Функциональная анатомия и развитие дыхательной системы

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 13Следующая ⇒

Самое старинное наблюдение, касающееся человека, это то, что дыхание — признак жизни. Если человек не дышит, значит он мертв.

Дыхательная система начинается с носа, который состоит из наружного носа и полости носа. Наружный нос образован костями и хрящами, имеет тонкую, весьма подвижную кожу. По краям носа имеется большое количество желез. Подкожная клетчатка выражена довольно слабо. На боковой поверхности носа и возле краев имеются волокна носовой мышцы. Воздух попадает в полость носа через ноздри. В течение суток через нос проходит до 10 000 л воздуха. Основная часть этой воздушной струи следует через область среднего носового хода. При этом движение воздуха при вдохе происходит по дуге, имеющей изгиб в области носовой полости. Её крутизну связывают с углом, образуемым верхней губой свободной поверхностью носовой перегородки. Затем следует относительно пологий спуск к хоанам. Однако в местах сужений и изгибов для воздушной струи характерны местные завихрения. При выдохе часть воздушной струи заходит в верхний отдел носа, чтобы затем проследовать через горизонтально расположенные ноздри. Определенное значение имеют так и до конца не выясненные особенности движения воздуха в придаточных полостях носа.

Нос выстлан слизистой оболочкой, для которой характерно наличие густых сосудистых сплетений, участвующих в согревании вдыхаемого воздуха. У грудных детей эта пещеристая ткань развита
слабо, а у новорожденных она вообще отсутствует (поэтому у них
практически не бывает носовых кровотечений). Развиваетсяона обычно к 8-9 годам, но в особенности — ко времени полового созревания. Вдыхаемый воздух нагревается примерно до 37 °С. Длина полости носа (расстояние от кончика до задней стенки носоглотки) колеблется от 8 до 12 см.

В пределах задних участков слизистой оболочки носа в последнее время стали различать так называемый вомеро-назальный орган (VNO). Он представляет собой двухмиллиметровый кармашек, лежащий рядом с носовой перегородкой. Этот орган предназначен «ловить» половые запахи, исходящие из подмышек и паховой области. Он также распознает «своих» и «чужих», «хороших» и «плохих». Сформировались эта система у предков обезьян десятки миллионов лет назад, активных преимущественно ночью, когда особи распознавали добычу и друг друга в основном по запаху.

Уже выяснено, что этот орган начинает работать у плода еще в утробе матери, а поэтому функции распознавания мира но половому запаху появляются в самые первые месяцы эмбриональной жизни. К этому органу подходят ветви обонятельного нерва диаметром около 1 мм. Орган представлен в виде ямки диаметром около 1 мм. От нее начинается проход (до 1 см), который ведет в камеру. Здесь расположено колоссальное число рецепторов, сообщающихся с мозгом.

Действие органа настроено на феромоны, а именно они и влияют специфически на поведение и физиологическое состояние. Половые феромоны заняты поиском, распознаванием, привлечением особей противоположного пола и др. Грудные дети отыскивают сосок матери по запаху со 2-го дня жизни благодаря наличию этих свойств.

В норме человек дышит в среднем 16 раз в минуту; вдыхает однократно около 500 мл воздуха. Анатомические структуры, имеющиеся в полости носа, придают протекающему воздуху не только медленный ход, но и согревание. Скорость вдыхаемого потока в носу при спокойном дыхании 2, 4 км/ч, а при чихании 170 км/ч.

Слизистая оболочка содержит равномерно распределенные железы (до 16 000), их количество нарастает к заднему концу раковин. За счет их секреторной продукции, как и заложенных тут бокаловидных клеток, образуется водянистый секрет (обладающий, кстати, бактерицидными свойствами), увлажняющий вдыхаемый воздух. За сутки его вырабатывается 0, 75-1, 0 л. Причем эта деятельность не нарушается даже при низкой влажности окружающей среды. Толщина слизистой оболочки на разных участкам дыхательных путей в среднем равна 5-7 мкм.

