Функциональная анатомия и развитие дыхательной системы

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 10-12мкм).

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.

Площадь серозного покрова плевральной полости дости­гает 22 000см². Благодаря наличию в плевральной полости I - 2 мл жидкости поверхности не только смазываются, но и возникают силы сцеплений, за счет которых легкое, в основ­ном, удерживается у стенки грудной клетки. Было выясне­но, что париетальная плевра резорбирует жидкость из плев­ральной полости.

№1. Дыхательная система (презентация)