Лёгкие. Плевра. Дыхательный цикл. Лёгочные объёмы.

Лёгкие (pulmones; греч. pneumones) – главный орган дыхательной системы. Парный орган, занимает большую часть грудной полости. Относится к паренхиматозным органам (паренхима – основная ткань, производное эпителия). Паренхима лёгких имеет губчатое строение, в её состав входит система ветвящихся воздухоносных трубок (бронхи, бронхиолы, альвеолы) и ветви кровеносных и лимфатических сосудов и нервов. Все эти образования связаны между собой соединительной тканью.

Каждое лёгкое имеет форму усечённого конуса. В нём различают основание– широкую часть, лежащую на диафрагме, и верхушку – суженную часть, выступающую в область шеи на 2 - 3 см выше ключицы.

Лёгкое имеет 3 поверхности:

1). рёберную – выпуклую, прилежит к рёбрам;

2). диафрагмальную – вогнутую, прилежит к диафрагме;

3) медиальную – вогнутую, обращенную к органам средостения и позвоночнику.

На средостенной поверхности каждого лёгкого есть углубление – ворота лёгкого, через которые проходят главные бронхи, лёгочная артерия, 2 лёгочные вены, нервы, лимфатические сосуды, бронхиальные артерии и вены. Всё вместе образует пучок, окружённый соединительной тканью – корень лёгкого.

Лёгкое имеет 2 края:

1) передний – отграничивает рёберную поверхность от медиальной;

2) нижний – отграничивает рёберную поверхность от диафрагмальной.

Правое лёгкое больше левого. Левое лёгкое имеет углубление, которым оно прилегает к сердцу, - сердечное вдавление. Каждое лёгкое делится бороздами на доли:

правое состоит из 3 долей (верхней, средней, нижней), левое – из 2 долей (верхней, нижней). Доли каждого лёгкого подразделяются на бронхиальные сегменты (в правом их 11, в левом – 10). Сегменты подразделяются на дольки, а те в свою очередь – на ацинусы.

Ацинус –структурно – функциональная единица лёгкого, где происходит газообмен. В лёгочную дольку входит 12 – 18 ацинусов. В ацинус входит 15 – 20 альвеол. Альвеолы –выпячивания в виде пузырьков диаметром 0,25 мм, внутренняя поверхность которых выстлана однослойным плоским эпителием, расположенным на сети гладких мышечных клеток и эластических волокон, и снаружи оплетённые кровеносными капиллярами. Благодаря эластическим волокнам изменяется объём альвеол при вдохе и выдохе.

Изнутри альвеолы покрыты тонкой плёнкой – сурфактантом - поверхностно-активным веществом, которое постоянно вырабатывается альвеолярным эпителием.

Функции сурфактанта:

1) снижает поверхностное натяжение альвеол;

2) препятствует слипанию альвеол при выдохе, т.е. играет роль скелета;

3) увеличивает растяжимость лёгких;

4) препятствует транссудации (выходу) жидкости на поверхность альвеол из плазмы капилляров лёгких.

У курильщиков сурфактант разрушается никотином.

Кроме сурфактанта стенки альвеол содержат альвеолоциты (пневмоциты), участвующие в газообмене, и макрофаги, уничтожающие инородные частицы и бактерии, попавшие с воздухом.

Альвеолярный воздух и кровь непосредственно не сообщаются между собой. Они разделяются аэрогематическим барьером(альвеолярно-капиллярной мембраной). В состав барьера входят: сурфактант, альвеолоциты, базальная мембрана (общая для альвеолоцитов и эндотелиоцитов), эндотелий капилляров. Суммарная площадь аэрогематического барьера составляет примерно 70 – 80 кв.м. Газы переходят через альвеолярно-капиллярную мембрану путём диффузии. Направление и интенсивность перехода газов зависит от их концентрации в воздухе и крови.