Площадь слизистой оболочки носа у человека достигает 12 см², Нос обладает также весьма высокой фильтрационной способностью, защищающей нижние дыхательные пути от вредных частиц, газов и микробов. Чисто механически в передней части носа воздух очищается и за счет волосков. Чаще всего в носовой полости и носоглотке задерживаются частицы размером более 50 мкм, частицы диаметром 30-50 мкм проникают в трахею, 10-30 мкм — в бронхи, 3—10 мкм - бронхиолы, а 1-3 мкм — в альвеолы. Очистке носа от раздражающих веществ, способствует чихание. Образующийся в результате 10-15 движений в секунду мерцательного эпителия, секрет постепенно перемещается по направлению к носоглотке, попадая затем частично при глотании в желудок. Скорость дренажа изменяется в зависимости от температуры, концентрации СО₂, некоторый химических агентов, бактерий и вирусов. Следует также учитывать, что основной поток воздуха при вдохе осуществляется через средний носовой ход, а при выдохе — через нижний.

Наряду с обычными кровеносными капиллярами в слизистой оболочке носа обнаружены и «набухающие тельца», обладающие способностью заполняться значительным количеством крови, состоящие из ряда валиков и спиралей.

Таким образом, функции носа сводятся к следующему: 1) проведение воздуха; 2) рефлекторная функция (вдыхаемый воздух в околоносовые пазухи не проникает); 3) защитная функция; 4) калориферная, т.е. согревание (так называемый физиологический кондиционер, защищающий нижние дыхательные пути от холодного воздуха); 5) выделительная; 6) всасывательная; 7) обонятельная.

Глотка. В глотку воздух поступает из хоан, а затем движется преимущественно в вертикальном направлении книзу. Некоторым препятствием, вызывающим завихрения струи, является глоточная поверхность нёбной занавески, край надгортанника и основание языка. Меньшая часть струи воздуха при вдохе, огибая край мягкого нёба, попадает в полость рта, а большая — в гортань.

Храп обусловлен вибрацией во время сна мягких тканей гортани при сужении верхних дыхательных путей. У таких лиц имеет место значительное понижение тонуса мышц мягкого нёба и нёбного язычка, а также снижение или полное отсутствие глоточного рефлекса; оказывает влияние и западение языка при положении спящего человека на спине.

При ротовом дыхании, что обычно бывает во время храпа, воздух встречает суженый зев. Скорость воздушной струи возрастает. Это, в свою очередь, влечет уменьшение давления, а податливый язычок и нёбная занавеска втягиваются в направлении зева. Такое втягивание приводит к соответствующим колебаниям и вибрации, обусловливая источник: звука. Чаще всего все это имеет место у лиц, склонных к полноте, имеющих короткую толстую шею. Канадцу Марку Хаббарду был выдан документ, что громкость его храпа достигает 90 дБ. Это соответствует реву гоночного автомобиля.

Гортань. Этот орган развивается на 1-м месяце эмбриональной жизни из головной кишки зародыша. Хрящи гортани появляются на 8-9-й неделе эмбриональной жизни. Сформированный остов этого органа появляется приблизительно к 3-му месяцу эмбриональной жизни.

У детей гортань воронкообразной формы, довольно подвижна, ее положение непостоянно, ибо с возрастом она опускается вниз. К возрастным признакам относится также способность грудных детей, в отличие от взрослых, дышать и сосать одновременно. Обусловлено это более глубоким, чем у взрослых, расположением у них надгортанника. Вход в гортань у грудных детей находится высоко над нижнезадним краем нёбной занавески и соединен только с полостью носа. Иначе говоря, гортань у ребенка может подниматься так высоко, что надгортанник оказывается в носоглотке, позади мягкого нёба. Поступающая пища проходит у маленьких детей по бокам от значительно выступающей гортани, что позволяет им во время сосания и дышать, и проглатывать пищу. (' возрастом гортань опускается, благодаря чему создаются условия для формирования голоса и речи.

Позади гортани располагается глотка. Спереди и сбоку гортань покрыта кожей, мышцами и щитовидной железой, сверху лежит подъязычная кость, снизу гортань переходит в трахею.

Скелет гортани складывается из трех непарных и трех парных хрящей. Непарными являются перстневидный, щитовидный и надгортанный хрящи; парными - черпаловидный и имеющие меньшее значение рожковидный и клиновидный. Вообще-то хрящевой остов гортани существует лишь до 16-летнего возраста. Позже происходит его окостенение, в результате чего конструкция его становится скорее костно-хрящевой.

В период половой зрелости гормоны увеличивают гортань, удлиняют голосовые связки. У лиц мужского пола высота голоса снижается почти на октаву, у девушек изменения не столь выражены.

