Дыхательная система обеспечивает снабжение организма кислородом и удаление диоксида углерода. В нее входят воздухопроводящие пути (рис. 1 ) - нос, глотка, гортань, трахея, бронхи и бронхиолы, образующие «анатомически мертвое пространство» емкостью 120-150 мл и предназначенные для увлажнения и согревания воздуха, а также для задержки частиц размером более 3 мкм.

В дыхательную систему входит и альвеолярный отдел, в котором происходит газообмен. Бронхиальное дерево состоит из большого числа трубочек, которые около 20 раз ответвляются от главного бронха к концевым и респираторным бронхиолам. В бронхиальной стенке выделяют три слоя: слизистая оболочка (состоит из цилиндрического мерцательного эпителия, обладающего самоочищающим действием по принципу «конвейерной ленты», бокаловидных и серознослизистых клеток), слой гладкомышечных волокон (сокращение круговых и спиральных волокон приводит к уменьшению просвета бронхов и их укорачиванию) и фиброзно-хрящевые волокна (которые отсутствуют в бронхиолах диаметром меньше 1 мм).

Легкие являются эластичным органом, в котором изменения давления моментально передаются во всех направлениях; легкие разделены на доли (три в правом и два в левом), покрытые до корня нежной серозной оболочкой-висцеральной плеврой; в свою очередь, доли подразделяются на сегменты (десять в правом легком и десять в левом), связанные с сосудисто-бронхиальным пучком. С морфологической точки зрения функциональной единицей легких является вторичная долька (рис. 2), связанная с концевой бронхиолой.

Сокращение этой бронхиолы приводит к выключению дольки из легочной вентиляции и возникновению у здоровых лиц резервного «ателектаза» для адаптации к нагрузке. Альвеолы (в общей сложности около 300 млн.) имеют полусферическую форму диаметром в среднем 0,2 мм; во время дыхания объем альвеол меняется в зависимости от виутригрудного давления за счет действия окружающих их эластичных волокон. Общая поверхность альвеолярной мембраны в обоих легких в состоянии покоя составляет около 70 м²; при нагрузке площадь мембраны увеличивается за счет открытия резервных ателектатических альвеол при одновременном возрастании минутного объема сердца. Толщина альвеолярно-капиллярной мембраны, через которую происходит газообмен (диффузия), составляет в норме 0,4 - 1,5 мкм; эта мембрана разделяет альвеолярный газ от крови и состоит из эндотелия капилляров и эпителия альвеол с их базальными мембранами, покрытыми поверхностно-активным веществом, предотвращающим альвеолярный коллапс при выдохе. Часть альвеолярных клеток обладает фагоцитарными свойствами (пылевые клетки).

Многие токсичные вещества (в форме аэрозолей, паров и газов) проникают в кровь трансальвеолярным путем; таким же способом в легочную ткань попадают различные виды пыли.
 

Легкие имеют двойное кровоснабжение. Легочные артерии (смешанная венозная кровь), альвеолярные капилляры и вены (артериальная кровь) несут кровь из правого отдела сердца в левое и составляют малый круг кровообращения. Бронхиальные сосуды относятся к большому кругу кровообращения и снабжают кровью бронхи, бронхиолы (включая альвеолярные ходы) и висцеральную плевру.
 

Выделяют три основных механизма легочного дыхания, контролирующих физиологическое содержание газов крови: вентиляция, перфузия и диффузия.
 

У здоровых взрослых людей при вдыхании воздуха в состоянии покоя и при нормальном барометрическом давлении (760 мм рт. ст.) кислород поглощается со скоростью 250 мл/мин, а диоксид углерода удаляется со скоростью 200 мл/мин (дыхательный коэффициент 0,8); такой газообмен поддерживает в нормальных пределах насыщение артериальной крови кислородом (95-97%), парциальное давление кислорода (100 мм рт. ст.) и диоксида углерода (40 мм рт. ст.). Приведенные цифры газообмена имеют место при общей легочной вентиляции 6 л/мин (альвеолярная вентиляция при этом-4 л/мин) и легочного кровотока 5 л/мин; соотношение альвеолярной вентиляции к перфузии кровью их капилляров составляет 0,8.