Плевра (pleura)- эластичная, гладкая серозная оболочка, образующая около каждого лёгкого замкнутый плевральный мешок. Состоит из соединительной ткани, выстланной плоским эпителием (мезотелием). Различают 2 листка: висцеральный и париетальный. Висцеральный листок сращён с веществом лёгкого, париетальный – покрывает стенки грудной клетки, средостение и диафрагму. Между листками имеется щель – плевральная полость, заполненная плевральной жидкостью, уменьшающей трение между листками при дыхании. Каждое лёгкое имеет свою замкнутую плевральную полость, заполненную небольшим количеством (20 – 30 мл) серозной жидкости. В местах перехода одной части париетальной плевры в другую имеются углубления – плевральные синусы, которые заполняются лёгкими в момент максимального вдоха. В этих синусах может скапливаться серозная жидкость при нарушении процесса её образования или всасывания, а также кровь, гной, экссудат при повреждениях или заболеваниях плевры и лёгких. Особенно велик рёберно- диафрагмальный синус, расположенный в нижнем отделе плевральной полости между рёберной и диафрагмальной плеврой. Другие 2 синуса: диафрагмо-медиастинальный и рёберно – медиастинальный выражены меньше.

Плевральная полость непроницаема для воздуха, т.е. давление в ней на 3-4 мм рт.ст. ниже атмосферного (отрицательное давление). Поэтому в плевральных полостях лёгкие находятся в расправленном состоянии и принимают конфигурацию стенки грудной полости.

Значение отрицательного внутригрудного давления:

1) способствует растяжению лёгочных альвеол и увеличению дыхательной поверхности лёгких, особенно во время вдоха;

2) обеспечивает венозный возврат крови к сердцу и улучшает кровообращение в лёгочном круге, особенно в фазу вдоха;

3) способствует лимфообращению;

4) помогает продвижению пищевого комка по пищеводу.

При поступлении воздуха в плевральную полость (при травме грудной клетки) образуется пневмоторакс.При этом внутриплевральное давление становится равным атмосферному, что обусловливает спадение лёгкого и дыхание становится невозможным. Различают следующие виды пневмоторакса:

1) травматический;

2) самопроизвольный (спонтанный);

3) искусственный.

Травматический пневмоторакс возникает при проникающем ранении грудной клетки.

Самопроизвольный (спонтанный) пневмоторакс образуется при разрыве больного лёгкого (туберкулёз, гангрена, рак и др.), когда воздух проникает в плевральную полость через повреждённую стенку бронха.

Искусственный пневмоторакссоздаётся преднамеренно с лечебной целью (при туберкулёзе лёгких), для диагностики (при опухолях и инородных телах грудной полости) и для подготовки больного к операции на лёгком и средостении.

Воспаление лёгких – пневмония, воспаление плевры – плеврит. Скопление воздуха в плевральной полости – пневмоторакс, жидкости – гидроторакс, крови – гемоторакс, гнойного экссудата –пиоторакс.

Средостение (mediastinum) – комплекс органов, расположенных между двумя лёгкими (между плевральными полостями). Средостение подразделяют на 2 отдела: переднее и заднее. Условная граница между ними проходит по передней поверхности трахеи и главных бронхов.

В переднем средостении расположены сердце с перикардом, вилочковая железа, диафрагмальные нервы и лимфатические сосуды.

В заднем средостении находятся трахея и главные бронхи, пищевод, блуждающий нерв, грудная часть аорты, симпатический ствол, грудной лимфатический проток, непарная и полунепарная вены, лимфатические узлы.

Всё пространство между этими органами заполнено рыхлой волокнистой соединительной тканью и жировой клетчаткой.

Дыхательный циклсостоит из вдоха, выдоха и паузы. Частота дыхания (ЧД) в покое составляет 14-18 в минуту. В дыхании участвуют межрёберные мышцы и диафрагма. В результате их попеременного сокращения и расслабления объём грудной полости изменяется. Различают 2 группы межрёберных мышц: наружные и внутренние. Выделяют 2 типа дыхания – грудной и брюшной. При грудном типе преобладает увеличение объёма грудной клетки за счёт поднимания рёбер, а не за счёт опускания купола диафрагмы. Этот тип дыхания характерен для женщин. Брюшной тип дыхания обеспечивается в первую очередь диафрагмой. При опускании купола происходит смещение органов живота вниз, что сопровождается выпячиванием передней брюшной стенки на вдохе. На выдохе купол диафрагмы поднимается и передняя брюшная стенка возвращается в исходное положение. Такой тип дыхания характерен для мужчин.

