Среднестатистический человек, ведущий умеренно активный образ жизни в дневное время, вдыхает около 20 000 литров воздуха в сутки. Этот воздух (вес которого составил бы более 20 килограммов) неизбежно содержит потенциально вредные частицы и газы. Частицы, такие как пыль и сажа, плесень, грибки, бактерии и вирусы, откладываются на поверхностях дыхательных путей и альвеол. К счастью, дыхательная система обладает механизмами защиты, которые помогают ей очищать и защищать себя. Лишь чрезвычайно мелкие частицы размером менее 3–5 микронов в диаметре проникают вглубь легких.
Одним из механизмов защиты дыхательной системы являются реснички, мельчайшие мышечные выросты в виде волосинок на поверхности клеток, выстилающих дыхательные пути. Реснички приводят в движение жидкий слой слизи, покрывающий дыхательные пути.
Слизистый слой захватывает патогенные микроорганизмы (потенциально инфекционные микроорганизмы) и другие частицы, препятствуя их попаданию в легкие.
Реснички совершают более 1000 колебаний в минуту, продвигая вверх слизь, покрывающую трахею, примерно на 0,5–1 сантиметр в минуту. Патогены и частицы, захваченные этим слизистым слоем, отхаркиваются или выводятся в рот и проглатываются.
Альвеолярные макрофаги (вид лейкоцитов на поверхности альвеол) являются другим защитным механизмом легких. Для создания условий, необходимых для газообмена, альвеолы не защищены слизью и ресничками; из-за излишней густоты слизи она замедлила бы перемещение кислорода и углекислого газа. Вместо этого альвеолярные макрофаги отыскивают осевшие частицы, связываются с ними, поглощают их, и, если среди них есть живые, убивают и переваривают их. Когда легкие подвергаются серьезной угрозе, для поглощения и уничтожения патогенов из циркулирующей крови могут привлекаться дополнительные лейкоциты, в особенности нейтрофилы. Например, когда человек вдыхает большое количество пыли или борется с респираторной инфекцией, в организме вырабатывается больше макрофагов, а к защите привлекается больше нейтрофилов.
(См. также Общие сведения о дыхательной системе).
