Процесс дыхания у человека
Велоспорт, как и любые другие наши действия, зависит от способности организма извлекать из воздуха кислород и удалять вредный углекислый газ из сокращающихся мышечных волокон и других клеток тела.
Без пищи человек может обходиться неделями, без воды в течение нескольких дней, но лишенный постоянного притока кислорода он погибает уже через несколько минут. Этот газ необходим для процесса, в котором образуется АТФ — соединение, служащее «топливом» для всех живых клеток. Получение АТФ — это лишь одна из задач клеточного обмена веществ, или метаболизма, т. е. всей совокупности реакций, позволяющих клеткам выполнять предназначенные им функции.
Назначение дыхательной системы
При метаболизме потребляется кислород и образуются отходы, в том числе значительные количества углекислого газа. Поступающий в кровоток углекислый газ представляет потенциальную угрозу: если он накапливается, pH крови меняется — возрастает кислотность, а это может привести к отравлению центральной нервной системы. Назначение дыхательной системы в том и состоит, чтобы доставлять необходимый клеткам кислород и удалять углекислый газ. На первый взгляд эта система представляется не слишком сложной. В ней всего лишь две главные части: дыхательные, или воздухоносные, пути, по которым перемещаются O2 и С02, и легкие, где происходит газообмен, т. е. где эти газы поступают в кровь и выходят из нее. Однако в действительности в этом процессе, который можно с полным правом назвать дыханием жизни, участвует целый ряд структур.
Кислород из воздуха, которым мы дышим, используется в митохондриях клеток. Митохондрия (розовая) показана здесь в поперечном разрезе.
Клейкая слизь и реснички, покрывающие стенки трахеи, улавливают попавшие в нее соринки и гонят их вверх, обратно в глотку.
БРОНХИАЛЬНОЕ ДЕРЕВО
Дыхательная система напоминает перевернутое дерево. «Ствол» его начинается в носовой полости, через которую при нормальном дыхании поступает вдыхаемый воздух. Далее воздух проходит через глотку и гортань. Здесь имеется надгортанник, действующий как клапан: при глотании он перекрывает гортань, чтобы пища попадала не в нее, а в пищевод. Из гортани воздух проникает в длинную (10 см) гибкую трубку — трахею, называемую также дыхательным горлом. В нижней части трахея разветвляется на 2 бронха, которые, войдя в легкие, снова разветвляются на бронхи 2-го, 3-го порядка и т. д.
На кончиках самых тонких веточек находятся гроздья пузырьков — альвеол. В оплетающих альвеолы капиллярах кислород поступает в кровь, а углекислый газ выходит из нее. На пути от носа до альвеол вдыхаемый воздух согревается, увлажняется от соприкосновения со слизистой выстилкой дыхательных путей и благодаря ресничкам освобождается от всяких посторонних частичек и от бактерий.