Все хрящи гортани располагаются под определенным углом друг к другу. У человека, в особенности лиц мужского пола, хорошо видно так называемое адамово яблоко. В древних анатомических сочинениях этот выступ назывался «мужским», который потом переводчики-монахи зафиксировали неправильно, написав вместо «мужской» «адамов» выступ (яблоко). Отсюда возникла соответствующая легенда о том, что якобы Адам, гуляя по райскому саду, сорвал запретное яблоко и начал его есть. В это время Бог спросил его: «Адам, где ты? ». Адам ужасно испугался и поперхнулся, яблоко остановилось как раз на уровне хрящей гортани. Как писал известный анатом профессор П.И. Карузин, поясняя возникновение этого термина, «все мужчины, как согрешившие в Адаме, должны нести этот знак, т.е. " для увековечивания в потомстве этого злодеяния" ».

Греки тоже использовали термин «яблоко», но лишь для выступающих телесных округлостей мягкой консистенции — молочных желез, мужских половых желез (яичек), щитовидной железы, миндалин и даже головки полового члена. Испанские же арабы кадык на шее издавна называли «яблоко мужчины»; фигурировал он и как «горб гортани».

У мужчин этот бугор действительно выражен сильнее, чем у женщин. На его развитие влияет не столько размер тела, сколько половые особенности. У женщин выступ меньше, он также мал у евнухов. Хрящи соединены суставами и приводятся в движение мышцами гортани. Гортань — орган весьма подвижный. О смещениях гортани можно судить при рентгенологическом исследовании, когда на экране видно изменение положения подъязычной кости, поднимающейся на высоту 1—2 позвонков.

У одних певцов гортань поднимается, у других — опускается. Диапазон этих изменений весьма значителен. Определено, что верхние края голосовых связок, смещаются при пении у профессионалов в пределах IV—VII шейного позвонков. Эта подвижность обеспечивается рядом мышц, среди которых выделяют пять: 1) суживатели голосовой щели; 2) ее расширители; 3) мышцы-помощники; 4) мышцы, управляющие голосовыми связками; 5) мышцы, обеспечивающие подвижность надгортанника.

К внутренней поверхности хрящей примыкает фиброэластическая мембрана, которую делят на четырехугольную мембрану и так называемый эластический конус. Первое из названных образований располагается в области внутренней поверхности пластинок щитовидного хряща. Эластический конус начинается от внутренней поверхности пластин щитовидного хряща и, расходясь, прикрепляется к дуге перстневидного хряща.

Верхнезадние параллельно расположенные эластические волокна, образующие сеть, определяют как голосовые связки. Эти волокна способны к движениям наподобие колеблющихся струн.

Изнутри гортань, как и всякий другой трубчатый орган, покрыта слизистой оболочкой.

Полость органа делится на вход, переходящий в преддверие, которое тянется до складки; средняя треть — это гортанные желудочки. Затем ниже голосовых связок следует третья часть органа — подголосовая полость.

Длина и толщина голосовых связок обусловливают высоту голоса. После многолетних тренировок («выращивания» голосового аппарата) наиболее длинными они оказываются у басов (24-25 мм), более короткими — у баритонов (18—22 мм), еще короче и тоньше — у сопрано (14-19 мм).

Волокна голосовой мышцы плотно не соединяются с голосовой связкой и не проникают в ее толщу. Мышечные элементы оплетены соединительнотканными растяжениями, следующими от связок. Волокна этой мышцы, в отличие от иных мышц гортани, имеют самое различное направление, Именно это предопределяет большие функциональные возможности вокальной мышцы.

Открытие и закрытие просвета гортани регулируется не только ее внутренними и наружными мышцами, но и благодаря сокращению языка, глотки, мягкого нёба, гортани и трахеи, посредством надподъязычных мышц. Артерии голосовой мышцы снабжены мышечно-эластическими подушечками, вдающимися в их полость и регулирующими кровоснабжение.

Функции гортани. Дыхательная функция. При дыхании происходит раскрытие голосовой щели. Это может осуществляться или непроизвольно, благодаря соответствующему рефлексу со стороны слизистой оболочки, или при раздражении дыхательного центра головного мозга. Кроме этого мы можем раскрыть голосовую щель при дыхании произвольно (синергизм с работой произвольных дыхательных мышц туловища). При спокойном дыхании обычно происходит 16-20 дыхательных движений в минуту (у взрослых).

Защитная функция. Раньше считали, что вход в гортань закрывается надгортанником. Однако известны примеры, когда надгортанник у человека удален, а защитная функция сохранялась. В слизистой оболочке и подслизистой основе черпалонадгортанных связок имеется скопление желез (так называемая железистая муфта). Их количество в 1, 25-1, 3 раза больше, чем в прилежащих отделах гортани.