Механизм вдоха.Вдох – активный процесс. Наружные межрёберные мышцы сокращаются, а внутренние расслабляются, в результате чего рёбра отходят вперёд, удаляясь от позвоночника. Одновременно сокращается, становясь более плоской, диафрагма. Оба эти действия приводят к увеличению объёма грудной клетки. В результате давление в грудной клетке и лёгких становится ниже атмосферного, воздух поступает внутрь и заполняет альвеолы до тех пор, пока давление в лёгких не сравняется с атмосферным.

Механизм выдоха.Выдох – пассивный процесс. Наружные межрёберные мышцы и диафрагма расслабляются, возвращаясь в прежнее положение, а внутренние межрёберные мышцы сокращаются. В результате объём грудной клетки уменьшается, давление в ней становится выше атмосферного, воздух выталкивается из лёгких и выдох заканчивается.

При физической нагрузке наблюдается форсированное дыхание.В действие вводятся дополнительные мышцы, и выдох становится более активным процессом, требующим расхода энергии.

В повседневной клинической практике широко применяют определение 4 -х лёгочных объёмов и 4-х ёмкостей лёгких. Для их измерения используют специальные приборы – спирометры.

Лёгочные объёмы:

1) Дыхательный объём – количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает в покое. Равен в среднем 500 мл (300 – 700 мл).

2) Резервный объём вдоха – количество воздуха, которое человек может дополнительно вдохнуть после нормального спокойного вдоха. Составляет в среднем 1500 мл (1500-2000 мл).

3) Резервный объём выдоха – количество воздуха, которое человек может дополнительно выдохнуть после спокойного выдоха. Составляет 1500 мл (1500-2000 мл).

4) Остаточный объём – количество воздуха, остающееся в лёгких после максимального выдоха. Равен в среднем 1200 мл (1000-1500 мл). Выдохнуть его не удаётся.

Ёмкости лёгких:

1) Жизненная ёмкость лёгких – наибольшее количество воздуха, которое можно выдохнуть после максимального вдоха. Равен сумме дыхательного объёма, резервного объёма вдоха и выдоха (от 3500 до 4700 мл).

2) Общая ёмкость лёгких – количество воздуха, содержащееся в лёгких на высоте максимального вдоха. Равна сумме жизненной ёмкости лёгких и остаточного объёма (4700-6000 мл).

3) Резерв (ёмкость) вдоха – максимальное количество воздуха, которое можно вдохнуть после спокойного выдоха. Равен сумме дыхательного объёма и резервного объёма вдоха (2000 мл).

4) Функциональная остаточная ёмкость – количество воздуха остающееся в лёгких после спокойного выдоха. Равен сумме резервного объёма выдоха и остаточного объёма (2700-2900 мл). Физиологическое значение этой характеристики в том, что она способствует выравниванию колебаний содержания кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе вследствие разной концентрации этих газов во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе.

Лёгочная вентиляция –количество воздуха, проходящее через лёгкие в единицу времени. Обычно измеряют минутный объём дыхания (МОД), равный произведению дыхательного объёма на частоту дыхания. В покое минутный объём дыхания равен 6-8 л/мин., при средней мышечной работе – 80 л/мин., при тяжёлой мышечной работе – 120-150 л/мин.

Не весь объём вдыхаемого воздуха участвует в вентиляции альвеол. Часть его остаётся в воздухоносных путях (140-150 мл). Поэтому при спокойном дыхании в альвеолы поступает не 500 мл, только около 350 мл. Поэтому просвет воздухоносных путей называют мёртвым пространством: воздух, находящийся там, в обмене не участвует. При вдохе последние порции атмосферного воздуха входят в мёртвое пространство и, не изменяя своего состава, покидают его при выдохе.