Легкие, как известно, постоянно контактируют с внешней средой. Достаточно сказать, что за минуту через них проходит около 100 литров воздуха. В процессе эволюции сформировался сложный комплекс защитных механизмов, обеспечивающих обезвреживание и выведение из дыхательных путей попавших туда с воздухом инородных частиц.
Коэффициент полезного действия защитных механизмов весьма высок, благодаря чему воздух в легкие поступает, как правило, оптимальной температуры и очищенный от вредных примесей.
Первая линия защиты — полость носа, где воздух согревается, увлажняется и где оседает часть содержащихся в нем пылевых частиц.
Слизистая оболочка носа и воздухоносных путей — трахеи, бронхов, бронхиол — выстлана так называемым мерцательным эпителием. Клетки его снабжены ресничками, которые все время колеблются, совершая движения, напоминающие взмахи руки пловца. Из горизонтального положения каждая ресничка быстро переходит в вертикальное (фаза удара), а затем снова занимает исходное положение (фаза обратного движения). Первая фаза по времени втрое короче второй. Волнообразные движения ресничек во всем эпителиальном пласте строго координированы и передаются окружающей полужидкой среде — бронхиальному секрету. Это продукт слизистых желез и бокаловидных клеток эпителия, расположенных в стенке бронхов. В норме этот секрет делится на два слоя — нижний, жидкий, и верхний — более плотный и вязкий.
Реснички хорошо функционируют только в жидкой части секрета. А верхний, вязкий слой склеивает инородные частицы и как своеобразный паром продвигается ресничками по направлению к глотке в среднем со скоростью 4 — 8 сантиметров в секунду.
Под влиянием раздражающего фактора, а им могут быть дым, пыль, микробы, образование секрета увеличивается. Это биологически оправдано и полезно. Когда устраняется раздражающий фактор, секреция нормализуется.
Деятельность мерцательного эпителия зависит от многих обстоятельств.
В условиях нормальной температуры и влажности ритм колебаний ресничек оптимальный — 160—200 в минуту. При повышении температуры воздуха он ускоряется, но, конечно же, до определенного предела. Если температура тела человека значительно повышена, скажем, до 41 градуса, скорость колебательных движений ресничек снижается. И при охлаждении тела они двигаются медленнее.
Особенно чутко реагируют реснички на изменение вязкости бронхиального секрета. Если вязкость повышается, они быстро «утомляются» и перестают двигаться. При таких воспалительных заболеваниях, как трахеит, бронхит, мерцательный эпителий может даже частично погибнуть. Аналогичными последствиями грозит и вдыхание некоторых химических веществ. На тех участках, где мерцательный эпителий погиб, появляются клетки, лишенные ресничек. И тогда затрудняется выведение бронхиального секрета, он застаивается, а это создает благоприятные условия для развития инфекции.
Изучая деятельность мерцательного эпителия, ученые выяснили, что реснички работают автономно, самостоятельно. Направление их колебательных движений как бы раз и навсегда запланировано. Экспериментаторы пробовали раздражать те или иные центры головного и спинного мозга, пытаясь изменить движение ресничек, вводили с этой целью подопытному животному внутривенно фармакологические препараты. Но не получили желаемого результата.
Был проведен и такой эксперимент. У собак отделяли маленькие участки слизистой оболочки трахеи, не лишая их связи с нервами и сосудами. Через небольшой срок эту «заплатку», повернутую как бы задом наперед, приживляли на том же месте. И что же? В то время как реснички слизистой оболочки трахеи колебались снизу вверх, мерцательный эпителий «заплатки» сохранял прежнее направление своих движений, теперь уже противоположное общему движению. Такая ситуация, созданная искусственно, лишь подтверждает постоянство автоматизма деятельности мерцательного эпителия, что весьма важно. Например, если человек по тем или иным причинам теряет сознание, автономно функционирующий мерцательный эпителий продолжает работать и защищать легкие.
Его очистительная функция при необходимости подкрепляется усиленным выдохом, кашлем, что способствует удалению мокроты, посторонних веществ, попавших в дыхательные пути.
Многочисленные экспериментальные исследования и клинические наблюдения убедительно свидетельствуют: устойчивость организма к возбудителям различных заболеваний во многом определяется надежностью мерцательного эпителия. Сохранению его функции способствует свободное носовое дыхание. В холодную погоду воздух в носу, как уже говорилось, согревается, в сухую жаркую — увлажняется. При необходимости слизистая оболочка носа за сутки способна продуцировать 750 миллилитров жидкого секрета. Но и этого количества становится мало, если постоянно дышать чрезмерно сухим воздухом.
В жаркую погоду можно усилить выделение секрета, употребляя больше жидкости. Если в помещении воздух сухой, целесообразно пользоваться увлажнителями.
Работая на открытом воздухе зимой, надо стараться дышать носом, особенно в сильный мороз, и периодически обогреваться в бытовках.
К сведению курильщиков: самым губительным образом действуют на органы дыхания, и на мерцательный эпителий в том числе, никотин и другие содержащиеся в табачном дыме вещества. Поэтому отказ от курения—одно из главных условий нормальной деятельности защитного мерцательного эпителия.
Конечно, не только мерцательный эпителий стоит на страже нормальной деятельности дыхательного аппарата. Если инфекция, миновав трахею, бронхи, достигает легочных альвеол, вступают в действие макрофаги. Эти клетки, их еще называют альвеолярными фагоцитами, обволакивают, пожирают микробов и инородные частицы. В этом им помогают вырабатываемые слизистой оболочкой бронхов энзимы (ферменты), растворяющие микробов.
В очищении легких участвует и лимфатическая система. С лимфой пылевые частицы и микробы уносятся из альвеол.