Почему периодически необходимо делать глубокие вдохи

Человеческие легкие состоят из миллионов крошечных пузырьков — альвеол. А легочная жидкость необходима, чтобы они не схлопнулись — это можно сравнивать с надуванием мыльных пузырей. Смазка снижает поверхностное натяжение, то есть уменьшает силу, которая стремится схлопнуть влажные стенки.

Без этой жидкости альвеолы у недоношенных детей слипаются и схлопываются. Легкие становятся жесткими, и малыш просто не может самостоятельно вдохнуть нужное количество кислорода.

Еще 40 лет назад это часто становилось смертельным приговором. Однако в 1980-х годах врачи стали извлекать эту жидкость из легких животных и вводить ее в легкие недоношенных детей. Казалось бы, если метод работает для младенцев, его можно применять и для взрослых, чьи легкие отказывают. Однако это не помогает.

Чтобы разгадать эту загадку, ученые создали установку, имитирующую дыхание. Они поместили легочную жидкость в специальное устройство, которое то растягивало ее, то сжимало, точно так же, как это происходит при дыхании.

Оказалось, что легочная жидкость — это не просто однородная субстанция. Это многослойная структура, где верхний слой более плотный и жесткий, а нижние — мягкие и текучие.

Более того, когда человек дышит поверхностно, эта слоистая структура начинает разрушаться. Слои перемешиваются, и жидкость становится менее эффективной. Однако после всего одного глубокого вдоха смазка «перетряхивается» и слои снова встают на свои места.

«Это состояние за пределами термодинамического равновесия, которое может поддерживаться только с помощью механической работы», — объясняет Ян Вермант.

Именно этим физическим явлением и объясняется то самое чувство облегчения в груди, которое испытывает человек, когда после долгой сидячей работы или стресса делает несколько глубоких вдохов.