Состав вдыхаемого воздуха. Защитно-очистительные механизмы легких
Вдыхаемый воздух обыкновенно содержит живые или неживые корпускулярные образования. Если у 14-летнего ребенка через трахею в легкие попадает около 5000 мл воздуха в минуту, то за один час через трахею проходит 300 000 мл воздуха, а за день 7200 л воздуха. Если бы ребенок только в течение 12 часов вдыхал воздух, из которого в бронхи проникало бы из 1 л воздуха только 3 зернышка пыли и микробы, бактерии или вирусы, то ребенок вдыхал бы приблизительно 11 000 корпускулярных образований.
При этом в 1 л воздуха гораздо больше пыли, бактерий, вирусов, дрожжевых грибков, главным образом в переполненной людьми среде и при близком общении с людьми. Как ни малы образования, которые аспирируются в трахею и бронхи, их суточное количество, собранное на одном тканевом месте, представляло бы свалку солидной величины. Заслугой защитных, очистительных механизмов и функций трахеи и бронхов является то, что не развивается постоянная инфекция и повреждение.
В первую очередь это мерцательный эпителий и слой серозно-муцинозных выделений, их свойство при помощи беспрерывных движений в оральном направлении выметать и вымывать все соответствующие мелкие образования. Изменение выделений, торможение, парализирование или уничтожение мерцательного эпителия являются причинами нарушения и остановки этой защитной деятельности и дают заразе возможность размножаться и повторяться. Выметающая и вымывающая деятельность поддерживается изменениями просвета бронхов, которые сокращаются и суживаются при выходе, что весьма отчетливо ускоряет удаление воздуха, главным образом в начале выдоха, а также устранение слизистого, жидкого налета на поверхности слизистой оболочки.
Сужением, следовательно, не только уменьшается мертвое пространство, но поддерживается стремление извлечь оттуда все, что нежелательно на слизистой оболочке бронхов и в их просвете. Наиболее острой формой проявления этого стремления является кашель, при котором толчкообразное продувание устраняет неподходящий или вредный материал. Более медленной и более постоянной формой является постоянно наблюдаемая, но еще не признанная всеми перистальтика бронхов, которая способствует защитным процессам (Banayi 1954).
Наряду с остальными защитными и иммунобиологическими процессами в легких организм, таким образом, предотвращает проникновение и внедрение заразных и других вредных веществ в нижние вентиляционные пути и альвеолярные области. Благодаря прежде всего этим функциям нижняя часть дыхательных путей стерильна, но не свободна от пыли. Нарушение задерживающих и защитных механизмов является условием для возникновения патологических процессов.
В альвеолы могут попасть различные корпускулярные образования только тогда, если они меньше просвета альвеол. Следовательно, их самый большой диаметр должен быть меньше, чем 0,045 —0,15 мм. Но и при этой величине, едва ли можно полагать, что они попадут в альвеолы, так как дыхательные пути извилисты, встречается изобилие препятствий течению и буферных площадей, их проникновению мешают выделения, деятельность мерцательного эпителия и многое другое.
При этом играют роль вес, влажность или сухость поверхности и концентрации частиц, глубина вдоха и продолжительность и время экспозиции. Мелкие капли вместе с бактериальным или вирусным содержанием попадают в альвеолы легче, чем сухие частицы одинакового диаметра (Trillat 1938). Чем меньше зернышка пыли, тем больше вероятность более глубокого проникания и отложения (Findeisen 1935). Практически это возможно только у частиц, диаметр которых меньше 10 микронов. У большинства частиц пыли, которые находятся в альвеолах, диаметр не больше 2 — 3 микронов (Wulff 1934). Обычно они бывают меньше. У кремневых обломков, которые повреждают легкие, диаметр равен двум микронам и меньше (Sutherland — Strachan 1947).
У приблизительно 53 % фагоцитированных зернышек в пылевых клетках диаметр 1—2 микрона. Частицы, диаметр которых больше 5 микронов, редко находятся в пылевых клетках (Drinker 1925, Policard 1947). Среди зернышек пыли самые маленькие и самые вредные те, которые попадают в альвеолы. Суспензии жидкостей, секреты из носа и придаточных полостей, контрастные вещества проникают, однако, в альвеолы быстрее, чем воздушные суспензии (Barclay 1938).