Особенно большой чувствительностью ко многим раздражителям обладает слизистая оболочка верхнего отдела гортани (выше голосовых связок).

Очень чувствительны также гортанная поверхность надгортанника, слизистая оболочка голосовых связок и подсвязочного пространства.

Защитным аппаратом гортани так же, как и в других местах, является лимфоидная ткань. Слизистая оболочка гортани служит до некоторой степени преградой для бактерий и ядов. Она согревает и увлажняет воздух, поступающий в полость гортани. По своему составу секрет гортани напоминает таковой носа, трахеи и бронхов.

Различают три группы так называемых физиологических сфинктеров гортани, аналогичных таковым на протяжении желудочно-кишечного тракта. Первый из них располагается на уровне входа в гортань. Он носит название черпалонадгортанного, имеет большое значение в акте глотания. Второй и третий — внутренние сфинктеры, образованные складками преддверия и голосовыми связками. Помимо защиты нижних дыхательных путей от инородных тел, они играют определенную роль в создании внутригрудного и внутрибрюшного давления. Считают также, что в осуществлении защитной функции гортани, важное значение принадлежит внеорганному ротоглоточному сфинктеру.

Следующая функция — фонаторная и речевая.

Вопрос о месте происхождения голоса (звука) давно интересовал врачей. Еще классик античной медицины Гален пересечением возвратного гортанного нерва констатировал прекращение визга свиней и лая собак.

Голосовая щель обычно закрыта, и при прохождении сквозь нее воздушной струи происходит прорыв воздуха между натянутыми с определенной силой голосовыми связками. Благодаря их эластичности струя воздуха как бы прерывается на определенные порции. При этом голосовые связки то расходятся, то сближаются, т.е. колеблются. Это, в свою очередь, обусловливает генерирование звуковых волн определенной амплитуды и частоты. Сами связки образуют лишь гудящий звук, который приобретает свойственные голосу признаки, лишь пройдя ряд органов вышележащих отделов голосового тракта. Объем воздуха в гортани подвержен постоянным колебаниям из-за движения нёбной занавески, языка, губ, челюстей. Да и вообще, человеческий голос формируется лишь во взаимоотношении с артикулирующей полостью рта. Голос каждого человека, как и отпечатки пальцев, уникален.

Механизм голосообразования до настоящего времени является предметом дискуссии. Выдвинуто несколько теорий.

В настоящее время считается, что голосовой аппарат можно рассматривать как живой акустический прибор, подчиняющийся законам физиологии, акустики и механики. Только человеку свойственна речь. Человеческий голос — это не просто звук. Его характеризует следующее, сила — зависит от напряжения выдыхаемого воздуха, высота — от напряжения голосовых связок, тембр - индивидуален. Отсюда следует, что неповторимость человеческого голоса определяется размерами гортани и голосовых связок, характером смыкания связок, анатомией околоносовых пазух — всех этих резонаторов звука, а также речевыми и индивидуальными навыками.

Тембр голоса зависит также от резонаторов, т.е. различных полостей, наполненных воздухом. Различают резонаторы верхние (гортанные желудочки, пространство над надгортанником, полость глотки, рта и носа) и нижние (бронхи и легкие). На резонаторную функцию влияет подвижность мягкого нёба.

Особое внимание следует обратить в первую очередь ни глотку, которая, помимо общеизвестных функций, связанных с актом глотания, участвует в модуляции звуков, придает им характер речи.

Речевые способности также обусловлены тем, что у человека короткая челюсть с широкой подковообразной зубной дугой, нёбо с высоким сводом, зубы одинаковой длины, между ними нет диастем (промежутков). Все это свидетельствует о том, что у человека имеется не орган речи, а целый сложный речевой аппарат. Таким образом, речью можно признать воспроизведение звуков в виде упорядоченной последовательности слов.

На голосовые связки во время разговорной речи обычно приходится давление в 15 мм рт. ст. Для сравнения: у профессионального певца — до 200 мм. При тяжелых физических нагрузках, например, поднимании больших тяжестей, голосовая щель закрыта. Соответственно, выдоха нет и давление в грудной клетке при таком натуживании может достигать 100 мм рт. ст.

Для произносимой речи характерны следующие признаки: а) индивидуальная тембровая характеристика голоси; б) интонационная окраска речевого текста; 3) тоновый характер звуков речи.

