Легочная ткань эластична и при жизни находится в растянутом состоянии, поэтому ей свойственна нормальная тенденция к сокращению. При рождении легкие младенца конечно же не наполнены воздухом. В момент, когда он делает первый вдох (традиционно стимулированный шлепком по ягодицам в положении ребенка головой вниз), легкие наполняются и расширяются, прижимаясь к ребрам грудной клетки. Этот контакт опосредованный. Легкие окружены оболочкой, называемой плеврой (что по-гречески значит «ребро»), которая прилегает к легким, затем складывается вдвое и прилегает к грудной клетке. Получается двойная оболочка (с жидкостью между двумя слоями), по которой ребра и легкие могут скользить друг относительно друга с незначительный трением. Иногда плевра воспаляется от инфекции (такое состояние называется плеврит), и тогда дыхание становится мучительно болезненным.
Когда грудная клетка приподнимается, диафрагма давит вниз, легкие вынуждены расширяться, даже вопреки своей тенденции к сокращению. Альтернативой двухслойной плевре могло бы быть разделение их с помощью вакуума, но подобная ситуация невообразима. (Если у вас есть присоска типа той, что находятся на концах игрушечных детских стрел, попытайтесь приставить ее к влажному кафелю стены ванной и затем оторвать, не прибегая к скольжению или отслаиванию. Сделать вам это будет нелегко, — значит, большая сила требуется и для того, чтобы отделить легкие от ребер при обычных обстоятельствах.)
Во время дыхания природная эластичность легочной ткани полезна, и для выдоха требуется меньшее мышечное усилие, чем для вдоха. Если бы воздух действительно мог попасть между ребрами и легкими, то эластичность легочной ткани обернулась бы большой опасностью. Рана в груди позволяет воздуху войти и нарушить вакуум, так что легкое сразу же спадается. Если рану закрыть, легкое будет медленно расширяться снова, поскольку воздух между легким и ребрами абсорбируется организмом.
Хирурги иногда намеренно используют такой эффект. Когда возникает необходимость дать легкому восстановиться после какой-либо болезни или хирургической операции в условиях, когда оно не будет постоянно раздражаться движениями, между легким и ребрами можно ввести воздух так, что одно легкое (конечно же не оба) спадется на некоторое время. К счастью, человеческий организм может продолжать вполне нормально существовать всего с одним действующим легким.
Движения при дыхании, к счастью, столь просты, что могут быть инициированы извне, даже когда собственный дыхательный механизм организма полностью выходит из строя. Это так называемое искусственное дыхание, приемов которого существует несколько. При некоторых легкие пострадавшего сжимаются под непосредственным давлением силы, а затем им дают расслабиться, снова и снова повторяя процедуру с периодичностью 10 или 12 раз в минуту. Воздух можно вдувать в легкие пострадавшего изо рта в рот. Последнее действие, когда его необходимо поддерживать продолжительный период времени, может имитировать механический аппарат искусственного дыхания.
Глава 6
Сердце и артерии
Все то, чего достигает наша сложно устроенная система органов дыхания, это проникновение молекул кислорода через границу, которая отделяет окружающую среду от тканей. Куда же кислород поступает оттуда?
У одноклеточного организма сложностей не возникает. Как только молекулы кислорода пересекают оболочку, они оказываются внутри клетки, где вещества, составляющие клеточное содержимое, набрасываются на них. Даже если мы имеем дело более чем с одной клеткой, этот процесс иногда столь же прост. Если каждая клетка в равной степени подвержена воздействию окружающей среды (обычно это океан, иногда — пресная вода), каждая получает свою порцию кислорода непосредственно с помощью диффузии. Сравнительно большие организмы могут существовать таким образом при условии, что каждая клетка имеет собственный «океанический фронт». Это означает, однако, что такой организм может быть не более чем двумерным. Медузы и ленточные черви относятся к самым длинным животным организмам из существующих, которые все еще зависят только от диффузии кислорода. Колокол (купол) медузы состоит из тонкого внешнего слоя клеток, внутри имеет неживое желеобразное вещество, в то время как ее длинные щупальца настолько тонкие, что ни одна клетка не располагается вдали от океана. Что же касается ленточных червей, по своему строению они походят на ленту, как следует из их названия: длинные и широкие, но плоские.