что-то выталкивают из полости легочных трубочек по направлению в рот. Прилипающие к ним частички пыли от одних ресничек передаются другим, эти в свою очередь передают третьим, и так далее до начала дыхательного горла, откуда они выбрасываются с мокротой. У людей, которым приходится иметь дело с углем, мокрота бывает окрашена в черный цвет.

Выталкивающая способность ресничек имеет, конечно, свои пределы. Если человеку приходится постоянно работать в атмосфере, чересчур переполненной пылью, то реснички не в состоянии бывают справиться с массой пылинок, поступающих в легкое, и часть их может там остаться. Особенно большой вред в этих случаях приносит едкая пыль, например известковая, а еще хуже — ядовитая, какая бывает, например, в типографиях.

Движения ресничек мерцательного эпителия очень хорошо можно видеть у лягушек. У живой лягушки надо раскрыть рот, поскоблить скальпелем около отверстия дыхательного горла, соскобленную слизь положить на предметное стекло, пустить на нее капельку слабо соленой воды, покрыть стеклом и рассматривать под микроскопом. При слабом увеличении можно видеть, что в препарате что-то двигается; при более же сильном видны сами реснички, которые двигаются, размахивая своими кончиками.

Дыхание заключается в поглощении кислорода и в выдыхании углекислого газа. Чем интенсивнее идет дыхание, тем больше поглощается кислорода и выделяется углекислого газа. Существуют способы, при помощи которых можно определять количество этих газов, принимающих участие в дыхании. Исследования подобного рода показали, что интенсивность дыхания весьма различна у разных людей в зависимости от возраста, пола, состояния организма и состояния здоровья.

Если количество вдыхаемого воздуха и выдыхаемой углекислоты определять в процентах по отношению к весу всего тела, то оказывается, что у детей на единицу веса тела обмен газов идет быстрее, нежели у взрослых: по сравнению с взрослыми они поглощают кислорода в 1,3–2,7 раза больше. У мальчиков во время половой зрелости обмен газов становится больше приблизительно на 25–50 %, нежели у девочек. Во время покоя газообмен падает, а при мышечной работе сильно повышается.

У очень полных людей количество вдыхаемого кислорода по отношению к весу всего тела процентов на 20–25 меньше, чем у людей с нормальным весом. Объясняется это тем, что жир представляет инертную массу, которая не нуждается в кислороде. Мясная пища усиливает газообмен; наоборот, растительная — ослабляет его. Во время болезни, при повышении температуры тела, газообмен усиливается, да и самое повышение температуры указывает на усиление процесса сгорания тканей.

Наш голосовой аппарат помещается в начале дыхательного горла, в так называемой гортани; в самом механизме получения звука принимают участие легкие, почему физиологию голоса приходится рассматривать вместе с физиологией дыхания. Голосовой аппарат наш устроен по тому же принципу, что и всем известный музыкальный инструмент — гармоника. И там и здесь звук получается вследствие дрожания краев упругих пластинок; дрожание вызывается током воздуха. У гармоники этот ток получается вследствие выдавливания воздуха из раздвижной коробки, а в голосовом аппарате — вследствие выдавливания воздуха из легких. Разница заключается в том, что в гармонике для получения каждого звука определенной высоты существует особая упругая пластинка, а у человека все доступные для него ноты получаются от колебания одних и тех же пластинок. Высота тона изменяется вследствие разной степени их натяжения и некоторых других изменений в их положении. Еще ближе сходство между нашим голосовым аппаратом и язычковым свистком (см. рис. 14).

Гортань представляет короткую трубку, составленную из трех хрящей, из которых один парный. Один из непарных хрящей, называемый щитовидным, у мужчин, особенно у худощавых, через кожу выдается на шее в виде бугра; его называют Адамовым яблоком. Внутри трубки гортани, у верхнего ее конца, находятся две упругие перепонки, которые и издают звук; их называют голосовыми связками. Положение этих перепонок будет понятно, если представить, что отверстие гортанной трубки перегорожено поперек перепонкой, которая спереди назад разрезана на два полукруга. Разрез представляет «голосовую щель», через которую при вдыхании и выдыхании проходит воздух. Если эти перепонки натянуты, то края их при выдыхании начинают дрожать, как металлические пластинки в гармонике. Это дрожание и производит звук голоса. Натяжение голосовых перепонок достигается сокращением особых мышц. Другие мышцы могут раздвигать края голосовых перепонок, так что голосовая щель может делаться шире. Края могут и сходиться друг с другом, так что щель совсем закрывается.