Трахея. Из гортани воздух попадает в трахею. Длина этого трубчатого органа в шейном отделе равна 4, 5—5, 5 мм, и грудном — 6—7 см. Средний поперечный размер гортани около 22 мм, причем у женщин несколько меньше, чем у мужчин.

Форма трахеи у новорожденных веретенообразная, затем она становится цилиндрической, а уже с 5 лет — конической. Как известно, трахея в своей дистальной части на уровне края V грудного позвонка делится на два бронха: бифуркация трахеи. Угол её постоянен во все возрастные периоды и колеблется около 67°. Трахея, как и гортань, является весьма подвижным органом, причем в шейном отделе больше, чем в грудном. Вдох и выдох меняют ее ширину на 13-15 %. В норме трахея в состоянии опуститься на 2, 0-2, 5 см, при этом главные бронхи расходятся. Что касается сегментарных бронхов, то при вдохе угол расхождения у них увеличивается, а при выдохе уменьшается.

Слизистая оболочка трахеи обладает значительной всасывательной способностью. На задней стенке трахеи слизистая (и вообще вся стенка) наиболее подвижна. По стенкам трахеи слизь движется по направлению к гортани по спирали: это движение тормозится во время вдоха
и ускоряется во время выдоха.

В настоящее время зевок расценивается как мимолетное наслаждение. Зевают и люди, и собаки, и лягушки, и черепахи На протяжении этого акта происходит:

1) максимальное расширение всех дыхательных путей во время вдоха, расширение мускулатуры тела;

2) крайне короткая потеря сознания, незаметная для организма. По телу на протяжении нескольких мгновений пробегает дрожь. Уши в это время не слышат, глаза закрываются.

3) сознание постепенно возвращается, исходящий из лёгких воздух вибрирует голосовые связки.

Зевота помогает снять усталость, является психологической разрядкой, возбуждает нервную систему. Мы зеваем, чтобы не заснуть, а вовсе не от кислородного голодания, утверждают американские невропатологи.

Легкие. Масса этих органов составляет 800—1800 г. При вдохе объем легких увеличивается, давление воздуха в них становится ниже атмосферного, при выдохе объем уменьшается. У мужчин объем легких колеблется в среднем около 3700 см³, у женщин — 3000 см³.

Правое легкое внешне отличается от левого. В последнем обычно две доли (правда, бывает и три). В правом легком три доли (может быть две или четыре-пять). Иногда доли легкого вообще отсутствуют. Не касаясь внешних отличий одного легкого от другого, остановимся на анатомии ворот правового и левого лёгкого.

Необходимо уточнить, что в ворота легкого входят главный бронх, легочные артерии и нервы. Из ворот легкого вы ходят две легочные вены и лимфатические сосуды. Ворота левого легкого меньше, чем правого. В них располагается артерия, посредине бронх и внизу две вены (А-Б-ВВ). В правом легком несколько иначе. Вверху располагается бронх, посредине — артерия и внизу, как и слева, — две вены (Б-А-ВВ) Правое легкое вдыхает больше воздуха, чем левое.

В каждое легкое входит главный бронх I порядка. В воротах последний делится на бронхи II порядка, которых в каждом легком имеется по четыре: верхний, передний, средний и нижний. Каждый вторичный бронх делится на тpетичные, которых в каждом легком насчитывается от 10 и 12. Участок легочной ткани, соответствующий распределению третичного бронха, называется сегментом. Каждый сегмент отделен от другого относительно слабо кровоснабжающимися соединительнотканными промежутками. Он может быть вычленен из органа при хирургических манипуляциях. По внешнему виду сегменты обычно имеют форму конуса» или пирамиды. Границы между сегментами неправильной формы.

Функции на этих уровнях следующие: проводимость, очищение и увлажнение воздуха. Жидкое содержимое образуется за счет деятельности расположенных в слизистой оболочке желез. Последние представлены на всем протяжении выстилки, кроме мелких бронхов и бронхиол, где их функцию берут на себя бокаловидные клетки. Образование содержимого (до 100 мл в сутки) зависит от нервных, сосудистых и гуморальных влияний. Частично это содержимое всасывается, частично — заглатывается, а также в некоторой степени выделяется вместе со слюной. Слизистый покров неравномерно движется от мельчайших бронхов благодаря колебательным движениям ресничек эпителия. Подсчитано, что каждая такая мерцательная клетка имеет до 200 ресничек со средней длиной 6 мкм и диаметром 0, 2 мкм. Они осуществляют по 160—250 колебаний в минуту.

Деление бронхов на этом не заканчивается, но участки распределения бронхов IV-VI порядка хирургами при операции обычно не учитываются. Соответственно уменьшению диаметра бронхов хрящевые кольца их стенки распадаются на отдельные фрагменты, вплоть до точечных хрящевых островков. Не говоря уже о внелегочных воздухоносных путях (гортань, трахея, главные бронхи), даже более мелкие бронхи, залегающие непосредственно в массе легкого, отделены от окружающих тканевых элементов соединительнотканной оболочкой, содержащей хрящевые включения. Этот жесткий каркас поддерживает просвет дыхательных путей в равновесии с делением воздушного потока. Лишь после истончения стенок терминальные воздухоносные пути получают возможность участвовать в обмене газов, составляя вместе с альвеолами функциональные респираторные единицы.

Легкие состоят из большого количества долек. Длина каждой из них 20-25 мм. В дольку входят мелкая артерия и бронхиола, последняя делится уже в центре дольки на концевые бронхиолы, а те в свою очередь дихотомически на дыхательные бронхиолы I, II, III порядков, а затем — на альвеолярные ходы. Вены и венулы представлены в основном на периферии дольки.

Схема многочисленных дихотомических ветвлений настолько сложна, что крупный современный исследователь этой проблемы Вейбель предложил разделять воздухоносные путы от трахеи до альвеол на три зоны.

1. Проводниковая — от места деления трахеи на бронхи до терминальных бронхиол. Зона включает около 16 последовательных ответвлений бронхов.

2.Переходного типа — разветвления с 17-го до 19-го. Они содержат дыхательные бронхиолы. Воздух и кровь заключены в трубчатые образования с выраженной стенкой.

3.Дыхательная — разветвления с 20-го по 23-й. Содержат альвеолярные каналы и мешки, где и осуществляется газообмен.

Сокращение располагающихся на стенках мышечных элементов, которые ближе к дистальному концу все более кольцевидно охватывают хрящи, вызывает сужение просвета и укорочение (за счет продольно и спирально проходящих волокон) бронхов. Исчезновение хрящевых элементом в стенке бронхов по мере их ветвления сопровождается не параллельным уменьшением мышц, а даже некоторым увеличением мышечного слоя. В бесхрящевых бронхах мускулатура особенно выражена. Гладкие мышцы респираторных бронхиол напоминают по расположению витки туго скрученной пружины с узкими щелями между пластами мышечных элементов. Мускулатура в стенках необходима для продвижения слизи, изменения скорости воздушного потока при вдохе и выдохе, а также для такого защитного рефлекса, как кашель.

Значительная доля сопротивления воздушному потоку падает именно на мелкие бронхи. Их просвет, благодаря колебаниям тонуса бронхиальной мускулатуры, наиболее изменчив. До тех пор пока есть хрящевые элементы, они препятствуют спадению стенок бронхов.

Сложное деление бронхов обычно происходит под углом 60-90° и никогда не бывает в одной плоскости. Вполне понятно, что чем меньше угол, тем меньшее сопротивление воздух испытывает при вдохе и выдохе. Подсчитано, что калибр бронхов при дыхании возрастает до 5 раз, а длина — только в 2 раза.

Аэродинамические условия неодинаковы в разных областях органа. В более благоприятных условиях находятся вентральные и каудальные отделы, худшие условия для аэрации — в верхушках. Вообще в спокойном стоянии до ³/₄-⁴/₅ альвеол у здоровых людей не вентилируется (зоны физиологического ателектаза). В разных участках легкого вентиляция происходит асинхронно.

Самостоятельно легкие не растягиваются и не сокращаются, а пассивно следуют за грудной клеткой. Сокращение же последней происходит благодаря деятельности мышц (в основном, это диафрагма, внутренние и наружные межрёберные мышцы и др.).

Говоря о функциях легких, не следует сводить их к газообмену, ибо они также регулируют кровенаполнение сердца, содержание в крови лейкоцитов и тромбоцитов, оказывают влияние на свертываемость крови. Легкие рассматривают и как нейроэндокринный орган, как регулятор артериального и венозного давления; они также задействованы в иммунных реакциях.

Легочные капилляры способны задерживать такие инородные образования, как фибрин, липиды, фрагменты костного мозга, агрегаты эритроцитов и лейкоцитов. Строма легких синтезирует жирные кислоты и фосфолипиды. Фосфолипиды, в частности, являются составной частью антиателектатического фактора — сурфактанта.

Сурфактант располагается в виде тонкого слоя (0, 02— 0, 04 мкм) на границе между газовой фазой и тканью, образуя выстилающий комплекс. Его основное назначение заключается в уменьшении поверхностного натяжения, т.е. обеспечении физико-химической и механической стабильности альвеол: они не спадаются при выдохе. Сурфактант способствует удалению инородных частиц, а также активной адаптации к экстремальным ситуациям, требующим максимального напряжения аппарата дыхания. Он же предотвращает ателектаз легких, выступает как антибактериальная защита. Если бы сурфактанта не было, то небольшие альвеолы отдавали бы имеющийся в них воздух более крупным. Сурфактант непрерывно обновляется и постоянно секретируется. Его элементы поглощаются и удаляются альвеолярными макрофагами.

Таким образом, аэрогематическим барьером следует признать совокупность структур, через которые в легких происходит диффузия газов. Данный барьер представлен утолщенной цитоплазмой альвеолоцитов и эндотелием капилляров, общей для них базальной мембраной, а также пленкой сурфактанта.

Попадание в легкие пыли и частиц зависит от их размеров: крупные (диаметром более 3 мкм) прилипают к стенкам бронхов и откашливаются, мелкие (менее 0, 1 мкм) беспорядочно двигаются на периферию легких. Способствует этому деятельность мерцательного эпителия. Причем, если это верхние бронхи, то секрет передвигается и за счет силы тяжести, и в нижних — благодаря движениям бронхов. Бронхиальная мускулатура рефлекторно сокращается, бронхи выпрямляются, в них усиливается скорость воздушного потока.

В среднем в легком человека содержится 375 млн альвеол и 14 млн альвеолярных ходов. В легких молодых людей на долю альвеол приходится 57 %, а на долю альвеолярных ходов — 27 % всего объема органа; в легких людей старшего возраста доля альвеол составляет 52 %, альвеолярных ходов — 32 %.

Группа альвеол дольки составляет так называемый лёгочный ацинус. Ацинус (от лат. «ягода»), согласно определению Международной анатомической номенклатуры, является системой разветвления терминальной бронхиолы. Те, в свою очередь, делятся на респираторные бронхиолы I, II и III порядков. В одной дольке имеется обычно 120 альвеол. Средний диаметр альвеолы 260—290 мкм.

В альвеолах кровь от воздуха отделена барьером толщиной 0, 2 мкм, он образован выстилкой альвеолярного эпителия и сосудистого эндотелия.

Как известно, легкие являются органами, получающими до 10 % всей массы крови тела из двух источников. Основной поток следует по сосудам малого круга кровообращения. Время обращения крови по этому кругу (а это около 28 % всей циркулирующей в организме крови, что составляет примерно 1200 мл) - 7—11 секунд..

Общий ствол легочной артерии и ее ветви в толще легкого являются аккумуляторами кинетической энергии систолических сокращений правого желудочка. Благодаря амортизации ток крови непрерывен, давление крови низкое. Сосуды малого круга в основном предназначены для газообмена. Им присуща значительная асимметрия ветвлений. Существенно меньший поток крови проходит по отходящим от грудной аорты бронхиальным артериям. Давление крови в них высокое. В обычных условиях по этим сосудам осуществляется питание легочной ткани.

Благодаря значительной емкости сосудистого русла объем скапливающейся крови может достигать больших величин (при недостаточности кровообращения — это около 700 мл).

В легких здорового человека выделяется до четырех групп вено-венозных соустий: 1) соустья междольковых и межсегментарных легочных вен посредством звездчатых вен плевры; 2) соустья легочных с бронхиальными венами в пределах плевры; 3) соустья легочных с бронхиальными венами в пределах бронхов через подслизистые и перебронхиальные сосудистые сети; 4) соустья легочных вен с венами средостения посредством самих бронхиальных вен.

Даже в функционирующих альвеолах ток крови изменчив: он максимален в конце систолы желудочков и почти прекращается к концу диастолы. Не вызывает сомнений, что ток крови в разных участках легких крайне неравномерен и зависит это от множества факторов: давления в легочной артерии и легочной вене, местного сосудистого сопротивления, напряжения газов в альвеолах и гидростатического давления столба крови в легких. Зависит и от положения тела, т.е. направления гравитационных сил, степени заполнения лёгких воздухом.

Иннервация легких весьма сложна. К этим органам подходят парасимпатические волокна блуждающих нервов, симпатические нервы (от шейных и верхних грудных узлов), спинальные нервы (от 5-го шейного и 5-го грудного сегментов), веточки от диафрагмального нерва. Вообще же рецепторные растяжения имеются не только в легких (бронхи всех калибров), но и в трахее. Они реагируют на все изменения объема газа, вентилирующего альвеолы.

Легкие являются не только органами дыхания, но и выполняют ряд иных функций, что предопределяет связь этих органов с разнообразными системами организма.

1. Защитная функция легких, осуществляемая благодаря удержанию этими органами некоторых вредных для организма механических и токсичных продуктов. Обычно частицы, превышающие 2 мкм (а это 90 % поступающих веществ), задерживаются в легких и затем удаляются.

Легкие также рассматриваются как постоянный вне-лимфоидный орган, принимающий участие в общих иммунологических реакциях организма.

2.Очистка крови легких от механических примесей (клеток, капель жира, мелких тромбов, бактерий и др.).

3.Участие в водном балансе организма: легкие в норме удаляют в сутки около 500 мл воды.

4.Продукция и хранение в легких биологически активных веществ типа серотонина, гистамина, ангиотензина, ацетилхолина, норадреналина, простагландинов и др.

5. Интенсивный обмен углеводов, липидов и стероидных гормонов.

6. Продукция нейроэндокринными клетками легких значительного числа регуляторных пептидов, бомбезина, кальцитонина и др.

7. Участие в теплопродукции и теплоотдаче организма.

Диафрагма — основная инспираторная мышца, обеспечивает почти весь дыхательный объем. Этот постоянно двигающийся орган всегда вызывал мистическое отношение, Ко времени рождения диафрагма из фиброзной пластинки превращается в сухожильно-мышечный орган. Большинство мышечных волокон диафрагмы обладает очень хорошей устойчивостью к утомлению. Опущение диафрагмы всего ни 1 см увеличивает объем грудной клетки на 250-300 мл.

У человека, вертикально ориентированного, диафрагма поддерживает также органы снизу: система их фиксации только к задней стенке туловища недостаточна. Межреберные же мышцы, помимо обеспечения внешнего дыхания, также участвуют в поддержании позного (от слова «поза») тонуса.

Объем грудной клетки при дыхании возрастает в передне-заднем, вертикальном и боковых направлениях.

Возбуждение захватывает наружные межреберные и межхрящевые мышцы верхних и нижних отделов грудной клетки. Все это способствует понижению давления в плевральных полостях, пассивному расширению легких, засасыванию в них воздуха.

При форсированном вдохе к указанным выше мышцам присоединяются также мышцы передней стенки брюшной полости, грудино-ключично-сосцевидные, мышцы плечевого пояса, лестничные, трапециевидные, большие и малые грудные и др.

Выдох наступает при расслаблении мышц — акт, обусловленный спадением альвеол за счет эластической тяги.

Значительная нагрузка на аппарат дыхания падает при смехе. Смех осуществляется за счет длинного непрерывного вдоха, сменяемого короткими и прерывистыми выдохами, Следует расценивать смех как значительную физическую работу. Она приходится не только непосредственно на органы дыхания, но и, как знает каждый, на мускулатуру туловища, лица, диафрагмы и др. Дело в том, что с работой диафрагмы «кооперируется» деятельность прочих дыхательных мышц.

Серозные пространства грудной полости следующие: две полости плевры и мешок сердца — перикард.

Плевра (от греч. «сторона», «бок»), как и другие серозные оболочки, имеет сложное макромикроскопическое строение: самым наружным ее слоем является мезотелий, вторым — пограничная мембрана, третьим — поверхностный коллагеновый слой, четвертым — сеть эластических неориентированных волокон, пятым — сеть ориентированных волокон, шестым — глубокий коллагеновый слой.

Пристеночная плевра (париетальная) подразделяется на реберную, диафрагмальную и средостенную. Между париетальным и висцеральными листками имеется очень узкая щель (от 7 до 10-12 мкм).

Париетальная плевра связана с надкостницей или внутригрудной фасцией посредством соединительной ткани. Снаружи (по отношению к полости) париетальный листок покрыт слоем мезотелия. Основное питание этой части плевры происходит из межреберных артерий.

Висцеральная плевра не только плотно покрывает легкие, но и проникает в междолевые щели. Ее питание происходит из легочных и бронхиальных артерий.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 Следующая ⇒